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%。     

木质纤维素废渣对赤泥的脱碱及改良研究

赤泥是铝土矿提炼氧化铝后排放的强碱性废渣,数量巨大且环境风险大,如何无害化及土壤化处置是赤泥生态修复与治理的关键。该研究通过掺拌不同比例的木质纤维素酸性废渣,并进行复合微生物菌剂添加和覆叶排碱处理,对赤泥的pH、有机质含量及有效水容量进行了比较研究。发现掺拌木质纤维素废渣、添加复合微生物菌剂均能显著降低赤泥pH、增加有机质含量与有效水容量。其中添加复合微生物菌剂且赤泥与木质纤维素废渣质量比为7∶3时,赤泥pH可由11.08降至8.35,有机质含量由6.13 g/kg增至24.92 g/kg,有效水容量由8.80%增至19.17%,已达到一些耐盐碱植物的生长要求。覆叶排碱措施尽管对赤泥pH、有机质含量及有效水容量均无显著影响,但减少了可溶盐碱在赤泥表层的析出。故此,掺拌一定量的木质纤维素废渣并辅之以复合微生物菌剂添加及松叶覆盖等,是一种有效的"以废治废"的赤泥脱碱及改良方法。     

碳酸钠/甘油体系中六氯苯脱氯去除及影响因素研究

以六氯苯(HCB)为对象,以HCB脱氯和去除效率为考察指标,通过研究不同的氢供体、碱性物质、催化剂和反应温度等因素,逐步建立基于碳酸钠(Na2CO3)/甘油的高效碱催化脱氯(BCD)体系.结果表明,碱性物质的投加量对HCB的脱氯效率影响显著,当HCB、铁粉、Na2CO3和甘油的投加质量比为1:1:12:90时,在250℃下反应2.5h后,HCB的去除率达到99.9%,脱氯效率达到91.9%,部分氯苯已完全脱氯生成苯.研究结果证明了弱碱性物质也能高效催化HCB的脱氯降解.碳酸钠/甘油体系对HCB具有高效的脱氯效率,所用原料资源丰富、廉价,具有较好的应用前景.     

废弃电子塑料在超临界异丙醇中的液化特性

研究了废弃含溴化阻燃剂的电子塑料在超临界异丙醇中的液化特性.研究结果表明塑料在超临界异丙醇中发生了解聚,产生油、气以及固体残渣,塑料中的溴化阻燃剂发生了脱溴降解.反应时间、固/液比、溶剂填充度对塑料解聚及阻燃剂脱溴降解影响较大,在最佳工艺条件(温度:400℃,反应时间:60min,固/液比:1/10,溶剂填充度:50%)下获得60%的产油率及95.3%的脱溴率.油以苯系物及酚类物质为主要组成物质,其热值为37.5MJ/kg.超临界异丙醇处理含溴化阻燃剂塑料主要包括溴化阻燃剂的萃取、脱溴降解和塑料高温解聚等过程.     

赤泥碱性调控研究进展

赤泥是氧化铝工业生产过程产生的强碱性固体废弃物,资源化利用难、环境风险高,严重制约了氧化铝行业的可持续发展.赤泥土壤化是实现规模化处置赤泥的一种可行方法,而碱性调控则是赤泥土壤化的关键环节.论文在综述氧化铝生产过程碱性物质形成过程的基础上,从可溶性碱和化学结合碱角度分析了赤泥碱性物质的赋存状态,阐述了国内外化学调碱法和生物调碱法的研究进展和碱性转化机制,剖析了赤泥碱性调控方面存在的问题,提出了赤泥碱性调控研究的发展方向.这将为赤泥规模化处置和堆场生态重建、保障氧化铝工业的健康发展提供科学参考.     

