磁性纳米材料吸附处理工业废水的研究进展

介绍了磁铁矿、磁赤铁矿、MFe₂O₄型铁氧体等几种常见的磁性纳米颗粒及其制备和功能化方法,综述了磁性纳米吸附剂在重金属废水、染料废水、含油废水、含酚废水吸附处理中的新研究进展.根据研究过程中所存在的问题总结并展望了磁性纳米吸附材料的未来发展趋势,在今后的研究可从吸附剂的制备优化、吸附机理、实用性和再生回用等方面展开探究,以期发挥其在实际工业废水处理中的应用潜力.     

SPG膜表面润湿性对膜污染和化学耐受性的影响

SPG膜微气泡曝气系统可应用于废水好氧处理,SPG膜污染以及其对化学清洗的耐受性是影响其应用的重要因素.本研究在采用在线化学清洗的微气泡曝气生物膜反应器中,考察了SPG膜表面性质对膜污染及化学耐受性的影响.结果表明,在长期运行过程中,SPG膜表面润湿性对膜污染和化学耐受性具有明显影响.膜表面污染层主要是有机污染,而疏水性膜抗有机污染能力较强.使用在线化学清洗时,碱性次氯酸钠溶液对亲水性膜腐蚀严重,膜孔径和孔隙率显著增大.疏水性膜抗碱性次氯酸钠溶液化学腐蚀能力较强,膜孔结构仅有轻微改变,但是疏水性膜表面疏水官能团易被氧化,使得膜表面润湿性下降.同时,疏水性膜在氧传质、污染物去除和降低能耗等方面具有优势.因此,疏水性SPG膜适用于微气泡曝气废水好氧生物处理.     

新型石墨材料对水中油性物质脱除的实验研究

讨论了膨胀石墨吸附材料对各种油类及各种水面漂浮油的吸附实验结果,同时讨论了对乳化状低含量含油废水的吸附处理结果和对设备清洗废水的过滤处理结果,并将部分结果与棉花和活性炭对油性物质吸附的数据进行了比较。结果显示,膨胀石墨无论对各种单纯油类、水面浮油以及乳化状液中的油和低含油废水中的油都有极好的吸附脱除能力。     

磁性氧化石墨电催化活性及净化印染废水效能

采用高铁酸钾作为铁前驱体和氧化剂氧化石墨矿物,原位合成磁性氧化石墨(MGO)催化剂.磁性氧化石墨与碳黑(CB)混合在碳纤维布基底上制备阴极(MGO/CB),将溶解氧还原生成活性氧(ROS)氧化处理含活性红X-3B染料的模拟废水,并采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、X-射线光电子能谱、电化学手段表征磁性氧化石墨催化剂的...     

陶瓷膜处理含油乳化废水的技术研究

虽然钢铁企业在钢表面清洁和涂层处理技术上取得了许多技术改进,但复杂的成分给废水处理带来了极大的困难,现有的处理技术受到了挑战。要处理这些成分复杂且分子量小的含油乳化废水需要采用新的过滤和处理技术,本文将机械加工过程中产生的含油乳化废水作为处理和研究的对象,对陶瓷膜处理含油乳化废水作一赘述。     

活性碳纤维处理有机化工废水的研究

以活性炭纤维处理高浓度有机化工废水,实验表明:活性炭纤维对COD(cr)=1.2×10~5mg/L有的机化工废水具有良好的吸附、分离性能,处理后出水COD_(cr)<1000mg/L,净化效率为98%以上;活性炭纤维失效后用过热蒸汽再生,可循环使用,再生废气用焚烧炉焚烧,不会造成二次污染.本文还对活性炭纤维的吸附机理进行了探讨     

