纳滤膜浓缩液淋滤焚烧飞灰过程中氯盐溶出及重金属的迁移特性

为解决生活垃圾填埋场的纳滤膜浓缩液和生活垃圾焚烧飞灰协同处置中淋滤条件对氯盐和重金属溶出效果的问题,采用北京市某生活垃圾填埋场的纳滤膜浓缩液在不同液固比和酸碱条件下淋滤北京市某生活垃圾焚烧厂的焚烧飞灰,探讨氯离子溶出及重金属的迁移特性. 结果表明:在液固比为12∶1、8∶1和4∶1条件下,焚烧飞灰中氯离子的总溶出率分别为81%、76%和61%,液固比越大,导致填料高度越低,氯离子溶出越充分;在液固比为4∶1条件下,纳滤膜浓缩液pH分别为3.20和10.70时,氯离子可与含氧阴离子竞争吸附位置,导致氯离子的总溶出率较未调节pH时大幅提升,增幅分别为81%和83%;不同液固比和酸碱条件下,采用XRD对淋滤灰渣分析发现,淋滤灰渣中均未检测到NaCl和KCl的矿物相. 改变纳滤膜浓缩液的pH为3.20和10.70后,淋滤灰渣中重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Cd和Hg的浸出浓度均满足《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)和《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)标准限值要求. 研究显示,纳滤膜浓缩液淋滤飞灰可脱除焚烧飞灰中的氯盐及部分重金属,淋滤灰渣经热处理后可焚毁截留纳滤膜浓缩液的有机物,热处理后灰渣有望实现安全资源利用.      

赤泥对含磷废水中磷的去除效果及其影响因素研究

为研究赤泥处理含磷废水过程中各影响因素的相互作用关系,并获得赤泥除磷效果最佳时的反应条件,文章以铝工业中产生的赤泥为主要原料,采用正交试验设计,考察赤泥与含磷废水的固液比、磷初始浓度、振荡频率、反应时间、含磷废水的pH值以及反应温度等6个因素对含磷废水中磷的去除效果的影响。在正交试验结果的基础上,选取磷初始浓度、赤泥与含磷废水的固液比、含磷废水的pH值、反应时间4个主要影响因素进行单因素试验,结果表明,赤泥与含磷废水的固液比1:25、磷初始浓度10 mg/L、振荡频率200 r/min、反应时间1 h、含磷废水的pH值2.00、反应温度20℃条件下对含磷废水中磷可以达到最佳去除效果,去除率可达98.63%。     

膨润土载锆除磷复合材料的研究

以钠化膨润土为载体,用浸渍法将锆负载到膨润土上,对固液比、改性剂浓度和浸渍时间进行优化,制备出高效除磷复合材料。采用IR、XRD、SEM分析表征了其结构,考察了投加量、反应时间、温度、磷废液初始浓度、pH值对磷吸附的影响,实验结果表明:在改性剂浓度为5g/L,固液比1∶20,室温以150 r/min恒温振荡4 h的条件下,氧氯化锆成功负载到膨润土上,钠化并改性后膨润土的层间距和吸附性能有所改善;在磷浓度为50 mg/L的酸性环境中,投加0.6g复合材料、吸附60min,能去除90%以上的磷,吸附过程符合Langmuir等温模型和Lagergren一级动力学方程。因此,该复合材料是一种潜在吸附剂。     

铬渣的细菌解毒实验研究

采用从铬渣堆埋场附近的污泥中分离到的高效还原Cr(Ⅵ)的Ch-1菌进行细菌浸出的摇瓶实验,分别考察了不同液固比,温度,初始pH值情况下浸出液的pH值变化,Cr(Ⅵ)浓度变化及浸出过程铬渣中六价铬的浸出率变化和最终渣浸出毒性.实验结果表明,在细菌的作用下,浸出液Cr(Ⅵ)浓度均能解毒为0ppm,同时,浸出液pH值降低到8～9之间, 细菌浸出渣毒性降低到0.05ppm以下,远低于GB5085.3-1996危险废物浸出毒性鉴别标准1.5ppm.同时,渣中的Cr(Ⅵ)也大部分被有效浸出后还原为Cr(Ⅲ) 沉淀.特别是在液固比10:1,温度28℃,初始pH＝10.0的条件下,铬渣中六价铬浸出率达到了95.43%,同时浸出液pH值＝8.20,Cr(Ⅵ)浓度为0ppm,浸出渣浸出毒性0.007 ppm,均达到国家排放标准,取得了较好的解毒效果.     

