盐酸酸洗废液制备复合聚合氯化硫酸铁

以盐酸酸洗废液和适量硫酸亚铁为原料 ,用盐酸或硫酸调节酸度 ,在一定的温度和压力条件下 ,经催化氧化、水解、聚合 ,反应约 3h即可制得复合聚合氯化硫酸铁。经检验 ,产品的铁 (Fe3 + )含量为 16 5 /g·L-1,亚铁 (Fe2 + )含量≤ 1.0 /g·L-1,盐基度≈ 10 .5 %。     

附着微生物黄铁矾回流对不同温度酸性硫酸盐体系亚铁氧化及总铁沉淀的强化效果

氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)生物氧化Fe2+与石灰中和相耦合是一种具有发展潜力的酸性矿山废水处理工艺.在Fe2+生物氧化段提高Fe2+氧化与总Fe沉淀效率是调控此类废水高效处理的关键步骤,且该阶段常伴有黄铁矾等次生铁矿物的合成.本研究通过摇瓶实验,在p H约2.50的K2SO4(8 mmol·L-1)-Fe SO4(160 mmol·L-1)-H2O酸性硫酸盐体系中按约3×105cells·m L-1的浓度接入A.ferrooxidans,在15℃和30℃两个温度水平下,探究附着微生物的黄钾铁矾回流对体系Fe2+生物氧化与总Fe沉淀行为的影响.结果表明,15℃条件下培养至144h,体系p H变化至2.40,Fe2+氧化率和总Fe沉淀率分别仅为46.7%和12.2%.当体系接入附着微生物黄钾铁矾10 g·L-1时,体系Fe2+在132h即可完全氧化.144 h时,体系p H降低至2.24,总铁沉淀率为25.3%.30℃条件下体系Fe2+在72 h完全氧化,p H变化至1.89,总Fe沉淀率为34.3%.当体系接入回流的黄钾铁矾10 g·L-1时,体系Fe2+完全氧化时间缩短至60 h,p H降低至1.85,总Fe沉淀率为37.3%.本研究不同处理体系所得次生铁矿物均为黄钾铁矾,附着微生物黄铁矾回流对15℃环境所得黄钾铁矾形貌影响不大,均为粘附紧密、表面光滑的晶体形貌.而30℃环境中,附着微生物黄铁矾回流却使得原本较为分散、晶型棱角明显的黄铁矾晶体结构变得紧密而光滑.本研究结果可为酸性矿山废水处理提供一定的参数支撑.     

铁还原菌shewanella oneidensis MR-1对根表铁膜中砷运移的影响

水稻根表铁膜是控制砷在根际-植物体系转运的重要区域,但是其中铁还原微生物对砷运移的作用并不清楚.实验以吸附砷磷的水铁矿以及野外采集水稻根系为研究对象,分析铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1还原铁膜内铁氧化物过程中,铁还原、砷释放和固定速率.研究表明铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1可以将水稻根表铁膜中的Fe(Ⅲ)快速还原为Fe(Ⅱ)并释放到溶液中.溶液中的砷在48 h内达到最大值18μmol·L-1,之后逐渐下降,120 h之后,与最大值相比减少了约60%.利用吸附砷的水铁矿模拟铁膜砷释放过程发现,微生物的固定作用是造成溶液中砷含量下降的主要原因之一.本研究表明,促进根际微生物的大量生长,可能是降低土壤环境中砷风险的途径之一.     

