EAF渣矿相组成及其短期淋溶特性

采用XRD方法研究了EAF渣矿相组成,采用静态淋溶实验方法,研究了液固比、淋溶液初始p H值和淋溶温度对EAF渣短期淋溶特性的影响。结果表明,EAF渣中存在的主要矿物为镁硅钙石、硅酸二钙、钙铝黄长石、磁铁矿、尖晶石、绿铬矿和钙钛矿。短期淋溶条件下,EAF渣淋溶液呈现强碱性和一定的还原性,EAF渣淋溶液中铬质量浓度随着液固比的升高而有所降低,强酸或强碱性淋溶液会在一定程度上提高淋溶液中铬质量浓度,温度对淋溶液中铬质量浓度影响较小;淋溶液铬质量浓度不仅受铬富集相溶解反应平衡控制,也受到淋溶液酸性影响,酸性较强时利于渣中碱性氧化物Cr(OH)3的分解,碱性较强时利于Cr(OH)4-离子的生成;EAF渣淋溶液中的铬主要以三价态存在,六价铬和总铬质量浓度均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)限值,在一定程度上说明EAF渣的短期淋溶毒性风险较低。     

重金属Cu2+抗性菌的筛选与吸附性能研究

采用富集培养方法从污水处理厂污泥中分离筛选出3株对Cu2+吸附能力较强的菌株,考察pH值、温度和Cu2+初始质量浓度对3株菌吸附能力的影响。结果表明,Z-1-4在pH值为5.0,30℃,Cu2+质量浓度为140 mg/L时吸附效果最好;Z-1-5在pH值为6.0,28℃,Cu2+质量浓度为170 mg/L时吸附效果最好;Z-1-6在pH值为6.0,28℃,Cu2+质量浓度为140 mg/L时吸附效果最好。其中菌株Z-1-5吸附能力最强,吸附容量可达13.68 mg/g。对Z-1-5进行16S rDNA序列分析,初步确定为鞘胺醇单胞菌(Sphingomonas sp.)。     

花生壳改性及其对Cu2+的吸附研究

研究了花生壳改性及改性花生壳对溶液中Cu2+的吸附特性及最佳吸附条件.结果表明,热水煮沸、乙醇加热回流可对花生壳有效脱色,脱色后对花生壳进行黄化处理使花生壳的表面及内部结构发生改变,有利于对Cu2+的吸附.以Cu2+初始质量浓度、pH值、时间、温度为影响因素,进行正交试验确定了改性花生壳对Cu2+最佳吸附条件:Cu2+初始质量浓度为20 μg/mL,pH=7,温度为25℃,时间为30min.Cu2+的吸附效率可达98%,吸附量约为2.7 mg/g.     

Cu2+对活性污泥代谢及群落结构的影响

为探究微量Cu2+对微生物代谢产物及群落结构的影响,采用序批式反应器(SBR),以含Cu2+原水作用下活性污泥为研究对象,分析不同质量浓度Cu2对胞外聚合物(EPS)和溶解性代谢产物(SMP)的影响,并通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析总细菌在不同质量浓度微量Cu2+驯化前后的群落结构.结果表明,活性污泥的EPS质量浓度受Cu2+的影响呈波动下降趋势,反应中后期趋于稳定,稳定区间与Cu2+质量浓度成反比.Cu2+加入反应体系后会造成SMP质量浓度短暂下降,随后微生物释放SMP来缓解环境压力,SMP质量浓度有所回升;中后期由于Cu2+积累导致细胞自溶、释放SMP,SMP质量浓度突增,增长幅度与Cu2+质量浓度成正比.不同质量浓度Cu2+会造成特定菌群的消亡,还会促进耐受力强的微生物成为优势菌种.含Cu2+原水会使微生物量和群落多样性降低,当Cu2+质量浓度为3.5 mg/L时SDI由1.92下降至1.23,而由于新优势菌种的产生,Cu2+质量浓度为5.0 mg/L时SDI有所回升.     