表面改性非烧结生态砖材料对模拟城市暴雨径流中低浓度磷的吸附特性

为了寻求城市暴雨后地表径流中低浓度磷的去除方法,考察了粉煤灰、活性炭、沸石等材料对低浓度磷的吸附特性,进而利用筛选出的吸附材料对河岸护坡砖表面进行改性,制成非烧结生态砖材料,系统地研究了吸附材料添加量、磷酸盐浓度、反应时间等对生态砖材料吸附磷酸盐效率的影响,并探究了紫花苜蓿对生态砖表面磷酸盐的吸收能力.结果表明:①在3种吸附材料中,粉煤灰对磷酸盐的吸附效果最佳,3 h内其对磷酸盐的去除率分别比沸石、活性炭提高了54%、67%.②当生态砖表面搭载36 mg/cm2粉煤灰时,生态砖材料表现出最佳的磷酸盐吸附性能,比未搭载粉煤灰的生态砖材料对磷酸盐的去除率提高了14%.③生态砖材料对磷酸盐的吸附符合Freundlich吸附等温方程和颗粒内扩散方程,其对磷酸盐的吸附机理是由颗粒内扩散起主导作用的物理吸附.④在缺磷胁迫环境下,紫花苜蓿根系分泌出的柠檬酸将生态砖表面的磷酸钙晶体溶解,进而将其吸收进植物体内,15 d对生态砖表面磷的脱附比例为38.40%±0.37%.研究显示,粉煤灰改性的非烧结生态砖材料对磷酸盐具有较好的吸附效果,并且吸附的磷酸盐能够被植物所吸收可实现生态砖材料的天然再生.      

垃圾焚烧飞灰浓度对黑曲霉生长及重金属生物淋滤效果的影响

采用黑曲霉生物淋滤飞灰中的重金属,探讨了不同飞灰浓度对菌体生长、pH值、产生的有机酸种类及金属溶出效果的影响,并比较了生物淋滤处理前后飞灰的浸出毒性.结果表明,黑曲霉在代谢生长过程中产出的有机酸使pH值下降,将重金属从固相的飞灰中溶出.呈碱性并含有毒重金属的飞灰使黑曲霉的生长出现了延迟期.当飞灰质量浓度为20 g/L时,菌体生长量在192 h达到最大值(28.61 g/L),淋滤结束后的最低pH值为3.85,重金属溶出效果最佳.其中,Cd的溶出率达93.06%,Mn、Pb和Zn的溶出率均在70%左右,Fe、Cr和Cu的溶出率分别为22%、33%和47%.经生物淋滤后的飞灰中7种重金属浸出浓度远低于国家控制标准.     

煤矸石中重金属动态淋滤溶出特征研究

以河北邯郸某矿区煤矸石为研究对象,采用动态淋滤实验对煤矸石中重金属的溶出特征进行研究.实验结果表明:①煤矸石中重金属元素背景值影响溶出液中重金属浓度,背景值越高,在动态淋滤过程中析出重金属的浓度越高;②淋滤前期阶段,重金属元素的溶出液浓度较大,随着淋滤时间的增加,浓度在波动中趋于稳定.因此可以得出重金属元素对环境的影响主要发生在淋滤前期;③溶出液中只有Cu元素的浓度超过了国家地表水环境质量标准中的Ⅲ类水质标准,并且溶出液呈弱酸性,符合国家地表水环境Ⅲ类质量标准.     