黄腐酸用于磷石膏脱碱赤泥土壤化的可行性研究

黄腐酸呈酸性,含有丰富的营养成分,是一种植物调节剂且能促进植物生长。为研究黄腐酸用于磷石膏脱碱赤泥土壤化的可行性,通过磷石膏脱碱赤泥试验与磷石膏-黄腐酸联合脱碱赤泥试验,对脱碱液和脱碱渣进行理化性质测定,并进行盆栽试验分析验证其可行性。结果表明:1)磷石膏脱碱可使赤泥的pH值由初始的11.08降低到9.00左右,而使用磷石膏-黄腐酸联合脱碱,可使赤泥的pH值降至8.50左右;2)分析结果表明,黄腐酸的加入促进了赤泥大粒径团聚体的形成,增加了大粒径团聚体的含量,增强了团聚体的稳定性;3)脱碱渣及脱碱液的元素分析结果表明,黄腐酸的加入使得赤泥中残留的重金属离子和Na+含量增加;4)盆栽试验结果表明,较高的重金属离子和Na+浓度将黑麦草种子的萌芽时间推迟了4 d,发芽率降低了8%。将赤泥进行脱碱以及去除重金属离子,使磷石膏脱碱赤泥中相应离子含量更少,而黄腐酸的加入有利于磷石膏脱碱赤泥的土壤化。     

含砷固体废弃物的溶解特性及其污染分析

本文研究了含砷固体废弃物的砷含量特征,以及在时间、温度、pH和浸提次数等不同条件下的砷溶解特性,分析了废渣场附近区域砷污染分布和扩散的情况。结果表明,含砷固体废渣具有很强的污染性,必须认真处理废渣场的污染问题。     

化学沉淀法去除稀土湿法冶炼废水中钙与高浓度氨氮研究

离子型稀土湿法冶炼过程中会产生大量氨氮废水,由于废水中含有大量Ca2+,而Ca2+是影响磷酸铵镁沉淀法脱氮效率的重要因素.向废水中投入Na2CO3固体生成CaCO3沉淀物,去除废水中的Ca2+,再利用磷酸铵镁(MAP)沉淀法去除废水中的氨氮.实验采用响应面实验设计方法中的中心复合设计法,利用响应面分析法对磷酸铵镁沉淀法反应参数进行优化,得到最优反应条件及最优反应条件下沉淀产物.利用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对最优反应条件下两种沉淀物进行分析.结果表明,当n(Ca2+)∶n(CO23-)=1∶1.05,搅拌速率为1 500 r.min-1,反应时间为30 min时,Ca2+去除率接近100%;对除钙后废水进行磷酸铵镁法脱氮处理的最优反应条件为:pH=9.03,n(Mg)∶n(N)=1.20,n(P)∶n(N)=1.1,反应时间为30 min,搅拌速率为1 000 r.min-1,氨氮去除率达到95.40%,剩余总磷浓度为5.65 mg.L-1;沉淀物分别为纯净的CaCO3及MgNH4PO4.6H2O.     

酸化赤泥吸附环丙沙星的特征、机理及过程优化

为提高赤泥的资源化利用及抗生素有机废水的深度处理,以酸化赤泥为吸附剂、环丙沙星为目标污染物,研究了酸化赤泥吸附环丙沙星的条件、特征和机理.采用响应面法中Box-Behnken设计方法,以吸附温度、溶液pH值、环丙沙星初始浓度、酸化赤泥投加量为自变量,吸附量为响应值建立4因素3水平优化模型,确定了最佳吸附条件,并对吸附过程的动力学模型、等温线模型、热力学特性及吸附机理进行了研究.结果表明,溶液pH值、环丙沙星初始浓度、酸化赤泥投加量为影响吸附量的显著因素.酸化赤泥吸附环丙沙星的最佳条件为：温度45℃、pH=3.04、环丙沙星初始浓度29.20mg/L,酸化赤泥投加量3.40g/L,预测最大吸附量为7.30mg/g.酸化赤泥吸附环丙沙星的过程遵循伪二级反应动力学模型及Langmuir-Freundilich吸附等温线模型,经过拟合最大吸附量分别为7.90和7.35mg/g.根据Van Tehoff公式计算吸附热力学状态函数ΔG⁰为-82.13~-94.37kJ/mol、ΔS⁰为0.61J/（mol·K）、ΔH⁰为100.25KJ/mol,吸附为自发进行的吸热反应.FTIR表明环丙沙星分子中-COO与酸化赤泥的Al-O键发生络合反应,C=O与Fe-O键发生微弱的静电或内球面键合作用.研究表明,酸化赤泥是一种极具潜力的廉价吸附剂,可用于处理抗生素污染废水.     

