复合材料静态处理煤矿高浓度含锰废水的研究

针对目前云南省某煤矿排放废水中Mn~(2+)超标的问题,利用一种新型复合材料进行除锰试验.该复合材料是纳米分子筛与硅藻土经合理复配后,掺入复配絮凝荆形成的.试验中优化了不同材料的复合方式、絮凝剂的复配比例与用量.利用复配的多孔材料,对云南某煤矿含有大量悬浮物、Mn~(2+)质量浓度为5.32 mg/L的黑色废水及Mn~(2+)质量浓度为42.mg/L的红褐色废水进行了Mn~(2+)去除效果研究.结果表明,黑色废水中Mn~(2+)去除率达到70%,出水pH值为7.9;红褐色废水中Mn~(2+)去除率达到91.0%,出水pH值为7.1.与此同时,还研究了废水中Fe~(3+)、固体悬浮物(SS)对Mn~(2+)去除效果的影响,废水中Fe~(3+)的存在使pH降低,并与Mn~(2+)产生竞争吸附,对复合材料除锰有不利影响,而SS的存在对Mn~(2+)的去除效果没有显著的影响.     

形态分析中铬的价态变化及其有效态预测

为了判定连续浸提法的准确度和重金属污染评价的可信性,选择铬元素为目标重金属,以Tessier连续浸提法中的第三步和第四步使用的浸提剂盐酸羟胺(NH_2OH·HCl)和双氧水(H_2O_2)分别作为还原剂和氧化剂,研究铬的形态分析中三价铬(Cr3+)和六价铬(Cr~(6+))相互转化的可能性与可进行程度。此外,以铬渣为原料,考察pH值、温度和振荡时间对铬渣中铬有效态浸出量的影响。结果表明,NH_2OH·HCl在pH值为2~6时均可将Cr~(6+)还原为Cr3+,还原度达90%以上,由此会低估Cr~(6+)的潜在危害。pH值小于7时,Cr3+仅作为催化剂加快H_2O_2的分解,Cr3+含量几乎不变。将pH值、温度和振荡时间对铬离子的浸出影响关联为单因素和双因素数学模型,可预测不同条件下铬渣中Cr~(6+)和总铬(TCr)的浸出量。     

O_3/H_2O_2/Fe~(2+)催化氧化深度处理煤气化废水的研究

采用O_3/H_2O_2/Fe~(2+)均相催化臭氧氧化体系对煤气化废水进行深度处理,并对比了O_3和O_3/H_2O_2氧化体系的氧化效率。考察了连续O_3曝气试验条件下各影响因子对煤气化废水处理效果的影响。结果表明:在各自氧化体系最优条件下,O_3/H_2O_2/Fe~(2+)体系对煤气化废水的氧化效果最佳,其次为O_3/H_2O_2和O_3体系;在反应时间为40min,pH=6.01,O_3、H_2O_2和FeSO4·7H_2O投加量分别为126.2mg/L、57 mg/L和58.26 mg/L条件下,O_3/H_2O_2/Fe~(2+)均相催化臭氧氧化处理煤气化废水后,出水CODCr由126.2 mg/L降到29.1 mg/L,去除率为76.94%,色度、浊度的去除率分别为99.33%、70.64%;废水的BOD5/CODCr由初始0.04提高到0.35,废水的可生化性显著提高。研究表明,O_3/H_2O_2/Fe~(2+)均相催化臭氧氧化体系可以高效地对煤气化废水进行深度处理。     

溶解氧对EAF渣静态淋溶的影响

采用短期静态淋溶实验方法研究了溶解氧对EAF渣静态淋溶的影响。研究结果表明,溶解氧对EAF渣浸出液氧化还原电位(Eh)的影响显著,空气吹扫淋溶液浸出EAF渣时浸出液的Eh存在氧化性转变为还原性的过程(-50～40mV),氮气吹扫淋溶液浸出EAF渣时浸出液的Eh一直保持还原性状态(-100～-70 mV)。溶解氧对EAF渣浸出液铬浓度的影响显著,相较于氮气吹扫条件,空气吹扫条件下EAF渣浸出液中Cr~(6+)和总铬的浓度分别高出12%～23%和10%～83%。溶解氧对Cr的溶出有一定的促进作用并且在氧化钙存在的条件下能够缓慢氧化Cr~(3+)。     

