改性活性炭对废水中铬离子的吸附

改性活性炭被广泛应用于吸附水体中重金属离子,但关于铁改性活性炭吸附性能的研究报道甚少。本研究对活性炭进行铁改性处理,并将之应用于水中的铬离子吸附,考察了吸附时间、溶液p H对改性活性炭吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。实验结果表明,在25℃下,p H为3,吸附时间为300 min时,其对Cr(Ⅵ)的去除率为91.4%。铁改性活性炭对铬离子的吸附机理服从准二级动力学方程,该吸附剂吸附等温线服从Langmuir方程,饱和吸附量为28.82 mg/g。     

还原稳定化法修复六价铬污染土壤的中试研究

为探索还原稳定化法修复六价铬污染土壤的工程可行性,以某化工厂铬渣堆存场内六价铬污染土壤为研究对象,开展还原稳定化法修复六价铬污染土壤的中试研究。结果表明,DARAMEND-M、硫酸亚铁(Fe SO4)和多硫化钙(CPS)3种药剂对土壤中Cr(Ⅵ)的还原率超过了99%,糖蜜对Cr(Ⅵ)的还原率达93.9%。经糖蜜和DARAMEND-M处理的下层土壤,水溶态铬+交换态铬由原来的21.77%分别下降至6.26%和2.95%;经Fe SO4和CPS处理的渣土混合物,水溶态铬+交换态铬由22.12%分别下降至4.58%和2.94%,铬的稳定性明显增强。采用糖蜜、DARAMEND-M和Fe SO4处理后可以降低土壤p H值,而CPS处理则提高土壤p H值;糖蜜和DARAMEND-M有助于提高土壤微生物量碳含量。总体而言,糖蜜和DARAMEND-M适合修复低Cr(Ⅵ)污染土壤,在还原稳定化效果和长效性方面,DARAMEND-M药剂优于糖蜜;Fe SO4和CPS在修复高Cr(Ⅵ)污染土壤方面具显著效果。     

废铁屑-改性粉煤灰联用处理铬渣渗滤液

针对铬渣严重污染环境问题,以"以废治废"为研究目标,采用室内静态实验方法,进行废铁屑-改性粉煤灰联用处理铬渣渗滤液中Cr(Ⅵ)和总铬实验研究。实验结果表明,废铁屑与聚合氯化铝改性粉煤灰联用处理Cr(Ⅵ)和总铬效果优于单独采用其中一种物质;处理Cr(Ⅵ)浓度208 mg/L、总铬浓度260 mg/L的200 m L高浓度含铬废水最佳反应条件为:反应时间30 min,总投加量40 g,配比为1∶1,pH值4.1,对应Cr(Ⅵ)去除率99.93%,总铬去除率99.72%。处理后水质满足《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)要求。     

鸡蛋壳废料对水体中Cr(Ⅵ)的吸附特征与机理

利用鸡蛋壳废料对水中的Cr(Ⅵ)进行吸附处理,研究溶液p H、振荡时间、投加量和温度对鸡蛋壳废料吸附水体中Cr(Ⅵ)的特征和吸附机理。结果表明,在含有1 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液的100 m L吸附体系中,鸡蛋壳废料可在30 min内完成吸附过程。溶液p H=2.5时,吸附量最大。鸡蛋壳投加量为1.0 g时,平衡吸附容量为0.0917 mg/g。利用鸡蛋壳去除水中Cr(Ⅵ)的最佳工艺参数为振荡时间30 min,初始p H为3.0,投加量2.0 g,体系温度35℃。鸡蛋壳对Cr(Ⅵ)的吸附过程用Langmiur和Freundlich方程能较好拟合,其中理论饱和吸附量在20℃、30℃和40℃时分别为0.1944、0.2034和0.2096 mg/g。吸附的焓变为8.76×10-3k J/mol,熵变为-45.96 J/(mol·K),吉布斯自由能变均为正值,变化范围是4.357~9.693 k J/mol。鸡蛋壳对Cr(Ⅵ)的吸附过程主要为物理性的单分子层和多分子层吸附。     

