锰矿区受污染水体处理方法研究

以Mn~(2+)浓度为10 mg/L的配水来模拟锰矿区受污染水体,研究KMn O4预氧化与混凝组合工艺对Mn~(2+)的去除效果。考察了KMn O4投加量、预氧化时间、混凝剂种类、混凝剂投加量以及水力条件等因素对Mn~(2+)去除的影响,并得出最佳反应条件。在最佳反应条件下,Mn~(2+)的去除率可以达到99.9%。当Mn~(2+)浓度为10 mg/L时,KMnO_4的投加量为15 mg/L,该投加量仅为理论投加量的78.3%,这是因为生成的MnO_2对Mn~(2+)有吸附作用。对于初始Mn~(2+)浓度在4～14 mg/L范围内的水体,按照78.3%的当量投加,处理后的Mn~(2+)出水浓度均低于0.1 mg/L。当溶液p H在6～8.5之间变化时,溶液p H对Mn~(2+)的去除和浊度几乎没有影响。当配水浊度在0～50 NTU之间变化时,出水浊度均低于1.5 NTU。实验证明该方法对于实际受锰污染的水体同样有效。     

液/固体系Cu2+、Zn2+、Mn2+在硅藻土表面的吸附行为与特性

为了深入了解液/固体系Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)在硅藻土表面的吸附行为与特性,为硅藻土在含重金属离子废水处理上的应用提供充分的理论依据,采用静态吸附试验对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)在硅藻土表面的吸附条件、性能、行为与特性进行了系统的研究.结果表明,硅藻土投加量和离子初始浓度对硅藻土吸附Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)的影响均可归结为液/固比(液相离子与硅藻土的质量比)的影响,过高或过低的液固比均不利于吸附,硅藻土吸附Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)所需的最佳液/固比分别为0.025、0.100和0.100.溶液初始pH值对硅藻土吸附Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)的影响主要与溶液初始pH值与硅藻土等电点(2.0)之间的距离有关,接近或低于硅藻土等电点都不利于吸附,过高的pH值会使Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)发生沉淀,也不利于吸附,硅藻土吸附Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)所需的最适溶液初始pH值区间分别为4.0~6.0、4.0~7.0和4.0~7.0.溶液温度对硅藻土吸附Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)的液膜扩散、颗粒扩散和吸附反应3个过程的影响不一致,导致对吸附量的影响无明显规律.硅藻土对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)的吸附分别符合Langmuir、Tenkin、Freundlish等温吸附模型,以物理吸附为主,吸附反应容易进行,在40 min达到平衡,吸附容量(25℃时)理论值分别为4.335、23.031、3.844 mg·g~(-1).吸附是自发的、吸热的、无序性增加,符合二级动力学模型.吸附速率的控制步骤为发生在孔道内部的吸附反应.     

耐辐射奇球菌R1对Mn~(2+)清除作用研究

观察耐辐射奇球菌(Deinococcusradiodurans)R1在不同作用条件下对溶液中Mn~(2+)的清除作用,为进一步研究R1清除放射性废水中的Mn~(2+)奠定基础。采用原子吸收分光光度法分析了作用时间、温度、pH值、初始接菌浓度和初始Mn~(2+)浓度对R1菌清除溶液中Mn~(2+)的影响。结果显示,活的R1菌对Mn~(2+)的有较好的清除效果,而死R1菌对Mn~(2+)没有清除能力;作用时间(0.5～48 h)对Mn~(2+)的清除率影响不大,相对较适作用时间为2～4 h,随着环境温度增高,R1菌对溶液中Mn~(2+)的清除率增加,相对较适温度为30～45℃时;p H低于4不利于R1对Mn~(2+)的清除,p H 5～10时,对R1菌清除Mn~(2+)影响不大,最适p H值为5～8;初始Mn~(2+)浓度相同时,加入R1量越多,清除率越高,但单位质量的R1对Mn~(2+)的吸附量越少;初始R1量相同时,加入Mn~(2+)浓度越高,清除率越低,最后随着Mn~(2+)浓度增高,R1清除Mn~(2+)的能力达到饱和,R1对Mn~(2+)的饱和清除量为1.35 mg/g。结果表明,在适当的温度和p H环境中,活的R1菌在较短作用时间内对溶液中Mn~(2+)就有较好的清除作用(>90%),R1菌在放射性核素污染防治方面具有潜在的应用前景。     