Fe(Ⅱ)EDTA溶液脱除NO实验研究

在脱硝喷淋系统上研究了各实验条件对Fe(Ⅱ)EDTA络合脱除NO的影响,结果表明:吸收液的酸碱度影响Fe~(2+)/EDTA络合形式,当溶液处于弱酸、弱碱条件下有效脱硝络合形式Fe(Ⅱ)EDTA浓度最高;当配制Fe(Ⅱ)EDTA络合剂时,Fe~(2+)/EDTA摩尔比为3 2时脱硝效率最大,过多的Fe~(2+)或EDTA不利于脱硝;当温度由30℃上升至80℃时脱硝效率下降了36%;在0.05mol/L的Fe(Ⅱ)EDTA的吸收液中加入0.1mol/L的氨水,可实现40%的脱硝率和90%的脱硫率。     

铜冶炼高砷烟尘浸出特性研究

以水为浸取剂,浸出铜冶炼过程中产生的高砷烟尘(砷质量分数为15.06%),研究了反应温度(T)、反应时间(t)、液固比(L/S)、pH值等因素对As、Pb、Zn浸出率的影响,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等表征方法分析了原料及浸出渣的微观结构,揭示了高砷烟尘中As、Pb、Zn物相的溶解机理。结果表明,以Pb_2As_2O_7和(Fe,Zn)_3(AsO_4)_2·8H_2O存在形态为主的高砷烟尘浸出特性受液固比、pH值的影响十分显著,而受反应温度、反应时间的影响很小。在T=50℃、t=30 min、L/S质量比=10∶1、pH=1.0、搅拌速度300 r/min的条件下,Pb浸出率小于0.5%,As浸出率为93%,Zn浸出率为95%。XRD和SEM结果表明,在强酸性条件下,烟尘中的Pb_2As_2O_7物相可溶解释放Pb~(2+)和AsO_4~(3-),而生成的Pb~(2+)可与液相SO_4~(2-)反应生成PbSO_4沉淀,进而降低Pb的浸出率;(Fe,Zn)_3(AsO_4)_2·8H_2O溶解释放出Zn~(2+)和AsO_4~(3-),可进一步提高As和Zn的浸出率。     

奎屯高砷地下水灌溉区居民头发和指甲中砷含量研究

近十几年来,奎屯垦区高砷地下水被广泛用于农业灌溉,会在一定程度上降低改水措施对防治砷地方病的效果。为了解高砷地下水灌溉对居民体内砷累积的影响,选择头发和指甲作为评价指标,通过随机采集样品并用氢化物原子荧光光谱法测定样品中总As及As(Ⅲ)质量比的方式,对奎屯高砷地下水灌溉区居民砷污染健康影响现况进行了研究。结果表明,头发样品中总砷质量比为0.20~1.47μg/g(n=37),其中As(Ⅲ)质量比为0.06~0.67μg/g(n=32);51.35%的样品中总砷质量比高于卫生部标准(0.60μg/g),18.92%高于中国居民头发总砷正常值上限建议值(1.00μg/g),头发总砷质量比随居民居住年限和年龄增大而增大。指甲样品中总砷质量比为0.08~0.35μg/g(n=13),且与头发中总砷质量比呈正相关,当地居民体内呈现缓慢的As蓄积特征。改水30年后,奎屯垦区居民体内仍存在较高的砷水平,高砷地下水灌溉造成的人体健康风险不容忽视。     

