电絮凝法处理石油裂化催化剂废水

针对石油裂化催化剂废水高盐高浊、水质水量变化大的特点,采用电絮凝工艺对其进行处理,并对初始p H、极板间距、电流密度及电解时间等工艺条件进行了优化。结果表明,电絮凝法对石油裂化催化剂废水有较好的除浊效果,在最优工艺参数(初始p H=8,极板间距为1.5 cm,电流密度为25 m A/cm2,电解时间为40 min)条件下,电絮凝对废水浊度和SS的去除率分别在97%和95%以上,出水浊度和SS分别低于5 NTU和15 mg/L;电絮凝过程平均电耗为0.723(k W·h)/m3,铝阳极平均损耗为0.1497 kg/m3,主要成本为铝阳极损耗。电絮凝法适于石油裂化催化剂废水的处理,可操作性强,应用前景良好。     

电絮凝处理三次采油废水

采用电絮凝技术对含PAM的三次采油废水进行处理,研究了不同极板、pH、电流密度、极板间距、搅拌速度、反应时间以及极性交换周期对大庆三次采油废水处理效果的影响。通过处理效果和成本分析,铝作为极板时处理效果要优于铁板,最佳实验条件下COD去除率达到了94.6%。同时对三次采油废水的主要性质和电絮凝处理三次采油废水的作用机理进行了分析,发现COD主要通过絮凝沉降作用去除,而电化学氧化作用和气浮作用对COD的去除效果并不显著。与普通化学混凝法相比,电絮凝处理三次采油废水在处理效果和成本方面有着独特的优势。     

纳米铁/改性介孔硅耦合电絮凝去除废水中的Ni(Ⅱ)

提出了纳米铁(NZVIs)/改性介孔硅(MS)耦合低压电絮凝去除废水中Ni(Ⅱ)的方法,利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)表征手段了解了NZVIs/MS的结构及物相,探讨了温度和pH对NZVIs/MS去除Ni(Ⅱ)的影响。此外将NZVIs/MS与电絮凝进行耦合,考察了耦合系统对Ni(Ⅱ)的去除效果和NZVIs/MS的重复利用性。结果表明:NZVIs在MS表面得到了良好的负载,NZVIs/MS耦合电絮凝对Ni(Ⅱ)的去除效果显著优于单独电絮凝,NZVIs/MS(2.5g/L)耦合电絮凝(5.0V)的Ni(Ⅱ)处理效果与电絮凝技术(20.0V)相当,说明耦合系统能够有效降低电絮凝过程中的极板电压,解决极板钝化的问题。     

超声强化电絮凝处理洗车废水的试验研究

针对洗车行业对水资源的浪费及污染现状,采用超声强化电絮凝处理洗车废水.考察了电流密度、初始pH、极板间距、处理时间等因素对洗车废水处理效果的影响,并讨论了超声强化电絮凝机制.结果表明,超声强化电絮凝处理洗车废水的最佳条件是电流密度1,500 mA/cm2、初始pH无需调节、极板间距为1.5cm、处理20 min,COD与浊度去除率分别为68.77％、96.89％,出水达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)要求.可见,超声能改变电絮凝反应动力学过程,强化电絮凝去除污染物效果.     

脉冲电强化微电解对铅锌浮选废水中锌和丁基黄药的去除

研究了脉冲电强化微电解流化床技术去除铅锌浮选废水中的锌及丁基黄药,考察不同溶液初始pH值和反应器中不同电流密度、脉冲周期及极板间距对模拟废水中锌和丁基黄药的去除效果,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射能谱仪(XRD)进行填料表面特征、物相和形态分析,并对废水中锌和丁基黄药的去除过程和降解途径进行探究。结果表明,在pH值为4、电流密度为20 m A·cm~(-2)、脉冲周期为2 s、极板间距为5 mm的最佳条件下,废水中锌和丁基黄药去除率分别达99.53%和99.03%。锌主要通过电催化还原沉积和铁羟基聚合物絮凝去除,而丁基黄药则被体系电催化原位生成的H_2O_2、羟基自由基氧化降解矿化,以及铁羟基聚合物絮凝去除。     