水生植物材料与传统植物材料吸油性能比较

将水生植物材料(凤眼莲叶和茎、大薸叶)作为新型吸油材料,与传统植物材料(水稻秸秆、夏威夷坚果壳、甘蔗渣)的吸油性能进行比较。通过研究各材料的表面结构特征、表面基团特征、吸油能力和表面疏水性,来对比各材料的吸油性能。结果表明:水生植物材料具有较大吸油容量,且其叶子部分疏水性很强,适合作为水上浮油原位处理的吸附剂;水稻秸秆疏水性稍弱,但也是一种良好的水上浮油吸附剂;凤眼莲茎吸水性较强,与夏威夷坚果壳、甘蔗渣一样具有浮力较小、疏水性较弱的特点,但对正己烷的吸附速率非常快,可考虑作为填充滤料处理含油废水。     

聚二乙烯基苯功能化纺织布用于快速油水分离的研究

面对日趋严重的海洋漏油事故及工业含油废水排放问题,本研究提出了一种基于聚二乙烯基苯（PDVB）的超疏水纺织布制备方法,将二乙烯基苯单体在纺织布纤维上聚合生长,形成超疏水涂层,用于快速油水分离.结果表明,制备的纺织布具有优异的超疏水性,水接触角为155°,对不同油/水混合物的分离效率均高于97%,渗透通量达3077 L·m^-2·h^-1.在砂纸磨损40次、超声处理60 min和不同溶剂浸泡实验中依旧维持超疏水性.研究表明,该超疏水纺织布的制备方法高效、简单、环保、成本低,适合大规模生产,所制备的超疏水超亲油的纺织布是用于溢油清理和工业含油废水处理的非常有前途的材料.     

磁性龙虾壳吸附去除水中磷的特性

以四氧化三铁修饰的龙虾壳为吸附剂,研究其对水中磷的吸附特性.结果显示：4g/L磁性龙虾壳吸附除磷效率最佳,低浓度的含磷废水（≤20mg/L）的吸附除磷效率达到91.6%以上,磁性龙虾壳吸附除磷适宜的pH值范围广,共存离子（Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-和HCO₃^-）对磁性龙虾壳吸附除磷的影响很小,其中HCO₃^-有微弱的抑制效果.Freundlich方程能很好地描述磷在磁性龙虾壳上的吸附行为,吸附过程很好地遵循准二级动力学模型.热力学分析表明磁性龙虾壳对磷的吸附过程是自发的.X射线衍射和傅里叶红外光谱分析进一步表明,磁性龙虾壳吸附除磷的主要机制是配位交换、静电作用和表面沉淀.     

混合滤料的润湿性及其过滤处理含油废水性能

为了探究两种润湿性相反的特殊润湿性滤料的耦合作用,将超疏水超亲油石英砂滤料和超亲水水下超疏油石英砂滤料均匀混合,研究了混合滤料的润湿性以及过滤除油性能.结果表明,两种滤料混合组成的固体表面润湿性不满足每种滤料润湿性的加权平均关系,更符合二次曲线关系,决定系数高达0.9992;交替润湿性对过滤除油效率具有耦合增强作用.混合滤料的疏水亲油性越强,其除油效率、归一化附着效率和渗透系数都越大,反之亦然.滤料粒径越小,归一化附着效率的变化斜率越大,而滤速和床深对归一化附着效率的变化斜率影响不明显.滤料的疏水性具有增阻的效应,流速的增加有助于增大滤层的渗透系数.以上研究成果可为特殊润湿性混合滤料过滤处理含油废水提供研究思路和参考.     