城市给水厂常规工艺铬（Ⅵ）去除风险分析与应急处理方法研究

铬（Ⅵ）是突发性水污染常见污染物之一。研究表明,我国给水厂常规工艺出水铬（VI）超标风险较高,当污染强度为0．20m∥L时,投加混凝剂（PAFC）100mg／L,出水铬（VI）浓度为0．10mg／L,无法满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749．2006）0．05mg／L的要求。活性炭吸附法不是理想的铬（Ⅵ）应急处理方法,当污染强度为0．114～0．794mg／L时,在未调节原水pH（7～8）的条件下,增加活性炭投加量,去除效果无明显改善,出水铬（Ⅵ）浓度大于0．05mg／L。硫酸亚铁还原沉淀法是可行的铬（Ⅵ）污染应急处理方法,当铬（Ⅵ）污染强度为2．00mg／L,pH为7～8时,投加硫酸亚铁16mg／L,铬（Ⅵ）去除率达99．1％,出水铬（VI）与铁浓度分别为0．019和0．021mg／L,满足标准要求,改变硫酸亚铁投加量可满足不同污染强度下应急处理的需要。     

铁碳微电解联合两相UASB处理丙烯酸废水

通过采用铁碳微电解预处理丙烯酸废水的实验研究,分析了物理吸附、进水p H、反应时间和固液比(填料废水比)这4个因素对COD和甲醛去除率的影响规律,同时研究了铁碳微电解结合两相UASB处理丙烯酸废水的技术优势。单因素实验的结果表明,当p H=3.0、反应时间=4 h、固液比=300 g∶200 m L时,铁碳微电解预处理可取得37%的COD去除率和30%的甲醛去除率,而且废水可生化性得到明显的改善,与单独两相UASB相比,预处理可显著提高两相UASB运行的稳定性和高效性,综合处理后出水COD达到《污水综合排放标准(GB 8978-1996)》二级排放标准;出水甲醛浓度降低至13~20 mg/L。     

氧化-负载铁组合工艺改性活性炭及其对Cr(Ⅵ)的去除

通过氧化-负载铁组合工艺对活性炭进行改性,对比了不同氧化剂(硝酸/磷酸)对改性效果的影响,利用Boehm、FT-IR、BET、XRD对改性活性炭(ACNF/ACPF)进行了表征,并对改性活性炭吸附水中痕量Cr(Ⅵ)的性能进行了研究。结果显示:硝酸与磷酸氧化均可显著增加活性炭表面酸性官能团数量,提高表面亲水性;改性后活性炭比表面积、孔体积和平均孔径均减小;负载的铁主要以铁(氢)氧化物形式存在于活性炭表面(ACPF)和介孔(ACNF)中;在Cr(Ⅵ)初始浓度0.5 mg/L,p H值3.0,活性炭投加量100 mg/L时,吸附12 h达到平衡,ACNF对Cr(Ⅵ)的去除率达到97.82%,出水Cr(Ⅵ)剩余浓度降至0.05 mg/L以下,满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)要求,改性可显著提高对Cr(Ⅵ)的吸附容量。     

不同营养条件对薏苡人工湿地去除Cr(Ⅵ)的影响

为研究不同营养水平下薏苡人工湿地对Cr(Ⅵ)的净化与形态转变化的影响,以生活污水(W)、1/2(体积比)Hoagland营养液(Y)、1/2Hoagland营养液+生活污水(Y+W)为灌溉水源,构建微型模拟垂直流薏苡人工湿地,采取间歇进水方式,进水分别以0、10、30mg/L左右Cr(Ⅵ)(以K2Cr2O7形式加入)进行处理。结果表明:(1)根、茎、叶中总铬均随处理时间的延长和Cr(Ⅵ)浓度的提高而提高;不同器官之间相比较,总铬依次为根叶茎。(2)在不同营养条件下,基质中可交换态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态、残渣态铬含量均随着Cr(Ⅵ)浓度的增加而提高,而碳酸盐结合态铬则先升高后降低。(3)Y处理出水Cr(Ⅵ)较高,W、(Y+W)处理均能提高人工湿地对含铬污水的处理效果。     

