反硝化菌对烟气汞吸附特性研究

采用反硝化菌对烟气中Hg~0、Hg~(2+)的吸附特性进行研究,反硝化菌对Hg~0和Hg~(2+)吸附性能良好,在pH为8、初始Hg~0(Hg~(2+))浓度为95.7μg·m-3(0.4μg·L-1)和吸附剂用量为0.35 g·L-1时,Hg~0和Hg~(2+)的吸附效率分别达到43.01%和98.12%.反硝化菌吸附Hg~0的过程遵循拟一级动力学,符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附容量为126.1μg·g-1.反硝化菌吸附Hg~(2+)遵循拟二级动力学模型,符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附容量为36.23μg·g-1.采用傅里叶红外光谱(FTIR)和热场发射环境扫描电镜-能谱电子背散射衍射系统(EDS)表征吸附前后的反硝化菌,结果表明吸附过程中细菌表面的糖环、磷酸及脂肪化合物基团发挥了吸附汞作用.     

660 MW超低排放燃煤电站汞分布特征研究

对某660 MW超低排放燃煤电站进行汞形态和浓度监测,实验结果表明:在SCR前烟气中,汞主要以单质游离态存在,SCR催化剂对Hg~0氧化率约为20.22%.烟冷器内Hg~0向Hg_p和Hg~(2+)转化,Hg_p浓度增加72.18%,Hg~(2+)浓度增加55.40%.低温电除尘不仅可以脱除Hg_p,对Hg~0和Hg~(2+)也具有协同脱除作用,Hg~0浓度下降47.14%,Hg~(2+)浓度下降68.70%.经过湿法脱硫后Hg~0浓度由0.37μg·m~(-3)升高到0.86μg·m~(-3),Hg~(2+)在湿法脱硫装置内被还原为Hg~0.大气汞排放浓度在0.82～0.95μg·m~(-3)之间,远低于标准要求.超低排放电站产生的汞大部分进入粉煤灰(68.35%),大气排放的汞为21.20%,进入石膏中的汞为4.87%,进入脱硫废水处理站固废5.53%.超低排放环保设备总的协同脱汞效率为78.77%,大气汞排放因子(EF_煤、EF_电)分别为6.07μg·kg~(-1)和1.70μg·kW~(-1)·h~(-1).     

TiO2/膨润土复合材料对Hg2+的吸附性能研究

利用纳米TiO_2对膨润土进行复合改性,制备TiO_2/膨润土复合材料.采用电镜扫描、X-射线衍射表征改性前后膨润土的结构和形貌.通过室内模拟实验,以膨润土为对照,研究不同添加量、pH、吸附时间及初始Hg~(2+)浓度等条件下,TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附特性与性能,同时通过正交试验,探究TiO_2/膨润土复合材料吸附Hg~(2+)的最优条件.结果表明,改性后的膨润土颗粒明显变小,且颗粒疏松多空孔,层间距增大.相比于膨润土,TiO_2/膨润土复合材料吸附性能得到极大提高.TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率均随着添加量、pH、吸附时间的增大而增大,添加量为1.5 g·L~(-1)、pH为7.0、吸附时间为120 min时,吸附率达98.0%以上.但TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率随着初始Hg~(2+)浓度的增大而减小.通过4种动力学模型拟合发现,吸附过程符合假二级动力学方程,吸附以化学吸附为主.吸附等温线更符合Langmuir等温方程,属于典型的单分子层吸附,最大吸附量为20.66 mg·g-1.吸附Hg~(2+)的最优实验条件:添加量为2.0 g·L~(-1),pH为8.0,初始Hg~(2+)浓度为45 mg·L~(-1),吸附时间为16 h,此时吸附率99.9%,平衡浓度为0.034 mg·L~(-1).     