改性生物质炭对电解锰废渣中Mn淋溶迁移的影响

利用有机酸(柠檬酸和EDTA)螯合载铁改性生物质炭,探究改性生物质炭对电解锰废渣中Mn淋溶迁移的影响。结果表明,改性生物质炭对电解锰废渣淋溶液中Mn的迁移有明显的效果。添加柠檬酸和EDTA改性的生物质炭处理后,电解锰废渣淋溶液中Mn含量减少百分率较未改性生物质炭平均增加了1.46倍、2.05倍,Mn质量浓度最大值分别为8.63,5.61 mg/L,且此时生物质炭对电解锰废渣中Mn迁移减少率分别达44.81%,64.08%。     

木莲木屑去除溶液中重金属的研究

采用批量实验方法并引入23析因实验设计,研究NaOH预处理的木莲(manglietia fordiana)木屑去除水体中的铜、铅、镉的能力及特性,并通过分析pH、初始重金属浓度、吸附剂投入量对吸附的影响来探寻最佳吸附条件。研究结果表明,木莲木屑表面具有丰富的活性基团如羟基、氨基、羧基等,可能是其与重金属离子进行离子交换的主要作用位点;它对单金属溶液中Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附能力强,在pH 5、初始重金属浓度1.574 mmol/L、木屑投入量10 g/L(+,+,-)的条件下达到最大吸附量,分别为0.262 0,0.263 6和0.216 6 mmol/g;木莲木屑成本低、量大、易获取、去除能力高,对Cu2+、Pb2+和Cd2+具有较好的吸附特性,为其进一步在重金属废水处理中的应用提供基础数据。     

重金属吸附菌处理含锌废水的研究

从污水厂活性污泥中分离筛选出3株对重金属锌吸附能力较强的菌株,考察了pH值、温度和Zn2+质量浓度对菌株吸附含锌废水的影响。结果表明,菌株Z-5-2在pH=7.0、温度30℃、Zn2+质量浓度为200mg/L时吸附效果最好;菌株Z-5-3在pH=6.0、温度28℃、Zn2+质量浓度为250mg/L时吸附效果最好;菌株Z-5-4在pH=7.0、温度28℃、Zn2+质量浓度300mg/L时吸附效果最好。其中,菌株Z-5-4吸附能力最强,吸附率可达95.5%,对菌株Z-5-4进行16SrDNA序列分析,鉴定Z-5-4为产吲哚金黄色杆菌。     

膜-生物反应器中PVC膜污染及清洗方法研究

研究膜组件为聚氯乙烯超滤膜的一体式膜-生物反应器(SMBR)中膜的污染情况及其不同的清洗方式.在15 L/(m2·h)的次临界通量运行条件下,比较了连续无反洗和每周1次低浓度次氯酸钠溶液(有效氯质量浓度为500 mg/L)反洗的两种运行方式,得到两种运行方式下跨膜压差的上升速率分别为1.23 kPa/d和0.97 kPa/d;比较了污染后膜的不同在线清洗方法,发现用高浓度次氯酸钠溶液(质量分数为3×10-3)反洗的效果优于空曝气清洗、清水反洗、盐酸溶液(pH=1)反洗和氢氧化钠溶液(pH=12)反洗;同时,比较了不同化学药剂的离线清洗效果,发现先以质量分数为3×10-3的次氯酸钠溶液浸泡,再用pH=1的盐酸溶液浸泡的清洗效果较好.本研究为膜-生物反应器中污染后膜的清洗提供了参考.     

烧结烟气钙基脱硫灰微量元素的浸出特性研究

通过浸出特性试验,分别以去离子水和3种不同pH值的酸性缓冲溶液作浸取剂,研究5种重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Ni与F在密相法、循环流化床烧结烟气钙基脱硫灰中的质量浓度分布情况及浸出规律.结果表明,烧结烟气钙基脱硫灰不具有腐蚀性,其重金属和F-的浸出量与浸出液pH值密切相关,易在酸性条件下浸出,脱硫灰自身的碱性对其重金属等微量元素的浸出质量浓度亦有较大的影响.烧结烟气钙基脱硫灰中微量元素的质量浓度均远低于<危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别>(GB 5085.3-2007)规定值,不属于具有浸出毒性的危险废物.脱硫灰中Pb2+、Ni2+、Cd2+的浸出质量浓度稍高于西德的固体废弃物填埋标准,在脱硫灰处置时应关注其中Pb、Ni、Cd可能带来的潜在危害.     