硫酸盐还原菌对X60钢CO2腐蚀行为的影响

采用API-RP38培养基,从油田含油污水中分离出硫酸盐还原菌（SRB）,研究了该菌种的生长特性。用腐蚀失重实验和电化学手段系统地研究了CO2饱和的油田污水中SRB对X60钢CO2腐蚀行为的影响。结果表明,SRB最佳生长温度为30℃,最佳生长pH值为7.5;30℃时SRB的存在减缓了CO2腐蚀,此温度下SRB细胞、胞外聚合物和腐蚀产物能够形成致密膜层,腐蚀产物主要是FeS和FeCO3;随温度升高,SRB的存在会加速CO2腐蚀,且SRB与CO2之间产生协同作用,促进基体材料的腐蚀破坏。     

酸活化赤泥催化臭氧氧化降解水中硝基苯的效能研究

以铝工业废物赤泥为原料,采用酸化的方法活化赤泥,提高其在多相催化臭氧氧化除污染体系中的催化活性,并对其催化臭氧除污染效能及机制进行探讨.研究发现,和赤泥原矿相比,酸化赤泥表现出十分显著的催化能力;酸化赤泥(RM6.0)催化臭氧氧化硝基苯的去除率随臭氧浓度的增加而增加;当臭氧浓度由0.4 mg.L-1增加至1.7 mg.L-1时,硝基苯的去除率由45%提高到92%.溶液pH对RM6.0催化体系利用臭氧能力的影响与其催化臭氧氧化降解NB的影响表现出一致的结果.初始pH变化所带来的RM6.0催化活性的变化,主要是由于体系中氢氧根浓度的变化,导致臭氧分解形成羟基自由基所致;过高pH值导致的羟基自由基的猝灭显促使RM6.0催化臭氧氧化NB活性的降低.通过RM6.0对臭氧的利用能力及羟基自由基抑制实验结果发现,RM6.0催化臭氧降解NB的主要作用机制是催化剂表面吸附臭氧,实现臭氧在催化剂表面的富集,进而实现对NB有机污染物的氧化降解.在这个过程中羟基自由基是存在的,主要是在臭氧与硝基苯在界面氧化过程中分解而成,并进一步氧化NB.     

铁改性赤泥吸附剂的制备及其除砷性能研究

以氧化铝生产废渣--赤泥为原料,采用铁盐改性处理制备了新型羟基铁包覆型赤泥除砷吸附剂.研究考察了吸附剂吸附砷效能、投加量、吸附时间和pH值对吸附除砷效果的影响;采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、比表面积(BET)等仪器对吸附剂进行了表征,并探讨了吸附机制.结果表明,铁盐改性赤泥吸附剂对As(V)具有显著吸附效能,在pH为7,初始砷浓度为1 mg·L-1,铁盐改性赤泥吸附剂饱和吸附容量为50.6mg·g-1时,除砷率高达99.9%,吸附后出水砷含量可达到0.01 mg·L-1以下,吸附规律符合Langmuir等温方程式;溶液pH值显著影响砷去除效果,吸附机制主要为羟基铁的表面吸附机制;吸附后的吸附剂可通过NaOH溶液再生,脱附率达到92.1%.     