FeSO_4-K_2SO_4-H_2O体系中Fe/K摩尔比对生物成因羟基硫酸铁矿物质量的影响及环境意义

在FeSO4-K2SO4-H2O的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌催化氧化体系中,当起始Fe2+浓度分别为20、40、80和160mmol.L-1时,通过设定系列Fe/K摩尔比(3~200)来调控溶液的K+含量,合成得到次生羟基硫酸铁矿物,主要包括施威特曼石、黄钾铁矾以及两者的混合物.结果表明,当起始Fe2+浓度较低,如20mmol.L-1和40mmol.L-1时,72h反应后,不同Fe/K摩尔比处理所得矿物质量很少,最大只有0.38g.而随着Fe2+浓度增大,Fe/K摩尔比例的减小,矿物质量明显增加,例如在Fe2+=160mmo.lL-1、Fe/K=3时,250mL体系中矿物质量达到了4.48g,同时矿物相由结晶度差的施威特曼石逐渐过渡到结晶度好的黄钾铁矾.笔者发现矿物质量与矿物相有非常密切的关系,当产物为晶型黄钾铁矾时,其对应的矿物质量也更多.因此,微生物成因羟基硫酸铁矿物质量在很大程度上取决于起始Fe2+浓度和Fe/K摩尔比,该现象对去除酸性矿山废水中可溶性Fe和SO24-有潜在意义.     

钛白废酸用于焦炉煤气净化制硫铵

本文通过实验室实验确定钛白废酸必须先经浓缩除杂,才能用于硫酸铵生产.并开展了60%浓缩酸用于喷淋饱和器净化焦炉煤气制硫酸铵工业实验,为硫酸法钛白废酸的综合利用开辟了一条新途径.钛白废酸用于焦炉煤气净化制硫铵是可行的,通过将废酸浓缩除杂,调整废酸加入配比,加入媒晶剂,缩短清洗周期等途径,可以得到质量合格的硫酸铵产品.     

无定形Fe (OH)3 和Fe3 O4 共沉淀态As的化学提取

无定形铁氧化物结合态砷的迁移性和生物可利用性易受环境变化影响.分别以1 mol·L-1盐酸和0.2 mol·L-1草酸铵缓冲溶液为提取剂,以新制备和室温老化(3个月、6个月)的共沉淀态Fe(OH)3-As和Fe3O4-As为提取对象,研究提取时间、液固比、Fe/As摩尔比和室温老化对As提取效率的影响.结果表明,1 mol·L-1盐酸提取Fe(OH)3-As、Fe3O4-As共沉淀时液固比应分别为50、200左右,0.2 mol·L-1草酸铵缓冲溶液提取Fe(OH)3-As、Fe3O4-As共沉淀时需保证加入的草酸根与固相中Fe的摩尔比分别为4、2.5;盐酸和草酸铵缓冲溶液提取时间2 h即可.样品Fe/As摩尔比和室温老化对Fe(OH)3-As共沉淀的溶解提取影响不大,但对Fe3O4-As共沉淀的提取影响比较大,Fe/As摩尔比越大,Fe3O4-As共沉淀越不易被提取;老化时间越长,其中共沉淀的As越不易被溶解提取.值得注意的是:盐酸和草酸铵缓冲溶液提取过程中如果有不溶固相存在,会发生As的再吸附,使无定形铁氧化物共沉淀态砷的测定不准确.     

以海泡石为载体的双金属多相类芬顿催化剂的制备及表征

以活性艳蓝为目标污染物,以改性海泡石为载体,以Fe(NO3)3浓度、MnSO4浓度、尿素浓度、水浴温度、煅烧温度与煅烧时间为影响因素,优化了均匀沉淀法制备双金属多相类芬顿催化剂的工艺条件,并利用SEM、XRD、FTIR对催化剂进行了表征.结果表明,随铁离子浓度的增大,所制得催化剂金属离子活性越高.少量的锰掺杂可抑制Fe2O3粒径的增长,提高催化剂的活性.尿素浓度增大,使得晶粒的生成速率愈快,有利于生成细小、均匀的金属颗粒.利用Box-Behnken实验得出催化剂制备的最佳工艺条件为:硝酸铁浓度为0.18 mol.L-1,硫酸锰浓度为0.05 mol.L-1,尿素的浓度为1.0 mol.L-1,海泡石的投加量为40 g.L-1,水浴温度为100℃,煅烧温度为370℃,煅烧时间为3 h.SEM表明本实验所采用的海泡石为α型海泡石,可作为良好的催化剂载体;在催化剂制得后,FTIR图谱显示海泡石的纯度得到提高,并出现了Fe-O的吸收峰.XRD图谱表明,在催化剂表面铁离子主要以α-Fe2O3和γ-Fe2O3的形式存在.     

