不同稳定剂对Zn、Cd复合污染废渣的稳定化效果

针对含重金属废渣污染程度高且难处理问题,采用典型硫化物、磷酸盐、CaO、MgO以及配伍药剂对锌(Zn)、镉(Cd)复合污染强酸性废渣进行稳定化,利用水浸提法(HJ 557-2010)评估稳定化效果,以GB 8978-1996最高允许排放浓度为达标限值,达到安全处置的目的。结果表明,单一磷酸盐和硫化物中,同摩尔添加比条件下,Na_3PO_4·12H_2O对Zn和Cd的稳定效果最好,Na_2S·9H_2O对砷(As)稳定效果最好,Zn、Cd、As和铜(Cu)4种金属元素同时达标时的综合稳定效应(η)依次为Na_2S·9H_2O(96.36%)(NH_4)_2HPO_4(87.42%)Na_3PO_4·12H_2O(82.26%)。单一MgO或CaO与组合剂的综合稳定效应顺序依次为0.4%MgO0.4%CaO(0.4%CaO+0.61%Na_2S·9H_2O)(0.4%CaO+0.32%(NH_4)_2HPO_4)1.2%(Na_2S·9H_2O∶(NH_4)_2HPO_4∶Na_3PO_4·12H_2O=2∶1∶3)。MgO、 Na_3PO_4·12H_2O、硫钙组合为优选稳定剂。研究结果可为国内含重金属废渣的高效稳定化处理提供参考。     

氧化铝吸附氟化氢的特性

用电解铝的活性Al_2O_3为吸附剂吸附烟气中的HF,吸附之后HF与Al_2O_3化学反应生成AlF_3:Al_2O_3+6HF=2AlF_3+3H_2O,Al_2O_3的晶体结构、比表面积,吸附温度以及Al(OH)_3焙烧成Al_2O_3的温度都直接影响吸附量。Al_2O_3同时还吸附碳氢化合物和其他杂质,经500℃净化处理,这种含有AlF_3的Al_2O_3可作为原料返回铝电解槽使用。     

海水电池处理模拟海水养殖废水

随着中国海水养殖业的迅猛发展,海水养殖废水排放量与日俱增,近海水域环境严重恶化。采用海水电池处理模拟海水养殖废水,以镁为电池负极,钛为电池正极。镁负极失去电子产生Mg~(2+),与废水中的NH_4~+、PO_4~(3-)结合生成磷酸铵镁(MgNH_4PO_4·6H_2O,MAP),将废水中的NH_4~+和PO_4~(3-)去除。结果表明,当pH为9.5,氮磷配比为1∶1.1时,氮的去除率可达85.34%,磷的去除率可达98.46%。利用正交实验研究pH、初始氨氮浓度、氮磷比和COD4个因素对氮磷去除的影响,氨氮初始浓度、COD分别对氮、磷的去除影响最大。多个电池串联时,总输出电压是各电池电压之和。     

镁渣湿法脱硫性能的实验研究

为实现以废治废,将镁渣用作湿法烟气脱硫的脱硫剂,研究了其脱硫产物与机理,并考察了含氧量、反应温度、镁渣量对脱硫性能的影响。结果表明,镁渣中的主要脱硫成分为Ca_2SiO_4,主要脱硫产物为CaSO_4及其晶体和CaSiO_3,主要反应机理是Ca_2SiO_4水化生成(CaO)_3(SiO_2)_2(H_2O)_3和Ca(OH)_2。烟气含氧量增加对脱硫效率提升有一定的作用,但也促使了pH迅速下降;反应温度越高,脱硫效率越低;镁渣量增加有利于提高脱硫效率。含氧量为2%(质量分数)、反应温度为30℃、镁渣量为0.2g时,饱和脱硫时间为48min。     

BiPO_4稀土掺杂改性及其可见光光催化性能

以Bi(NO_3)_3·5H_2O、NH_4H_2PO_4和稀土氧化物为原料,在乙二醇介质中采用溶剂热法制备了不同稀土元素(Ln=Sm、Pr、Tb)掺杂的Bi PO4光催化剂(记为Bi PO4-Ln,包含Bi PO4-Sm、Bi PO4-Pr和Bi PO_4-Tb)。通过X-射线衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对制备的催化剂进行了表征。以染料罗丹明B(rhodamine B,Rh B)及小分子水杨酸(salicylic acid,SA)为目标化合物,研究了在可见光激发下(λ≥420 nm)Bi PO4-Ln对目标污染物的光催化降解特性,结果表明,Bi PO4-Ln相较纯Bi PO4,其光吸收范围从紫外光扩大到可见光区域,在3种Bi PO_4-Ln催化剂中,Bi PO4-Sm对Rh B的吸附能力最强且其光催化活性较强,通过测定其在可见光下降解Rh B过程中产生的活性物种,发现Bi PO4-Ln在氧化降解Rh B的过程中主要涉及到·OH及O-2·的氧化机理。     