生物墙对地下水中六价铬的去除效果模拟研究

通过土柱实验模拟地下水环境,研究以发酵树皮为主要反应介质的渗透性生物墙对地下水中六价铬的去除效果,为六价铬污染地下水的修复提供方法和依据。结果表明,模拟生物墙运行数天后,墙内形成弱碱性(pH 7~8)、强还原(Eh<-100 mV)环境,有利于六价铬转化为三价铬并生成沉淀。在进水六价铬浓度为20 mg/L、水流速度为3.7 cm/d的运行条件下,3周期间生物墙对六价铬的去除率稳定在98%左右,生物墙内沿水流方向三价铬的浓度先上升后下降(最高达6.6 mg/L),出水三价铬约为1.0 mg/L。吸附和微生物转化是生物墙对水中六价铬去除的主要反应。     

生物炭携载纳米零价铁对溶液中Cr(Ⅵ)的去除

利用液相还原法,使生物炭携载纳米零价铁,可以有效解决纳米零价铁在水处理应用中自身团聚问题,从而提高Cr(Ⅵ)的去除效率。研究发现:在添加相同剂量纳米的条件下,当炭铁质量比为5∶1时,生物炭携载纳米零价铁对溶液中Cr(Ⅵ)的去除率可达到96.8%,比纯纳米零价铁去除Cr(Ⅵ)的效率高35.9%;TEM和BET分析表明,生物炭携载纳米零价铁比纯纳米零价铁有更好的分散性和更高的比表面积,这是其去除Cr(Ⅵ)效果更好的主要原因;当溶液中Cr(Ⅵ)的反应初始浓度从25 mg/L提升至125 mg/L时,表观速率常数kobs从0.104 1 min~(-1)降低至0.023 5 min~(-1),说明反应速率随着Cr(Ⅵ)初始浓度的增大而降低;当反应溶液初始p H在4.5~8.5之间时,携载纳米零价铁的生物炭对溶液中Cr(Ⅵ)的去除率均达到92.1%以上,表明生物炭携载纳米零价铁具有较广的p H适应范围,且对Cr(Ⅵ)具有较好的去除效果。     

改性木屑对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

在木屑上接枝季氨基团制备了改性木屑,并用傅里叶红外光谱(FT-IR)对其进行了表征。通过静态实验研究了改性木屑对水溶液中六价铬Cr(Ⅵ)的吸附特性,并探讨了温度、p H、多组分共存离子等对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。结果表明,在30℃时,改性木屑对Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量为218.33 mg/g,吸附规律符合Langmuir等温方程式。在p H为3~10时,改性木屑对Cr(Ⅵ)均有显著的吸附效能,吸附过程符合准二级动力学方程,反应活化能为21.71 k J/mol,对吸附热力学参数△G0、△H0和△S0的计算表明,吸附过程是吸热的自发过程。多组分干扰离子共存时,对Cr(Ⅵ)的吸附影响不大。     

铁碳微电解-混凝对印染废水二级生化出水的深度处理

针对印染废水二级生化出水水质难降解且难以达标的现状,研究在不调节p H的前提下,采用铁碳微电解混凝工艺进行处理研究。通过单因素实验确定最优条件范围,建立响应面(response surface methods,RSM)分析实验,确定铁碳微电解的最佳工艺条件为:Fe的投量为72.1 g/L、m(C)∶m(Fe)为2.98∶1、水力停留时间(HRT)为2.6 h。最佳混凝条件为:Al2(SO4)3投量为100 mg/L、混凝沉淀时间为30 min。实验结果表明,在上述最优工艺条件下对该废水进行深度处理,对COD的去除率能达到50%以上,出水COD低至46.1 mg/L,达到提标后的《纺织染整工业水污染物排放标准》新标准(COD≤60 mg/L),其药剂处理成本为每吨印染废水0.355元左右,该法技术可行、经济合理。     