微纳米气泡体系对NO氧化吸收效果的研究

微纳米气泡比表面积大,气泡内部压力远高于外部压力,在液相中停留时间长,具有强氧化等特性。利用微纳米气泡发生器将水、空气和NO混合产生微纳米气泡气液体系用于NO的吸收。结果表明,NO体积浓度为1 250×10~(-6),pH=7,NO的氧化吸收效率可以达到50.1%。在水相中加入Fe~(2+)后,NO体积浓度为3 750×10~(-6),pH=5,NaCl质量浓度为0.5 g/L,十二烷基硫酸钠(SDS)质量浓度为6 mg/L时,Fe~(2+)摩尔浓度为2 mmol/L,NO的吸收效率可以达到82.1%。加入Mn~(2+)后,其他条件不变,当Mn~(2+)摩尔浓度为2 mmol/L时,NO吸收效率可以达到92.3%。     

城市景观水体中腐殖酸的臭氧氧化去除

以南京师范大学德风园池底泥中提取的腐殖酸(HA)为研究对象,采用臭氧氧化技术对其进行去除,对初始pH值、混合气体流量、腐殖酸(HA)初始浓度以及水中常见离子等因素对去除效果的影响进行了研究。实验结果表明:腐殖酸(HA)的去除率随初始pH值的升高而提高,随混合气体流量减少而提高;当腐殖酸(HA)初始浓度为5 mg/L时,反应过程中溶液的UV254升高,紫外扫描结果发现,溶液在200~220 nm内出现杂乱的吸收峰,表明有新物质生成;水中常见的无机阴离子(CO32-、HCO3-)和二价金属离子(Ca2+、Cu2+)的存在会降低臭氧对腐殖酸(HA)的去除率。     

络合-氧化-还原耦合方法脱除烟气中NOx的研究

NO与Fe2+反应生成络合物[Fe(NO)]2+易被O2氧化解络形成NO2-和NO3-离子,进而被尿素溶液还原生成N2.基于上述反应原理,本文提出脱除烟气中NOx的新方法,即以FeSO4为吸收液、O2为氧化剂、尿素为还原剂的络合-氧化-还原耦合法.考察了尿素初始浓度、吸收液pH值、NOx初始浓度、烟气流量等因素对NOx脱除率的影响.结果表明,尿素初始浓度越高、吸收液pH值越低、NOx初始浓度越大、烟气流量越小时,NOx脱除率越高;当尿素初始浓度为1.19mol/L,吸收液pH值为3.2,NOx初始浓度为1493mg/m3以及烟气流量为800mL/min时,反应初期(0~6min)NOx脱除率可达92%以上,且反应1h后脱除率仍可保持在69%左右.     

基于响应面优化条件下改性海藻吸附剂对Cu~(2+)的吸附

为近岸带大型海藻废弃物得到有效利用,减少资源浪费和环境污染,运用改性海藻制备生物吸附剂去除废水中Cu~(2+)。采用Design-Expert软件对影响Cu~(2+)吸附率的吸附剂投加量、Cu~(2+)初始浓度、pH值3个条件进行设计优化,经响应面优化分析得到吸附率的二阶模型,确定Cu~(2+)吸附实验的最优操作条件:吸附剂投加量8.09 g/L,溶液初始浓度为40.92 mg/L,pH值6.34,预测最优值为94.5816%,实测吸附率达到94.36%。研究结果表明,大型海藻是一种很具潜力的环保型廉价吸附剂。     

