复掺粉煤灰吸附剂碳化固碳反应及对重金属浸出特性的影响

针对复掺方法提高粉煤灰矿物固碳效率和重金属析出钝化作用,采用粉煤灰掺入不同比例的消石灰和氧化铝制备了固碳吸附剂,利用三相高压反应釜模拟碳酸化固碳反应,利用热重-差热测试分析了不同配比固化剂CO_2固定量和固定效率,对碳酸化反应前后固化剂的化学成分进行了分析,揭示了复掺粉煤灰吸附剂固碳机理,对碳酸化反应前后固化剂材料中重金属浸出毒性进行了实验模拟。结果表明,粉煤灰基固化剂复掺消石灰后,增加了固化材料中CaO量,显著提高了碳酸化体系中pH值,当粉煤灰与消石灰质量比为1∶1时,碳固定效率最高,达到6.98%。当消石灰的投加量为50%时,As、Cd、Cu、Pb、Cr受到了较强的抑制效果,Ni、Zn的浸出浓度没有变化。因此,复掺消石灰、氧化铝的粉煤灰基碳固化材料可有效改善纯粉煤灰碳酸化固定CO_2的效率,并可降低粉煤灰碳酸化后重金属的浸出毒性。     

水淬钢渣碳酸化固定CO_2

利用HSC-Chemistry软件平台对以气-液-固三相为基础的水淬钢渣碳酸化固定二氧化碳进行了热力学分析,结果表明,温度700 K以下钢渣主要含钙相在水溶液中能够自发与CO2反应,碳酸化固定CO2是可行的;并通过实验研究了反应时间、钢渣粒径、CO2流量及液固比等主要参数对水淬钢渣碳酸化固定CO2的影响。结果显示,在初期阶段反应迅速,固碳率在3 h达到27.9%,即固定二氧化碳的能力约为279 kg/t(钢渣),随后逐渐趋于平衡。粒度越细对固碳过程越有利,液固比及CO2流量影响不明显;XRD及SEM结果也验证了水淬钢渣固定CO2是可行的。     

蜂窝煤燃烧氟污染的控制

以碳酸钙为固氟添加剂,以炉渣及粉煤灰等低氟材料取代全部或部分粘土作为粘结剂来制作蜂窝煤,进行了燃煤降氟的试验研究.结果表明,添加碳酸钙能有效降低蜂窝煤燃烧时候的氟排放,当煤:粘土:CaCO3的质量比为70:17:13时,碳酸钙的固氟效果最佳,氟的排放率可降低64.1%.以炉渣为粘结剂制作蜂窝煤能够显著降低燃烧时向外界排放的氟化物量,当煤:炉渣:CaCO3为80:8:12时,蜂窝煤燃烧排氟量较小且趋于稳定.已拌有一定剂量粉煤灰粘结剂的煤中添加15%的粘土后碳酸钙的固氟效果明显改善,当煤:粘土:粉煤灰:CaCO3为70:15:9:6时固氟效果最佳,此时蜂窝煤氟逸出率仅为18.2%,氟的减排率达到77.9%,显著优于未添加粘土时碳酸钙的固氟效果,蜂窝煤添加碳酸钙固氟剂进行高效固氟时,需同时适当增加粉煤灰加入量,以稳定固氟剂的高温固氟效果.     

利用白云石回收污泥厌氧消化液中的磷

为经济有效地从污泥厌氧消化液中回收磷,构建了以白云石提供钙镁源的磷回收方法,探讨了磷回收的工艺条件与效果。通过盐酸酸化厌氧消化液以降低其碳酸盐含量,同时利用白云石溶于冷稀盐酸的特性使其钙镁缓慢释放到酸化的厌氧消化液中形成第一步磷回收体系,考察体系酸化pH、白云石与厌氧消化液的固液比以及反应pH对白云石的钙镁释放和磷回收效果的影响;第一步磷回收后的上清液为第二步厌氧消化液磷回收提供钙镁源,研究投加钙磷摩尔比对磷回收效果的影响。实验结果表明,当固液比为5.0时,在酸化pH为4.0～4.5且酸化溶出时间为10 h以及反应pH为9.0的条件下,第一步磷回收产物以磷酸钙盐沉淀为主,厌氧消化液磷回收率及回收产物含磷率（以P2O5计）分别达到99.43%和38.49%;第一步磷回收后的上清液按一定的钙磷摩尔比投加到酸化后的厌氧消化液中进行第二步磷回收,当投加钙磷摩尔比为0.20时,在反应pH为9.0的条件下,回收产物同时含有磷酸钙盐和磷酸铵镁,厌氧消化液中氮、磷回收率分别达到13.19%和90.90%,回收产物氮、磷含量（以P2O5计）分别为0.26%和39.58%;经XRD、XRF、ICP及SEM等分析表征,2步磷回收的产物以磷酸钙盐和磷酸铵镁为主要成分,杂质少。研究表明,利用白云石为钙镁源,通过分别构建不同的磷回收体系可以分步从污泥厌氧消化液中经济有效地回收磷,且磷回收率和回收产物含磷率高。     

