用硫铁矿烧渣制取聚合硫酸铁

本文采用生产硫酸过程中产生的硫铁矿烧渣为原料，经还原焙烧，硫酸浸取，氧化水解，制备出高效无机高分子絮凝剂──聚合硫酸铁。烧渣中铁的利用率可达90％以上。本工艺有利于资源的综合利用，减少废渣对环境的污染，具有显著的环境和经济效益。     

硫铁矿烧渣制备硫酸亚铁及效益估算

本文将硫铁矿烧渣熟化处理后得到酸性硫铁铁溶液。正交实验说明影响铁回收率的熟化因素强弱依次为硫酸浓度〉熟化时间〉熟化温度〉硫酸用量，最佳条件下，铁回收率可达９０％，利用废铁还原上述有够制备得到含ＦｅＳＯ４．７Ｈ２Ｏ９８％以上的产品，用这种方法充酸亚铁具产品质量好、环境效益和经济效益佳。     

用硫铁矿烧渣制取聚合硫酸铁的实验研究

以硫铁矿烧渣为原料,采用酸浸,催化氧化,水解聚合的工艺制取高附加值的无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁(PFS),在氧化聚合工艺中引入非亚硝酸盐催化剂,降低了产品毒性,扩大了其在水处理中的应用领域。研究结果表明:(1)硫酸浓度40%,酸浸时间40min,硫酸过量系数1.3,硫铁矿烧渣中铁的浸出率可达91.69%;(2)选用投加量为4%的KClO3和0.9%的HNO3作催化剂,0.2%的KI为助催化剂,保持n(H2SO)4/n(Fe2+)的比值在0.29~0.32之间,在50℃下氧化30min(保温2h),制得聚合硫酸铁产品各项指标均符合国家标准。(3)按以上条件制得的PFS对废水具有很好的除浊效果,当pH值在6.0~10.0,投放量为2mg/L时,处理洗煤废水的除浊率可达90%以上。     

用硫酸烧渣法处理煤系硫铁矿

本文提出一种以废治无污染的处理煤系硫铁矿的工艺。该工艺利用硫酸生产过程中所产生的废渣中的氧化铁，经处理后在硫酸介质中与硫铁矿反应，使硫铁矿中的硫和铁及烧渣中的铁资源得到充分的回收利用，既有利于环境保护，又具有良好的经济效益。     

高分子重金属絮凝剂ISXA与ISX除浊、除Ni2+性能的比较研究

以交联淀粉、丙烯酰胺、CS2、NaOH等为原料,在一定条件下合成了一种新型高分子重金属絮凝剂不溶性淀粉黄原酸酯-丙烯酰胺接枝共聚物(ISXA).比较了它与不溶性淀粉黄原酸酯(ISX)的除浊、除Ni2 性能,探讨了各自的作用机理,并研究了几个影响ISXA和ISX去除水中浊度和Ni2 的因素.结果表明:1)在各种条件下,ISXA的除浊、除Ni2 性能均优于ISX;2)ISXA和ISX的投加量均为250mg·L-1时,Ni2 的去除率分别达到97%和87%;3)原水pH值对絮凝剂的除Ni2 效果有影响;4)在致浊物质和金属离子共同存在的水体中,两者会相互促进彼此的去除,Ni2 的去除率可达99%以上,浊度去除率提高10%左右;5)反应时间越长,处理效果越好,12min以后结果趋于平缓.     

高分子重金属絮凝剂MAC除Cu2+、去浊性能

以壳聚糖、巯基乙酸等为原料合成了一种新型高分子重金属絮凝剂巯基乙酰壳聚糖(MAC),研究了其除Cu2 与去浊的机理,并对几个因素做了考察.实验结果表明:①MAC具有除铜与去浊的性能,当MAC与HPAM复配时,效果优于单独使用MAC,Cu2 去除率可达98%以上;②用MAC处理Cu2 和浊度共存的体系时,废水中的重金属离子和致浊物质可以起到相互促进去除的作用,出水中[Cu2 ]＜0.5mg·L-1,浊度＜3NTU;原水浊度越大,越有利于Cu2 的去除;③Cu2 的去除率随原水pH值的增大而提高,浊度的去除率则反之.     