氯酸盐系列湿式氧化Hg~0的影响因子实验研究

采用湿式氧化方法,分别考察了次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠和高氯酸钠4种氯酸盐氧化剂,对模拟烟气中零价汞(Hg~0)氧化为二价汞(Hg~(2+))的影响。结果表明:氯酸盐吸收液浓度、pH、反应温度等参数对氧化剂氧化吸收Hg~0有明显影响。氯酸盐系列氧化剂对Hg~0氧化为Hg~(2+)的能力依次为NaClO_4>NaClO>NaClO_3>NaClO_2。在氧化剂浓度为4 mmol/L、反应温度为20℃、吸收液pH为2时,NaClO_4将Hg~0氧化为Hg~(2+)的氧化效率为92%,pH为6时,氧化效率为84%,即酸性条件影响氯酸盐系列对Hg~0的氧化能力,但氯酸盐系列对Hg~0具有更好的氧化能力与汞蒸气的初始浓度无明显关联。     

一种高效回收水环境中汞的方法

高效合成了3种新型芳酰胺类萃取剂(编号为1、2、3),利用原子吸收和原子荧光手段,研究了它们对水环境中Pb~(~(2+))、Fe~(2+)、Hg~(2+)、Cd~(~(2+))、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)这8种金属离子的液-液萃取性能,并横向比较了这类萃取剂结构中配位基数目对萃取性能的影响。结果发现,这3种萃取剂对Hg~(2+)较其他金属离子均具有较高的萃取率和分离因子,其中萃取剂1可将Hg~(2+)从这8种金属离子中完全分离出来;三聚体2能从Hg~(2+)、Cd~(~(2+))、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)这6种金属离子中完全分离出Hg~(2+);除Fe~(2+)外,二聚体3能从其余7种金属离子中完全分离出Hg~(2+)。这3种萃取剂的萃取能力随配位基数目增加而增强,但未呈现出正比关系,并对可能原因进行了初步分析。这类新型萃取剂的选择性能,在高效回收水环境中的汞离子方面具有潜在应用价值。     

Effects of typical algae species (Aphanizomenon flosaquae and Microcystis aeruginosa) on photoreduction of Hg2+ in water body

Photoreduction characteristics of divalent inorganic mercury(Hg~(2+)) in the presence of specific algae species are still not well known. Laboratory experiments were conducted in the present study to identify the effects of different concentrations of living/dead algae species, including Aphanizomenon flosaquae(AF) and Microcystis aeruginosa(MA), on the photoreduction rate of Hg~(2+)under various light conditions. The experimental results showed that percentage reduction of Hg~(2+)was significantly influenced by radiation wavelengths, and dramatically decreased with the presence of algae. The highest percentage reduction of Hg~(2+)was induced by UV-A, followed by UV-B, visible light and dark for both living and dead AF, and the order was dark UV-A UV-B visible light for both living and dead MA. There were two aspects, i.e., energy and attenuation rate of light radiation and excrementitious generated from algae metabolisms, were involved in the processes of Hg~(2+)photoreduction with the presence of algae under different light conditions. The percentage reduction of Hg~(2+)decreased from 15% to 11% when living and dead AF concentrations increased by 10 times(from 106 to 105 cells/mL), and decreased from 11% to ～ 9% in the case of living and dead MA increased. Algae can adsorb Hg~(2+)and decrease the concentration of free Hg~(2+), thus inhibiting Hg~(2+)photoreduction, especially under the conditions with high concentrations of algae. No significant differences were found in percentage reduction of Hg~(2+)between living and dead treatments of algae species.The results are of great importance for understanding the role of algae in Hg~(2+)photoreduction.     

低温等离子体-陶瓷纳米材料集成系统烟气脱汞研究

低温等离子体-陶瓷纳米材料集成系统可以有效脱除烟气中的汞,实现工业含汞废气达标排放。通过检测系统入口、出口气体中Hg~0和Hg~(2+)浓度,研究处理过程中的影响因素。结果表明:当Hg~0浓度为0.6 mg/m~3,烟气含水量为4%,在30 kV、600~700 Hz时,获得97.5%的氧化效率;陶瓷纳米材料对单质汞几乎不吸附,对二价汞的吸附率在90%~97%;在停留时间为1 s,Hg~(2+)浓度为0.2~0.3 mg/m~3时,吸附后浓度小于0.03 mg/m~3。该研究为含汞废气深度净化新工艺的工业应用可行性提供参考。     