用褐铁矿制备聚硅氯化硫酸铁的研究

通过正交实验研究了用盐酸、硫酸、褐铁矿和硅酸钠制备聚硅氯化硫酸铁（PSFCS）絮凝剂的工艺条件。实验结果表明,浸取时间为2.5-3 h,浸取温度为110℃,硫酸浓度为6 mol/L,盐酸浓度为3 mol/L,质量液固比为4∶1,铁的浸出率可达95.7%-96.3%。溶液中加入少量聚乙烯醇作稳定剂,亚硝酸钠作氧化催化剂。PSFCS的合成条件：Fe/Si摩尔比为2,硅酸活化pH值为2,硅酸活化时间是30-40 min,陈化时间是2-2.5 h。与聚合硫酸铁（PFS）和聚合氯化铝（PAC）比较了处理印染废水的效果,表明PSFCS具有良好的絮凝性能,COD和浊度的去除率分别可达81.4%和96.1%。     

Fe(Ⅲ)催化氧化S(Ⅳ)机理及其动力学

为了探索Fe3 催化氧化S(Ⅳ)的反应动力学规律,实验考察了pH、Fe3 浓度、S(Ⅳ)浓度、温度对反应动力学的影响.结果表明,Fe3 催化氧化S(Ⅳ)过程中动力学控制步骤为Fe2 的氧化,且pH在0～3范围内,氧化速率随着H 浓度的升高而降低;Fe3 浓度为0～0.01 mol·L-1时,氧化速率随Fe3 浓度的增加而加快,继续增加Fe3 浓度,氧化速率没有明显变化;S(Ⅳ)浓度为0～0.1 mol·L-1时,氧化速率随S(Ⅳ)浓度的增加而加快.由实验数据得到了氧化速率公式.反应速率在20～40 ℃范围内随温度升高而加快,反应活化能约为13kJ·mol-1.在实验基础上推测反应为自由基链反应机理.     

酸性Fe(Ⅲ)溶液催化氧化S(Ⅳ)的研究

利用酸性铁离子溶液在鼓泡反应器中进行了模拟烟道气SO2脱出实验研究.在总铁离子浓度为1 72×10-2～4 12×10-1mol·L-1、总S(Ⅳ)浓度为3 32×10-5～7 81×10-5mol·L-1、O2含量1%～10%(干重)、pH为0 8～2 2、温度为25～32℃的范围内,研究了水合Fe(Ⅲ)离子与氧化物之间的配合物反应.实验证明,在合适的操作条件下存在一个最佳脱硫效果的总铁离子浓度(0 13mol·L-1),在Fe(Ⅲ)离子浓度较低的情况下(小于0 13mol·L-1),反应液中的配合物主要是二聚羟合铁离子,其与亚硫酸配合物的形成与分解从而产生亚硫酸自由基是反应速度的控制步骤.当Fe(Ⅲ)离子浓度超过0 13mol·L-1后,由于多聚羟合铁离子、硫酸铁配合物等多核配位体的形成,使其在与亚硫酸根形成配合物时受到大基团的空间阻碍效应,使反应率下降.通过实验结果和理论分析,提出了脱硫反应为配位催化氧化自由基反应机理.     

