液体高铁酸钠同时去除电镀废水中氰化物和重金属

采用自制的电化学装置在线制备液体高铁酸钠,然后将制得的高铁酸钠投加到电镀废水中进行处理,考察不同pH值和不同高铁酸钠投加量对废水中总氰化物、Cu~(2+)、Ni~(2+)去除率的影响;对比研究了高铁酸钠氧化法和次氯酸钠氧化法在处理低浓度含氰电镀废水的效果。结果表明,当pH为9~10,高铁酸钠的最佳投加量为0.O.24±0.048 mmol·L~(-1)时,总氰化物、Cu~(2+)和Ni~(2+)的同时去除率均在90%以上;在处理低浓度含氰电镀废水时,高铁酸钠对总氰化物、Cu~(2+)和Ni~(2+)的同时去除率均明显高于次氯酸钠。这是因为高铁酸钠能够有效地氧化多种络合态的氰化物,包括Cu(CN)_4~(3-)、Cu(CN)_4~,Ni(CN)_4~(2-)等使废水中的重金属转变为离子态;然后在碱性条件下在高铁酸盐还原产物-Fe(OH)_3助凝和絮凝作用下,反应生成沉淀达到同时去除氰化物和重金属的目的。     

液相络合脱硝中吸收脱除NO的反应机理

在鼓泡反应器中研究了乙二胺合钴溶液吸收NO的反应机理。实验结果表明:[Co(en)_2(NO)(OH~-)]~+不能被O2直接氧化;[Co_2(en)_4O2(OH~-)]~(3+)基本没有脱除NO的能力;[Co_2(en)_4O_2(OH~-)]~(3+)能够与[Co(en)_2(NO)(OH~-)]~+反应生成NO_3~-和NO_2~-;[Co_2(en)_4O_2(OH~-)]~(3+)与[Co(en)_2(NO)(OH~-)]~+的混合溶液具有脱除NO的能力。     

硫化亚铁稳定化修复重金属污染湖泊底泥的效率及机理

研究了硫化亚铁(FeS)对重金属污染湖泊底泥的稳定化修复效率及作用机制。结果表明:FeS能有效稳定化湖泊底泥中的重金属Cu、Pb和Cd。当水溶液初始pH=2,FeS的添加量为5%(质量分数)时,重金属Cu、Pb和Cd的稳定化率分别达到72.83%、55.25%和48.17%。水溶液初始pH在2~7范围内逐渐增加时,FeS对重金属的稳定化效率逐渐降低。在FeS稳定化重金属的过程中,Cu的稳定化主要通过形成CuS沉淀,Pb和Cd的稳定化均包含生成金属硫化物沉淀和Fe(OH)_3共沉淀过程,但Fe(OH)_3共沉淀对Pb的稳定化贡献显著大于Pb S沉淀,而Fe(OH)_3共沉淀和CdS沉淀对Cd的稳定化贡献相当。     

磁性羟基氧化铝的制备及对水体中Cu~(2+)的吸附性能研究

采用水热法制备磁性羟基氧化铝(γ-AlOOH@SiO_2/Fe_3O_4),使用透射电子显微镜、X射线衍射、比表面积分析对其进行形貌表征,并研究了其对水体中Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:γ-AlOOH@SiO_2/Fe_3O_4对水体中Cu~(2+)的吸附性能受pH、Cu~(2+)初始浓度、接触时间和温度的影响;γ-AlOOH@SiO_2/Fe_3O_4对Cu~(2+)的吸附符合Freundlich等温线方程,最大吸附量可达284.77mg/g;热力学分析表明,γ-AlOOH@SiO_2/Fe_3O_4对水体中Cu~(2+)的吸附过程是自发和吸热过程;动力学分析说明,该吸附过程遵循准二级动力学反应模型,该吸附过程为化学吸附,内扩散是整个吸附过程的限速步骤;Cu~(2+)吸附率随循环使用次数的增加稍有下降,吸附的Cu~(2+)可通过乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)脱附。     