肝素钠生产废水处理及蛋白回收

肝素钠生产废水中Cl-含量及盐度均较多,并且w(蛋白质)为1.68%,ρ(COD_Cr)为31 968 mg/g,处理难度大.为探究其净化和回收蛋白的方法,首先对FeCl₃·6H₂O、FeSO₄·7H₂O、KAl(SO₄)·12H₂O进行粗筛,选择FeCl₃·6H₂O为无害蛋白絮凝剂;再通过单因素试验和Box-Benhnken-Design响应面法,考察了FeCl₃·6H₂O投加量、膨润土投加量、硅藻土投加量及pH对蛋白沉淀量的影响及交互作用;建立了蛋白回收的数学模型.结果表明,各因素对蛋白沉淀量的影响为:X₂X₄(硅藻土投加量与pH的交互项)>X₄(硅藻土投加量)>X₁X₃(FeCl₃·6H₂O投加量与膨润土的交互项)>X₁(FeCl₃·6H₂O投加量)>X₁X₄(FeCl₃·6H₂O投加量与硅藻土投加量的交互项);在最佳反应条件(pH为7.5,FeCl₃·6H₂O添加量为0.38%,膨润土投加量为1.90%,硅藻土添加量为4.25%)下蛋白沉淀量达0.82%,与预测值的偏差为3.50%.研究显示,在最佳反应条件下COD_Cr去除率达80.94%,减轻了废水后期的处理难度.      

Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺原位处理PVA废水及其沉淀物回收利用

为了评价Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺对PVA（聚乙烯醇）废水处理的可行性,采用Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺原位处理PVA模拟废水,考察不同作用时间、总铁投加量、初始ρ（PVA）和废水硬度对该工艺处理效果的影响.利用XRD（X射线衍射）、FT-IR（傅里叶转换红外光谱）、BET比表面积、VSM（磁滞回线测试）对沉淀物进行表征,解析该工艺原位处理PVA模拟废水的主要机理,并以该工艺沉淀物为吸附剂,通过锑吸附试验,探讨该工艺沉淀物的回用性.结果表明:①Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺对PVA模拟废水具有良好的处理能力,初始ρ（PVA）为1 000 mg/L时,该工艺在20 min以内即可达到80%以上的去除率,并且基本没有金属铁的残余,该工艺对PVA的去除率随总铁投加量的增加而提高且基本不受水体硬度影响. ②在Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺对PVA的原位去除过程中,PVA作为一种反应物参与沉淀物Fe₃O₄的生成,并促进纳米Fe₃O₄比表面积增大,最终形成一种类似于凝胶的Fe₃O₄聚合物. ③Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺可高效处理模拟PVA-MB（亚甲基蓝）染料废水.对于含有100 mg/L MB（亚甲基蓝三水）和500 mg/L PVA的混合溶液,MB和COD_Cr去除率在1 min时分别达到97.37%和89.47%.沉淀物通过磁分离、乙醇和水清洗后,在水中浸出的ρ（TOC）和ρ（COD_Cr）很低,分别为0.86和2 mg/L,可作为吸附剂直接使用,得益于其具有较高的比表面积,对金属锑的拟合吸附量可达71.94 mg/g. ④Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺具有一定的实际应用价值.对东莞某实际印染废水处理5 min,COD_Cr和染料的去除率分别为85.71%和98.98%.研究显示,Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺可高效去除PVA,沉淀物为易回收的磁性Fe₃O₄,可作为吸附剂直接使用.      

α-Fe2O3催化臭氧氧化处理苯酚废水的效果及机理

催化臭氧氧化工艺是处理难降解废水的有效手段,但仍存在臭氧利用率较差、催化效率低、催化剂活性组分流失等问题. 本文以α-Fe₂O₃作为臭氧催化剂,通过SEM、N₂吸附/脱附等方法表征了α-Fe₂O₃的结构,构建了α-Fe₂O₃催化臭氧氧化处理苯酚废水体系,优化催化条件,提高处理效率,并对催化机理和催化剂稳定性进行了深入讨论. 结果表明:①α-Fe₂O₃表现为团聚的不规则球状,且比表面积较大,达83.38 m2/g,具有良好的臭氧催化潜力. ②臭氧投加量和pH对催化体系的影响明显,但α-Fe₂O₃投加量的变化对降解效果的控制并不显著,在优化的条件下反应30 min时COD的去除率可达97.67%,较单独臭氧提高了41.33%. ③在催化臭氧氧化中投加TBA和Na₃PO₄分别屏蔽·OH和路易斯酸性位点后,COD的去除率分别降低了17.01%和20.92%,这表明在α-Fe₂O₃表面的路易斯酸性位点产生的·OH是COD去除率高的主要原因. ④α-Fe₂O₃在重复试验中保持了较高的催化活性和稳定性,6次重复后对COD的去除率仍可达到93.07%,流失率为1.05%. 研究显示,α-Fe₂O₃表现了优异的臭氧分解协同作用,具有良好的苯酚持续去除能力和结构稳定性,可为高效去除含酚废水或难降解废水提供技术参考.      