Fe_3O_4-TiO_2·nH_2O·Al吸附剂去除水中氟离子

以实验室制备的Fe_3O_4-TiO_2·n H_2O·Al吸附剂处理模拟和实际含氟废水,探讨了吸附剂用量、体系p H、吸附温度和吸附时间等因素对F-吸附效果的影响。结果表明:在初始F-浓度16.1 mg/L,起始p H 8.0,吸附剂投加量5 g/L,室温(约25℃)下吸附15 min时,模拟和实际废水的出水F-均可达到10 mg/L的《电镀污染物排放标准》和《污水综合排放标准》,且吸附剂的容量都在1.6 mg/g左右,显示Fe_3O_4-TiO_2·n H_2O·Al具有一定的实际应用价值。含氟水溶液初始p H对Fe_3O_4-TiO_2·n H_2O·Al吸附F-性能影响较大。在p H介于3.0~5.0时,吸附容量较大,过高或过低都会导致吸附容量降低。Fe_3O_4-TiO_2·n H_2O·Al吸附F-的过程为放热反应,升温不利于F-的吸附。该吸附剂吸附F-的过程为化学吸附,符合准二级动力学模型,等温线拟合接近Freundlich吸附等温线。     

废旧印刷线路板矿浆电解过程中金属的浸沉规律

以废旧印刷线路板粉末(WPCBs)为原料,采用矿浆电解法回收WPCBs中金属,研究CuSO_4·5H_2O浓度、NaCl浓度、H_2SO_4浓度、电流大小、WPCBs加入量和电解时间对矿浆电解过程中金属的浸出和电沉积规律的影响。结果表明:CuSO_4·5H_2O浓度、WPCBs加入量对WPCBs中金属浸出率影响不大,增加NaCI浓度、H_2SO_4浓度、电流和电解时间有利于WPCBs中金属浸出;增加NaCl浓度、H_2SO_4浓度和电解时间有利于WPCBs中金属沉积,而增加CuSO_4·5H_2O浓度、WPCBs加入量和电流不利于金属沉积。当CuSO_4·5H_2O浓度、NaCl浓度、H_2SO_4浓度、电流、WPCBs加入量和电解时间分别为30 g·L~(-1)、60 g·L~(-1)、170 g·L~(-1)、0.5A、3g和9h时,WPCBs中金属的浸出率和沉积率分别为92.28%和67.04%。     

Mn/CdS光催化降解苯酚研究

以Cd(CH_3COO)_2·2H_2O、Mn(CH_3COO)_2·4H_2O、Na_2S·9H_2O为原料,采用共沉淀法制备Mn/CdS催化剂,并用X-射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对其进行表征。以苯酚为光催化降解对象,考察Mn/CdS的光催化活性。结果表明,Mn的质量分数对Mn/CdS的光催化活性有重要影响,当Mn的质量分数为0.50%时,Mn/CdS的光催化活性最高,其对苯酚的光催化降解率达44.9%。     

氧活性粒子氧化NO生成HNO_3

采用强电离介质阻挡放电方法制取高浓度氧活性粒子(O+2、O3)并注入气体外排烟道中,实现O+2、O3氧化NO转化成资源酸(HNO3)的等离子化学反应。描述强电离放电的氧活性粒子产生器,讨论烟道中O+2、O3氧化NO成HNO3等离子体反应机制,分析回收酸液的NO-2、NO-3离子种类及浓度。考察强电离放电等离子体源的输入功率、水体积百分比、气体温度、气体流速对NOx氧化率的影响。氧化率为97.2%的最佳实验条件是:O+2浓度为1.38×1010个/cm3,O3浓度为210 mg/L,烟气温度为65℃,H2O体积浓度为5.6%,停留时间为0.94 s。     