Groundwater arsenic removal by coagulation using ferric(III) sulfate and polyferric sulfate: A comparative and mechanistic study

Elevated arsenic (As) in groundwater poses a great threat to human health. Coagulation using mono- and poly-Fe salts is becoming one of the most cost-effective processes for groundwater As removal. However, a limitation comes from insufficient understanding of the As removal mechanism from groundwater matrices in the coagulation process, which is critical for groundwater treatment and residual solid disposal. Here, we overcame this hurdle by utilizing microscopic techniques to explore molecular As surface complexes on the freshly formed Fe flocs and compared ferric(III) sulfate (FS) and polyferric sulfate (PFS) performance, and finally provided a practical solution in As-geogenic areas. FS and PFS exhibited a similar As removal efficiency in coagulation and coagulation/filtration in a two-bucket system using 5 mg/L Ca(ClO)₂. By using the two-bucket system combining coagulation and sand filtration, 500 L of As-safe water (< 10 μg/L) was achieved during five treatment cycles by washing the sand layer after each cycle. Fe k-edge X-ray absorption near-edge structure (XANES) and As k-edge extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) analysis of the solid residue indicated that As formed a bidentate binuclear complex on ferrihydrite, with no observation of scorodite or poorly-crystalline ferric arsenate. Such a stable surface complex is beneficial for As immobilization in the solid residue, as confirmed by the achievement of much lower leachate As (0.9 μg/L–0.487 mg/L) than the US EPA regulatory limit (5 mg/L). Finally, PFS is superior to FS because of its lower dose, much lower solid residue, and lower cost for As-safe drinking water.     

Groundwater arsenic removal by coagulation using ferric(III) sulfate and polyferric sulfate: A comparative and mechanistic study

Elevated arsenic (As) in groundwater poses a great threat to human health. Coagulation using mono-and poly-Fe salts is becoming one of the most cost-effective processes for groundwater As removal. However, a limitation comes from insufficient understanding of the As removal mechanism from groundwater matrices in the coagulation process, which is critical for groundwater treatment and residual solid disposal. Here, we overcame this hurdle by utilizing microscopic techniques to explore molecular As surface complexes on the freshly formed Fe flocs and compared ferric(III) sulfate (FS) and polyferric sulfate (PFS) performance, and finally provided a practical solution in As-geogenic areas. FS and PFS exhibited a similar As removal efficiency in coagulation and coagulation/filtration in a two-bucket system using 5 mg/L Ca(ClO)₂. By using the two-bucket system combining coagulation and sand filtration, 500 L of As-safe water (<10 μg/L) was achieved during five treatment cycles by washing the sand layer after each cycle. Fe k-edge X-ray absorption near-edge structure (XANES) and As k-edge extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) analysis of the solid residue indicated that As formed a bidentate binuclear complex on ferrihydrite, with no observation of scorodite or poorly-crystalline ferric arsenate. Such a stable surface complex is beneficial for As immobilization in the solid residue, as confirmed by the achievement of much lower leachate As (0.9 μg/L-0.487 mg/L) than the US EPA regulatory limit (5 mg/L). Finally, PFS is superior to FS because of its lower dose, much lower solid residue, and lower cost for As-safe drinking water.     