卧螺离心机用于硫酸污泥脱水的试验研究

硫酸污泥是沸腾焙烧炉气经文丘里、洗气塔等设备冷却、除尘产生的污水,通过电石渣中和沉淀而得的污泥.污泥呈红褐色,比重约为1.1,固相浓度一般在13%左右.由于电石渣过量,pH值在8～10之间.其固相成分与颗粒度见表1、2.这种污泥既细且粘,容易堵塞脱水设备,使分离操作较难进行.传统的脱     

污泥厌氧消化液中碳酸盐对回收磷的影响

为探讨污泥厌氧消化液中碳酸盐对以磷酸钙盐形式回收磷的影响,以粉煤灰浸出液为钙源,考察了消化液中的碳酸盐对磷回收过程和磷回收产物性质的影响。实验结果表明,在反应pH为10、反应钙磷摩尔比为1.67、反应时间为10 m in的条件下,消化液碳酸盐浓度为2 400 mg/L(以CaCO3计)时,磷的回收率为78.53%,回收产物中磷含量(以P2O5计)为28.93%;对消化液进行盐酸预酸化使pH达到4及以下时,磷回收率接近100%,回收产物中磷含量(以P2O5计)达到43.08%。消化液中碳酸盐的存在易形成碳酸钙沉淀,从而降低了磷回收率、回收产物中磷含量以及回收产品的纯度;预酸化能够有效地去除消化液中的碳酸盐并降低了其对磷回收的不利影响。     

淋滤原液性质对生活垃圾淋滤的影响

利用淋滤反应器(BIOBUNK reactor)处理经破碎后的生活垃圾,对淋滤液COD、pH、VFA、TS、VS/TS等参数与淋滤出渣含固率、VS/TS、固相减量率进行实验研究。实验结果表明,将厌氧出水与酸化的餐厨浆液的混合液作为淋滤原液较直接将厌氧出水作为淋滤原液,对淋滤处理效果更显著。淋滤液COD提高14%,VFA提高13%,TS、VS/TS提高1%、3.5%,而p H值降低0.6。淋滤固渣减量率提高1.8%,VS减量率提高6.7%。淋滤出渣湿基低位热值(LHV)约为16 900k J/kg,远高于原垃圾的3 490 k J/kg。出料热值高,可考虑做生物衍生燃料(biotechnology derived fuel,BDF)。     

铅冶炼水淬渣中金属源释放特征及影响因素

固废中金属源释放机理和特征研究对于环境管理和环境风险防控具有重要意义。采用连续浸出和渗流释放方法,分析了铅冶炼水淬渣中金属元素在不同pH、液固比以及溶解性有机质(DOM)条件下的释放特征。结果表明,铅冶炼水淬渣中含有Cr、Co、Cd、Ni、Mo、Zn等重金属,Al、Li含量也较高。液固比影响金属释放率,总体上液固比越大释放率越大。金属种类和释放率受pH影响显著,在pH=4.5时有Cd、Zn、Mo和Ni溶出;而在pH=7.0时只有Mo溶出,累积释放率也低于pH=4.5时。在相同pH下DOM促进了Mo释放。在实际场景中,应加强含金属类固废全生命周期的风险管控。     

纯二氧化碳条件下小球藻固定CO2

微藻固碳已经成为消减温室气体排放的新的研究热点。利用静态吸收方法,考查了通人纯CO2对普通小球藻生长特点、固定CO2效率以及藻液pH值变异的影响。结果表明：通入纯CO2使小球藻生长延滞期显著延长,比普通培养延长10～12d,对其他生长阶段的影响不大;小球藻固定CO2速率可分为2个过程,即物理固碳过程和生物固碳过程,前者在藻细胞延滞期发生,峰值由CO。溶解于培养液造成,后者在藻细胞生长的指数期、稳定期和衰退期发生,峰值由藻细胞指数生长造成,2个过程中,固定CO2速率的变化趋势都是先增大后降低;纯CO2条件下,藻液pH值变化速率高,4d内,藻液即被酸化,随后藻液pH值变化速率逐渐降低,且pH值稳定在适宜水平。因此,采用小球藻固定高浓度CO2时,建议提高接种量并加强培养前期的pH值监测和调控,以保证藻液保持适宜的pH值,并缩短培养时间,提高生物固碳效率。     