液相络合脱硝中吸收脱除NO的反应机理

在鼓泡反应器中研究了乙二胺合钴溶液吸收NO的反应机理。实验结果表明:[Co(en)_2(NO)(OH~-)]~+不能被O2直接氧化;[Co_2(en)_4O2(OH~-)]~(3+)基本没有脱除NO的能力;[Co_2(en)_4O_2(OH~-)]~(3+)能够与[Co(en)_2(NO)(OH~-)]~+反应生成NO_3~-和NO_2~-;[Co_2(en)_4O_2(OH~-)]~(3+)与[Co(en)_2(NO)(OH~-)]~+的混合溶液具有脱除NO的能力。     

磷基材料对铅酸蓄电池污染场地土壤铅的稳定化研究

运用不同磷基材料对铅酸蓄电池污染场地土壤进行稳定化修复,通过毒性特征浸出测试、简单生物提取测试和效果—成本分析确定适用于铅酸蓄电池污染场地的磷基材料,并采用MINTEQ化学平衡模型模拟磷基材料添加后土壤中铅赋存状态的改变、识别土壤中铅的迁移受控相。结果表明:(1)优选的3种磷基材料(磷酸二氢钾(KP)、磷酸二氢钾+轻烧氧化镁(KPM)和磷酸二氢钾+贝壳粉(SKP))对铅的稳定率高于92%,可使铅的生物可给度降低幅度达到12百分点以上,修复成本为65～180元/t。(2)3种磷基材料可明显降低土壤中Pb~(2+)活度。KP和SKP添加后土壤中铅的迁移性主要受Pb_5(PO_4)_3Cl控制;KPM添加后土壤中铅的迁移性主要受Pb_5(PO_4)_3OH和Pb_5(PO_4)_3Cl控制。     

CuO-Y2O3/TS-1催化臭氧降解对苯二甲酸的机理

针对对苯二甲酸(TA)水污染问题,通过浸渍法制备CuO-Y_2O_3/TS-1催化剂,利用XRD、SEM、FT-IR、XRF等手段表征催化剂结构、形貌及骨架结构;构建非均相体系催化臭氧氧化降解对苯二甲酸(TA),考察催化剂的催化性能。结果表明:当Cu(NO_3)_2·3H_2O和Y(NO_3)_3·6H_2O浸渍液浓度均为0.5 mg·L~(-1)、臭氧通入量为6.3mg·min~(-1)、催化剂投加量为1.0 g和pH=9.0时,反应30 min后,TA降解率高达99.8%。经5次循环后,TA降解率仍稳定在98.2%。进一步研究表明,CuO-Y_2O_3/TS-1催化臭氧降解TA实验符合一级反应动力学方程。     

流化床造粒法回收猪场废水中氮磷:鸟粪石颗粒的形貌与组成

针对现有流化床鸟粪石造粒法回收废水中氮磷时缺乏有效的方法定量描述颗粒的形貌及对应的组分含量,综合图像法、FTIR、XRD、元素组成分析和物料衡算等方法,分析了分段式流化床不同区域的颗粒形貌及对应的组分情况。研究结果表明,流化床不同区域内上升流速分别为15.0、30.6和60.0mm/s,对应鸟粪石颗粒平均粒度分别为703、963和1747μm,相应的颗粒形貌为絮团、团聚式颗粒和包层式颗粒。颗粒的主要成分为鸟粪石(MgNH_4PO_4·6H_2O,MAP)、钾型鸟粪石(MgKPO_4·6H_2O,MKP)、无定型磷酸钙(Ca_3(PO_4)_2·xH_2O,ACP)其中MAP含量均大于92%,ACP1.26%~1.75%,MKP含量为3.75%~3.91%,有机物含量低于0.4%。回收的颗粒中Cr、As、Cd和Pb等重金属含量低于现行的化肥重金属控制标准(GB/T23349-2009)限值,有效降低了重金属污染的风险,提高了回收颗粒的品质。     

