基于响应面法的重金属螯合剂前体物合成条件优化研究

以小分子的乙二胺与环氧氯丙烷为原料,以黏度为考察对象,对高分子重金属螯合剂的前体物合成条件进行优化。采用单因素实验确定黏度的主要影响因素,然后采用响应面法对制备条件进行优化。结果表明:(1)拟合的模型回归项显著而失拟项不显著,拟合性良好。(2)最佳制备条件为环氧氯丙烷和乙二胺摩尔比1.1、反应温度82.8℃、反应时间9.2h、NaOH和乙二胺摩尔比1.2。(3)产物傅立叶红外光谱表明,特征官能团的存在证明了前体物的生成。(4)利用前体物进一步合成了螯合剂,该螯合剂的Pb去除和稳定效果明显优于市售螯合剂。     

螯合剂稳定飞灰的条件优化及螯合产物的稳定性评价

研究了垃圾焚烧飞灰螯合稳定化处理过程中螯合剂的加药量、体系的含水率以及搅拌时间对飞灰中各种重金属浸出浓度的影响;随后研究了飞灰螯合产物在自然环境下、紫外线光照下和35℃下重金属的浸出行为,同时对比了大分子DTC和小分子SDD的螯合性能。结果表明:当螯合剂的加药量达到3%时,飞灰中常见的6种重金属的浸出浓度都低于GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的限值;提高含水率有利于螯合反应的进行,对Pb、Zn和Cd,加大螯合时的含水率都可以降低浸出液中的重金属浓度;当搅拌时间超过2 min后,飞灰中重金属的浸出基本稳定。随着时间推移,不同放置条件下螯合飞灰中重金属的浸出浓度均满足填埋场入场控制标准,同时发现大分子DTC较小分子SDD具有更好的螯合效果。     

高分子重金属螯合剂合成条件的响应面优化

以实验室制备的大分子多烯多胺为原料,在碱性条件下,制备新型高分子重金属螯合剂二硫代氨基甲酸盐(DTC)。在单因素实验中,研究了反应时间、反应温度、NaOH∶PEI和CS2∶PEI等4种因素对Cd~(~(2+))去除率的影响,随后采用了响应曲面法中常用的中心复合设计模型以Cd~(2+)去除率为响应值建立二次回归方程对DTC的合成条件进行了分析与优化。得到的最佳合成条件为:反应时间10.4 h,反应温度70℃,NaOH∶PEI为1.78,CS_2∶PEI为0.8。此条件下制备的DTC去除Cd~(2+)的效率为99.9%,与模型预测值(100%)相对偏差仅为-0.1%,模型与实际拟合良好,并利用红外傅立叶与扫描电镜对螯合剂进行了理化性质的分析。     

热耦合渗透蒸馏分离酸洗废水中HCl的传质研究

采用膜蒸馏分离废水中的HCl时常伴生着水蒸气的传质,影响HCl的分离效果。为抑制水的传质,文章考虑采用热耦合渗透蒸馏,建立了利用实验结果计算总传质系数和选择性分离系数的方程,分析了HCl-H2O体系气液平衡关系及跨膜传质推动力。研究结果表明,升高料液温度或增大料液流速均能提高HCl的总传质系数,但却降低了选择性分离系数;废水为盐酸和硫酸混合液时,能够抑制水蒸气的传质,且硫酸浓度越大,抑制作用越明显,能够同时提高总传质系数和选择性分离系数;废水中含有氯盐时,同离子效应和离子的水化作用产生的盐析效应能够抑制水蒸气的传质,提高选择性分离系数。     