类芬顿催化剂Cu-Co-Fe金属氧化物的制备及其对典型难降解有机物的去除

针对典型难生物降解污染物,为强化其在废水处理中的降解去除,开展了合成类芬顿催化剂及其对安替比林（ANT）及染料降解特性的研究。水热法合成的Cu_1-xCo_xFe₂O₄金属氧化物催化剂是一种具有尖晶石立方结构的磁性材料,比表面积为147.3~187.5 m2/g,饱和磁化值为17.2~62.3 EMU/g。随着Co含量逐渐增加,催化剂的催化活性有明显提高。所得最佳Cu_0.25Co_0.75Fe₂O₄催化剂的适用pH值为7~9,ANT初始浓度为50 mg/L,催化剂投加量为0.7 g/L和H₂O₂投加量为150 mmol/L的条件下,当反应初始pH=7时,对ANT去除率为93.1%;pH=9时去除率达到94.7%。不同类型的难降解有机物,如罗丹明B和酸性橙Ⅱ在该催化剂催化作用下也可实现有效降解。催化剂通过磁性回收再利用5次循环后,ANT去除率仍保持在80%以上,表明催化剂具有较好的稳定性和重复使用性。研究合成的类芬顿催化剂为高效去除废水中的难降解有机物提供了科学依据。     

炼油厂"三泥"处理技术研究

采用“热萃取／脱水”技术处理炼油厂含油污泥,脱出水中COD小于150mg／L,含油量小于30mg／L,可直接捧入污水处理场。溶剂油取自炼油厂馏分油,原料易得,并且可以循环使用。该技术可以回收污泥中的有价值组份,符合变废为宝、综合利用的方针。     

干化罐底油泥的溶剂萃取-海水洗涤工艺

为节约淡水资源、拓展海水的直接利用途径,采用热化学水洗处理技术开展了基于海水洗涤的罐底油泥处理试验研究. 结果表明:干化罐底油泥(水含量为9.8%、油含量为25.6%、固含量为64.6%,均以w计)不宜直接进行热化学洗涤,需采用轻油(120#溶剂油)进行萃取预处理,萃取后残油量(干基,以w计)为18.8%. 适宜的洗涤液为海水溶液,其ρ(TX-10)(TX-10为壬基酚聚氧乙烯醚)为10 g/L. 液固质量比为5、洗涤温度为60 ℃、搅拌速率为180 r/min、搅拌时间为30~40 min是洗涤萃取残泥的适宜条件,该条件下萃取后的残油量为2.80%. 二级海水洗涤可使残油量降至0.23%,满足GB 4284—1984《农用污泥中污染物控制标准》. 在洗涤废水再利用试验中,为维持洗涤废水的脱油能力,可在每L洗涤废水中补加1 g TX-10. 研究显示,溶剂萃取-海水洗涤工艺可有效处理干化罐底油泥.      

油田含油污水处理方法对比研究

石油因应用广泛,其开采量不断加大,而石油在开采过程中会产生大量的含油废水,油田采出水其水量大、水质成分复杂,若不有效处理,将对周围造成不利影响。通过论述油田含油污水的来源、分类、常用处理方法,并从三级处理、四个油形、COD去除效率三方面进行分析,最终得出富含浮油污水优选重力分离法进行处理;富含分散油污水优选浮选法、过滤法进行处理;富含乳化油污水优选膜分离法进行处理;富含溶解油污水优选活性污泥法进行处理。