天然有机物对零价铁去除水体中砷的影响研究

在研究零价铁对水体中砷去除动力学的基础上,着重探讨了天然有机物腐殖酸对零价铁除砷的影响.并对零价铁的腐蚀产物进行了分析.结果表明,水体中的砷可以通过在零价铁腐蚀产物上的吸附得到快速去除.腐殖酸显著降低了砷的去除率,这归因于腐殖酸与零价铁腐蚀产生的铁离子形成络合物,阻止了Fe(OH)3(或Fe(OH)2)沉淀的产生.腐殖酸浓度越高.砷的去除率越低.1.00 mg腐殖酸最多可以络合约0.75 mg铁离子.当铁离子与腐殖酸的络合达到饱和后,零价铁进一步腐蚀产生的铁离子可形成Fe(OH)3(或Fe(OH)2)沉淀,这些沉淀物可吸附水体中的腐殖酸和砷,从而加速砷的去除.冷冻干燥后的零价铁腐蚀产物的结构以无定型为主,含有少量的结晶化合物,包括γ-Fe2O3、γ-FeO(OH)和Fe3O4等.腐殖酸的存在可进一步增加腐蚀产物中的无定型成分.光电能谱(XPS)分析结果显示,吸附在腐蚀产物上的砷为5价,没有发现5价砷被还原成3价砷.在应用零价铁修复砷污染水体时,应考虑腐殖酸的影响.     

磁性纳米Fe_3O_4活化过硫酸盐降解水中磺胺甲恶唑

采用共沉淀法制备了具有较高催化活性的磁性纳米Fe_3O_4,并对其催化活化过硫酸盐(PS)降解磺胺甲恶唑(SMX)的性能进行了探究,考察了PS浓度、Fe_3O_4投加量、初始pH、共存阴离子(Cl~-、CO_3~(2-)、NO_3~-)以及腐殖酸(HA)对SMX降解效果的影响。SEM、EDS、FT-IR、XRD和BET表征结果表明,实验制备了较高纯度的Fe_3O_4纳米颗粒;重复性实验结果表明,Fe_3O_4具有良好的稳定性;催化降解SMX的实验结果表明,提高PS的浓度、增加Fe_3O_4的投加量均可提高SMX的降解率,且SMX的降解反应符合拟一级动力学。当PS浓度为0.5 mmol·L~(-1)、Fe_3O_4投加量为1.2 g·L~(-1)、初始pH=7.0时,Fe_3O_4活化PS降解SMX的效果最佳,在反应180 min后,SMX降解率达到93.3%。XPS光谱分析结果表明,反应过程中Fe~(2+)主要参与了活化PS降解SMX的过程。乙醇(EtOH)和叔丁醇(TBA)自由基淬灭实验结果证明,在Fe_3O_4/PS体系中同时存在SO_4~-·和·OH,SO_4~-·对SMX的降解发挥了主导作用。以上结果为含磺胺甲恶唑废水的处理提供了催化剂选择,也可为过硫酸盐高级氧化体系中阴离子和腐殖酸对反应的影响效果提供参考。     

铁盐对污泥飞灰共热解产物浸出浓度的影响研究

采用热解法,研究了不同铁盐种类及添加量时污泥与飞灰共热解产物的重金属浸出浓度,同时对污泥飞灰的混合比例进行进一步讨论以确定经济有效的新型处置工艺。结果表明:整体上,不同铁盐对Cd、Pb、Cu和Zn浸出的影响差异显著;单独添加Fe_2(SO_4)_3时,热解炭中Cd、Pb、Cu和Zn浸出浓度比单独FeSO_4时低约67.8%、31.0%、62.8%、45.8%。添加Fe_2(SO_4)_3使Fe添加量为干污泥质量的0.5%时,可以有效降低大多数重金属的浸出浓度。污泥飞灰的混合比例对As、Cd、Pb和Zn浸出的影响差异显著。热解温度为500℃,干污泥∶飞灰质量比为2∶1时,加入Fe_2(SO_4)_3(Fe添加量为干污泥质量的0.5%)后,热解炭可在生活垃圾填埋场中填埋。     