粉煤灰提铝中间产物合成4A分子筛对氨氮的吸附行为研究

采用粉煤灰提铝中间产物合成4A分子筛,利用XRD、SEM、热重分析、化学成分分析、阳离子交换容量对4A分子筛进行表征.考察吸附时间、pH、分子筛投加量、氨氮初始浓度、共存阳离子对其吸附性能的影响,研究其对模拟废水中氨氮的吸附效果,并结合准二级动力学方程、吸附等温线研究吸附性能和机理.结果表明,初始浓度为50 mg·L~(-1)、4A分子筛投加量为5 g·L~(-1)、pH值为6~9、吸附时间为80 min时氨氮去除率可达71.34%;随着氨氮初始浓度升高,其去除率降低,吸附容量增加;共存阳离子Na~+、K~+、Ca~(2+)对NH_4~+有强烈的竞争吸附,Mg~(2+)无明显竞争作用.吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich模型.Langmuir吸附等温线显示最大吸附容量为20 mg·g~(-1).     

Kinetics of evaporation of ammonium chloride and ammonium nitrate aerosols

The evaporation rates of ammonium chloride and ammonium nitrate were measured by continuously and rapidly removing gaseous NH₃ and HNO₃ or HCl from aerosols in an annular denuder. The experiments gave the evaporation rates in terms of mass loss of chloride or nitrate which can be expressed conveniently as the rates of reduction of aerosol radius with time. Both dry aerosols (humidity 30–60% r.h.) and aqueous aerosols (humidity ca 97% r.h.) were studied. Dry aerosols evaporate at rates of −1.05 Å s⁻¹ for NH₄Cl and −0.45Å s⁻¹ for NH₄NO₃, while the evaporation rates of aqueous aerosols expressed as for equivalent dry particles are −4.52 Å s⁻¹ for NH₄Cl and −0.49 Å s⁻¹ for NH₄NO₃. The experimentally measured rates are independent of particle radius and remarkably low compared with those predicted from existing theories of aerosol evaporation, thus implying that there is an unknown kinetic constraint to the achievement of equilibrium at atmospheric temperature and pressures.     

新型水泥基材料富镁C3A对氮磷的共去除

将镁掺杂进水泥基材料铝酸三钙（C₃A）制得新型富镁铝酸三钙（Mg@C₃A）应用于水体氨氮（NH₄⁺-N）和磷（PO₄^3-）的共去除.通过批量实验,考察了Mg@C₃A投加量、氮磷浓度、溶液pH值、温度等因素对NH₄⁺-N、PO₄^3-共去除的影响,并阐述了共去除机制.结果表明：Mg@C₃A是由Mg掺杂C₃A同构体和表面MgO组成,其中Mg的引入未改变C₃A晶体结构和基本形貌.Mg@C₃A材料对NH₄⁺和PO₄^3-具有良好的共去除效果.当Mg@C₃A的投加量为3g/L,NH₄⁺和PO₄^3-的最大去除量分别为38.4,78.9mg/g;温度升高有利于Mg@C₃A对NH₄⁺和PO₄^3-的共去除,而高pH值可促进NH₄⁺的去除.Mg@C₃A材料对NH₄⁺的去除主要是OH^-的中和作用和鸟粪石的沉淀作用主导,PO₄^3-主要是与Mg²⁺或Al³⁺结合形成鸟粪石或磷酸铝被去除.     

Interactions of aerosols (ammonium sulfate,ammonium nitrate and ammonium chloride) and of gases (HCl,HNO3) with fogwater

The concentrations of aerosols (NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄ and NH₄Cl) and of gases (HCl_(g), HNO_3(g), NH_3(g) were determined by denuder methods under different conditions (in the absence of fog, before, during and after fog events). At this site situated in an urban region, high concentrations of the gaseous strong acids HCl_(g) and HNO_3(g) are observed. NH₄Cl and NH₄NO₃ aerosols represent a major fraction of the Cl⁻ and NO₃⁻ aerosols (<2.4 μm)collected by denuders. During a fog event, very high concentrations of SO₄²⁻ were found in small aerosols, which are attributed to the aqueous phase oxidation of SO₂ under the influence of high pH due to the presence of NH₃. Differences in SO₄²⁻ concentrations measured in aerosols (<2.4 μm) and in fog droplets were probably due to mass-transport limitations of the SO₂ oxidation. Ammonium sulfate aerosols represent in some cases a significant fraction of the total S present (SO_2(g) + SO₄²⁻. Soluble aerosols and gases contribute to the composition of fogwater and are released again after fog dissipation.     