针铁矿及腐殖质对水体重金属离子的吸附作用

采用针铁矿、腐殖质、针铁矿-腐殖质复合微粒对重金属离子进行了吸附解吸实验.结果表明它们对Cu2-、Zn2+有强烈的吸附作用.针铁矿对Cu2+和Zn2+的吸附边界pH值分别为4.3和5.8,且吸附率可达95%以上.腐殖质对Cu2+和Zn2+的吸附边界pH值分别为4.1和5.6,且在pH值为8时,吸附率可达96%以上.针铁矿与腐殖质形成的稳定复合微粒不仅对重金属离子具有良好的吸附作用,还具有均匀性好和沉降稳定的特点,可用于土壤修复和含重金属离子的污水的处理.     

细菌-矿物复合吸附剂对重金属离子的吸附与解吸作用

将胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)KO2菌株在无氮培养基中培养得到细菌吸附剂,将K02分别接种到含有硅藻土或沸石粉的培养基中培养,得到细菌-硅藻土复合吸附剂和细菌-沸石复合吸附剂,研究三者对几种重金属离子的吸附和解吸作用.结果表明,细菌与矿物的复合吸附剂效果更好,解吸率也更高,其中细菌-沸石复合吸附剂效果最好.比较对Cu2+、Zn2+、Cd2+、Cd3+、pb2+的吸附作用.该吸附剂对Pb2+选择性最好,吸附率达97%,且吸附后可以自动聚集成团沉降,相比细菌和矿粉单独使用,沉降时间明显加快.用浓度均为0.1 mol/L的草酸、草酸铵、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、硝酸钠4种溶液作解吸剂,分别对上述3种吸附剂体系进行解吸.EDTA-2Na对3种吸附条件下的Pb2+解吸效果最好,最高达到90%.在应用细菌吸附剂和细菌-硅藻土吸附剂条件下,EDTA-2Na解吸效果从大到小为Pb2+、Cu2+、Cr3+其他解吸剂均对Cu2+效果最好;草酸的解吸率从大到小依次为Cu2+、Cr3+、Cd2+、Zn2+、Pb2+.而在采用细菌-沸石吸附剂条件下,不同解吸剂对不同重金属解吸效果完全不同.用EDTA-2Na做解吸剂,5种离子的解吸率都明显高于其他组,草酸对Cr3+解吸率最高.研究表明,对重金属离子废水吸附和解吸效果较好的组合为细菌-沸石吸附剂和EDTA-2Na.     

砷在煤及燃煤产物中的迁移规律研究

选取内蒙古某矿区在采煤层2种煤样,研究矿区砷的污染迁移规律。采用砷钼蓝分光光度法测定煤样中砷质量比;对试样在不同温度下进行灼烧试验,并在不同pH值下对燃烧后产物(粉煤灰和灰渣)进行淋溶试验,同时对砷进行形态分析。结果表明:该矿区两煤样在450~1 000℃灼烧过程中,砷的释放率分别从39.52%和21.88%升高到73.77%和65.89%;随温度升高,砷的释放率有增大的趋势;粉煤灰与灰渣中砷质量比平均值分别为8.76 mg/kg和6.87mg/kg,且多以碳酸盐结合态存在;粉煤灰中砷赋存形态及其质量比由大到小为碳酸盐结合态、水溶态、残渣态、可交换态、有机结合态,灰渣中砷的赋存形态及其质量比由大到小为碳酸盐结合态、可交换态、残渣态、有机结合态、水溶态。淋溶试验表明pH值越小,粉煤灰中砷的淋出速度越快;淋溶量350 mL,pH=5与pH=7时粉煤灰中砷的淋出砷量分别占总淋出量的78.14%和76.65%,说明粉煤灰中砷更易析出。     

