分步沉淀法处理酸性矿山废水

采用分步沉淀工艺处理酸性矿山废水,考察了工艺条件对废水中有价金属元素回收效果的影响。实验结果表明:Ca(OH)_2为适宜的废水pH调节剂;调节废水pH至4.00左右并投加0.05 mL/L的H_2O_2,可首先去除Fe~(2+)及Fe~(3+),得到富Fe渣(w(Fe)=51.00%);调节废水pH至6.00~6.50,先投加50 mg/L的Na_2S,去除废水中的Cu~(2+),获得富Cu渣(w(Cu)=10.89%),再将Na_2S的投加量增至100 mg/L,去除废水中的Zn与Mn,获得富Zn-Mn渣(w(Cu)=2.37%,w(Mn)=6.79%,w(Pb)=1.61%);进一步调节废水pH至8.40,可去除剩余的Zn、Mn及其他重金属。分步沉淀工艺处理后的废水可达标排放,产生的富Fe渣、富Cu渣及富Zn-Mn渣可直接出售或具有利用价值。分步沉淀工艺可实现有价金属元素的高效回收,大幅度降低废水处理的实际成本,值得工程应用与推广。     

核桃壳吸附剂对水中Pb2+的吸附

采用自制核桃壳吸附剂,利用静态吸附法,处理模拟含Pb²⁺废水。实验结果表明：当初始Pb²⁺的质量浓度20.00 mg/L、初始废水pH=5.5、吸附剂加入量12 g/L、吸附剂粒径1.60~2.50 mm、吸附时间120 min时,核桃壳吸附剂对Pb²⁺的去除率为91.7%;吸附剂对Pb²⁺的吸附行为满足拟二级吸附动力学方程,吸附等温线满足Langmuir等温方程,饱和吸附量达到3.903 mg/g;吸附饱和的吸附剂可用浓度 0.1 mol/L的硝酸解吸,经解吸后的吸附剂可重复利用3次。     

Solid-liquid distribution of selected concrete admixtures in hardened cement pastes

The distribution between hardened cement paste and cement pore water of selected concrete admixtures (BZMs), i.e., sulfonated naphthalene-formaldehyde condensate (NS), lignosulfonate (LS) and a gluconate-containing plasticiser used at the Paul Scherrer Institute for waste conditioning, was measured. Sorption data were fitted to a single-site Langmuir isotherm with affinity constants K=(19+/-4)dm(3)g(-1) for NS, K=(2.1+/-0.6) dm(3)g(-1) for LS and sorption capacities q=(81+/-16)g kg(-1) for NS, q=(43+/-8)g kg(-1) for LS. In the case of gluconate, a two-site Langmuir sorption model was necessary to fit the data satisfactorily. Sorption parameters for gluconate were K(1)=(2+/-1)x10(6)dm(3)mol(-1) and q(1)=(0.04+/-0.02)mol kg(-1) for the stronger binding site and K(2)=(2.6+/-1.1)x10(3)dm(3)mol(-1) and q(2)=(0.7+/-0.3)mol kg(-1) for the weaker binding site. Desorption of these BZMs from cement pastes and pore water in cement specimens prepared in the presence of the BZMs were then used to test the model. It was found that only minor parts of NS and LS could be mobilised as long as the cement composition was intact, whereas the sorption of gluconate was found to be reversible. The Langmuir model makes valuable predictions in the qualitative sense in that the pore water concentration of the BZMs is reduced by several orders of magnitude as compared to the initial concentrations. In view of the necessity for conservative predictions used in the safety analysis for disposal of radioactive waste, however, the predictions are unsatisfactory in that the measured pore water concentrations of NS and LS were considerably larger than the predicted values. This conclusion does not apply for gluconate, because its concentration in cement pore water was below the detection limit of approximately 50 nM.     

粉煤灰两步水热法制备人工沸石

以粉煤灰为原料,采用两步水热法制备人工沸石。SEM、XRD、X射线荧光光谱分析结果表明:制得的人工沸石纯度较高,主要为Na-A型沸石和少量13X型沸石,主要化学成分为SiO2和Al2O3。说明采用两步法制备人工沸石克服了传统水热法杂质含量高的缺陷。采用人工沸石处理初始Mn2+质量浓度为50.00mg/L的模拟含锰废水,吸附125min后,Mn2+去除率达98.19%,模拟废水中剩余Mn2+质量浓度为0.90mg/L。     