TiCl 4改性钠基膨润土的制备及其对U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)的吸附性能研究

采用阳离子插层法制备了TiCl_4改性的钠基膨润土(Ti-Na-bent),并研究了Ti-Na-bent对U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)的吸附性能。扫描电镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)表征结果显示,钛以粒状非晶态的形式存在于钠基膨润土(Na-bent)的表面或层间。吸附实验结果表明,当温度为298K,吸附剂用量为10mg,U(Ⅵ)、Th(Ⅳ)初始质量浓度为500mg/L,pH分别为5.0、2.5,反应时间为2h时,Ti-Na-bent对U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)的最大吸附量分别为336.25、231.62mg/g,比改性前分别提高了1.67倍、70%。吸附U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)的过程符合Freundlich模型和准二级动力学模型,属于吸热、熵增的自发过程,吸附机理主要为UO_2~(2+)、Th~(4+)、[(UO_2)_n(OH)_(2n-1)]~+、[Th(OH)_2]~(2+)与Na-bent上可交换的阳离子和Ti(OH)_4上的氢之间的离子交换。Ti-Na-bent对U(Ⅵ)、Th(Ⅳ)的吸附容量高、稳定性好,有望用于处理含U(Ⅵ)、Th(Ⅳ)的放射性废水和用作高放废物地质处置库缓冲/回填材料。     

磁性高岭土的制备及对铅离子的吸附

采用共沉淀法制备磁性高岭土,以扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)、红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对其进行表征。分析了吸附剂用量、pH、时间对磁性高岭土吸附Pb~(2+)的影响,并与Fe_3O_4和高岭土的吸附性能进行比较。SEM表明制备的磁性高岭土为大小不均匀的细小颗粒,XRD结果表明磁化后,高岭土的晶体结构改变不大,EDX表明磁化后,Si、Al元素的含量基本不变,O元素含量有所增加,且出现了Fe元素的波峰,FTIR表明磁化后出现了Fe—O的特征吸收峰;吸附实验结果表明在20 min内达到吸附平衡,在Pb~(2+)浓度为5.0 mg·L~(-1)时,去除率达到99.38%。磁性高岭土对Pb~(2+)的吸附性能高于Fe_3O_4和高岭土的吸附性能,Langmuir模型能更好的描述Pb~(2+)在磁性高岭土上的吸附平衡,对Pb~(2+)为优惠吸附。Pb~(2+)的吸附行为更符合拟二级动力学方程,说明Pb~(2+)在磁性高岭土上的吸附过程主要由化学吸附控制。     

溶液中Fe~(2+)强化Fe~0还原NO_3~-的机制

通过不同条件下Fe0还原NO-3的研究发现,在中性条件下溶液中Fe~(2+)明显强化了Fe0对NO-3的还原,最终还原产物以NH+4-N为主,而反应过程中Fe~(2+)消耗与NO-3还原量存在明显的正相关性。在Fe~(2+)初始浓度为1~8 mmol·L-1条件下,6 g·L-1的Fe0对初始浓度为100 mg·L-1NO-3的还原符合零级反应动力学过程,结合电化学和X射线衍射分析,证明Fe~(2+)通过沉积到Fe0表面,加速了电子传递过程,促进Fe0表面活性,从而强化了Fe0对NO-3的还原。     

利用Fe~0和Fe~(2+)在皂素废水中生成绿锈去除硫酸根

皂素废水中高浓度的SO_4~(2-)对环境危害大,厌氧环境下同时投加Fe~0和Fe~(2+)生成硫酸盐绿锈增强SO_4~(2-)的去除,实验研究了各因素对去除SO_4~(2-)的影响。结果表明,降低初始p H能快速提升SO_4~(2-)的去除率,25~35℃范围内提高温度有利于SO_4~(2-)的去除,Fe~(2+)浓度对去除效果影响显著,随着Fe~(2+)浓度的增加,SO_4~(2-)去除率快速上升。初始pH为2、温度为25℃的条件下,10 g·L~(-1)的Fe~0和1 000 mg·L~(-1)的Fe~(2+)能去除93.1%初始浓度为1 000 mg·L~(-1)的SO_4~(2-)。XRD和SEM表征结果显示,去除过程中铁粉表面有疏松多孔结构的Fe_3O_4生成,有利于SO_4~(2-)与Fe~0接触反应,促进硫酸盐绿锈的生成,进一步增强SO_4~(2-)的去除。动力学分析显示,去除过程拟合伪二级动力学模型,吸附SO_4~(2-)的过程以单分子层吸附为主。     