改性底泥吸附模拟废水中Mn~(2+)影响因素的研究

制备高温焙烧改性底泥作为吸附剂,采用静态吸附试验来研究其吸附废水中重金属Mn~(2+)的效果。分别对高温焙烧改性底泥吸附重金属Mn~(2+)的影响因素(Mn~(2+)的质量浓度、吸附时间、p H、吸附剂的投加量)及吸附动力学进行研究。结果表明:改性底泥吸附Mn~(2+)的浓度为10 mg/L、平衡时间为130 min、p H为中性偏酸(范围4~7)、投加量为30 g/L时效果最佳,并对数据进行拟合且符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,但拟合效果更好地符合Freundlich吸附等温方程。在高温焙烧改性底泥对Mn~(2+)的吸附阶段用伪一级吸附动力学方程和伪二级吸附动力学方程进行拟合,其结果表明吸附过程更好地遵循伪二级吸附动力学方程,表明以化学吸附为主,对Mn~(2+)的平衡吸附量为11.560 7 mg/g。     

磷酸铵镁沉淀法预处理7-ACA综合废水试验研究

采用磷酸铵镁(MAP)沉淀法对高氨氮7-ACA综合废水进行了预处理试验研究,以Na2HPO4和MgCl2.6H2O作为沉淀剂,探讨了初始反应pH值、n(Mg2+):n(PO43-)/:n(NH4+)投配比及反应时间等因素对氨氮去除效果的影响。结合结晶物SEM分析,确定预处理的最佳工艺条件为:初始反应pH 9.0、n(Mg2+):n(PO43-):n(NH4+)投配比1.0:1.1:1和反应时间20 min。平行试验结果表明,在最佳工艺条件下,当进水氨氮浓度为1 020~1 190 mg/L时,处理后出水氨氮浓度为小于150.0 mg/L,氨氮去除率在85.0%以上,残磷量小于40.0 mg/L,为7-ACA综合废水的后续生化处理创造了有利条件。     

敌敌畏的臭氧氧化处理

在12 L的反应器中,观察了臭氧浓度分别为4.9、6.7和7.6 mg/L,溶液温度10.50℃,pH值为3.1、5.3、7.2、9.4和11.2条件下,臭氧氧化浓度为30 mg/L的有机磷杀虫剂敌敌畏的处理效果,并计算了臭氧氧化敌敌畏的反应动力学.结果表明,臭氧氧化法是处理敌敌畏的高效方法.不同浓度臭氧处理5 min时敌敌畏的去除率均在96%以上,6.7 mg/L的臭氧氧化处理敌敌畏4 min时矿化度(以TOC 计)可达34.8%.臭氧浓度越高,敌敌畏的降解速率越快.随着敌敌畏初始浓度的升高,敌敌畏的氧化去除率下降,但绝对去除量升高.试验范围内的pH值和温度对敌敌畏的臭氧氧化去除效果影响不大.在臭氧浓度6.7 mg/L,pH 7.2和室温20℃的条件下,臭氧氧化敌敌畏的反应级数为0.11,反应速率常数k为7.72 mg·(L·min)-1.     

臭氧催化氧化处理苯酚废水研究

采用臭氧催化氧化法处理苯酚废水,用自制的催化剂--活性炭负载金属氧化物(Fe/AC,Cu/AC,Mn/AC)对模拟苯酚废水进行臭氧催化氧化比较,并对影响催化氧化效果的几个因素:不同的活性组成分、初始COD、反应时间、pH值进行了分析。结果表明:在每次处理量为500mL苯酚废水时,负载铁氧化物的活性炭催化剂用量为15g、反应时间为40min、COD初始浓度为1000mg/L、pH值为9、臭氧投加量为10mg/L,催化氧化具有较佳的效果;催化剂的重复利用性较好,连续使用11次,COD的去除率仍可达70.4%;通过GC-MS的检测,推测其反应机理为:苯酚→苯二酚类及苯醌类化合物→醛酮类化合物→羧酸类化合物→CO2,H2O     

紫外-微臭氧工艺降解饮用水中邻氯对硝基苯胺的研究

以水中持久性有机物邻氯对硝基苯胺为目标物质,用紫外-微臭氧工艺对其进行降解,同时研究了紫外,紫外-臭氧和紫外-空气三种工艺的降解效果。结果表明:紫外-微臭氧工艺对水中持久性有机物的降解过程符合一级动力学反应。对于邻氯对硝基苯胺的3种初始浓度0.625,1.32,3.125 mg/L,紫外-微臭氧去除率分别达71.4%、78.8%、54.5%,降解效果低于紫外-臭氧工艺,但远好于其余三种工艺。紫外-微臭氧工艺的去除效果受到初始浓度,叔丁醇和初始pH值的影响。初始浓度在1.32 mg/L时去除率最高,初始浓度不应过高或者过低。加入叔丁醇使得去除率下降13%³1%。随着pH由4增加到9,去除率逐渐升高,较高的pH值有利于反应的进行。     

