连续流微生物燃料电池处理含重金属废水研究

该实验的研究对象为连续流双室微生物燃料电池,同时考察连续流微生物燃料电池的污水处理、发电和重金属离子(Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cr~(6+)、Cd~(2+)电镀废水,500 mg/L)的处理回收效果并与传统单室微生物燃料电池进行对比。在厌氧环境下以微生物本身作为催化剂,利用人工配成的糖蜜废水作为阳极底物,不同有毒重金属离子溶液作为阴极底物。试验结果表明,在外电阻(1 000Ω)相同的情况下得到Crr~(6+)电镀废水作为阴极时的产电性能最佳,获得最大电压U=114.2 mV,功率密度P=35.648 8 mW/m~2,库伦效率CE=44.13%,同时得到最高金属离子去除率66%。相比之下Cu~(2+)阴极液组产电效果较差,电压稳定值不足0.01 V,功率密度P=6.059 m W/m~2与库伦效率CE=3.78%均为最低值。在阳极均实现了对模拟糖蜜废水的降解,处理效果最显著的是Cd~(~(2+))阴极液组,COD去除率达到78%。最后对MFC阴极还原产物进行了X射线衍射分析,得到Cu~(2+)还原产物包括Cu_2O与铜单质,Crr~(6+)主要被还原成Cr_2O_3,Cd~(2+)与Ni~(2+)主要生成单质状态。采用X射线衍射分析阴极电极还原物质,经计算机检索与国际标准PDF对照。得到4组不同阴极液中,Cu~(2+)被还原生成Cu_2O晶体与单质铜。Ni~(2+)被还原生成镍单质。而Cr~(6+)与Cd~(2+)阴极液组中分别出现Cr_2O_3与单质镉的晶体衍射峰。     

新型钛酸钠填料对Cu2+、Pb2+、Zn2+和Cd2+的竞争吸附研究

以钛酸钠纳米纤维为原材料制备新型钛酸钠填料,对水体中常见的重金属(Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)和Cd~(2+))进行竞争吸附实验研究,分析了四元、三元及双组分竞争吸附的选择性吸附特性,并探讨了4种金属离子在钛酸钠填料上的相互作用关系.结果显示,初始浓度较低时,4种离子之间的相互影响差异性不明显;随着初始浓度的升高,4种离子的竞争吸附分配系数都呈下降的趋势,竞争吸附系数大小顺序为:Pb~(2+)Cu~(2+)Zn~(2+)Cd~(2+),这与重金属离子的第一水解常数大小顺序一致.竞争吸附结果表明,水中存在Pb~(2+)时,其余3种离子的吸附都会被抑制,尤其对Zn~(2+)和Cd~(2+)的抑制更显著,即在钛酸钠填料上Pb~(2+)的竞争吸附能力最强,Cu~(2+)次之,而Zn~(2+)和Cd~(2+)的竞争吸附能力较弱,其吸附过程容易受到其他二价金属离子的抑制.     

电镀废水中低浓度镍和锌离子的高效富集研究

电镀废水中低浓度重金属离子的处理普遍采用混凝沉淀法,由此产生了大量重金属污泥,其安全处置过程复杂且成本较高.基于此,本文研究了一种资源化回收电镀废水中低浓度镍离子(Ni~(2+))和锌离子(Zn~(2+))的方法.结果表明,电镀废水经过铁盐混凝后,产生的沉淀溶解于硝酸中,得到硝酸溶解液中Ni~(2+)和Zn~(2+)浓度分别高达2.3 g·L~(-1)和1.5 g·L~(-1),而杂质铁(Fe~(3+))浓度为12.2 g·L~(-1).将硝酸溶解液直接进行水热处理,溶液中Ni~(2+)和Zn~(2+)浓度不变,残留铁浓度为1.76 g·L~(-1).向硝酸溶解液中添加乙酰丙酸(C_5H_8O_3)后进行水热处理,Ni~(2+)和Zn~(2+)浓度依然不变,但溶液中残留铁浓度仅为0.78 mg·L~(-1).硝酸溶解液中铁的去除主要源于水热条件下铁的水解和缩聚转化为高结晶度的赤铁矿.添加乙酰丙酸能够同时降低溶液中NO~-_3浓度和提升pH值,促进溶液中铁的水解和缩聚.     

