活化赤泥吸附除磷及其机理的研究

以铝矿工业赤泥为原材料,采用酸活化、焙烧活化、热酸活化方法进行活化处理,得到除磷吸附剂,考察了pH值、反应时间和磷初始浓度等因素对除磷吸附剂吸附效果的影响.结果表明,活化赤泥具有较好的除磷能力,酸活化赤泥和焙烧活化赤泥对磷的饱和吸附量分别为155.2、144.2 mg·g-1.热酸活化赤泥除磷能力更强,其对磷的饱和吸附量可达202.9 mg·g～,经过热酸活化后的赤泥即使在pH值波动较大时也能很好处理高浓度含磷废水.溶液pH显著影响磷去除效果,在pH为7时得到最大去除量.     

铁改性赤泥吸附剂的制备及其除砷性能研究

以氧化铝生产废渣--赤泥为原料,采用铁盐改性处理制备了新型羟基铁包覆型赤泥除砷吸附剂.研究考察了吸附剂吸附砷效能、投加量、吸附时间和pH值对吸附除砷效果的影响;采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、比表面积(BET)等仪器对吸附剂进行了表征,并探讨了吸附机制.结果表明,铁盐改性赤泥吸附剂对As(V)具有显著吸附效能,在pH为7,初始砷浓度为1 mg·L-1,铁盐改性赤泥吸附剂饱和吸附容量为50.6mg·g-1时,除砷率高达99.9%,吸附后出水砷含量可达到0.01 mg·L-1以下,吸附规律符合Langmuir等温方程式;溶液pH值显著影响砷去除效果,吸附机制主要为羟基铁的表面吸附机制;吸附后的吸附剂可通过NaOH溶液再生,脱附率达到92.1%.     

活化赤泥去除猪场废水生化处理出水中的磷和重金属

以铝矿工业废渣赤泥为原材料,采用焙烧活化方法进行活化处理,并将其用于畜禽废水生化处理出水中磷和重金属的吸附去除.同时,研究考察了吸附剂除磷、除重金属的能力以及投加量、pH值和反应时间对去除效果的影响.结果表明,赤泥和活化赤泥对磷、铜、锌、砷吸附规律符合Langmuir吸附等温方程;焙烧改性后,赤泥对磷、铜、锌、砷的去除能力显著提高,900℃焙烧活化饱和吸附量可分别由46.26、18.18 、15.45、18.83 mg·g-1提高至149.00、65.17、99.20、27.51 mg·g-1;pH显著影响除磷、除重金属的效果,高pH条件有利于磷、铜、锌、砷的去除;赤泥和活化赤泥除磷、铜、锌、砷的作用机理包含金属氧化物表面的表面络合作用机理,其对砷和磷的去除机理还包括共沉淀作用.     

高分子聚合物型废弃钻井液的稳定机理及超声脱稳机制研究

高分子聚合物型废弃钻井液具有极高稳定性,难以固液分离,成为制约其资源化循环利用的关键瓶颈问题.本研究拟揭示高分子聚合物型废弃钻井液的稳定机理,并探究超声对废弃钻井液的脱稳效果和机制.采用X射线能谱和红外光谱等表面分析技术,结合胶体化学方法研究了钻井液的空间分子结构、稳定机理和超声脱稳机制.结果表明,钻井液中的颗粒以未包覆和高聚物表面包覆两种形式存在,共同形成高分子稳定颗粒体系.其中,未被高聚物包覆的岩屑颗粒遵循空位稳定和DLVO稳定机理,被高聚物表面包覆的加重材料遵循空间稳定和DLVO稳定机理.超声脱稳实验结果表明,在1000 W功率下超声处理5 min后,耦合添加0.02%阳离子型聚丙烯酰胺,脱水率高达81.0%,泥饼含水率低至29.3%,获得了优良的固液分离效果.超声通过破坏高分子聚合物长链结构实现高分子聚合物型废弃钻井液的脱稳.本研究为高分子聚合物型废弃钻井液脱稳技术的研发提供了理论支撑和研发方向.     

二甲基二烯丙基氯化铵的合成及絮凝效果研究

采用微波辐射和固体NaOH联用的选择性加热方法,在低温下(＜5℃)合成二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC).研究了微波辐射、超声辐射和固体NaOH溶解内加热对其化学反应过程的影响.结果表明,生成叔胺的反应时间缩短为7min,产率增加了25%.以DADMAC作单体,聚合得到聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)的特性粘度为2.7,絮凝效果大大提高.     