电絮凝技术处理洗车废水试验

采用电絮凝技术处理洗车废水,以保证处理后出水能够循环利用。考察电流密度、初始pH值、NaCl浓度及电解时间等操作因素对COD与浊度去除效果的影响。结果表明,在最佳处理条件下,出水达到生活杂用水水质标准;另外,去除COD过程符合一级动力学模型,去除单位浓度COD产生4.02×10-3kg湿污泥、3.10×10-4kg干污泥。     

不同粘土矿物材料对Cu2+的吸附特征

探讨了在不同矿物投加量、不同振荡时间、不同Cu2 浓度、不同矿物颗粒细度和不同pH条件下,钠基膨润土、膨胀蛭石和沸石3种粘土矿物对Cu2 的吸附效果,并比较了3种粘土矿物对Cu2 的吸附差异性.结果表明:对Cu2 的吸附效果依次为钠基膨润土＞沸石＞膨胀蛭石;较高的pH有助于粘土矿物对溶液中Cu2 的吸附,但考虑到实际操作的其他因素,不能把pH调得过高.     

生物吸附-浮选法去除水中Pb2+的研究

以苦味诺卡氏菌作为Pb2+吸附剂,研究了采用生物吸附-浮选法去除废水中Pb2+的效果及其作用机理.先通过吸附条件试验确定了试验条件:当水中Pb2+浓度为200 mg/L时,培养5 d的苦味诺卡氏菌用量为1 g/L,试验温度为25 ℃,搅拌吸附时间为10 min,试验pH值范围为2～7.在此基础上,考察了吸附-浮选试验中不同溶液pH值与捕收剂(DA、DB、SLS与NaOL)对Pb2+去除效果的影响.结果表明,随着pH值的升高,捕收剂中DA与DB均能保持较好的捕收效果,且其所在试验组的Pb2+吸附率均较高,因此对Pb2+的去除效果较为理想.以DA为例,当其浓度为3.3×10-4 mol/L,浮选时间为10 min,pH=7.2时,其所在废水组的Pb2+去除率可达80%,表明采用该方法去除废水中的Pb2+是可行的.采用SEM及X射线光散射能谱(EDS)分析了苦味诺卡氏菌对Pb2+的生物吸附-浮选机理.结果表明,生物吸附-浮选过程可能与细胞壁上羧基阴离子(-COO-)和Pb2+的静电作用以及氨基(-NH2)、乙酰氨基(-NHCOCH3)中N和Pb2+的络合作用有关,同时也与离子交换过程的协同作用有关.     

一种复合有机缓蚀阻垢剂的室内研究

研究了一种复合有机缓蚀阻垢剂对A3碳钢的缓蚀阻垢性能。挂片失重法测定腐蚀速率,并采用正交实验优化了药剂各成分间的质量比。采用极化曲线和交流阻抗谱研究了不同药剂浓度和80 mg/L药剂质量浓度条件下分别改变溶液pH值、Ca2+、Cl-、HCO3-浓度A3碳钢的腐蚀行为。室内静态阻垢实验研究了该缓蚀阻垢剂在溶液浓缩过程中的阻垢性能,并讨论了造成结垢的主要水质指标变化规律。     

活化剩余污泥对Pb2+的吸附热力学研究

以城市污水处理厂脱水干污泥为原料,以浓硫酸为活化剂,制备活化剩余污泥吸附剂,采用正交试验法考察了Pb2+初始质量浓度、初始pH值、吸附温度、活化剩余污泥投加量对活化剩余污泥吸附性能的影响.结果表明,活化剩余污泥对Pb2+的最佳吸附条件为pb2+初始质量浓度60 mg/L、初始pH值5、活化剩余污泥投加量100mg、吸附温度288 K,影响从高到低的各因素为Pb2+初始质量浓度、吸附温度、初始pH值、活化剩余污泥投加量.采用Langmuir、Freundlich、D-K-R吸附等温方程对不同温度下的吸附平衡试验数据进行拟合.Langmuir吸附等温方程可以较好地描述活化剩余污泥对pb2+的吸附平衡过程.其吸附过程吉布斯自由能△G为-3.35 ～-0.32 kJ/mol,焓变△H和熵变△S均为负值,表明活化剩余污泥对pb2+的吸附是自发的、以物理吸附为主的放热反应.     