废水中痕量汞的巯基纸富集—XRF法测定

1 前言我们在以转型活性炭纸测定砷、锑、SCN~-以及转型巯基纸测定砷的基础上(文献略),探讨了巯基纸富集测定汞的条件。实验结果表明,在1.5mol/l HCl介质中,Hg(2+)能被巯基纸定量吸附。由此,制成含Hg~(2+)巯基纸薄样,以XRF法测定Hg~(2+)含量。方法的最低检出浓度为0.15μg/l,线性范围为0—500μg/l:精密度实验的变异系数为0.9％左右:在1.5mol/l HCl介质中,巯基纸对Hg~(2+)的吸附率达99％以上。     

V2O5/AC在含SO2气氛中对气态Hg0的吸附脱除研究

利用固定床反应器研究了模拟烟气(N_2、SO_2、O_2)气氛下,气态Hg~0在V_2O_5/AC催化剂上的吸附脱除行为.考察了V_2O_5担载量、SO_2浓度和吸附温度等对V_2O_5/AC吸附脱除Hg~0的影响,并对V_2O_5/AC上吸附汞的形态进行了XPS分析表征.研究发现,V_2O_5/AC对Hg~0的吸附能力远大于载体AC.汞的吸附量与V_2O_5/AC中V_2O_5的质量分数有关,随着V_2O_5质量分数从0.5%增加到1.0%,汞的吸附量从75.9 μg·g~(-1)增加到89.6 μg·g~(-1) (无氧) 和115.9 μg·g~(-1)增加到185.5 μg·g~(-1) (有氧),远高于相同吸附条件下的AC上的汞吸附量 (9.6 μg·g~(-1)和23.3 μg·g~(-1)).SO_2对Hg~0的吸附有促进作用,主要是由于SO_2和Hg~0在V_2O_5/AC上发生了化学反应.但是当SO_2体积分数从500×10~(-6)增加到2 000×10~(-6)时,V_2O_5/AC对汞的吸附量只增加了5%.不同温度下的实验结果表明,V_2O_5/AC催化剂在150℃左右的吸附脱除Hg~0的能力最高,汞的吸附量达到98.5 μg·g~(-1) (无氧) 和187.7 μg·g~(-1) (有氧).XPS 分析结果表明,在V_2O_5/AC催化剂表面有HgO和HgSO_4生成,证实了V_2O_5和SO_2的作用.     

利用冷原子吸收法对水中甲基汞的分解和稳定性研究

研究了在各种条件下Hg~(2+)、氯化甲基汞(MeHgCl)的长期稳定性和MeHgCl的分解。在没有光线的情况下,MeHGCl不分解成Hg~(2+),甚至在25%的酸存在下,时间长达3天,MeHgCl也不分解成Hg~(2+)。在50%的酸存在下,MeHgCl不易通过加热而分解;然而,借助于紫外线,MeHgCl成为Hg~(2+)的分解立即发生,这取决于紫外线的强度。在SH基(L-半胱氨酸)存在下,观察到汞的局部稳定和络合。对于低浓度汞和MeHgCl的长期贮藏,除一定的试剂外,容器的材料也是重要的。     

Integrated removal of NO and mercury from coal combustion flue gas using manganese oxides supported on TiO2