并流加料沉淀法处理含铜锌废水同时形成类水滑石污泥

分别采用传统沉淀法和并流加料沉淀法处理含铜锌废水,考察了废水进样速率、废水pH、搅拌速率对重金属离子残留质量浓度的影响。采用FTIR、XRD和SEM表征了所得污泥的物相和形貌。实验结果表明:并流加料沉淀法所得滤液中Zn~(2+)、Cu~(2+)和Al3+的质量浓度远低于传统沉淀法;在废水进样速率1.0 mL/min、废水pH 9、搅拌速率500 r/min的最佳工艺条件下,滤液中Cu~(2+)和Zn~(2+)基本没有残留,Al3+质量浓度仅为0.2 mg/L,达到工业排放标准;所得污泥结晶度良好,为类水滑石Cu_3Zn_3Al_2(OH)_(16)CO_3·4H_2O(PDF#37-0629)结构。     

碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石及其对Cd2+的吸附

以粉煤灰为主要原料,采用碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石。采用XRD,SEM,TEM等技术表征了粉煤灰沸石的微观结构,并对其吸附Cd²⁺的性能进行了研究。表征结果显示,粉煤灰沸石主要由X型沸石、P型沸石和铝组成,粉煤灰沸石中有排列规则、呈蜂窝状的孔穴和孔道存在,其孔穴和孔道大小分布均匀,致密。粉煤灰沸石的比表面积为108.49 m²/g,平均孔径为3.779 nm,孔体积为0.221 mL/g。实验结果表明,在溶液pH为7、吸附时间30 min的最佳吸附条件下,Cd²⁺去除率均大于94%。粉煤灰沸石对Cd²⁺的吸附可很好地用二级动力学方程进行拟合,相关系数为0.999 99。可用Langmuir等温吸附模型描述该吸附过程,该吸附过程是单分子层吸附,主要是化学吸附,粉煤灰沸石对Cd²⁺的饱和吸附量为49.261 mg/g。     

粉煤灰的改性及对刚果红的吸附

分别采用沸水浸泡、酸浸、碱浸和加热的方法对粉煤灰进行改性处理,利用FTIR仪和XRD仪对改性粉煤灰的成分和官能团进行了分析,并利用改性粉煤灰对模拟刚果红废水进行脱色。实验结果表明：碱改性粉煤灰中含有大量官能团,以及NaPl型沸石类物质,能够明显提高粉煤灰对刚果红的吸附性能;与活性炭相比,碱改性粉煤灰具有更高的性价比;在初始刚果红质量浓度为20mg/L、碱改性粉煤灰加入量为50g/L的条件下,废水的脱色率可达87.52%;碱改性粉煤灰对刚果红的吸附过程遵循二级反应动力学,较好地符合Langmuir等温式和Freundlich等温式。     

改性沸石复合材料的制备及对废水同步脱氮除磷

采用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)溶液和LaCl3溶液对人造沸石进行改性,以实现其对废水的同步脱氮除磷。通过正交试验确定了改性沸石制备的最佳条件,并运用SEM、BET、EDS、FTIR、XRD和TG技术对改性沸石进行了表征。实验结果表明:改性可提高人造沸石对废水中氨氮(NH4+-N)和总磷(TP)的去除率;改性沸石制备的最佳条件为HDTMA质量浓度12 g/L、LaCl3质量浓度9 g/L、HDTMA溶液和LaCl3溶液的体积比1∶5,固液比1∶90;采用该条件下制备的改性沸石吸附处理NH4+-N和TP的质量浓度分别为23.78 mg/L和11.78 mg/L的废水,NH4+-N和TP的去除率分别达96.88%和95.12%。表征结果显示,改性后,HDTMA和LaCl3有效负载于人造沸石表面,且未改变人造沸石的基本骨架。     

A comparative adsorption/biosorption study of mono-chlorinated phenols onto various sorbents

The potential use of dried activated sludge and fly ash as a substitute for granular activated carbon for removing mono-chlorinated phenols (o-chlorophenol and p-chlorophenol) was examined. The pollutant binding capacity of the adsorbent/biosorbent was shown to be a function of substituted group, initial pH and initial mono-chlorinated phenol concentration. The working sorption pH value was determined as 1.0 and the equilibrium uptake increased with increasing initial mono-chlorinated phenol concentration up to 500 mg dm(-3) for all the mono-chlorinated phenol-sorbent systems. The suitability of the Freundlich, Langmuir and Redlich-Peterson adsorption models to the equilibrium data were investigated for each mono-chlorinated phenol-sorbent system. The results showed that the equilibrium data for all the mono-chlorinated phenol-sorbent systems fitted the Redlich-Peterson model best within the concentration range studied.     