草酸铁光催化协同络合铁脱硝剂再生过程

基于Fe(C_2O_4)_3的光化学性质,研究了Fe(C_2O_4)_3光催化协同络合铁脱硝剂再生的实验过程。实验考察了在50℃和Fe(Ⅱ)EDTA浓度为0.01 mol·L~(-1)以及NO进口浓度为530 mg·m-3的模拟烟气脱硝系统中,光催化再生模式、初始p H、Fe(C_2O_4)_3浓度及组成、氧气浓度对再生过程的影响。结果表明:Fe(C_2O_4)_3分开加入和分步光照是适合于本体系的反应方式;草酸钠与硫酸亚铁的最佳浓度比为3,浓度分别为0.06和0.02 mol·L~(-1),吸收液初始p H为5.3,有氧参与条件下,实现了络合剂有效再生,再生吸收液脱硝率最高可恢复到60%左右;氧在再生过程中表现出正协同效应。通过牺牲光敏性的草酸铁配体再生脱硝络合剂,建立了一种温和的光助低温湿式氨法同步脱硫脱硝过程。     

磷酸铵镁Mg(OH)_2碱促热解动力学

考察了Mg(OH)_2辅助碱性介质对磷酸铵镁降解的媒介作用,解析了磷酸铵镁热解动力学过程。Mg(OH)_2碱促热解为3步降解过程,5 K/min时,其最大吸热峰为390 K;Mg(OH)_2碱促热解动力学降解模型符合自催化降速模型,存在2种以上的降解途径;氨基剥离所需活化能在34.4~112.9 k J/mol之间,Mg(OH)_2碱促热解动力学方程为:f(α)=k_0(1-α)~n,线性相关系数为0.994,反应级数为6.12。     

MBFX-8/磁性Fe_3O_4@CMC复合絮凝剂的制备及对Cu~(2+)的去除

以微生物絮凝剂MBFX-8、羧甲基壳聚糖CMC和磁性Fe_3O_4为原料,制备了新型MBFX-8/磁性Fe_3O_4@CMC复合絮凝剂。采用FTIR和XRD对新型复合絮凝剂进行表征。结果表明,羧甲基壳聚糖(CMC)已成功接枝在Fe_3O_4纳米粒子表面,而且MBFX-8也顺利掺入复合絮凝剂中。考察了MBFX-8与Fe_3O_4@CMC的质量比、p H、絮凝剂投加量和静置反应时间对Cu~(2+)去除性能的影响。MBFX-8与Fe_3O_4@CMC的质量比为1∶5时,复合絮凝剂对Cu~(2+)的去除率最好。复合絮凝剂对Cu~(2+)的去除效果与溶液初始p H以及静置反应时间正相关,而与其投加量的增加呈先提高后降低的趋势。当溶液初始p H值为6.5,复合絮凝剂投加量为5 g·L-1,静置反应时间为3 h时,得到最优的Cu~(2+)去除效果,达98.9%。     

硫化物沉淀系统Cu~(2+)诱导结晶过程研究

以模拟含铜废水为处理对象,在流化床反应装置中对比考察了回流系统以及沉淀剂pH条件改变对硫化物沉淀系统Cu~(2+)诱导结晶过程的影响。结果表明:(1)在硫化物沉淀系统中,当进水Cu~(2+)约为200mg/L、沉淀剂pH为8~12时,系统发生均相成核过程,系统出水中Cu~(2+)去除率可达98%以上,微晶产率低于2%。随着沉淀剂pH提高至12.0,CuS过饱和指数提高至4.08×1011,微晶质量浓度变化不超过1个数量级,低于7mg/L。(2)结晶产物以CuS及Cu(OH)_2为主,并含有无定型非晶成分。     