煤矸石中重金属动态淋滤溶出特征研究

以河北邯郸某矿区煤矸石为研究对象,采用动态淋滤实验对煤矸石中重金属的溶出特征进行研究。实验结果表明:①煤矸石中重金属元素背景值影响溶出液中重金属浓度,背景值越高,在动态淋滤过程中析出重金属的浓度越高;②淋滤前期阶段,重金属元素的溶出液浓度较大,随着淋滤时间的增加,浓度在波动中趋于稳定。因此可以得出重金属元素对环境的影响主要发生在淋滤前期;③溶出液中只有Cu元素的浓度超过了国家地表水环境质量标准中的Ⅲ类水质标准,并且溶出液呈弱酸性,符合国家地表水环境Ⅲ类质量标准。     

铬渣动态淋滤重金属铬溶解释放规律研究

为了全面系统地研究铬渣中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)溶解释放特征,以锦州和沈阳两地铬渣堆场为研究对象,通过动态淋滤试验,测定滤出液中Cr(Ⅵ)和总铬的质量浓度变化,分析铬渣淋滤液中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)溶解释放规律。试验结果表明,锦州新铬渣和沈阳陈铬渣淋滤过程中,Cr(Ⅵ)和总铬浓度都经历先迅速下降再缓慢下降的过程;相较锦州新铬渣,沈阳陈铬渣Cr(Ⅵ)和总铬浓度下降都较慢,且初始浓度也较低;相比Cr(Ⅵ)的溶出,两地铬渣Cr(Ⅲ)的溶出量均较少,Cr(Ⅲ)溶出占比呈波动性上升趋势;锦州新铬渣和沈阳陈铬渣的Cr(Ⅵ)和总铬溶出浓度随淋出液体积分别呈双指数曲线衰减关系和幂函数曲线衰减关系。试验成果将为防治铬渣对地下水污染提供科学理论依据。     

煤矸石中重金属动态淋滤溶出特征研究

摘要：以河北邯郸某矿区煤矸石为研究对象,采用动态淋滤实验对煤矸石中重金属的溶出特征进行研究。实验结果表明：①煤矸石中重金属元素背景值影响溶出液中重金属浓度,背景值越高,在动态淋滤过程中析出重金属的浓度越高;②淋滤前期阶段,重金属元素的溶出液浓度较大,随着淋滤时间的增加,浓度在波动中趋于稳定。因此可以得出重金属元素对环境的影响主要发生在淋滤前期;③溶出液中只有Cu元素的浓度超过了国家地表水环境质量标准中的Ⅲ类水质标准,并且溶出液呈弱酸性,符合国家地表水环境Ⅲ类质量标准。     

酸性水动态淋滤与静态浸泡土壤中氟的实验研究

模拟研究了不同pH值的淋滤液对土壤的动态淋滤及静态浸泡,用氟离子选择电极法测定了不同pH值淋滤液在不同时间段获取的淋出液中氟浓度以及淋滤后残渣中的氟含量,结果表明:淋滤液的pH值、淋滤时间以及土壤中氟的赋存形态对氟的淋出影响重大。淋滤液的酸性越强,土壤中氟的最大淋出浓度越大,土壤中被淋出的氟含量越高,淋出率也越高且氟的淋出主要集中在淋滤初期60h内,后渐趋于平缓;动态淋滤淋出的氟含量及溶出率均稍高于静态浸泡,这可能源于动态淋滤较强的分子运动,进而使提取剂充分渗透到土壤基质中。黄壤、黄棕壤、水稻土在pH=3的淋出液中的氟浓度变化曲线表明土壤淋洗作用更多的是将土壤中的可溶性氟盐淋洗掉。可溶性氟盐越多,被淋失的氟就越多。     