A catalyst composed of manganese oxides supported on titania(MnO_x/TiO_2) synthesized by a sol–gel method was selected to remove nitric oxide and mercury jointly at a relatively low temperature in simulated flue gas from coal-fired power plants. The physico-chemical characteristics of catalysts were investigated by X-ray fluorescence(XRF), X-ray diffraction(XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) analyses, etc. The effects of Mn loading,reaction temperature and individual flue gas components on denitration and Hg~0 removal were examined. The results indicated that the optimal Mn/Ti molar ratio was 0.8 and the best working temperature was 240°C for NO conversion. O_2 and a proper ratio of [NH_3]/[NO]are essential for the denitration reaction. Both NO conversion and Hg~0 removal efficiency could reach more than 80% when NO and Hg~0 were removed simultaneously using Mn0.8 Tiat 240°C.Hg~0 removal efficiency slightly declined as the Mn content increased in the catalysts. The reaction temperature had no significant effect on Hg~0 removal efficiency. O_2 and HCl had a promotional effect on Hg~0 removal. SO2 and NH_3were observed to weaken Hg~0 removal because of competitive adsorption. NO first facilitated Hg~0 removal and then had an inhibiting effect as NO concentration increased without O_2, and it exhibited weak inhibition of Hg~0 removal efficiency in the presence of O_2. The oxidation of Hg~0 on Mn O x/TiO_2 follows the Mars–Maessen and Langmuir–Hinshelwood mechanisms.     

烟气脱硫液中共存离子对汞稳定化的影响

利用湿法烟气脱硫技术(Wet Flue Gas Desulfurization,WFGD)同步除汞被认为是最经济的燃煤烟气脱汞方式,但进入脱硫液的Hg~(2+)易被还原并再次释放进入大气,造成二次污染.针对这一问题,本研究选择了常用的Na2S、三巯基均三嗪三钠盐(TMT)、二硫代氨基甲酸盐(DTC)等系列重捕剂,考察了投加量对Hg~(2+)去除效果的影响,并筛选出了去除效果较好的3种类型重捕剂,探究了脱硫液中主要的阴阳离子(SO_2-4、NO-3、Ca~(2+)、Mg~(2+))及重金属离子等共存离子对Hg~(2+)去除效果的影响.结果表明:Na2S、TMT类重捕剂TMT-18和DTC类重捕剂DTCR-2的去除效果相对较好;SO_2-4、NO-3会抑制TMT-18和Na2S对Hg~(2+)的去除,对DTCR-2稍有促进作用;Ca~(2+)、Mg~(2+)对TMT-18去除Hg~(2+)有促进作用,而对Na2S有抑制作用;重金属离子会抑制重捕剂对Hg~(2+)的去除效果,Cu~(2+)和Pb~(2+)对Hg~(2+)螯合去除效果的影响较Ni~(2+)和Zn~(2+)要大,随着Cu~(2+)和Pb~(2+)浓度的增加,DTCR-2对Hg~(2+)的去除显著降低,Cu~(2+)浓度的影响尤为显著.本研究可为解决Hg~(2+)在脱硫液中的还原再释放及二次污染问题,同时也为湿法烟气脱硫同时脱汞的工业应用提供理论依据.     

纳米TiO2吸附HgCl2水溶液中Hg(Ⅱ)

通过室内模拟实验研究了3种不同粒径TiO_2添加量、溶液pH、吸附时间及初始Hg~(2+)浓度等因素对模拟废水中Hg(Ⅱ)吸附效果的影响.由单因素研究可知最优条件为:5 nm TiO_2和100 nm TiO_2添加量分别为7.5 g·L~(-1)和2.0 g·L~(-1),其它条件相同,溶液pH为8.0,初始Hg~(2+)浓度均为15 mg·L~(-1),吸附5 min,汞的去除率分别为99.5%和99.3%;25 nm TiO_2添加量为10 g·L~(-1),溶液pH为8.0,初始Hg~(2+)浓度为15 mg·L~(-1),吸附60 min时,汞的去除率为62.8%.3种粒径TiO_2吸附Hg(Ⅱ)强弱顺序为:100 nm TiO_25 nm TiO_225 nm TiO_2.分两次量吸附结果表明,5nm TiO_2分量吸附效果明显优于单独吸附效果;100 nm TiO_2的分量吸附与单独吸附差异不大.正交试验结果表明,影响Hg(Ⅱ)去除率的因素排序为:溶液pH初始Hg~(2+)浓度吸附时间TiO_2添加量.最优实验方案为:溶液pH=8.0,100 nm TiO_2添加量为2.0 g·L~(-1),初始Hg~(2+)浓度为25 mg·L~(-1),吸附10 min.在此实验条件下,Hg(Ⅱ)去除率为99.9%,吸附后溶液中Hg(Ⅱ)平衡浓度为0.033 mg·L~(-1)0.05mg·L~(-1),低于目前企业规定的水污染物中汞的排放限值,Hg(Ⅱ)的最大吸附量为26.95 mg·g~(-1).吸附等温线符合Langmuir等温方程,说明100 nm TiO_2对Hg(Ⅱ)的吸附是典型的单分子层吸附.     