赤泥活化过一硫酸盐降解环丙沙星:性能和机制

为提高赤泥的综合利用及抗生素有机废水的深度处理,以赤泥（red mud,RM）为催化剂、环丙沙星（ciprofloxacin,CIP）为目标污染物,系统研究了RM活化过一硫酸盐（peroxymonosulfate,PMS）降解CIP的效果和机制.结果表明,含有Fe、Al和Ca等金属氧化物,具有较大比表面积（10.96 m²·g^-1）和复杂孔道结构的RM能够有效增强PMS对CIP的降解速率和效果.自由基捕获剂甲醇、叔丁醇和苯酚的抑制实验结果进一步说明,体系产生的SO₄^-·和HO·在RM表面与CIP发生氧化反应.温度、PMS浓度和RM投加量影响CIP的降解.温度升高反应速度加快,反应活化能为5.74 kJ·mol^-1; PMS浓度增加,体系产生更多SO₄^-·和HO·,CIP的降解率升高; RM存在最佳投加量1.0 g·L^-1.HPLC/MS/MS共检测到8种降解产物,CIP分子中的哌嗪环易受活性物质进攻,CIP主要通过2种途径进行降解.本研究表明RM是一种极具潜力的廉价催化剂,可用于活化过一硫酸盐处理含抗生素的污染废水.     

活化赤泥吸附除磷及其机理的研究

以铝矿工业赤泥为原材料,采用酸活化、焙烧活化、热酸活化方法进行活化处理,得到除磷吸附剂,考察了pH值、反应时间和磷初始浓度等因素对除磷吸附剂吸附效果的影响.结果表明,活化赤泥具有较好的除磷能力,酸活化赤泥和焙烧活化赤泥对磷的饱和吸附量分别为155.2、144.2 mg·g-1.热酸活化赤泥除磷能力更强,其对磷的饱和吸附量可达202.9 mg·g～,经过热酸活化后的赤泥即使在pH值波动较大时也能很好处理高浓度含磷废水.溶液pH显著影响磷去除效果,在pH为7时得到最大去除量.     

活化赤泥去除猪场废水生化处理出水中的磷和重金属

以铝矿工业废渣赤泥为原材料,采用焙烧活化方法进行活化处理,并将其用于畜禽废水生化处理出水中磷和重金属的吸附去除.同时,研究考察了吸附剂除磷、除重金属的能力以及投加量、pH值和反应时间对去除效果的影响.结果表明,赤泥和活化赤泥对磷、铜、锌、砷吸附规律符合Langmuir吸附等温方程;焙烧改性后,赤泥对磷、铜、锌、砷的去除能力显著提高,900℃焙烧活化饱和吸附量可分别由46.26、18.18 、15.45、18.83 mg·g-1提高至149.00、65.17、99.20、27.51 mg·g-1;pH显著影响除磷、除重金属的效果,高pH条件有利于磷、铜、锌、砷的去除;赤泥和活化赤泥除磷、铜、锌、砷的作用机理包含金属氧化物表面的表面络合作用机理,其对砷和磷的去除机理还包括共沉淀作用.     

Simultaneous removal of CO2, NOx and SOx using single stage absorption column

Capturing flue gases often require multiple stages of scrubbing, increasing the capital and operating costs. So far, no attempt has been made to study the absorption characteristics of all the three gases (NO, SO₂ and CO₂) in a single stage absorption unit at alkaline pH conditions. We have attempted to capture all the three gases with a single wet scrubbing column. The absorption of all three gases with sodium carbonate solution promoted with oxidizers was investigated in a tall absorption column. The absorbance was found to be 100% for CO₂, 30% for NO and 95% for SO₂ respectively. The capture efficiency of sodium carbonate solution was increased by 40% for CO₂ loading, with the addition of oxidizer. Absorption kinetics and reaction pathways of all the three gases were discussed individually in detail.     