细菌液流速对废旧印刷线路板中铜浸出的影响

研究T.ferrooxidans液流速对柱式反应器内废旧印刷线路板中Cu浸出的影响。设计柱式淋滤反应器,培养10 L 4.5 K培养基条件下氧化亚铁硫杆菌菌液,分别以40 mL/min、20 mL/min的流速淋滤8~10 mm、2500 g的WPCBs颗粒,采用上批母液接种下批淋滤液方式,3次淋滤WPCBs。研究淋滤过程中pH值、ORP、浸出液Cu~(2+)浓度、Fe~(2+)浓度的变化。使用2 mol/L H_2SO_4清洗沉淀;收集酸淋滤后的沉淀并分析沉淀物像成分。20 mL/min流速的淋滤液对WPCBs颗粒最终浸Cu浓度为2.593 mg/mL;40 mL/min流速的淋滤液对WPCBs颗粒最终浸Cu浓度为2.279 mg/mL。淋滤过程中,流速为20 mL/min浸出液的pH高于流速为40 mL/min浸出液的pH;且流速为20 mL/min较流速为40 mL/min的淋滤液更有利于维持后续Cu浸出所要的Fe~(2+)含量、高ORP环境。2 mol/L的H_2SO_4能清洗沉淀;沉淀主要是CuSO_4·3H_2O。流速为20 mL/min的淋滤液较流速为40 mL/min的淋滤液淋滤2500 g的WPCBs后,其浸Cu效果优于40 mL/min淋滤液流速的浸Cu效果。     

铬渣浸溶Cr(Ⅵ)溶解释放规律研究-以锦州堆场铬渣为例

通过锦州地区铬渣样品静态浸溶实验,测定不同固液比、浸出时间、浸取剂pH及组成、振荡速度、铬渣粒度大小、温度等因素对铬渣中Cr(VI)溶解释放的影响,揭示铬渣中Cr(VI)析出、释放机理。结果显示,稀释作用在不同固液比浸出中起主导作用,随固液比的降低,Cr(VI)浸出浓度逐渐降低,但是Cr(VI)浸出总量却在增加;随着浸出时间的增大,浸出Cr(VI)浓度随之增大;铬渣浸出液碱性很高,在铬渣溶解释放过程中,随酸性增强Cr(VI)溶解量相应增大,体现强的酸中和能力;随着振荡速度增加,Cr(VI)溶解释放速度明显加快;粒径越小,铬酸盐的溶解释放速度越快,溶解作用越充分;铬渣的浸出为吸热反应过程,铬渣溶解度随温度升高而增大。铬渣中Cr(Vl)溶解释放速率服从菲克(Fick)扩散定律。研究结果为铬渣危害的评价、监测及铬渣污染有效防治提供参考。     

pH和液固比对稳定化飞灰Pb浸出的影响

研究了生活垃圾焚烧厂螯合稳定化飞灰中铅(Pb)的浸出特性,探讨了初始pH(3、4、5、6、7、8、9、10、11、12)和液固比(20∶1、50∶1、100∶1)对稳定化飞灰中Pb浸出特性的影响。研究结果表明:1)液固比显著影响浸出液pH、氧化还原电位(ORP)、电导率(EC)。浸出液pH和EC随着液固比的升高而降低,ORP变化规律与之相反。2)浸出液中Pb的浓度与液固比密切相关,其浓度随液固比升高而下降,与初始pH无关。液固比为50∶1和100∶1时,Pb的浸出量无显著性差异,均高于液固比为20∶1时的浸出量。     

从低含硫尾渣中回收元素硫的研究

以硫酸烧渣强化酸浸提铁后的低含硫尾渣为原料,对硫化铵溶硫—热分解析硫的硫磺回收工艺进行了优化研究。分析了硫化铵浓度、液固比、溶解温度、溶解时间、热分解温度、分解时间对硫磺提取效果的影响。结果表明:硫化铵浓度1.17 mol/L,液固比10 mL/g,在25℃下振荡溶解5 min,100℃下热分解120 min,硫的溶浸率和析出率可分别达到97%和99%以上。此优化既可有效减少尾渣对环境的污染,又能实现资源再利用。     

近岸海洋沾污沉积物中石油烃类化合物释放过程的实验室研究 Ⅰ.实验室动态模拟研究

通过实验室动态模拟实验，研究了在不同固／液比例、溶出温度、搅拌强度、沉积物的粒度等条件下，近岸海洋沾污沉积物中石油烃类化合物的释放过程。研究结果表明，石油烃类化合物的溶出浓度与参与溶出过程的固／液相比例成正比：当固液相比例为１／８时，可在３０ｍｉｎ之内确定溶出／吸附过程的动态平衡点。沉积物中石油烃类物质向海水中的释放，在１０ｍｉｎ之内，可基本达到最大初始浓度；未经处理的新鲜沉积物样品较烘干研磨样品，更利于油类的释放。溶出温度的升高及剧烈的反应条件，有利于沉积物中石油烃类物质向海水中的释放。沉积物的组成颗粒愈细，释放的初始浓度愈高。     