Fe/SiO_2复合材料的制备及其对Cd~(2+)的吸附

以Na_2SiO_3为原料、聚乙二醇-2000为结构导向剂,采用溶胶-凝胶和高温煅烧两步法制备SiO_2微球,再以其为载体,采用液相还原法负载零价纳米铁,制得Fe/SiO_2复合材料。采用SEM,FTIR,XRD技术对Fe/SiO_2复合材料的形貌结构进行表征,研究了Fe/SiO_2复合材料对Cd~(2+)的吸附性能。表征结果显示,纳米铁以毛绒状负载在SiO_2微球上。实验结果表明,在溶液pH为5、n(SiO_2):n(Fe)=2、老化温度为70℃的最佳工艺条件下制备的Fe/SiO_2复合材料在25℃时处理Cd~(2+)初始质量浓度为35 mg/L的模拟含Cd~(2+)废水,Cd~(2+)吸附容量为28.10 mg/g。Fe/SiO_2复合材料对Cd~(2+)的吸附作用较符合准二级吸附动力学方程,对Cd~(2+)的等温吸附过程更符合Langmuir模型。     

粉煤灰吸附—石灰沉淀处理高浓度含氟废水

采用粉煤灰吸附—石灰沉淀处理高浓度含氟废水.正交实验得到的最佳工艺条件为:反应温度10℃,石灰加入量3.0 g/mL,反应时间60 min,废水pH 6.88.在此最佳工艺条件下处理F质量浓度为150 mg/L的含氟废水,Fˉ去除率为97.53％.Mn2+,Fe3+,Mg2+,A13+,Zn2+单独存在时,随5种阳离子质量浓度增大,Fˉ去除率略有增加;当5种阳离子共同存在且质量浓度均大于500 mg/L时,Fˉ去除率下降.PO43-,SO42-,CO32-,NO3-单独存在时对Fˉ去除率影响不大;当4种阴离子共同存在且质量浓度均大于800 mg/L时,Fˉ去除率低于对照实验.     

尿素基纤维的制备及对水中Cu2+和Cd2+的吸附

以棉纤维为原料,经氯化和取代反应,制得尿素基纤维并用于水中Cu^2＋和Cd^2＋的吸附,考察了各种因素对吸附效果的影响。尿素基纤维对Cu^2＋和Cd^2＋的吸附可用Langmuir等温吸附方程描述,吸附过程可看成单层吸附。较佳吸附条件：重金属离子溶液pH为5,流量为7mL／min。用过的尿素基纤维经2mol／L的盐酸洗脱再生后,对Cu^2＋的吸附、解吸、再吸附的性能良好,可重复使用。     

超细粉煤灰对模拟废水中孔雀石绿的吸附性能

以球磨制得的超细粉煤灰为吸附材料,采用振荡吸附法研究了其对模拟废水中孔雀石绿的吸附性能.实验结果表明:在超细粉煤灰加入量为10g/L、吸附温度为298K、初始孔雀石绿质量浓度为500mg/L、振荡时间为120min、孔雀石绿废水自然酸碱度条件下,达到吸附平衡时的吸附量为49.97 mg/g,孔雀石绿几乎全部被超细粉煤灰所吸附;该吸附反应很好地符合二级吸附动力学方程,Ea为3.95kJ/mol,吸附反应速率较快,吸附过程由孔雀石绿在超细粉煤灰颗粒内部的扩散控制;该吸附符合Langmuir吸附等温方程,随吸附温度升高,饱和吸附量下降,298K下的饱和吸附量可达526.32mg/g,是自发进行的放热反应过程.     

炼油外排废水回用试验

针对某炼油厂的废水场二沉池出水,先后采用曝气生物滤池和超滤工艺进行深度处理.试验结果表明,在曝气生物滤池中投加专性微生物菌种、曝气生物滤池HRT为2h、COD去除负荷为0.36 kg/( m3·d)、超滤膜通量为50L/(m2·h)的条件下,出水中的ρ(油)为0.8 mg/L、COD为57 mg/L、ρ(氨氮)为0.2 mg/L.出水水质达到Q/SH0104-2007《炼化企业节水减排考核指标与回用水质控制指标》,可回用于循环水的补水.     