复合型重金属去除剂深度处理电镀废水应用实例

采用基于现代合成技术制备的复合型重金属去除剂对浙江某电镀基地废水进行了深度处理试验。结果表明,该药剂对电镀废水中的多种重金属很好的去除效果,同时对有机污染物去除效果明显,对总铬、六价铬、总镍、总铜及总锌等重金属污染物的去除均有良好的效果。试验连续运行5天,出水COD平均去除率为45.87%,出水COD浓度降至56.75mg/L左右;出水总铬、六价铬及总锌平均浓度分别为0.01mg/L、0.003mg/L及0.0015mg/L;出水总镍与总铜平均浓度分别为0.011 mg/L与0.073mg/L,重金属平均去除率达到90%以上,出水指标远低于《电镀污染物排放标准》GB21900-2008中的浓度限值,废水可稳定达标排放。     

溶液条件对磷酸钙沉淀法回收磷的影响

磷酸钙沉淀法是从富磷废水中回收磷的主要工艺.为优化工艺,利用批次沉淀实验、热力学模拟计算和X-射线衍射法研究了溶液pH值、初始Ca/P物质的量比、碳酸根和腐殖质浓度对磷酸钙沉淀的影响.结果表明,初始Ca/P物质的量比为1.67,磷酸根浓度为0.35 mmol/L、0.70 mmol/L、1.4 mmol/L时,能够实现快速反应的最小pH值分别为9.5、9.0和8.0.最终沉淀产物以热力学上最稳定的羟磷灰石形态存在.pH=8.0时,碳酸根和腐殖质会抑制磷酸钙沉淀反应; 但pH>9.0时,它们对反应的影响甚小.提高溶液pH值和Ca/P物质的量比均可降低干扰,有效提高沉淀反应效率.调控溶液pH值和Ca/P物质的量比是利用磷酸钙沉淀工艺从废水中回收磷的关键.     

钛/钙氢氧化物的制备及其对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附研究

采用共沉淀法制备了钛/钙氢氧化物新型吸附剂,并对其吸附除As的性能进行了初步研究.考察了不同制备方法、Ti/Ca比例、pH值、Ca2+、磷酸根离子对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)去除率的影响,研究了所制备吸附剂对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附热力学特性,并对其吸附机理进行了探讨.结果表明:所制备吸附剂对As(Ⅲ)具有优异的选择性;吸附去除率试验中,吸附剂投加量0.2 g/L、As质量浓度1 mg/L、20℃、吸附3h条件下,TC-45/5吸附剂对As(Ⅲ)的去除率达到97.3％,对As(Ⅴ)的去除率为78.2％;酸性条件和Ca2+可显著提高As(Ⅴ)去除率,但对As(Ⅲ)吸附去除的影响不大;磷酸根离子由于竞争吸附而导致As去除率下降,且对去除As(Ⅴ)的抑制作用更强烈;30℃时,As(Ⅲ)与As(Ⅴ)的Langmuir饱和吸附量分别为30.21 mg/g和16.61mg/g.研究表明,钛/钙氢氧化物对As(Ⅲ)去除效果良好.     

桉树遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料对某尾矿库废水中砷的吸附研究

以制备的桉树遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料(PBGC-Fe/C)为吸附剂,对某尾矿库废水中砷等重金属进行了吸附实验。研究了温度、pH、废水化学组成、吸附剂投加量及粒径等对吸附的影响。结果表明,吸附剂投加量越大、粒径越小,温度为35℃,p H为3左右吸附效果最好。但实际废水组分复杂,存在竞争吸附及化学沉淀等使砷的总去除率随p H的增大而增大。综合考虑,吸附砷的最佳条件组合为废水p H=5,PBGC-Fe/C投加量0.06 g/m L,粒径150μm。此时废水中总砷质量浓度为0.487 mg/L,可达标排放。     

曝气生物滤池深度处理部分制药废水的研究

本文以曝气生物滤池深度处理制药废水的二级生化出水.研究了曝气生物滤池的启动及气水比、水力负荷和进水有机物浓度对曝气生物滤池CODCr去除率的影响,并最终选出一种最优质高效的生物滤料.试验结果表明,CODCr去除率与水力负荷和气水比并不是简单的线性关系.在气水比为15,水力停留时间为4 h时,CODCr去除率最大.进水有机物质量浓度处于323～1 021 mg/L范围内,CODCr去除率随进水有机物质量浓度的增加而增加.     