不同含量硫酸根和硝酸根作为反离子对聚二甲基二烯丙基铵盐絮凝性能的影响

在实验室烧杯实验中,通过利用光散射监控技术,以及测定絮凝后上清液的残余浊度和Zeta电位,研究了硫酸根和硝酸根聚二甲基二烯丙基铵盐聚电解质（PDADMAX）的絮凝性能．以不同浊度的高岭土悬浊液为目标物,详细地讨论了反离子中不同含量的SO4^2-或NO3^-对絮凝效能的影响．为了进一步阐明PDADMAX的絮凝机理,用原子力显微镜（AFM）和比浓粘度表征了反离子对PDADMAX溶液性质和吸附形貌的影响实验结果表明：反离子明显影响了PDADMAX的絮凝性能．含有NOr的PDADMAX具有更强的“电中和作用”和更高的絮凝效率,而含有SO4^2-的PDADMAX具有更高的“吸附架桥作用”既更宽的最佳絮凝剂投量范围、更大的絮体．不同的SO4^2-或NO3^-含量的PDADMAX絮凝剂的絮凝效率不同,其中都在含量20％时效果最好．而且在高浊度条件下,SO4^2-或NO3^-对PDADMAX的絮凝效果有更明显地增强．     

赤泥和污泥对土壤锌化学形态转化的影响

通过土壤室内培养实验,研究了赤泥和污泥对土壤中Zn化学形态转化的影响。研究表明:单独使用赤泥可以有效降低土壤中植物可利用态Zn含量,促进可交换态(EXC)、碳酸盐结合态(CA)、有机结合态(OM)转化为残渣态(RES),而污泥对Zn的固稳效果是暂时的。赤泥和污泥的一起使用较单独使用赤泥或污泥固稳Zn的效果好,既能促进有效态重金属Zn转化为不可利用态Zn,又能增加土壤肥力。     

载钴活性焦对As(V)的吸附性能与去除效果

使用沉淀负载法制备了载钴活性焦,并研究了溶液pH值、反应时间、As(V)初始浓度以及共存阴离子等对载钴活性焦吸附去除水环境中As(V)的影响。结果表明,(1)载钴后活性焦的比表面积和孔容积分别提高了20.87%和43.47%;(2)载钴活性焦对As(V)最佳吸附pH值为4.0,当As(V)的初始浓度为10 mg/L时,As(V)去除率可达97%;(3)吸附过程符合准二级动力学模型(k2=0.66,R2=0.96),吸附等温线为Freundlich型(kF=8.227,1/n=0.396,R2=0.97);(4)稳定性实验验证了载钴活性焦的稳定性,钴不易脱附,最大脱附率仅为0.145%。     

UV/H2O2联合氧化法去除畜禽养殖废水中抗生素

随着畜禽养殖业的迅猛发展,畜禽养殖废水污染问题日益突出,尤其是养殖过程中大量使用抗生素,致使畜禽养殖废水含有抗生素,成为一类新型环境危害污染物.如何有效去除畜禽养殖废水中的抗生素,成为国内外研究热点.采用UV/H2O2联合氧化法去除畜禽养殖废水中抗生素(磺胺甲恶唑、磺胺噻唑、磺胺甲噻二唑、磺胺二甲氧嘧啶、磺胺二甲嘧啶)...     

原子力显微镜分析聚二甲基二烯丙基铵盐的吸附和絮凝行为:反离子的影响

通过对聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)改性得到了高分子量的聚二甲基二烯丙基硝酸铵(PDADMANO₃)和聚二甲基二烯丙基硫酸铵(PDADMASO₄).通过电导率,比浓粘度,原子力显微镜,以及高岭土悬浊液絮凝试验的残余浊度,Zeta电位和絮凝指数,研究了一价阴离子(Cl^-,ON₃^-)和二价阴离子(SO₄^2-)对聚二甲基二烯丙基铵盐(PDADMAX)的溶液性质、吸附的结构与形貌和絮凝性能的影响.结果表明:不同的反离子对PDADMAX的溶液性质、吸附的结构与形貌和絮凝性能有显著影响.PDADMANO₃具有更高的絮凝效率和“电中和作用”,而PDADMASO₄具有更宽的最佳絮凝范围和更大的絮体粒径,及更强的“吸附架桥作用”.特别对于聚电解质的吸附和絮凝机理的研究,单个高分子的原子力显微镜图象是一种非常有效地分析方法.