两性高分子螯合絮凝剂与Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的螯合稳定性

采用紫外分光光度法测定了两性高分子螯合絮凝剂(ACPF)与Cu2+、Cd2+、Pb2+、Ni2+形成螯合物的吸收光谱,考察了螯合沉淀物的稳定性,探讨了螯合物的组成,并计算其稳定常数.结果表明,ACPF分别在204、251和285 nm处出现最大吸收峰;ACPF中—CSS-基团与Cu2+、Pb2+、Cd2+和Ni2+等离子均按物质的量比2:1形成稳定螯合物,分别在319、310、313.5和326 nm处出现最大吸收峰,最大吸收峰发生显著红移.ACPF与Cu2+、Pb2+、Cd2+和Ni2+形成的螯合物的稳定常数分别为1.37 ×1012、3.26 ×1011、2.05×1011和3.04×1010.螯合沉淀物中重金属离子的溶出率随溶出液pH值升高而降低.PH≥5.6时,ACPF-Cu2+、ACPF-Ni2+ 、ACPF-Pb2+和ACPF-Cd2+都很稳定,浸出60.D后溶出液中Cu2+、Ni2+、Pb2+和Cd2+浓度都分别低于相应的国家污水综合排放标准(GB8979-1996).     

蔗渣纤维素黄原酸酯（SCX）的制取和应用研究

本文简述了重金属离子脱除剂——蔗渣纤维素黄原酸酯(SCX)的制取和应用研究的初步结果。利用甘蔗渣为原料,再辅以氢氧化钠、二硫化碳和硫酸镁,可制得Na-Mg 型 SCX。采用 SCX 处理电镀废水,对废水中的重金属离子(Cr~(6+),Cu~(2+),Zn~(2+))均有脱除效果,特别是对 Cr~(6+),其脱除率达到99.76%。     

β-环糊精与聚丙烯酰胺的接枝化合物及其对水中污染物的絮凝作用

合成了聚丙烯酰胺与环糊精的接枝化合物，研究了该接枝化合物对模拟水样中污染物的去除能力。试验结果表明，β-环糊精和聚丙烯酰胺的接枝化合物与聚丙烯酰胺相比，对重金属离子Cu^2 、Zn^2 、Cd^2 、Pb^2 ，苯酚和苯胺的去除能力皆有一定的提高。     

壳聚糖及其共聚物吸附Cu~(2+)、Zn~(2+)动力学研究

通过测定Cu2+和Zn2+溶液中的电导率的变化,研究壳聚糖(CTS)、壳聚糖-海藻酸钠共聚物(CTS-AGS)对Cu2+和Zn2+的吸附动力学特征,结果表明该吸附是以化学吸附为主要特征的单分子层吸附,通过计算不同情况下吸附速率常数,以及对吸附前后的扫描电镜分析,初步探讨其吸附机理。     

TiO_2光催化还原重金属离子的研究进展

光催化还原技术越来越得到人们的认可。文章综述了TiO2光催化还原技术在废水中重金属离子处理方面的应用,从重金属离子的光催化还原机理、反应驱动力、光催化剂的失活与再生以及各种光催化还原重金属的影响因素等方面,阐述了重金属离子的光催化还原新进展。     

光催化法处理灌渠废水和荧光废水

采用溶胶-凝胶法制备出TiO2光催化剂,在紫外光的作用下进行天香园灌渠废水、洪都集团荧光废水光催化降解反应,并且与活性污泥法相对比.结果表明:对于天香园灌渠废水,当pH=3.0、光催化剂投加量为150 mg时,光催化效率较高.反应1 h后,Cd2 和Cr6 还原率分别达到95%和80%以上;反应5 h后,Cu2 、COD、氨氮降解率超过85%.活性污泥法对于COD和氨氮的去除效果比较差,不适用于成分复杂的工业废水处理.对于洪都集团荧光废水,当pH=3.0、光催化剂投加量为100 mg时,光催化效率较高.反应1h后,色度降低到8以下,反应5 h后,COD、氨氮值仍然较高.在高浓度下,活性污泥法对于COD和氨氮的去除效果较好,低浓度时光催化法表现出明显的优势.     

温度和pH对填埋场防渗帷幕吸附重金属离子的影响

以Pb（NO3）2和CdCl2作为模拟渗滤液,通过吸附实验,研究了体系pH值和温度变化对填埋场防渗帷幕吸附垃圾渗滤液中重金属离子的影响,探讨了防渗帷幕对重金属离子的吸附机理。研究结果表明：pH值是影响重金属离子吸附的重要因素,一般来说,弱酸性环境（pH=5～7）有利于防渗帷幕对铅和镉的吸附,随着体系pH值的升高,防渗帷幕对铅和镉的吸附率逐渐增大,且对铅的吸附率高于对镉的吸附率;温度是影响防渗帷幕吸附过程的重要环境因子之一,实验条件下,随着温度的升高,防渗帷幕对重金属离子的平衡吸附量均略微下降,说明季节不同防渗帷幕对渗滤液的阻滞能力不同。