TVS／TFS去除率在ATAD污泥稳定评价的应用

在ATAD(Autothermal Thermophilic Aerobic Digestion,自升温高温好氧消化)工艺污泥稳定评价中引入TFS．提出“TVS/ TFS去除率”的概念,得出“TVS/TFS去除率”可以代替“VS(g)去除率”而成为一种新的污泥稳定指标的结论;采用数学微分的方法分析了“TVS/TFS去除率”和“VS(g)去除率”的数据误差问题,进泥TS为60g/L,TVS/TS为56％的运行条件下,前者的最大数据误差仅为3．16％,远小于后者的误差最大值15．45％,即引入TFS解决了“VS(g)去除率”数据波动大的问题;TFS的引入还节约了污泥稳定研究所需的时间和工作量。     

铁炭复合材料对水体中SAs吸附去除性能的研究

以木炭作为载体,固载水合氧化铁,采用抽真空旋转蒸发法制备铁炭复合材料,通过比较不同制备条件下复合材料对水体中磺胺类抗生素的去除效果,对制备条件进行优化。并采用批量平衡试验,研究了铁炭复合材料对磺胺类抗生素的吸附去除特性。结果表明:以Fe(NO3)3溶液浸渍,铁炭质量比为0.224∶1,固化9 h条件下去除水体中磺胺类抗生素效果最佳;铁炭复合材料对磺胺和磺胺吡啶的去除效果明显优于单一炭材料,铁炭复合材料对磺胺和磺胺吡啶的去除率随抗生素初始浓度增加而降低,酸性条件下磺胺和磺胺吡啶去除率高于中性和碱性条件,溶液中背景离子强度变化对磺胺和磺胺吡啶的去除影响较小;铁炭复合材料对磺胺和磺胺吡啶的去除符合一级动力学模型,为物理化学吸附和化学降解的协同作用,且在反应过程中生成中间产物。     

茶渣生物炭制备及其对溶液中四环素的去除特性

以茶渣(tea waste)为对象,在300、 500和700℃限氧条件下热解制备成生物炭(TWBC300、 TWBC500和TWBC700),研究其对溶液中四环素(tetracycline,TC)的去除特性.采用元素分析、比表面积分析仪、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对TWBC300、 TWBC500及TWBC700进行表征;考察生物炭添加量、溶液初始pH、离子类型及强度等因素对四环素去除效果的影响;结合吸附动力学、吸附等温线和仪器表征结果探究生物炭对溶液中四环素的作用机制.结果表明,适合的生物炭投加量为4.0g·L^-1.溶液初始pH对生物炭去除四环素的影响较小.溶液中阳离子类型对生物炭吸附四环素的抑制作用依次是Mg²⁺>Ca²⁺>K⁺>Na⁺.NH⁺₄能略微促进生物炭对四环素的吸附,而铜离子却显著抑制生物炭对四环素的去除.环境温度增加能提升生物炭对四环素的去除效果.拟二级动力学方程和Lan...     

利用固相反硝化同时去除水中硝酸盐和4-氯酚

研究了固相反硝化技术同时去除水中硝酸盐和4-氯酚的可行性.结果表明,以可降解餐盒为碳源和微生物附着载体进行异养反硝化,能有效去除水中的硝酸盐.在批式实验条件下,当NO^-₃-N初始浓度为50 mg/L时,平均反硝化速率为24.0 mg/(L·h).当4-氯酚浓度低于30 mg/L时,对反硝化脱氮有促进作用;大于40 mg/L时,对反硝化有抑制作用.在反硝化条件下,当4-氯酚的初始浓度分别为5 mg/L和30 mg/L时,8　h后其去除率分别为90%和71%,4-氯酚的去除是由于可降解餐盒的吸附作用及附着微生物的降解作用.     

PD-DPR系统处理城市污水与高硝酸盐废水实现稳定亚硝酸盐积累和磷去除的特性

本研究以模拟城市污水和高硝酸盐废水为处理对象,在一个厌氧-缺氧-微曝气运行的SBR反应器内,将短程反硝化工艺(PD,NO₃^-→NO₂^--N)与反硝化除磷工艺(DPR)耦合,并通过联合调控进水C/N比、厌氧排水率和缺氧时间,考察了PD-DPR系统的亚硝酸盐积累特性和除磷性能.结果表明,经过140d,NO₃^-→NO₂^--N转化率(NTR)为80.1%,PO^3-₄-P去除率高达97.64%.在厌氧段(180 min),聚糖菌(GAOs)和聚磷菌(PAOs)对污水有机碳源进行充分利用,将其转化为内碳源;缺氧段(150 min),反硝化聚糖菌(DGAOs)和异养反硝化菌(DOHOs)分别进行内源和外源短程反硝化实现NO^-₂-N稳定积累,同时反硝化聚磷菌(DPAOs)进行高效反硝化吸磷;微曝气段(10 min),在不发生硝化反应的前提下,...     