利用粉煤灰硫酸浸取液制备十二水硫酸铝铵

粉煤灰提取氧化铝是粉煤灰高值化利用的重要方向。通过在粉煤灰酸浸液中加入硫酸铵形成常温下可结晶的十二水硫酸铝铵晶体(NH_4Al(SO_4)_2·12H_2O),从而实现铝盐的高效分离。考察了结晶温度、NH_4~-/Al~(3+)摩尔比,初始Al~(3+)浓度等因素对铝回收及NH_4Al(SO_4)_2·12H_2O结晶的影响;利用电感耦合等离子光谱仪(ICP)和X射线衍射仪(XRD)对晶体中的杂质含量及晶体组成进行了分析。结果表明,随着结晶温度的升高,铝回收率显著下降,但晶体纯度升高;铝回收率和晶体纯度均随着NH_4~-/Al~(3+)摩尔比的增加而增加;较高的初始Al~(3+)浓度可促进铝的回收和晶体纯度的提高。对十二水硫酸铝铵的结晶过程进行优化,结果表明,在结晶温度为15℃;NH_4~-/Al~(3+)摩尔比为1.0~1.5;初始Al~(3+)浓度为0.88 mol/L时,铝的回收率可达74%,十二水硫酸铝铵纯度在90%以上。     

不同类型伴随阴离子钙盐对风化煤矸石污染物释放的影响

在岩溶地区煤矿山污染修复过程中,钙盐在风化的酸性煤矸石污染物质控制方面发挥着至关重要的作用,为评价不同类型伴随阴离子钙盐对风化煤矸石中特征污染组分释放影响,通过在风化煤矸石中添加等摩尔比(以钙计)的CaCO_3、Ca_3(PO_4)_2、CaC_2O_4、CaSO_4、CaCl_2、Ca(NO_3)26种钙盐并稳定7 d后,考察了浸出液的pH、EC、Eh及Fe、Mn、Cu、Zn和SO_4~(2-)等特征污染物。结果表明:CaCO_3、Ca_3(PO_4)_2能有效缓冲煤矸石的酸度,明显提高了体系的pH,极显著(p0.001)抑制风化煤矸石中特征污染组分的溶出释放;CaC_2O_4能显著提高煤矸石浸出液的pH,降低浸出液EC、Eh及Mn、Cu、Zn和SO_4~(2-)的含量,但草酸根的存在明显促进亚铁和总铁的释放;CaSO_4一定程度上会抑制Fe、Mn、Cu的释放,但会提高浸出液中Zn、SO_4~(2-)的含量,总体上对各污染组分的影响作用不显著;呈中性的强酸强碱盐CaCl_2、Ca(NO_3)_2由于离子竞争作用及Ca~(2+)形成复合物-石膏沉淀作用能显著(p0.05)抑制SO_4~(2-)的溶出,但在一定程度上可降低浸出液的pH、提高浸出液的EC及Zn离子浓度,而对其他污染组分影响作用相对较小,故建议在煤矿山污染修复过程中需谨慎使用或引入此类物质。综上,不同类型伴随阴离子的钙盐对风化煤矸石中pH、EC、Fe、Mn、SO_4~(2-)及重金属等多种特征污染组分的释放存在显著差异,影响着风化煤矸石在环境中的潜在污染风险和修复材料的污染控制效果。     