脉冲电絮凝-膜分离反应器的膜污染控制机制

为了改进直流电絮凝膜分离反应器(electrocoagulation-membrane cathode reactor, ECMCR)在实际应用中存在极板钝化、能耗高等不足,本研究开发了脉冲电絮凝膜分离反应器(pulsed electrocoagulation-membrane cathode reactor,PECMCR),并分析了其中的膜污染控制机制。研究发现ECMCR对腐殖酸(humic acid, HA)的去除率最高可达85.23%,相比之下相同产铝量和能耗下脉冲电絮凝膜分离反应器对HA的最佳去除效率可达到90%以上,且跨膜压差分别降低了36%和20%。PECMCR相较于ECMCR具有更好的HA去除效果和膜污染缓解效果,这可能是因为在脉冲电场的作用下,金属阳离子在溶液中加速扩散,减少或消除了金属阳极的钝化现象,从而有效提高HA的去除效率。而且HA与膜阴极之间的静电斥力降低了HA污染物在膜上的粘附,有助于进一步缓解膜污染。另外,脉冲电絮凝可以缓解电极钝化,有助于进一步节省能耗。此研究结果为PECMCR应用于水处理过程中膜污染控制提供了新的解决方案。     

油田压裂返排液的电化学处理

为探究电絮凝和电化学氧化法处理油田压裂返排液的机理,采用响应面法拟合了反应过程,考察了电化学反应动力学、活性物质以及电极板的形貌和成分的变化。结果表明,电絮凝和电化学氧化法的响应面模型相关性显著,精确度和可信度均在合理范围内,在最优实验条件下其对应的COD去除率分别可达88.2%和100.0%;压裂返排液经电絮凝和电化学氧化处理后去除COD的动力学分别适用于零级和一级动力学模型,反应速率常数分别为4.49 mg·(L·min)^-1和0.005 4 min^-1;电絮凝和电化学氧化处理压裂返排液起主要作用的活性物质分别是OH·和O₂·^-;电絮凝反应后,阳极和阴极表面分别附有碳酸钙和絮体有机物,电化学氧化反应后,阳极和阴极表面分别覆盖着致密的有机污染物和钙镁碳酸盐。     

逆电渗析电堆与电絮凝器耦合系统处理乳化油废水

通过对由逆电渗析(RED)技术与电絮凝(EC)技术结合构成由盐差能驱动的RED-EC耦合废水处理系统处理模拟乳化油废水的实验研究,探讨了电絮凝器电极材料、极板间距、支撑电解质浓度、废水初始pH及温度变化对乳化油废水除油率的影响。结果表明,与采用铝阳极材料相比,采用铁阳极材料的耦合废水处理系统具有更高的除油率。极板间距和含油废水参数(电导率、初始p H和温度)变化会对耦合废水处理系统的除油率产生影响。过大或过小的极板间距均对系统的除油率不利,在所研究的系统中,电絮凝器极板间距为1 cm时最佳。当废水的电导率很低时,系统的除油率也较低,适当增加支撑电解质可以迅速提高系统的除油率。中性或微碱性条件下系统的除油率较高。温度越高,系统的除油率也越高。在实验范围内,对总量为2 L、质量浓度为1 g·L^-1模拟乳化油废水经60 min絮凝处理后,除油率可达98.39%。     

Al_2O_3/石墨相氮化碳光催化剂的合成及其光催化性能

以Al_2O_3和硼改性的石墨相氮化碳(g-C_3N_4B)为原料,利用表面氢氧根修饰结合超声分散的方法制备了具有不同Al_2O_3含量的一系列复合光催化剂Al_2O_3/g-C_3N_4B。通过X射线衍射、紫外—可见漫反射光谱和光致发光光谱对Al_2O_3/g-C_3N_4B进行表征,以亚甲基蓝(MB)为目标化合物,考察了Al_2O_3/g-C_3N_4B的光催化活性。结果表明:Al_2O_3/g-C_3N_4B对MB具有较好的光催化降解性能,其中Al_2O_3质量分数为40%的Al_2O_3/g-C_3N_4B光催化活性最佳。在MB光催化降解过程中,·O_2~-和h~+起了重要作用,而H_2O_2与·OH的作用可以忽略。     

双铝电极电絮凝处理高含氟地下水的影响因素及动力学分析

为探求电絮凝处理高含氟地下水工艺技术参数及其除氟动力学,采用双铝电极电絮凝装置处理人工模拟高含氟地下水,研究了双铝电絮凝除氟过程及其除氟动力学模型,分别考察了电流密度、pH、极板间距及初始氟浓度对电絮凝除氟过程影响。结果表明,电絮凝除氟过程符合一级反应动力学模型,理论所需除氟时间取决于初始氟浓度和除氟动力学常数,而除氟动力学常数受电流密度、极板间距和初始氟浓度影响;当电流密度为300 A·m~(-3),pH为6.0～7.0,极间距为10 mm时,双铝电絮凝除氟能效最高,氟离子去除率为89.56%,能耗为0.157 8 kWh·g~(-1);但较高的初始氟浓度容易使铝氟比下降,导致除氟效果下降,不利于除氟过程。以上结果可为电絮凝处理高含氟地下水工程化应用和除氟反应器开发提供参考。     