碱金属盐改性炽热镁渣激冷水合脱硫剂

将炽热镁渣通过激冷水合以及碱金属盐添加剂改性的方法制得脱硫剂,并借助TGA研究改性脱硫剂钙转化率。借助XRD、SEM和BET分析改性脱硫剂物质成分、表面形貌特征以及微观特征,从而获得炽热镁渣激冷水合过程中使用不同碱金属盐改性添加剂的改性机理。结果表明:对镁渣进行激冷水合和加入添加剂改性均可提高脱硫性能;NaCl和Na_2SO_4的加入明显改善了脱硫剂的孔隙结构,Na_2CO_3和K_2CO_3与镁渣水合产物发生化学反应生成CaCO_3并在改性脱硫剂表面附着结晶;水合温度的升高有利于钙转化率的提高。     

粉煤灰合成NaX型分子筛的表征及其对Fe2+离子的吸附研究

以高温碱熔融处理粉煤灰合成了NaX型沸石分子筛,考察了不同水热晶化温度对产物结果的影响,用粉末XRD、XRF、SEM和FT-IR等手段对产品进行了表征,结果表明,以粉煤灰为原料用水热合成法合成微孔分子筛时,在晶化温度为90℃时能得到晶形较好的NaX型分子筛。同时考察了NaX分子筛的用量、时间和pH值等因素对Fe2+离子...     

废汞触媒中汞的浸出及其再生活性炭的吸附性能

对电石法生产聚氯乙烯产生的废汞触媒进行浸出及再生活性炭的研究,以6 mol·L~(-1)HCl溶液作为浸出剂,在浸出反应温度为65℃、浸出反应时间为90 min和液固比为15∶1的实验条件下得到Hg~(2+)的优化浸出率为61.25%。采用扫描电镜(SEM)、Brunauer-Emmet-Tller(BET)比表面积等方法分析再生活性炭特征。结果表明焙烧废汞触媒浸出渣热再生活性炭是可行的,焙烧最佳工艺条件为:焙烧温度850℃,焙烧时间90 min。得到的焙烧产物亚甲基蓝吸附值为120.5 mg·g~(-1),BET表面积为704.25 m~2·g~(-1),平均孔径为3.28 nm。再生前后的汞含量与从1.067%降至0.351%,再生后能再次作为汞触媒生产的催化剂载体材料,同时减缓固废堆积过程中汞流失造成的一系列环境问题。     

阳离子聚丙烯酰胺改性粉煤灰对印染废水的脱色性能研究

在聚丙烯酰胺阳离子化反应体系中投加粉煤灰,制备了阳离子聚丙烯酰胺改性粉煤灰(简称改性粉煤灰),研究了聚丙烯酰胺和粉煤灰配比、改性温度对改性粉煤灰脱色性能的影响。用改性粉煤灰对模拟印染废水和实际印染废水进行了混凝脱色处理。结果表明,当未调节pH、改性粉煤灰投加量为3mL、反应时间为5min左右时,200mL模拟印染废水的脱色率均达到85%左右;调节pH为10时,同等条件下,实际印染废水的脱色率大于95%,比原粉煤灰均有很大程度的提高。     

粉煤灰合成NaX型分子筛的表征及其对Fe~（2＋）离子的吸附研究

以高温碱熔融处理粉煤灰合成了NaX型沸石分子筛,考察了不同水热晶化温度对产物结果的影响,用粉末XRD、XRF、SEM和FT-IR等手段对产品进行了表征,结果表明,以粉煤灰为原料用水热合成法合成微孔分子筛时,在晶化温度为90℃时能得到晶形较好的NaX型分子筛。同时考察了NaX分子筛的用量、时间和pH值等因素对Fe2＋离子的吸附影响,在25 mL Fe2＋离子浓度为2×103 mg/L的溶液中,当吸附剂用量为0.2 g,吸附时间为2 h,吸附效率达到最大值（36.41%）,而随着溶液pH值的升高其吸附效率显著增大。     

新型填料特性及其在生物脱硫中的应用

为解决生物脱硫反应器酸化问题,研制出一种具有pH缓冲能力的生物填料。填料主要由碳酸钙﹑纯丙乳液和羟丙基纤维素制得。填料在水中浸泡6个月不会分解,吸水率大于20%。考察填料pH缓冲能力,结果表明,填料能将pH=5.0水溶液调节至pH=6.5以上。选取缓冲能力较稳定的BT50填料填充于反应器,以排硫硫杆菌(Thiobacillus thio-parus)挂膜,5个循环后反应器有效体积内的最大固定化菌体数量约为5.86×108cells/mL,并且硫代硫酸钠的消耗速率基本稳定,表明该填料可用于生物挂膜。在长达50 d脱硫实验中,H2S脱除率均在95%以上,整个脱硫阶段不再加入任何pH调节剂,反应器内pH仍能维持在6.7～7.1之间。     