电解锰废渣的浸出毒性及生石灰固化技术

我国电解锰废渣产量大,污染物的浸出毒性较强。锰渣堆放方式粗放,渣库管理落后,且长期暴露在自然环境中,导致大量污染物迁移到周边的土壤及水体中。为了解决锰渣的无害化处理问题,在分析其浸出毒性的基础上,研究了生石灰固化技术对锰渣的浸出毒性的影响。结果表明:锰渣中的主要污染物为可溶性Mn~(2+)和NH_4~+-N,含量极高,严重超标;利用生石灰的吸附、包裹及化学反应作用,能有效将可溶性Mn~(2+)固化为难溶Mn O_2,同时将NH_4~+-N转化为气态NH_3,浸出液中污染物浓度均符合相关标准要求;当生石灰添加量为10%,锰渣含水率为27%,预搅拌时间40 min,预静置时间3 d,锰渣浸出液中可溶性Mn~(2+)浓度降为2.60 mg/L,固化率达99.8%,低于5.0 mg/L的标准限值;NH_4~+-N浓度降为21.23 mg/L,脱除率为96.73%,低于25 mg/L的标准限值。     

均相Fenton氧化降解苯甲酸废水的研究

采用均相Fenton高级氧化技术对苯甲酸废水进行降解,考察了p H值、H2O2投加量、Fe~(2+)的用量、苯甲酸溶液的初始浓度等因素对苯甲酸降解的影响。结果表明:在室温条件下,最佳初始pH=3,H_2O_2最佳的经济投加量(Qth)为12.3 mmol/L,Fe~(2+)最佳投加量为0.41 mmol/L(即c(H_2O_2)∶c(Fe~(2+))=30∶1);经60 min反应后,100 mg/L苯甲酸基本可完全去除,TOC去除率也可达41.9%以上;当苯甲酸浓度为200 mg/L时,TOC去除率最大,可达45.4%;当苯甲酸浓度高于200 mg/L时,可以采取分批投加H_2O_2的方式以获得较高的去除率。     

超重力环境下芬顿溶液氧化吸收NO的研究

NO的排放严重影响大气环境,其溶解度低不易被液相吸收。芬顿法产生的羟基自由基氧化性极强但寿命很短,超重力机具有混合速率快、液体停留时间短的特点,该文创新性地结合二者优势,对NO气体进行液相氧化吸收。分别研究了芬顿溶液pH值、浓度、H_2O_2与Fe~(2+)浓度比值、超重力机转速以及NO与芬顿溶液体积流量比等条件对NO脱除效果的影响。超重力机双进液口处即时混合H_2O_2与Fe~(2+)溶液,在1 400 r/min转速下使用pH=2,H_2O_2浓度0.2 mol/L,H_2O_2与Fe~(2+)浓度比为4的芬顿溶液对NO的脱除效果最优。当H_2O_2与Fe~(2+)液流量均为15 L/h,500×10-6 NO气流量为200 L/h时,NO的脱除效率可以达到75%。     

胡敏素对Pb~(2+)吸附的响应面优化及机理

采用Box-Behnken响应面优化实验设计对胡敏素吸附去除水中Pb~(2+)的过程进行了优化,设定吸附时间、吸附剂用量、pH值、温度和Pb~(2+)初始浓度5个影响因素,建立了吸附率与上述因素之间的二次多项式模型,确定了最优吸附条件,对吸附过程的等温模型、热力学特性及吸附机理进行了研究.研究表明吸附剂用量、pH值、温度和Pb~(2+)初始浓度为显著因素.胡敏素对Pb~(2+)吸附的最优条件为:吸附时间85min、投加量1.2g/L、pH=4.7、温度44.5℃、Pb~(2+)初始浓度202mg/L.最优条件下,实测Pb~(2+)吸附率可达92.59%.胡敏素对Pb~(2+)的吸附符合Langmuir等温线方程,最大吸附量为170.28mg/g;计算得知胡敏素吸附Pb~(2+)的热力学状态函数ΔG~0、ΔS~0和ΔH~0分别为-29.30~-24.21k J/mol、126.70J/(mol·K)和13.59k J/mol,吸附过程为吸热过程.胡敏素表面的羰基、羟基、氨基和羧基等活性基团可以和Pb~(2+)发生配位络合作用,Ca、Na和Mg等离子与Pb~(2+)发生离子交换作用.研究结果表明,胡敏素作为一种极具潜力的绿色廉价吸附剂,可用于处理含Pb~(2+)废水.     