用植物质膜透性监测重金属污染的可行性研究

本文应用植物生理学特征-细胞质膜透性,采用剂量-反应的研究方法,对四种植物用0-120ppm的Cu~(++)、Hg~(++)及120ppmCu~++1000ppmHg~(++)进行了试验。发现Cu~(++)浓度与四种植物;Hg~(++)浓度与小白菜的质膜透性均呈显著正相关,且Cu~(++)对这四种植物毒性大于Hg~(++)。Hg~(++)+Cu~(++)的联合效应 (在本实验浓度水准上) 为协同作用,为把此项指标用以监测环境污染打下基础。     

测汞前处理的改进

测定汞的监测分析方法前处理时需进行消解,常用高锰酸钾氧化剂使各种形态的汞转化为Hg~(2+),然后用还原剂盐酸羟胺还原过剩的高锰酸钾,再进行Hg~(2+)的测定.笔者从实践及理论分析指出前处理时加入盐酸羟胺在还原氧化剂高锰酸钾的同时,会还原待测物Hg~(2+),造成测定误差.针对此情况建议对测汞前处理进行改进,略去加入盐酸羟胺,可获得更准确可靠的监测分析结果.     

生活垃圾焚烧厂垃圾的汞含量与汞排放特征研究

垃圾焚烧是大气汞的重要排放源之一,为了解垃圾焚烧厂入炉垃圾中的汞含量和焚烧汞排放特征,本研究选取了上海、广州和芜湖市3座典型生活垃圾焚烧厂,对入炉垃圾进行连续采样分析,采用OH法对排放烟气进行采样测试,同时采集焚烧飞灰和炉渣样品进行汞含量分析.结果表明,上海、广州、芜湖市生活垃圾焚烧厂入炉垃圾中汞含量分别为(0.39±0.04)、(0.57±0.05)、(0.27±0.08)mg·kg~(-1).广州市焚烧厂排放烟气汞质量浓度为(9.5±3.9)μg·m~(-3),烟气中Hgp、Hg~(2+)、Hg~0分布比例分别为(0.9±0.8)%、(89.0±5.4)%、(10.1±4.6)%;芜湖市焚烧厂排放烟气汞质量浓度为(24.1±6.0)μg·m~(-3),烟气中Hgp、Hg~(2+)、Hg~0分布比例分别为(1.0±0.8)%、(65.4±27.6)%、(33.6±27.5)%;不同焚烧工艺排放烟气中Hg~(2+)的分布比例不同.广州、芜湖市焚烧厂脱汞效率分别为96.7%、33.7%;上海、广州、芜湖市垃圾焚烧厂大气汞排放因子分别为(0.156±0.016)、(0.019±0.002)、(0.178±0.027)mg·kg~(-1),广州市焚烧厂大气汞排放因子略低于韩国、日本的生活垃圾焚烧厂,上海、芜湖市垃圾焚烧厂大气汞排放因子与国内部分生活垃圾焚烧厂相接近.     