电脱盐废水电絮凝破乳分离机制及工艺优化

为降低电脱盐废水污染物含量并去除顽固有机物,采用Fe和Al电极对电脱盐废水进行电絮凝预处理,采用气相色谱-质谱(GC-MS)、紫外可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEMs)和共存离子检测等方法对电絮凝破乳分离机制进行分析,利用响应曲面方法 (RSM)对电絮凝处理工艺进行优化。结果表明,电絮凝处理电脱盐废水15 min后,几乎检测不到碳数>11的有机物;反应20 min后,电脱盐废水在266 nm处紫外特征吸收值降低了55%,而电脱盐废水的2个特征荧光峰并未明显改变;反应20～25 min时,Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-的去除率达到最高,但Cl-浓度随后又有所升高,显示出体系中发生了氧化还原反应;采用Fe电极处理电脱盐废水时,化学需氧量(COD)去除率和总油去除率均与反应时间、电流密度符合二次回归模型,电流密度对污染物去除率的影响更为显著;电絮凝处理电脱盐废水的最优反应条件为电流密度4.2 mA·cm^-2、反应时间25.4 min,此时COD去除率与总油去除率的模型预测值分别为80....     

电絮凝处理牛仔布印染废水

用铁分别作为电絮凝反应系统的阴极和阳极,研究电絮凝法对牛仔布印染废水的处理效果。考察了电极电压、反应时间和pH等因素对电絮凝法去除实验所用废水中COD和色度效果的影响。结果表明,电极电压和反应时间是主要的影响因素,pH次之。电极电压24 V,反应时间35 min,pH为7.4时,脱色率可达99%,COD去除率在70%左右,处理效果最佳。因此,电絮凝法可以作为印染废水的预处理工艺,有效降低废水COD和色度。     

酸根离子对铝板电絮凝处理含镍废水的影响

电絮凝是去除废水中重金属离子的有效技术。本研究考察了常见酸根离子SO2-4、Cl-、NO-3和H2PO-2对铝板电絮凝除Ni2+的影响。结果表明,SO2-4、Cl-、NO-3均有利于Ni2+的去除,其中由于NO-3的还原可提高铝阳极溶解效率,因此,当其浓度从0.0186增至0.186 mol/L时,反应30 min后Ni2+去除率从77.9%升至99.8%。H2PO-2会降低絮体絮凝活性并钝化电极,从而显著降低Ni2+去除率,其浓度从0.0186 mol/L增至0.372 mol/L,反应60 min后Ni2+去除率从91.7%降至30.5%。另外,对各阴离子存在下溶解态铝絮体聚合度以及电解过程pH的检测,进一步揭示这4种离子对电絮凝影响机制。     

电芬顿法去除兰炭废水COD

为处理高浓度生物难降解兰炭废水,考查了利用不锈钢作阳极和石墨气体扩散电极作阴极构成的电芬顿体系对兰炭废水COD的去除效果。系统地考察了空气流速、电流密度、溶液pH值及极板间距等因素对废水COD去除率的影响。电解过程的较佳条件:空气流速为2.5 L/min;电流密度为5.2 mA/cm2;溶液pH值为3;极板间距为2 cm。电芬顿法处理兰炭废水240 min之后,COD最高去除率可达78.62%,实现了对兰炭废水的预处理,为兰炭废水的处理提供了新的途径。     

胡敏素-赤铁矿复合物对外源添加镉污染富硒土壤的钝化

以本地富硒土壤提取的胡敏素(humin,HM)、制备的赤铁矿(hematite,α-Fe_2O_3)和胡敏素-赤铁矿复合物(HM-α-Fe_2O_3)作为钝化剂,对富硒土壤中的镉(Cd)进行钝化研究。结果表明,有效态Cd浓度与pH呈显著负相关(r=-0.729)(0.01P0.05)。与空白对照组(CK)处理对比,添加3种不同水平用量的HM(H1～H3),α-Fe_2O_3(F1～F3)和HM-α-Fe_2O_3 [(F-H)1～(F-H)3]处理并培养60 d后,土壤中有效Cd浓度分别降低14.21%～22.96%、21.25%～37.55%和13.45%～27.75%;可交换态Cd的浓度分别降低17.77%～23.34%、33.93%～45.39%和18.56%～22.07%。比较不同钝化剂的钝化效果,发现单独钝化剂中最佳处理组为F2(20 d),有效态Cd浓度的降低幅度最大(37.55%),但施加量也最大,易导致土壤碱性化;HM钝化剂在5 d达到最佳效果(H2);HM-α-Fe_2O_3中最佳处理组为(F-H)3(60 d),有效态Cd浓度的降低量与钝化剂用量、钝化时间都呈极显著正相关(r=0.631,0.428)(P0.01),说明其钝化效果与钝化剂用量、钝化时间呈现较好的线性增长关系,施用率低且效果明显。因此,HM适用于短期修复,而HM-α-Fe_2O_3适用于长期修复。HM与α-Fe_2O_3复合应用为充分利用土壤腐殖质和控制重金属流动性提供了新途径。     