天津市PM 2.5水溶性无机离子污染特征与来源分析

比较了天津市雾霾天和非雾霾天PM_(2.5)中水溶性无机离子(SO_4~(2-)、NO_3~-、Cl~-、NH_4~+、Ca~(2+)、Na~+、Mg~(2+)、K~+)的污染特征,并对其来源进行分析。结果表明:(1)非雾霾天PM_(2.5)日均质量浓度为35～60μg/m~3,均值为43μg/m~3,雾霾天PM_(2.5)日均质量浓度为120～332μg/m~3,均值为242μg/m~3;雾霾天水溶性无机离子浓度均高于非雾霾天。(2)非雾霾天SO_4~(2-)主要来自大气中燃煤源的SO_2二次转化,NO_3~-主要来自一次污染源,雾霾天SO_4~(2-)、NO_3~-主要来自大气中燃煤源的SO_2、NO_2二次转化;非雾霾天NH_4~+主要以(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3的形式存在,雾霾天NH_4~+主要以NH_4NO_3和NH_4HSO_4的形式存在;Na~+、K~+、Cl~-除了海盐来源外,煤和生物质的燃烧及其二次转化是主要贡献源;Ca~(2+)和Mg~(2+)主要来自建筑扬尘源和土壤扬尘源。(3)风速和相对湿度是雾霾天SO_4~(2-)、NO_3~-、NH_4~+浓度变化的重要原因。     

高铁酸钾辅助土壤吸附Cu~(2+)的性能及影响因素

研究了汾河边砂壤土(A土)和细砂土(B土)在不同影响因素下对Cu~(2+)的吸附特性,对比2种原土和加入高铁酸钾后对水相中Cu~(2+)的吸附动力学和热力学参数。结果表明,B土有机质含量比A土高,其对Cu~(2+)的吸附量大于A土。高铁酸钾的加入对土壤吸附Cu~(2+)有显著效果,最佳吸附条件为A土和B土加入K2Fe O4的Fe/Cu质量比分别为20∶1和5∶1,p H=8~10,T=35℃,此时A土、B土、加入K2Fe O4的A土、加入K2Fe O4的B土的最大吸附量分别为0.36、0.41、0.41和0.46 mg/g。A土和B土对Cu~(2+)的吸附过程满足Freundlich方程,吸附能力大小为:加入K2Fe O4的B土加入K2Fe O4的A土B土A土。吸附热力学表明,该吸附是自发吸热过程,吸附动力学满足准二级动力学模型,表明土壤A和B对Cu~(2+)吸附是以多层吸附为主,同时存在物理和化学吸附过程。     

不同材料对高As污泥中As的固定效果

针对制酸行业产生的高砷(As)污泥浸出毒性过高且难处理的问题,选择典型无机硫化物、含钙材料、含铁或铝材料(Fe~0、铁盐、Fe_2O_3/Al_2O_3)对高As污泥进行固定化,采用醋酸(TCLP)、H_2SO_4-HNO_3和H_2O_3种浸提法评估了各材料对As的固定效果;考察了固定化对污泥中As结合态和价态分布的影响,筛选最佳固定化材料,进行联合水泥固化。结果表明,FeCl_3固化As的效果最好,3种浸提法评估的固砷率分别为86.01%、42.02%、 58.87%。FeCl_3和Fe~0处理能够促进污泥As向固定态转化,非专性和专性吸附态占比分别降低了80.60%和38.13%。FeCl_3促进非专性和专性吸附态向结晶铁锰或铁铝水化氧化物结合态和残渣态转化。CaO、Fe~0、FeSO_4·7H_2O、Fe(NO_3)_3·9H_2O、FeCl_3和Fe_2O_(12)S_3处理对As(Ⅲ)具有一定的氧化作用。FeCl_3处理后,As(Ⅲ)占比由77.14%降为19.72%。Fe(OH)_3、Fe_2O_3和Al_2O_3处理对As(Ⅲ)的氧化性不明显,Na_2S·9H_2O处理使As(Ⅲ)占比升至85.84%。随FeCl_3、水泥和两者配伍材料投加量的增加,在3种方法中,污泥中As的浸出量均明显降低,单一FeCl_3和配伍固砷效果均优于水泥;水泥配伍比≥100%时的固砷效果优于单一FeCl_3;250%FeCl_3+125%水泥可使3种方法中浸出砷浓度降至最低,分别为113.81、399.28、347.27 mg·L~(-1),固砷率均高于97%。本研究结果可为高As污泥的固定化提供参考。供参考。