酮连氮法制肼废水处理研究

针对酮连氮法制肼生产过程中产生的高盐废水,采用化学沉淀和次氯酸钠氧化两种方法联合处理.结果表明:调节废水pH=9.0,以MgCl2.6H2O和Na2HPO4.12H2O为沉淀剂,n(Mg2+)∶n(NH4+)∶n(PO43-)=1.2∶1.0∶0.9,NH4+-N去除率为96.8％;再向废水中投入次氯酸钠溶液,其加入量为废水量的1.3％～1.6％时,可使废水CODCr从1 650 mg/L降至63.2 mg/L,无机铵质量浓度为0,总铵质量浓度为1.8 mg/L.经两步处理后的废水可用于一次盐水.     

重金属在氧化沟式污水处理工艺中的迁移转化

对焦作市污水处理厂各操作单元的污水和污泥进行了24 h连续采样,并测定了重金属元素镉、铬、砷、铅、镍、铜、锌、锰的含量、形态及去除率。结果表明,污水处理厂进水中各重金属元素总量的差别很大,其中镉质量浓度最低,锌质量浓度最高;二沉池出水中铅质量浓度最低,锌质量浓度最高。污水处理厂进水和二沉池出水中各重金属元素总量随时间变化有所波动,日变异系数在11.4%~88.9%。二沉池出水满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》对重金属质量浓度的要求。该厂污水处理工艺对于各重金属元素总量的去除率在25.4%~99.5%,其中锰、砷和镍的去除率较低(40%),铅、镉、铬去除率较高(90%)。现有污水处理工艺去除的主要是以颗粒态形式存在的重金属元素,去除过程主要发生在二级处理工段,现有工艺对除铜以外的溶解态重金属没有明显的去除效果。与进水相比,二沉池出水中各重金属元素溶解态占总量的比例均有不同程度的提高。沉砂池污泥中各重金属元素质量比在(0.88±1.08)~(867.7±321.8)mg/kg,压滤污泥中各元素质量比在(2.98±2.15)~(2587±225.3)mg/kg。与沉砂池污泥相比,压滤污泥中各元素质量比更稳定。压滤污泥中重金属质量比均满足国家标准(GB 18918—2002)规定的污泥农用(碱性土壤)限值要求。     

改性硅酸钙(CSH)对重金属废水中Ni2+的吸附特性研究

以硅灰石和氧化钙为原料制备改性硅酸钙(CSH),为了探讨改性硅酸钙对Ni~(2+)的吸附特性和机理,考察了初始p H值、吸附剂投加量、初始Ni~(2+)质量浓度和硅酸钙使用次数等因素对模拟废水中Ni~(2+)去除率的影响。结果表明,p H值在3.0~6.0、吸附剂投加量为1g/L、含Ni~(2+)废水质量浓度小于200 mg/L、硅酸钙前两次使用时,CSH对Ni~(2+)均有较高的去除效果。采用Langmuir等温吸附模型拟合CSH对Ni~(2+)的吸附,得到CSH对Ni~(2+)的最大吸附量为417 mg/g。结合吸附前后的扫描电镜-能谱(SEM-EDS)和X射线衍射(XRD)图谱分析,推测出CSH的主要结构为Ca Si2O5,CSH对Ni~(2+)的吸附主要发生在CSH表面并且是通过离子交换作用进行的。通过对CSH吸附去除Ni~(2+)过程中溶液离子浓度变化的研究推断出97%的Ni~(2+)通过离子交换作用被去除,剩余的Ni~(2+)通过表面络合作用去除。     

活性炭吸附处理含砷废水的研究

通过活性炭的静态吸附实验,研究溶液中砷的去除率与溶液初始pH值、溶液浓度、反应温度和时间、以及溶液中其他共存离子的关系,以确定活性炭吸附去除砷的最佳工艺条件.研究表明,质量浓度为10 mg/L的含砷溶液,在25 ℃,溶液初始pH值为4.5,反应300 min时,砷的去除率达最大值98.6%;若溶液中同时含有Cr(Ⅵ)离子,可提高活性炭对砷的吸附去除率至99%以上.由此可见,活性炭吸附法处理含砷废水的去除率较高,处理后砷含量能够达到国家规定的排放标准.     