凹凸棒石(PG)负载V2O5催化剂脱除气态Hg0的研究

利用凹凸棒石(PG)负载V_2O_5制得V_2O_5/PG催化剂并将其用于脱除烟气中的Hg~0.在固定床反应器上研究了V_2O_5/PG催化剂脱除Hg~0的性能,考察了反应温度、汞浓度、空速、烟气成分等对V_2O_5/PG脱除Hg~0的影响,并利用傅里叶红外光谱、逐级化学提取和程序升温脱附实验分析了V_2O_5/PG上吸附Hg的形态.实验结果表明,V_2O_5/PG催化剂在120～210℃范围内、电厂烟气净化空速和所含汞浓度条件下具有良好的脱除Hg~0的能力.烟气成分对V_2O_5/PG脱除Hg~0的影响不同,O_2具有显著的促进作用,而SO_2和H_2O具有一定的抑制作用,NO和CO_2的作用不明显.O_2、SO_2和H_2O共同存在时,促进了Hg~0的脱除.傅里叶红外光谱、逐级化学提取和程序升温脱附实验的结果证实,V_2O_5/PG上吸附的汞存在不同形态,主要是Hg~(2+)的化合物,表明Hg~0在V_2O_5/PG上的脱除是吸附和催化氧化的共同作用,V_2O_5在V_2O_5/PG脱除Hg~0的过程中起到了关键作用.     

载银稻壳气化焦脱汞协同脱硫脱硝实验研究

利用稻壳气化发电的副产物——稻壳气化焦载银后,脱除模拟烟气中的Hg~0、SO_2和NO,可以节约能源,减少环境污染。实验在固定床实验系统进行,稻壳气化焦和载银稻壳气化焦经过20 min吸附后脱汞效率趋于稳定,约为18.2%和89.9%。实验考察了不同烟气组分对Hg~0的脱除效果:SO_2抑制Hg~0的脱除;NO和Hg~0的吸附容量存在非线性关系,随着NO浓度的增加,Hg~0的吸附容量先增加后降低;O_2和HCl能促进Hg~0的脱除,其中HCl的促进效果更明显。在模拟烟气下,Hg~0吸附容量为45.92μg/g,脱硫和脱硝效率分别为50.3%和41.7%,表明载银稻壳气化焦对Hg~0、SO_2和NO具有良好的协同脱除效果。     

Role of NO in Hg~0 oxidation over a commercial selective catalytic reduction catalyst V_2O_5–WO_3/TiO_2

Experiments were conducted in a fixed-bed reactor that contained a commercial catalyst,V_2O_5–WO_3/TiO_2,to investigate mercury oxidation in the presence of NO and O_2.Mercury oxidation was improved by NO,and the efficiency was increased by simultaneously adding NO and O_2.With NO and O_2 pretreatment at 350°C,the catalyst exhibited higher catalytic activity for Hg~0 oxidation,whereas NO pretreatment did not exert a noticeable effect.Decreasing the reaction temperature boosted the performance of the catalyst treated with NO and O_2.Although NO promoted Hg~0 oxidation at the very beginning,excessive NO counteracted this effect.The results show that NO plays different roles in Hg~0oxidation; NO in the gaseous phase may directly react with the adsorbed Hg~0,but excessive NO hinders Hg~0 adsorption.The adsorbed NO was converted into active nitrogen species(e.g.,NO_2) with oxygen,which facilitated the adsorption and oxidation of Hg~0.Hg~0 was oxidized by NO mainly by the Eley–Rideal mechanism.The Hg~0 temperature-programmed desorption experiment showed that weakly adsorbed mercury species were converted to strongly bound ones in the presence of NO and O_2.     

Ce-Zr-Ox/ATS复合催化剂的制备及其催化氧化Hg0性能研究

采用等体积浸渍法制备了一系列的Ce-Zr-O_x/ATS复合催化剂,在模拟燃煤烟气中研究Ce-Zr-O_x/ATS复合催化剂催化氧化单质汞(Hg~0)的活性.结果表明,当空速小于7000 h~(-1)时,催化剂在200~350℃的温度区间内催化氧化活性能达到80%以上.当空速为3000 h~(-1),HCl浓度为20 mg·m~(-3),氧含量为6%(体积分数),350℃时催化剂活性最高为94.70%.催化剂表征结果表明,催化剂比表面积、孔容和孔径与汞脱除能力没有相关性.抗硫实验表明,SO_2会抑制Hg~0的脱除反应,原因是SO_2与HCl在催化剂表面活性位上的竞争吸附.300℃时,通入NH_3对催化活性有一定的抑制作用,原因是NH_3会与Hg~0和HCl在催化剂表面产生竞争吸附.