北京西山典型游憩林内PM_(2.5)质量浓度及水溶性离子特征分析

以北京西山森林公园为观测点,运用双通道颗粒物在线监测设备监测PM_(2.5)质量浓度,使用离子色谱仪测定样品中水溶性离子浓度,对北京西山油松林PM_(2.5)质量浓度及水溶性离子特征进行分析。结果表明:PM_(2.5)质量浓度为冬季(121.29±16.78)μg·m~(-3)春季(106.06±12.68)μg·m~(-3)秋季(88.01±17.44)μg·m~(-3)夏季(72.67±12.18)pg·m~(-3);SO-4~(2-)、Na~+、N0_3~-、HC0O~-是PM_(2.5)中最主要的水溶性离子成分,占所测水溶性离子浓度在四季分别为94.99%、72.66%,72.66%、89.52%,PM_(2.5)受SO_4~(2-)、Na~+、N0_3~_、NH_4~+影响较大基本呈正相关关系,SO_4~(2-)、Na~+、N0_3~-、NH_4~+、PM_(2.5)浓度季节变化一致,即在冬季最高,夏季最低春秋次之,且水溶性离子季节差异显著。SO_4~(2-)和N0_3~-、Na~+、NH_4~+的相关性极显著(r=0.85、0.80、0.92),NO_3~-和Na~+、NH_4~+之间关系也较大(r=0.87,0.66),Ca~(2+)和Mg~(2+)相关性极明显(r=0.98),其他水溶性离子间无明显的相关性,固定源和海洋源对水溶性离子贡献程度呈现出季节差异,秋季机动车尾气排放对空气硫和氮污染贡献达最高,春季最低,夏秋季海洋源对Cl~-影响明显。通过对森林植被区PM_(2.5)、水溶性离子特征及关系进行分析,更好地发挥植被的生态效益,提高空气质量。     

利用粉煤灰硫酸浸取液制备十二水硫酸铝铵

粉煤灰提取氧化铝是粉煤灰高值化利用的重要方向。通过在粉煤灰酸浸液中加入硫酸铵形成常温下可结晶的十二水硫酸铝铵晶体(NH_4Al(SO_4)_2·12H_2O),从而实现铝盐的高效分离。考察了结晶温度、NH_4~-/Al~(3+)摩尔比,初始Al~(3+)浓度等因素对铝回收及NH_4Al(SO_4)_2·12H_2O结晶的影响;利用电感耦合等离子光谱仪(ICP)和X射线衍射仪(XRD)对晶体中的杂质含量及晶体组成进行了分析。结果表明,随着结晶温度的升高,铝回收率显著下降,但晶体纯度升高;铝回收率和晶体纯度均随着NH_4~-/Al~(3+)摩尔比的增加而增加;较高的初始Al~(3+)浓度可促进铝的回收和晶体纯度的提高。对十二水硫酸铝铵的结晶过程进行优化,结果表明,在结晶温度为15℃;NH_4~-/Al~(3+)摩尔比为1.0~1.5;初始Al~(3+)浓度为0.88 mol/L时,铝的回收率可达74%,十二水硫酸铝铵纯度在90%以上。     

论铁离子的水解机理

铁离子的水解机理是一个探索已久的老问题。在水解过程中,铁离子并不是单纯地按照 Fe~(3+)→Fe(OH)_3↓那样简单,而是在水溶液中生成了如 Fe(H_2O)_6~(3+)、Fe_2(OH)_2~(4+)、Fe_3(OH)_4~(5+)等等各种各样的离子和分子。由于它们之间的相互作用,形成了多种聚合体,这些聚合体在凝聚过程中起着极为重要的作用。     

不同材料对高As污泥中As的固定效果

针对制酸行业产生的高砷(As)污泥浸出毒性过高且难处理的问题,选择典型无机硫化物、含钙材料、含铁或铝材料(Fe~0、铁盐、Fe_2O_3/Al_2O_3)对高As污泥进行固定化,采用醋酸(TCLP)、H_2SO_4-HNO_3和H_2O_3种浸提法评估了各材料对As的固定效果;考察了固定化对污泥中As结合态和价态分布的影响,筛选最佳固定化材料,进行联合水泥固化。结果表明,FeCl_3固化As的效果最好,3种浸提法评估的固砷率分别为86.01%、42.02%、 58.87%。FeCl_3和Fe~0处理能够促进污泥As向固定态转化,非专性和专性吸附态占比分别降低了80.60%和38.13%。FeCl_3促进非专性和专性吸附态向结晶铁锰或铁铝水化氧化物结合态和残渣态转化。CaO、Fe~0、FeSO_4·7H_2O、Fe(NO_3)_3·9H_2O、FeCl_3和Fe_2O_(12)S_3处理对As(Ⅲ)具有一定的氧化作用。FeCl_3处理后,As(Ⅲ)占比由77.14%降为19.72%。Fe(OH)_3、Fe_2O_3和Al_2O_3处理对As(Ⅲ)的氧化性不明显,Na_2S·9H_2O处理使As(Ⅲ)占比升至85.84%。随FeCl_3、水泥和两者配伍材料投加量的增加,在3种方法中,污泥中As的浸出量均明显降低,单一FeCl_3和配伍固砷效果均优于水泥;水泥配伍比≥100%时的固砷效果优于单一FeCl_3;250%FeCl_3+125%水泥可使3种方法中浸出砷浓度降至最低,分别为113.81、399.28、347.27 mg·L~(-1),固砷率均高于97%。本研究结果可为高As污泥的固定化提供参考。供参考。     