纳米铁酸镍的制备及可见光催化性能研究

利用水热法制备了纳米铁酸镍,表征了其微观结构和光谱性能,并以罗丹明B溶液作为目标污染物,研究了铁酸镍催化剂的可见光催化性能。结果表明:所制备铁酸镍的微观形貌为由直径200-300 nm左右的类似球形小颗粒组成的大颗粒,平均粒径为95.60 nm,在紫外-可见光谱区均有较强的光吸收。光催化过程中催化剂的适宜用量为0.05 g,少量H2O2的加入有助于提高罗丹明B溶液的降解率。催化剂用量为0.05 g,加入0.4 mL 30%的H2O2,降解50 mL 20 mg/L罗丹明B溶液,模拟太阳光照射240 min后降解率能够达到99.2%。在实际太阳光照射下,240 min后罗丹明B溶液的降解率可以达到85.2%。     

单层硅烷负载磁铁矿纳米颗粒的制备及除磷性能

研究了N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷在水溶液中以单层形式负载于磁铁矿纳米颗粒表面的方法,并研究了单分子层硅烷负载磁铁矿纳米颗粒吸附剂(monolayer of silane on magnetite nanoparticles,MSMNPs)的除磷性能.结果表明,在低浓度下(平衡浓度小于300 mg·L~(-1))硅烷在磁铁矿纳米颗粒表面产生单层吸附,而反应温度90℃以上或离子强度0.1 mol·L~(-1)NaCl以上可以使单层硅烷在磁铁矿纳米颗粒表面的覆盖度达到~100%.FTIR和XPS图谱显示负载的硅烷以化学键的形式与磁铁矿纳米颗粒表面相结合.单层硅烷负载不引起磁性强度的明显变化.MSMNPs对磷的吸附等温线更符合Langmuir模型,拟合得到的最大吸附量为7.59 mg·g~(-1).由于磷吸附位位于MSMNPs的最外面,磷的吸附及脱附均很快,30 min内达到90%以上,1 h内达到平衡.因此,MSMNPs是一种易分离因而可反复使用,并且可快速吸附与脱附污染物的新型吸附剂.     

水稻秸秆主要组分的提取及其对芘的吸附作用

从水稻秸秆中提取主要组分--木质素、纤维素、半纤维素,利用元素分析和红外光谱对其性质进行了表征,并研究了芘在秸秆及其3种组分上的吸附行为.结果表明,各组分性质差异很大,木质素具有较高的芳香性和较低的极性,而纤维素和半纤维素具有较高的极性和脂肪性.不同组分对芘的吸附等温线均符合Freundlich方程,但吸附能力因其结构的差异而不同,木质素对芘的吸附能力最强, 吸附容量KF为5.04×104,比纤维素高100倍左右,而芘在半纤维素上的吸附能力略低于纤维素.低浓度(水相平衡浓度ce=0.01 Sw)下,秸秆对芘的吸附主要受木质素的控制,而且分配系数Kd略低于按照木质素质量分数计算的预测值,可能是由于木质素的烷基和芳香结构被周围的极性结构所覆盖.但在高浓度(ce = 0.5 Sw)时,秸秆对芘的吸附高于各组分的加和,芘向秸秆其他组分的分配作用不能忽略.芘在木质素上的吸附表现为非线性(非线性指数,n = 0.89),而其它3种吸附剂对芘的吸附更趋向于线性(n > 0.96).n值与芳香性呈负相关关系,而与极性呈正相关关系,表明芳香性导致的特殊作用力是造成吸附非线性的主要原因.有机碳标化分配系数Koc随吸附剂芳香性的增强而增大,但随极性的增强而减小.