两相厌氧消化工艺处理鸡粪

以鸡粪为发酵原料,采用序批式两相厌氧消化工艺在中温条件(37℃)下对其进行消化处理。分别将水解酸化相和产甲烷相pH值控制在5.5±0.3和7.0±0.3,通过改变进样含固率(TS)研究有机负荷(OLR)对两相消化系统处理鸡粪过程中污染物转化和去除效果的影响。结果表明,水解酸化相出水总有机碳(TOC)、挥发酸(VFAs)和氨氮(NH4+-N)浓度都随OLR升高而升高。VFAs组成相对稳定,其中乙酸占总VFAs浓度的57%～64%,其次为正丁酸和丙酸。产甲烷相出水TOC和VFAs稳定在较低水平,TOC去除率最大达到90%以上。产甲烷相进水氨氮主要以NH4+形式在反应器内不断积累。实验后期产甲烷相生物气中甲烷体积分数维持在64%上,证明两相消化系统在实验条件下良好运行。     

剩余污泥水解酸化液中营养元素与有机质的回收

为回收剩余污泥水解酸化液中的营养元素与有机质,构建了白云石-水解酸化液钙镁溶出体系,获得富含钙镁的溶出液,控制溶出液反应pH和反应时间进行第1阶段回收,以回收后的上清液进一步作为钙镁源从水解酸化液中进行第2阶段回收。结果表明,钙镁溶出的适宜条件为酸化pH 4.0~4.5、白云石颗粒50~80目、固液比3∶100(每100mL水解酸化液中投加3g筛分后白云石)、溶出时间10h;第1阶段回收适宜的反应pH为8.5,氮(以氨氮计)回收率、磷(以可溶性正磷酸盐(以P计)计)回收率分别为10.24%和95.89%;第2阶段回收适宜的镁磷摩尔比为0.60、反应pH为9.0,此时氮、磷回收率分别为14.60%和83.91%;傅立叶红外变换(FTIR)和电感耦合等离子直读光谱(ICP)分析表明,回收产物主要由无机养分和有机质组成,重金属含量极少。利用白云石提供钙镁源能经济有效地回收剩余污泥水解酸化液中的氮、磷等营养元素,同时回收有机质,回收产物品质符合《有机-无机复混肥料》(GB 18877—2009)中Ⅰ型肥料要求。     

TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料的制备及光催化降解特性

以粉煤灰漂珠为载体,钛酸四丁酯为钛源,采用混合泥浆法制备了TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料作为光催化剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)等测试手段对其进行了表征分析,并以罗丹明B为目标降解物对其光催化活性进行了研究。结果表明:TiO_2负载量的增加有利于提高TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料的光催化活性,但是,TiO_2负载量过多使得附着在粉煤灰漂珠表面的TiO_2呈蓬松状态,在重复使用过程中容易脱落,导致光催化活性下降;粉煤灰漂珠表面负载的TiO_2为锐钛矿型;TiO_2与粉煤灰漂珠没有发生化学键合,只是以物理吸附的形式相结合。TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料的TiO_2最佳负载量为28.57%(质量分数),随着罗丹明B溶液pH升高,光催化活性增强。TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料循环使用5次,对罗丹明B的降解率基本都保持在70%以上,无机阴离子的加入有利于光催化活性的提高,但是过多的阴离子反而会对光催化活性产生抑制作用。     

络合超滤对原水中锑的去除

采用聚丙烯酸钠(PAAS)为络合剂超滤去除原水中超标的锑(Sb),考察了pH值和装载质量比(L)对锑的截留系数R和膜通量J的影响,得出在pH为8,L为7.1时,R(Sb)达到96%,且J不随pH变化,随L的减小而略有增大。在浓缩-解离-洗涤实验中,对有效浓缩的截留液进行酸化解离,解离率可达91.6%,采用pH为2的盐酸溶液将解离液进行洗涤,洗脱率达98.71%。洗涤后再生的PAAS在络合超滤实验中的最佳L为7.0,R(Sb)达95.8%。     

糠醛生产废渣直接转化为复合肥:添加剂(Ⅱ)配方与蒸馏条件的研究

采用复合添加剂 (Ⅱ ) ,主要成分为 :重钙、磷酸、亚硫酸氢钠和碳酸钙等 ,以稻草 (或麦杆 )为原料 ,用硫酸酸化水解制取糠醛 ,硫酸浓度为 6 % (摩尔 % ) ,液固比为 1∶1～ 2∶1 (wt /wt) ,复合添加剂 (Ⅱ )与原料的比为 0 .0 5∶1 (wt/wt) ,出醛率 :稻草为 1 0 % ;麦杆 1 1 % ,废渣全部转化为中性复合肥。