低温碱溶脱除液晶显示器(LCD)玻璃基板粉末中的硅和铝

为了提高氯化法回收LCD中铟的效果,降低Si O_2和Al_2O_3对氯化过程的干扰,采用Na OH对液晶显示器玻璃基板粉末中的硅和铝进行了预先溶出规律研究。首先分析了LCD粉末中Si O_2和Al_2O_3的含量、形貌以及铟的浸出变化,然后计算了Si O_2和Al_2O_3的脱除效率。在条件实验基础上通过正交实验设计得出优化实验条件。研究表明,在液固比为90∶2、温度95℃、溶出时间2 h、碱度0.56 g/L的最佳工艺条件下,Si O_2的脱除率为80.88%、Al_2O_3的脱除率为83.30%、二者总的脱除率为81.30%,洗涤液中没有发现铟的溶出,碱溶后的物料表面产生大量均匀的孔状结构。这将对液晶显示器玻璃基板粉末的资源化与铟的富集有重要意义。     

电-Fenton法处理页岩气压裂返排液

页岩气开发压裂返排液处理是近年的研究热点,本文采用电-Fenton氧化技术对压裂返排液絮凝出水进行深度处理研究,主要考察了H2O2投加量、pH值、电压和反应时间对COD去除效果的影响。通过正交实验和单因素影响实验,确定电-Fenton氧化处理絮凝出水的适宜条件为:H2O2投加量为40 mL·L~(-1)、pH=3、电压6 V和反应时间60 min。在此条件下,出水COD为71.3 mg·L~(-1),COD去除率达到62.5%。实验结果表明化学絮凝—电-Fenton氧化是页岩气压裂返排液达标外排的一种适宜处理工艺。     

铝板电絮凝法去除重金属离子Cd~(2+)和Ni~(2+)

以模拟遭受突发性镉、镍污染的水体为研究对象,采用铝电极板电絮凝法去除水中Cd~(2+)和Ni~(2+),考察电流密度、反应时间、溶液初始p H与极板间距等操作参数对重金属离子Cd~(2+)和Ni~(2+)去除效果的影响,在最佳工况条件下,Cd~(2+)和Ni~(2+)的去除率均能达到99.99%以上。在模拟废水中投加5.0 mg/L阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS),与不投加SDS过程相比,电流效率从101.4%上升到118.0%,电絮凝除Cd~(2+)过程,同样达到99.52%的去除率,反应时间从12 min缩短到10 min,对于Ni~(2+)去除过程,同样达到98.61%去除率,反应时间从10 min缩短到8 min。2个反应过程均符合一级动力学模型。阳极表面扫描电子显微镜(SEM)表征显示,SDS添加有助于Al3+的释放。     

絮凝-微纳气泡法处理采油废水

对采自胜利油田的采油废水,分别进行了聚硅硫酸铁(PFSS)絮凝法、微纳气泡法和絮凝-微纳气泡联合法处理,考察了处理过程对采油废水水质和所配制聚合物(部分水解聚丙烯酰胺)溶液粘度的影响。结果表明,均可有效降低废水的矿化度、油含量和悬浮物含量,明显提高用其配制的聚合物溶液的粘度;联合处理效果明显高于单独采用絮凝或微纳气泡处理的效果。所处理后的废水可有望代替淡水用于油田现场配制聚合物驱油体系,在消除油田污水环境污染的同时,可节约淡水资源。     

新型高效氧化偶合絮凝剂COF-I的研制及其应用研究

以硫酸铝为主要原料 ,经过化学改性后 ,制得兼具氧化和絮凝为一体的新型、高效水处理药剂COF I ,并设计正交实验找出了药剂最佳组合配方 ,且对微污染水源水、城市污水及印染废水进行了强化处理试验研究。结果表明 ,最佳配方为复合比 1∶1、添加剂含量 1 2 5 %、稳定剂含量 0 3%、氧化成分含量 1 0 % ,在最佳配方和最佳工艺条件下 ,复合药剂COF I对微污染水源水、城市污水及印染废水均具有良好的处理效果