Characterization of particulate products for aging of ethylbenzene secondary organic aerosol in the presence of ammonium sulfate seed aerosol

Aging of secondary organic aerosol(SOA) particles formed from OH– initiated oxidation of ethylbenzene in the presence of high mass(100–300 μg/m~3) concentrations of(NH_4)_2SO_4seed aerosol was investigated in a home-made smog chamber in this study.The chemical composition of aged ethylbenzene SOA particles was measured using an aerosol laser time-of-flight mass spectrometer(ALTOFMS) coupled with a Fuzzy C-Means(FCM) clustering algorithm.Experimental results showed that nitrophenol,ethyl-nitrophenol,2,4-dinitrophenol,methyl glyoxylic acid,5-ethyl-6-oxo-2,4-hexadienoic acid,2-ethyl-2,4-hexadiendioic acid,2,3-dihydroxy-5-ethyl-6-oxo-4-hexenoic acid,1H-imidazole,hydrated N-glyoxal substituted1H-imidazole,hydrated glyoxal dimer substituted imidazole,1H-imidazole-2-carbaldehyde,N-glyoxal substituted hydrated 1H-imidazole-2-carbaldehyde and high-molecular-weight(HMW) components were the predominant products in the aged particles.Compared to the previous aromatic SOA aging studies,imidazole compounds,which can absorb solar radiation effectively,were newly detected in aged ethylbenzene SOA in the presence of high concentrations of(NH_4)_2SO_4seed aerosol.These findings provide new information for discussing aromatic SOA aging mechanisms.     

Correlation of anaerobic ammonium oxidation and denitrification

The feasibility of the nitrous organic wastewater treated was studied in seven anaerobic sequencing batch reactors（ASBRs） （0^#-6^#） which had been run under stable anaerobic ammonium oxidation （Anammox）. By means of monitoring and data analysis of COD, NH4^#-N, NO2^--N, NO3^--N and pH, and of microbial test, the results revealed that the optimal Anammox performance was achieved from 2^# reactor in which COD/NH4^＋ -N was 1.65, Anammox bacteria and denitrification bacteria could coexist, and Anammox reaction and denitrification reaction could occur simultaneously in the reactors. The ratio of NH4^＋-N consumed ： NO2^- -N consumed ： NO3^- -N produced was 1：1.38：0.19 in 0^# reactor which was not added glucose in the wastewater. When different ratio of COD and NH4^＋-N was fed for the reactors, the ratio of NO2^- -N consumed： NH4^＋-N consumed was in the range of 1.51-2.29 and the ratio of NO;-N produced： NH4^＋ -N consumed in the range of 0 -0.05.     

季铵盐在海水中的降解性

以天然海水为实验介质,研究了季铵盐的生物降解、光降解和水解特性。结果表明,季铵盐的生物降解速率与水样含菌量相关,降解曲线呈阶梯三段式,中段细菌因受季铵盐杀灭/抑制作用含菌量降低,导致季铵盐的降解趋缓,192 h的降解率为8.93%。不同光源和温度对季铵盐的光降解速率和水解速率影响较大,kuv/kvis=188,k40℃/k20℃=4.58。季铵盐的降解主要由光降解贡献,20℃时自然光降解的k分别是生物降解和水解的1.96和4.5倍。季铵盐在海水中的生物降解、自然光降解和水解动力学均符合一级动力学模型,20℃时其速率常数k分别为0.00046、0.0009和0.0002,半衰期t1/2分别为62.8 d、32.1 d和126.0 d,降解半衰期较长,在海洋环境中的残留持久性需重视。