混凝法去除城市生活污水中抗性基因

采用聚合氯化铝(PACl)和聚合硫酸铁(PFS)混凝处理城市生活污水(格栅出水和二级出水),考察混凝剂投加量、p H值对污水中抗生素抗性基因(ARGs)的去除率影响。结果表明,随着PACl和PFS投加量的增加,污水中目标基因的去除率先升高后降低;在p H 3~10的范围内,PACl对目标基因的去除效果随p H值的增加而降低,PFS对目标基因的去除随着p H值的增加先升高后降低。对于格栅出水,PACl和PFS的最佳投加量为400 mg/L,基因的去除率分别达到2.33~2.97 log和0.98~2.11 log,对于二级出水,PACl和PFS的最佳投加量分别为200 mg/L和150 mg/L,基因的去除率分别为1.85~2.64log、1.81~2.46 log;混凝去除最优p H条件分别为p H=3(投加PACl)及p H=5~6(投加PFS)。PACl的处理效果优于PFS。     

电絮凝同步去除水中铜(Ⅱ)和铬(Ⅵ)复合污染物的影响因素及其作用机理

铜(Cu(Ⅱ))和铬(Cr(Ⅵ))是水和废水中一类重要的重金属复合污染物。电絮凝(electrocoagulation,EC)是目前很有效的重金属深度处理技术,因此,采用电絮凝静态反应器对水中Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的复合污染物的同步去除进行研究。在单极式连接条件下,考察电极材料、电流密度、初始pH、极板间距和电导率等因素对电絮凝效果的影响。结果表明,与铁电极相比,铝电极显示出更好的Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)同步去除效果。因此,采用铝电极进行因素筛选实验,筛选出的实验条件为:Cu(Ⅱ)的进水浓度为18.73~20.08 mg·L~(-1),Cr(Ⅵ)的进水浓度为12.98~14.35 mg·L~(-1),在初始pH为3~6,电流密度为11.57 A·m~(-2),极板间距为1 cm,电导率在899~2 000μS·cm~(-1)的范围内。去除结果表明,总铬(TCr)、Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的去除率均在94%以上,出水Cu(Ⅱ)、TCr和Cr(Ⅵ)的浓度分别为0.081.24、0.491.21和0.120.49 mg·L~(-1),出水pH在6~9之间,可以满足《污水综合排放标准》(GB 8978-7996)要求。     

碳羟基磷灰石对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

利用废弃蛋壳为原材料,水热法合成碳羟基磷灰石(CHAP),并利用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析手段对其结构进行了表征.将CHAP作为含铬废水的吸附剂,考察了pH、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附时间等对Cr(Ⅵ)吸附行为的影响.结果表明,初始质量浓度为50 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,在常温(22±2) ℃、溶液pH为3.0、CHAP用量为5 g/L时,30 min基本达到吸附平衡,Cr(Ⅵ)去除率为98.3%,饱和吸附容量达29.85 mg/g.CHAP对Cr(Ⅵ)的吸附行为符合Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式,相关系数分别为0.998 4和0.922 6.通过10%(体积分数)H2SO4对吸附Cr(Ⅵ)的CHAP进行再生,再生率最高达95.8%.     