ZnO-MgO/Al2O3吸附-臭氧催化氧化处理难降解有机废水

以活性氧化铝为载体,采用浸渍法制备催化剂,对甲基橙及草酸模拟废水进行处理.在中性条件下,臭氧催化氧化比单独臭氧氧化能提前30 min使得甲基橙溶液褪色,反应105 min时,臭氧催化氧化对TOC的去除率高达96.53%,比单独使用臭氧氧化对甲基橙TOC去除率提高了47.19%,在处理草酸废水时臭氧催化氧化对TOC去除率高达80.59%,比单独使用臭氧氧化对草酸TOC去除率提高了59.14%.在处理甲基橙及草酸的小试实验中催化剂对有机污染物的吸附作用起到了加快反应进行的作用.在对垃圾渗滤液超滤出水时,O₃与COD质量比为1:1时,臭氧催化氧化对COD去除率为49.09%,比单独使用臭氧氧化提高36.37%,臭氧催化氧化对TOC的去除率是单独使用臭氧氧化的2.54倍,在处理垃圾渗滤液纳滤浓水时,臭氧催化氧化对COD去除率高达88.72%,比单独使用臭氧氧化提高37.60%,并且臭氧催化氧化对TOC的去除率是单独臭氧氧化的1.6倍.臭氧催化氧化反应过程中产生的羟基自由基对有机物更快的反应速率.     

基于多属性决策方法的饮用水健康风险全面评价

分别从整体和单个指标两方面对饮用水的健康风险进行全面评价。整体评价方面,引入多属性决策方法对饮用水进行覆盖全部指标的健康风险评价。在给出指标不达标阈概念的基础上,提出了一个以指标从达标到不达标阈的敏感度为依据计算指标权重的方法。单个指标的健康风险评价方面,应用目前美国环保局推荐的健康风险评价模型对饮用水中的重金属指标进行健康风险评价,改进饮用水中污染物为有机物的健康风险评价模型达到对饮用水中的有机物指标进行健康风险合理评价。最后给出一个算例对所提方法进行了验证。结果表明,将多属性方法与目前普遍使用的健康风险评价方法结合起来使用能够实现从整体上和单个指标上对饮用水健康风险进行全面评价,从而更具实效性。     

基于熵权的区间型多属性决策方法在湖泊水质评价中的应用

针对现有多属性决策方法在水质评价过程中忽视指标在某一等级内效用相同,导致指标间过度补偿,综合评价效果失真的问题,本文考虑将指标时序或空间的多个监测值转化成区间数以降低数据维度,保留时序信息,同时通过定义指标区间到约定等级区间的距离,体现评价强调达标的特点,进而利用熵权法从指标平均水平达标的一致性和变化幅度的趋同性两方面筛选评价作用显著的指标.该方法在指标测度阶段和指标生成阶段压缩决策矩阵维度,简化了评价过程的计算.最后通过对太湖水域的水质数据的评价案例说明了方法的可行性和实效性.     

氯盐对汞化合物污染土壤热脱附过程的影响

对HgCl₂、HgS、Hg(NO₃)₂·H₂O、HgO、HgSO₄ 5种试剂分别添加MgCl₂、CaCl₂和NaCl 3种氯盐,采用热重分析法进行热挥发性对比研究,以期选择对汞化合物热脱附有促进作用的氯盐,并将其添加到内蒙古2块不同污染场地的汞污染土壤样品(A、B)中,进行低温热脱附修复研究. 结果表明:5种汞化合物试剂热脱附温度由低到高依次为HgCl₂＜HgS＜Hg(NO₃)₂·H₂O＜HgO＜HgSO₄. 在汞化合物中加入MgCl₂、CaCl₂和NaCl后的热重分析发现,MgCl₂对HgS、Hg(NO₃)₂·H₂O、HgO、HgSO₄热脱附过程影响最大,降低了汞化合物热脱附的初始温度. A、B 2个污染土壤样品加入MgCl₂热脱附后,汞的去除率分别从无药剂处理的65.67%、70.74%升至81.35%、84.91%. 表明MgCl₂可以促进汞污染土壤中汞化合物的转化,有利于土壤汞污染的热脱附修复,应用前景较好.