生化组合工艺对高浓度制浆造纸废水的深度处理

采用斜网-混凝-厌氧/好氧-臭氧-曝气生物滤池深度处理组合工艺处理高浓度制浆造纸废水,废水中的CODCr从进水质量浓度8-10 g/L降到100 mg/L以下,BOD5从进水质量浓度2.5-4 g/L降到20 mg/L以下,SS降到20 mg/L以下,出水达到国家造纸废水排放新标准(GB3544-2008),且出水水质稳定。废水处理系统的实际运行结果表明,高效的厌氧处理和臭氧-曝气生物滤池深度处理系统是该工艺处理高浓度造纸废水稳定达标的关键。     

超声波和Fenton试剂联用降解氯苯的试验研究

以超声波(US)和Fenton试剂联用对氯苯(CB)的脱氯降解作用进行了研究.采用单因素法,重点考察了Fenton试剂配比(n(H_2O_2):n(Fe~(2+)))、Fenton试剂用量、CB初始浓度、溶液初始pH值和超声波功率等因素对脱氯降解效果的影响,研究了CB浓度与反应时间的变化关系.结果表明,US/Fenton试剂对CB具有良好的脱氯降解作用,当CB初始质量浓度为100 mg·L~(-1)、H_2O_2与Fe~(2+) 的物质的量比为40:1、H_2O_2的浓度为10 mmol·L~(-1)、溶液初始pH值为3、超声波功率为250 W时,CB脱氯率最大可达93.5%.US/Fenton试剂对于CB的脱氯降解反应符合1级衰减模型,速率常数k'=0.266 min~(-1).     

组合芬顿工艺处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液的试验研究

利用芬顿和光-芬顿工艺降解垃圾渗滤液纳滤浓缩液中的难降解有机物。起始pH值5.0及较低H_2O_2/Fe~(2+)投加量时,芬顿法的氧化-絮凝作用可以去除70%以上的COD。采用芬顿氧化-絮凝和光-芬顿组合工艺处理不同浓度纳滤浓缩液时,H_2O_2/Fe~(2+)投加量为35 m M/8 m M和90 m M/10 m M时均可实现90%的COD和TOC去除率;组合工艺出水COD为112~160 mg/L,BOD/COD为0.35~0.43。纳滤浓缩液中检出的13种多环芳烃经过组合工艺处理后的总去除率均约在90%。     

Fe0对饮用水中砷的去除效率及影响因素

研究零价铁(Fe0)的除砷效果,试验考察了Fe0投加量、接触时间、pH值、DO浓度、温度、腐殖质、竞争性阴离子(SO2-4,NO-3,SiO2-3,H2PO-3,HCO-3)对Fe0除砷效率的影响.结果表明,Fe0(80目)投加量为2 g/L,接触时间180 min,pH值为6.5,DO值6.5 mg/L的条件下,对质量浓度为1 mg/L的含砷水样,Fe0对As(Ⅴ)的去除率高达96.5%,而对As(Ⅲ)的去除率只有75.8%.降低水样pH值或提高DO可显著提高Fe0的除砷效率,温度对Fe0除砷影响不大,水体中的腐殖质、磷酸盐、硅酸盐的存在会由于竞争性吸附而导致Fe0除砷效率下降.采用Fe0颗粒去除饮用水中的砷高效、经济,具有良好的应用前景.实际应用中,对于DO值较低的地下含As水,可通过充氧提高Fe0除As效率.当水体中腐殖质、磷酸盐或硅酸盐浓度较高时,应考虑采取相应的预处理措施.