铁碳微电解/H_2O_2耦合类Fenton法深度处理制药废水

采用铁碳微电解/H2O2耦合类Fenton法深度处理制药废水,考察不同铁碳比、H2O2投加量、溶液p H及反应时间对COD去除效果的影响,通过单因素实验和正交实验确定最优条件并与铁碳微电解法的去除效果进行对比。结果表明,各因素对COD的去除效果均呈现先增加后降低或趋于稳定的趋势,且对去除效果的影响顺序为:Fe/CH2O2投加量溶液p H反应时间;在固液比为1∶10的条件下,Fe/C(质量比)为1∶1,溶液p H为2.5,反应时间为60 min,H2O2(30%)投加量为12.24 mmol/L时对COD的去除效率最高,可达71.56%;H2O2对铁碳微电解法有显著的加强作用。     

圆球型电石渣反应料处理煤矿酸性废水

采用电石渣制备成圆球型反应料,通过多级处理式实验装置对煤矿酸性废水进行处理。研究了在不曝气和曝气2组实验情况下处理出水的pH变化特征和反应料去除铁、锰的效果。结果表明,在不曝气组,当水力停留时间(HRT)为17.6 h,总出水pH值由进水2.84~2.95提高到4.17~11.88,总出水铁平均浓度80.43 mg/L,平均去除率为72.87%,锰平均浓度6.16 mg/L,平均去除率48.21%。在曝气组,当HRT为17.6 h,曝气量为10.50 L/min,总出水pH值由进水2.84~3.00提高到9.10~11.87,总出水铁平均浓度0.03 mg/L,平均去除率为99.99%,锰平均浓度0.14 mg/L,平均去除率为98.72%。因此,利用圆球型电石渣反应料去除煤矿酸性废水中的铁、锰以及提高pH有很好的效果。     

厌氧工艺对含铬(Ⅵ)废水处理效果初探

以砂石和活性炭作为填料,自制厌氧生物滤床系统,并对系统进行驯化,发现完成驯化后的稳定系统具有良好的去铬(Ⅵ)能力.废水在系统中经过2 h运行,加入碳源的试验组与不加碳源的对照组的铬(Ⅵ)去除率分别为87.33%和66.31%.恒流泵最佳流量为47 mL/min,外加碳源后,铬(Ⅵ)的浓度由60 mg/L左右降到0.5 mg/L以下,需要4 h,而对照组需要14 h,铬(Ⅵ)浓度由64.66 mg/L提高到 75.53 mg/L时,对本系统负面影响甚微,提高到95.47 mg/L时,系统出水达标所需时间延长到7.5 h.本系统具有耐受一定程度的浓度冲击以及进一步驯化、提高处理负荷的潜力.     

纳滤处理含Cr(VI)废水的试验研究

采用纳滤对含Cr(Ⅵ)废水进行试验研究,讨论了初始浓度、pH、浓差极化、共存离子对处理效果的影响.试验结果表明,NF90膜对含Cr(Ⅵ)废水有良好的处理效果,去除率超过了98%,出水Cr(Ⅵ)浓度低于0.5 mg/L,可以达标排放或回用于镀件漂洗.     

铬渣的热解无害化处理

采用热解工艺无害化处理铬渣,探讨了稻秆在铬渣无害化处理中的作用.研究了热解温度、稻秆与铬渣质量比、铬渣粒径及保温时间对铬渣热解无害化处理的影响,并分析了热解前后热解产物中铬元素形态的变化.结果表明,热解工艺能有效地将铬渣中Cr(Ⅵ)还原,稻秆热解过程中产生的气相挥发分对Cr(Ⅵ)的还原起核心作用.较为适宜的热解条件:热解温度为400 ℃,稻秆与铬渣质量比为0.10,铬渣粒径<2 000 μm,保温时间为10 min.在该热解条件处理下,热解产物中的Cr(Ⅵ)质量浓度为121 mg/kg,低于热解前铬渣中的Cr(Ⅵ)(3 400 mg/kg).热解后,可交换态及碳酸盐结合态铬含量降低,大部分铬转化成了稳定的有机结合态和残渣态,极大地降低了铬渣的危害.第一作者:张大磊,男,1982生,博士研究生,研究方向为固体废弃物热处理.