氯化亚铁活化过一硫酸盐同步去除氮磷及磷的回收

采用氯化亚铁(FeCl_2)活化过一硫酸盐(PMS)产生硫酸根自由基(SO_4~(·-))和氯自由基(Cl·),实现了水中NH_4~+、PO_4~(3-)的同步无害化去除及磷的回收。研究了Fe~(2+)/PMS/Cr体系中的反应机制,考察了PMS浓度、Fe~(2+)/Cr、溶液pH、温度、溶液共存CO_3~(2-)浓度及腐殖酸(HA)浓度等条件对反应体系的影响。结果表明:当溶液pH为4.0、PMS投加量为20 mmol·L~(-1)、Fe~(2+)/Cl~-摩尔分数为1/12时,反应30 min后,溶液中的NH_4~+去除率高达100%且以氮气(N_2)形式实现NH_4~+无害化去除;PC_4~(3-)的去除率也高达100%且以磷酸铁(FePO_4)沉淀形式被回收;随着PMS浓度、Fe~(2+)/Cl~-以及温度的升高,Fe~(2+)/PMS/Cl~-体系中,NH_4~+去除率逐渐增大,但对PO_4~(3-)的回收无明显影响;溶液中CO_3~(2-)和HA的存在对NH_4~+去除有抑制作用。通过自由基淬灭实验和ESR分析证明,SO_4~(·-)和Cl·在Fe~(2+)/PMS/Cl~-体系中起主要作用。本研究结果可为氮磷废水的处理及磷回收提供参考。     

氨碱法制纯碱废渣制备免烧砖

利用氨碱法生产纯碱产生的废弃物——碱渣为主要原料制备免烧砖,研究了碱渣、粉煤灰、钢渣和石粉等不同含量对免烧砖强度的影响,优化了配比。研究表明:碱渣、粉煤灰、钢渣、石粉质量配比为4∶3∶2∶1时,免烧砖的7d和28d的抗压强度分别达到了14.0MPa和20.6MPa,吸水率为13.4%;扫描电镜表征结果,免烧砖内部颗粒分布均匀,界面结合良好;X-射线衍射表征其主要矿相为CaCO_3、Ca_2SiO_3Cl_2、Ca_3Si_6O_(12)(OH)_6·5H_2O。实验结果表明,免烧砖能有效利用碱渣,工艺简单,成本低。     

不同晶型MnOx催化还原NO活性研究

为研究低温烟气脱硝的高效选择性催化还原(SCR)催化剂的催化活性,采用湿式浸渍法制备了以γ-Al_2O_3为载体、以MnO_x为活性组分的系列MnO_x/γ-Al_2O_3催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET多分子层吸附模型等测试方法对催化剂进行表征,分析Mn负载量对MnO_x晶型、形貌及催化剂比表面积的影响,并进行催化还原NO实验,通过脱硝效率反映不同MnO_x晶型时催化剂的脱硝特性。结果表明,Mn负载量对MnO_x的晶型和形貌产生明显影响。Mn负载量低于0.4mmol/g时,无法形成明显晶核;Mn负载量为0.8mmol/g时,形成球状_β-MnO_2;Mn负载量为1.2mmol/g时,形成棒状α-MnO_2。球状_β-MnO_2提高了MnO_x/γ-Al_2O_3比表面积,含球状_β-MnO_2的MnO_x/γ-Al_2O_3催化剂具有最优的催化还原NO活性,175℃条件下达到84%左右的脱硝效率。H_2O(气态,下同)和SO~3 _2的存在对催化剂脱硝性能产生影响,分别持续通入600mg/mSO_2、6.000%(体积分数)H_2O 480min,脱硝效率分别下降约14百分点和10百分点。