改性生物炭对Ni~(2+)和Cu~(2+)的吸附

以废弃松木屑为原料制备了生物炭,采用六亚甲基四胺(HMTA)和/或CO2对其进行改性,并将其用于水中Ni2+和Cu2+的吸附。表征结果显示,以HMTA和CO2共同改性的生物炭BC1的表面积最小但表面含氧官能团含量最高。实验结果表明:生物炭经改性后,其吸附性能明显提高,且以BC1为最优;在不调节溶液p H、初始重金属离子质量浓度为50 mg/L、吸附剂加入量分别为2.0 g/L和1.0 g/L、吸附时间分别为360 min和240 min的优化条件下,BC1对Ni2+和Cu2+的去除率分别达到99.81%和95.88%;改性生物炭对Ni2+和Cu2+的吸附过程可以用Langmuir等温吸附模型来描述,而其吸附动力学具有拟二级动力学方程特征。     

O／W型乳化液的处理

采用药剂破乳－电解破乳工艺处理Ｏ／Ｗ型乳化液，药剂破乳选用聚合硫酸铁为破乳剂，破乳时最佳ＰＨ为８，聚合硫酸铁的最佳投量为１５００ｍｇ／Ｌ，电解破乳选用铁作阳极，铝作阴极，电流密度０．８６Ａ／ｄｍ＾２，极距２５ｍｍ，电解时间３ｈ。在上述条件下，破乳效果良好，出水清澈透明，ＣＯＤ总去除率可达到９６－９７％。     

石墨毡电极预处理模拟邻甲酚废水

采用聚丙烯腈基石墨毡电极,以NaCl为电解质,在恒流电解的条件下,对质量浓度为1 000 mg/L、COD=3 672 mg/L的模拟邻甲酚废水进行预处理。研究了电解时间、初始废水pH、NaCl加入量、电流密度对邻甲酚去除率的影响,考察了废水的COD变化,并探讨了反应机理。实验结果表明：石墨毡电极具有较好的导电性、吸附性,对邻甲酚具有较好的电化学氧化性能;常温常压下,初始废水pH为6~7、电流密度为90 A/m2、向300 mL废水中加入0.5 g NaCl时,经4 h电解,邻甲酚的去除率达到97.1%,COD的去除率达到47.3%;处理后废水的BOD5/COD由0.04提高至0.33,可不经稀释直接进行生物处理。     

Fenton试剂—好氧活性污泥法处理邻苯二甲酸二丁酯废水

采用Fenton氧化—好氧活性污泥法处理邻苯二甲酸二丁酯（DBP）废水,优化了Fenton氧化反应的工艺条件。实验结果表明：在H₂O₂加入量4 g/L、Fe²⁺加入量200 mg/L、反应温度60 ℃、废水pH 4、反应时间60 min的最佳工艺条件下,Fenton氧化出水COD为200~250 mg/L,DBP质量浓度约为0.10 mg/L;在污泥质量浓度2 000 mg/L、DO 2~3 mg/L、水力停留时间8 h的条件下,好氧活性污泥法处理出水的COD基本低于50 mg/L,DBP质量浓度约为0.05 mg/L,均满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》,可达标排放。     

超声吹脱—吸附工艺处理高浓度氨氮废水

采用超声吹脱—吸附工艺处理高浓度氨氮废水。在超声吹脱工艺的基础上,利用改性沸石对超声吹脱后的废水进行超声强化吸附处理,考察了沸石粒度、吸附时间、沸石投加量、吸附温度、吸附超声功率等因素对处理效果的影响。实验结果表明：超声吸附处理废水的优化工艺条件为沸石粒度0.198~0.245 mm、吸附时间60 min、沸石投加量4 g/L、吸附pH 7.0、吸附温度30 ℃、吸附超声功率100 W;在该条件下,超声吹脱—吸附工艺的总氨氮去除率可达77.39%,较单独超声吹脱工艺的41.98%大幅提高。     

海藻酸钠-聚乙烯醇-聚乙二醇复合膜的制备及其对Cu2+的吸附

采用聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇（PEG）对海藻酸钠（SA）进行改性,制备了一种新型高效SA-PVA-PEG复合膜。研究了该复合膜对Cu²⁺的吸附效果。用IR和SEM等手段对复合膜进行了表征。表征结果显示,复合膜内部存在孔状结构,有利于吸附Cu²⁺。实验结果表明：在初始Cu²⁺质量浓度50 mg/L、复合膜加入量1 g/L、废水pH=5、吸附温度30 ℃、吸附时间60 min的最佳条件下,吸附率最高可达90.1%,吸附量达25.3 mg/g;复合膜吸附Cu²⁺的动力学过程可用二级动力学方程和Elovice方程进行拟合,吸附过程符合Langmuir单层吸附理论。采用浓度为1 mol/L的HCl溶液对吸附后的复合膜进行解吸,当解吸时间为2 min时,解吸率可达80.0%。