固定香菇(Lentinus edodes)废弃菌柄对溶液中Cd2+的吸附

为开发廉价实用的吸附材料,利用聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)固定香菇废弃菌柄作为生物吸附剂吸附溶液中的Cd2+,吸附过滤后的溶液用原子吸收光谱仪(AAS)测定Cd2+的浓度.结果表明:对溶液中Cd2+的吸附7 h达到平衡,平衡吸附昔为0.200 8 mg/g;模拟二级方程能很好地拟合吸附过程,决定系数R2为0.994 6;Cd2+适宜的吸附pH值范围为4～7,比自由态香菇粉广;随着Cd2+初始质量浓度的增加,溶液中Cd2+的吸附量逐渐增加;与Cd2+共存于同一溶液中的Cu2+或Pb2+明显降低了Cd2+的吸附率;分别用Langmuir、Fre-undlich、Dubinin-Radushkevich(D-R)和Langmuir-Freundlich等温吸附模型对Cd2+的吸附过程进行拟合,结果表明Langmuir吸附模型能很好地拟合溶液中Cd2+的等温吸附过程,R2达0.9981.微观形态研究表明.PVA-SA香菇小球吸附Cd2+后粗糙多孔的表面变得密实,表面有Cd沉积和Cd晶体存在.红外光谱(FTIR)研究发现,在PVA-SA香菇小球吸附Cd2+的过程中香菇细胞壁上的-OH、-CO、-CO-NH及PVA发挥了作用.用10 mmol/L的HCI作为解吸剂,3次解吸后PVA-SA小球对Cd2+的吸附率仍可以达到64.17%,表明香菇废弃菌柄的PVA-SA固定技术在重金属生物吸附的实际应用中是可行的.     

基于烟气脱硫的碱式硫酸铝吸收剂Al3+含量测量试验

为了准确测量碱式硫酸铝溶液中Al3+质量浓度,以PAN为指示剂,用CuSO4标准溶液反滴定EDTA,分析得到4个干扰因素的优化测量条件.结果表明,碱式硫酸铝溶液中Ca2+对Al3+质量浓度测量无干扰,最佳稀释倍数应以待测液稀释后Al3+质量浓度在0.141 ～0.423 g/L为目标确定,EDTA最佳过量程度为50％ ～ 150％,Al3+与EDTA最佳配位应控制pH=3.42～3.91、煮沸3～5 min.误差分析表明,试验平均方法回收率为98.86％,Al3+质量浓度实测值较理论值相对误差范围为-0.47％ ～-0.33％,标准偏差为0.002 g/L,相对标准偏差(RSD)小于1％,试验结果准确可靠、数据稳定.以XO作指示剂、锌盐溶液为标准溶液返滴定对比试验表明,由于受到Al3对指示剂的封闭作用,滴定终点难以判断,实测值较理论值相对误差范围为-2.62％ ～ 3.42％,测量结果平均准确度降低2.156％.     

改性海泡石对Cu~(2+)和Zn~(2+)混合溶液吸附效果研究

用HCL和HNO3对天然α-型海泡石进行改性,450℃下焙烧制得改性海泡石,改性不仅提高了海泡石化学活性,而且由于方解石矿物的消解使样品中海泡石含量从67%提高到约85%。利用改性海泡石对质量浓度为40 mg/L的Cu SO4和Zn SO4的混合溶液进行吸附,结果表明,改性海泡石的吸附性能可提高约2.3倍;0.4 mol/L的HCL改性后的海泡石和0.5 mol/L的HNO3改性后的海泡石对Cu2+和Zn2+的吸附情况最好,吸附率都达到了100%,结果符合离子干扰的规律。通过经济分析得出,HCL改性后的海泡石效果最好、也最经济。