芬顿法处理垃圾渗滤液工艺的优化

本文采用Fenton试剂法对垃圾渗滤液进行了研究,探讨了pH、H_2O_2/Fe~(2+)的比值和Fe~(2+)的量等因素对CODcr去除率的影响。结果表明:Fenton法对垃圾渗滤液中COD具有良好的处理效果,最佳条件是:初始pH值为3,H_2O_2/Fe~(2+)的比值为2,Fe~(2+)的量在300mg/L时,垃圾渗滤液的COD去除率可达47%。     

超痕量锰的催化光度法测定

催化动力学法测定痕量锰,已有报道。经实验表明,在氨三乙酸活化作用下,Mn~(2+)对高碘酸钾氧化耐尔蓝的褪色反应,具有强烈的催化作用。因而,可以间接测定Mn~(2+)。其间接摩尔吸光系数为6.0×10~6L·mol~(-1)·cm~(-1);检测限为0.05mg/l。本法用于测定地下水、地面水中的Mn~(2+)及环境标准样品,均获得满意结果。实验部分一、仪器及试剂 (一)仪器 721型分光光度计; DMS-200uv分光光度计,美国瓦里安公司生产; 恒温器及秒表等。 (二)试剂 Mn~(2+)标准溶液将浓度为0.5mg/ml标准贮备液,逐渐稀释成Mn~(2+)浓度为0.01μg/ml的标准使用液; pH5.0的醋酸——醋酸钠缓冲溶液;     

共存离子对ZVI/S.oneidensis还原U(Ⅵ)的影响研究

研究零价铁(ZVI)与奥奈达希瓦氏菌(S.oneidensis)协同还原去除水相中U(Ⅵ)时,共存离子Cr~(6+)、Fe~(3+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)、NO_3~-和SO_4~(2-)分别存在时对U(Ⅵ)还原效果的影响。结果表明:溶液中共存的Cr~(6+)和溶解态的Fe~(3+)对ZVI与微生物协同还原U(Ⅵ)均存在显著的抑制作用,且当溶液中共存Cr~(6+)的含量超过10.0 mg/L时,U(Ⅵ)的还原几乎被完全抑制。在共存金属浓度为20 mg/L时,Cu~(2+)、Zn~(2+)对U(Ⅵ)的还原均具有抑制作用,且Cu~(2+)的影响大于Zn~(2+);Mn~(2+)对U(Ⅵ)的还原有微弱的促进作用。共存阴离子SO_4~(2-)对U(Ⅵ)的还原有微弱的促进作用,且作用大小与其浓度成正相关;在0.5~5.0 mmol/L浓度范围内,12 h时,共存阴离子NO_3~-对U(Ⅵ)的还原有明显的抑制作用。     

次氯酸钠氧化脱除化学镀镍废水中的氨氮

针对化学镀镍废水氨氮浓度高、去除难度较大等特点,以预处理后的实际化学镀镍废水为试验对象,采用次氯酸钠氧化法脱除废水中的剩余氨氮。分别研究NaClO溶液投加量、反应时间、初始pH值及反应温度对氨氮去除效果的影响,得到较适宜的反应条件为:NaClO溶液投加量为1800 mg/L,反应时间为30 min,初始pH值为6.0～7.0,反应温度为10～30℃。在此条件下,废水氨氮去除率达到91%以上,剩余氨氮浓度低于15 mg/L,满足GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》表2中对氨氮的排放限值。结果表明:次氯酸钠氧化作为深度处理方式脱除化学镀镍废水中氨氮是高效可行的。