医疗垃圾焚烧飞灰的重金属浸出特性及其稳定化处理研究

通过对医疗垃圾飞灰的浸出特性和高温熔融处理实验,研究了浸出时间、液固比、pH值和颗粒尺寸对重金属浸出特性的影响以及飞灰熔融对重金属稳定化处理效果.结果表明,随着浸出时间的增加,飞灰绝大部分重金属的浸出浓度增高,浸出毒性增强;液固比(L/S)增加,大部分重金属的浸出率大大提高,其中重金属Cd的浸出率最大,在液固比为90时,飞灰中的Cd的浸出率达到70%以上;pH为中性左右的时候,医疗垃圾飞灰中的大部分重金属的浸出液浓度最低;颗粒尺寸在较大或者较小时,医疗垃圾飞灰中的大部分重金属浸出浓度较小,大部分重金属在颗粒尺寸250～900μm时,重金属的浸出浓度较高;飞灰高温熔融后,重金属的浸出毒性大大降低,说明熔融对重金属有很好的固化效果.     

含硫丹POPs废物浸出特性研究

以含硫丹POPs废物为研究对象,对废物中硫丹进行了浸出实验,针对实验室条件下影响硫丹浸出的主要因素(浸提剂初始pH,粒径,液固比,浸出时间)进行研究。分别用超声萃取法和液液萃取法提取样品和浸出液中的硫丹,并用GC对α-硫丹,β-硫丹的浓度进行定量检测。结果表明,废物中硫丹的浸出是一个快速的溶出过程,废物中硫丹的组分浓度较高,α-硫丹的含量为0.11 g/g,β-硫丹含量为0.023 g/g,浸出率为0.01%~0.49%。在实验设计范围内,硫丹的浸出量随浸提时间的延长,液固比的增大而增加;粒径对其影响不明显;在弱酸条件高于强酸条件。     

人工湿地系统中填充基质对磷的吸附能力

人工湿地中填充基质对磷的吸附、沉淀作用是湿地系统的主要除磷机制,探明基质对磷的吸附能力对人工湿地系统设计至关重要. 分别利用吸附试验和柱吸附试验考察了宝钢钢渣、首钢钢渣、水淬渣和陶粒4种基质对磷的吸附能力,同时进行了浸出液毒性鉴别试验. 吸附试验表明,基质对磷的吸附符合Langmuir和Freundlich模型(R2为0.956～0.989),采用Langmuir模型预测的基质磷吸附量为2.274～3.637 mg/g. 在为期144 d的柱吸附试验中,填充宝钢钢渣和首钢钢渣的试验柱对磷有良好的去除效果,而填充水淬渣和陶粒的试验柱在90 d左右达到吸附饱和状态.在试验期内,基质的累积磷吸附量:宝钢钢渣为7.921 mg/g,首钢钢渣为7.495 mg/g,水淬渣3.317mg/g,陶粒为1.627 mg/g. 浸出液毒性鉴别试验表明,4种基质均有较高的环境安全性,由于2种钢渣和水淬渣具有较高的磷去除效率和便宜的价格,在湿地系统中具有广泛的应用价值.      

模拟雨水对工业烧渣中重金属浸出特性的研究

采用《固体废物浸出毒性浸出方法—水平振荡法》(HJ557-2010)对工业固体烧渣中重金属进行浸出试验研究,并利用火焰原子吸收分光光度法分别测定了其浸出液中的铅、铬、锌、镉、铜、铁和镍等7种重金属,用可见分光光度法测定砷,考察了模拟酸雨的pH值、液固比和浸取时间等因素对烧渣中重金属的浸出试验的影响,实验结果表明烧渣中各重金属的浸出值均未超出国家标准《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中的允许值,可直接作为建筑材料或路基材料使用。