Adsorption removal of phosphate from aqueous solution by active red mud

Red mud is the waste of alumina industry and has high TiO_2 and Fe_2O_3 content which are active components for the adsorption of anion pollutants.In this study,the uptake of phosphate by red mud activated by heat treatment and acid-heat treatment was investigated. The factors influencing the adsorption were also investigated.The result showed that the red mud sample treated using acid-heat method at 80℃with 0.25 mol/L HC1 for 2 h achieved the highest phosphate removal.For the heat-activated red mud,the sample heated at 700℃for 2 h preformed better than the other heat treatment.Phosphate removal by the activated red mud was significantly pH dependent,and pH 7 was the optimal pH for phosphate removal.The adsorption fits Langmuir isotherm model well and the maximum adsorption capacities of the acid-heat activated red mud and the heat activated samples were 202.9 mgP/g and 155.2 mgP/g,respectively.     

Ca and OH release of ceramsites containing anorthite and gehlenite prepared from waste lime mud

Lime mud is a kind of solid waste in the papermaking industry, which has been a source of serious environmental pollution. Ceramsites containing anorthite and gehlenite were prepared from lime mud and fly ash through the solid state reaction method at 1050°C. The objective of this study was to explore the efficiency of Ca^2 + and OH⁻ release and assess the phosphorus and copper ion removal performance of the ceramsites via batch experiments, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The results show that Ca^2 + and OH⁻ were released from the ceramsites due to the dissolution of anorthite, gehlenite and available lime. It is also concluded that gehlenite had stronger capacity for Ca^2 + and OH⁻ release compared with anorthite. The Ca^2 + release could be fit well by the Avrami kinetic model. Increases of porosity, dosage and temperature were associated with increases in the concentrations of Ca^2 + and OH⁻ released. Under different conditions, the ceramsites could maintain aqueous solutions in alkaline conditions (pH = 9.3–10.9) and the release of Ca^2 + was not affected. The removal rates of phosphorus and copper ions were as high as 96.88% and 96.81%, respectively. The final pH values of both phosphorus and copper ions solutions changed slightly. The reuse of lime mud in the form of ceramsites is an effective strategy.     

对苯二酚强化多相类-Fenton过程降解活性艳红MX-5B的效能与机理

用碱沉淀法制备的硅羟基氧化铁(Si-FeOOH)作多相类-Fenton反应的催化剂,探讨了室温条件下投加还原剂对苯二酚(HQ)对其催化H2O2降解活性艳红MX-5B的影响,同时考察了pH、H2O2浓度、催化剂Si-FeOOH投量及活性艳红浓度对活性艳红MX-5B脱色率的影响,并从溶铁量方面初步探讨了Si-FeOOH/H2O2/HQ体系降解活性艳红MX-5B的机理.结果表明,对苯二酚强化以Si-FeOOH为催化剂的多相类-Fenton反应降解活性艳红的效果显著.在pH=3,活性艳红初始浓度为10mg·L-1,对苯二酚浓度为0.55mg·L-1,Si-FeOOH投量为100mg·L-1,H2O2浓度为51mg·L-1的反应条件下,活性艳红MX-5B的脱色率达94.69%.研究还发现,活性艳红脱色率与反应体系里的铁离子浓度关系密切,表明多相类-Fenton反应中除了催化剂表面吸附催化作用外,也可能存在类似均相类-Fenton的溶液催化作用.     

光助芬顿反应催化降解气体中甲苯

以甲苯作为挥发性有机污染物(VOCs)的代表,利用连续进气动态实验装置,研究光助芬顿反应降解气体中甲苯的作用.考察了芬顿试剂溶液初始p H、H2O2浓度、Fe2+浓度以及甲苯初始浓度对降解甲苯的影响,并利用在线质谱和色谱对产物进行了定性、定量分析.结果表明,紫外光照加快了羟基自由基的生成,显著提高了气体中甲苯的去除率;p H=3.0、H2O2浓度为20 mmol·L-1、Fe2+浓度为0.3 mmol·L-1的条件下,甲苯去除率最高;当甲苯初始浓度为260 mg·m-3时,去除率能够达到98%;光助芬顿反应催化降解气体中甲苯实验未检测到CO2之外的中间产物,CO2产率分析表明去除的甲苯全部转化为CO2.