铁改性海泡石除锑的影响因素研究

选择廉价海泡石, 用氯化铁对其改性。研究铁改性海泡石对锑的吸附特性。结果表明,氯化铁浓度、吸附时间、初始锑浓度以及温度等因素对锑的吸附影响较大,溶液初始pH影响不明显。在初始锑浓度50 mg/L,pH 6.8,5%氯化铁改性海泡石投加量为2 g/L,吸附90 min, 温度35℃下,吸附量可达21.6 mg/g。海泡石对吸附锑具有缓冲特性,溶液的初始pH值在3.1～10.1范围时,吸附后溶液的最终pH值为8～8.5。IMS吸附锑是放热过程。改性后海泡石比表面积增大,表面羟基数量增加,导致其吸附能力增强。通过XRD谱图并未发现铁晶体的存在。     

利用白云石石灰去除与回收污泥厌氧消化液中氮和磷

以白云石石灰为实验材料去除与回收污泥厌氧消化液中的氮磷,通过小试实验研究不同投药固液比S/L、初始pH值、反应温度、搅拌速度及反应时间对去除与回收氮磷效果的影响。实验结果表明,在最佳投药固液比S/L为300mg/L,最佳初始pH值范围为8.5~9.5,反应温度为25.0℃,搅拌速度为150 r/min,反应时间为24 h条件下,氨氮(NH+4-N)和磷(PO3-4-P)的去除率分别为37.26%和89.60%。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对沉淀产物进行了表征,通过分析可知沉淀产物中含有磷酸铵镁(MAP),可实现废水中氮磷经济有效的回收。     

赤泥晶种法诱导磷酸铵镁结晶回收模拟废水中磷的可行性研究

对赤泥的理化性质进行了分析,探索了以赤泥为晶种磷酸铵镁(MAP)结晶法从模拟废水中回收磷工艺。结果表明,经过研磨的赤泥颗粒属无孔物质或者大孔物质;将赤泥溶于水时有碱液和离子溶出,赤泥的主要化学成分为Ca、Al、Si和Mg等元素。投加赤泥晶种有利于磷酸铵镁结晶的形成。在初始磷酸盐浓度为90 mg/L、N∶Mg∶P摩尔比为1∶1∶1、不调节pH值、搅拌时间30 min、搅拌速度180 r/min、沉淀时间30 min条件下,赤泥粒径为60～80目、投加量为8 g/L时,以赤泥作为晶种诱导磷酸铵镁结晶回收磷的效果最优。干燥晶种的使用次数对磷酸根离子的回收率影响不大。所得结晶产物是一种很好的缓释肥。     

剩余污泥水解酸化液中营养元素与有机质的回收

为回收剩余污泥水解酸化液中的营养元素与有机质,构建了白云石-水解酸化液钙镁溶出体系,获得富含钙镁的溶出液,控制溶出液反应pH和反应时间进行第1阶段回收,以回收后的上清液进一步作为钙镁源从水解酸化液中进行第2阶段回收。结果表明,钙镁溶出的适宜条件为酸化pH 4.0~4.5、白云石颗粒50~80目、固液比3∶100(每100mL水解酸化液中投加3g筛分后白云石)、溶出时间10h;第1阶段回收适宜的反应pH为8.5,氮(以氨氮计)回收率、磷(以可溶性正磷酸盐(以P计)计)回收率分别为10.24%和95.89%;第2阶段回收适宜的镁磷摩尔比为0.60、反应pH为9.0,此时氮、磷回收率分别为14.60%和83.91%;傅立叶红外变换(FTIR)和电感耦合等离子直读光谱(ICP)分析表明,回收产物主要由无机养分和有机质组成,重金属含量极少。利用白云石提供钙镁源能经济有效地回收剩余污泥水解酸化液中的氮、磷等营养元素,同时回收有机质,回收产物品质符合《有机-无机复混肥料》(GB 18877—2009)中Ⅰ型肥料要求。     

稀土改性凹凸棒土对低浓度磷的吸附性能

为提高凹凸棒土对污水中低浓度磷的吸附能力,制备了稀土改性凹凸棒土(Nd-ATP、Ce-ATP、Y-ATP、La-ATP、Pr-ATP),且将其用于低浓度含磷(TP=1 mg·L⁻¹)废水的吸附处理,比较了5种吸附剂的除磷性能、吸附动力学和等温线模型,以及改性前后的结构组成和表面基团变化。结果表明：当pH为3时,改性凹凸棒土除磷效果最好,TP去除率为84%~98%;共存${\rm{HCO}}_3^ - $对吸附剂除磷有较强的抑制作用,${\rm{SO}}_4^{2 - }$ 和Cl⁻对TP吸附的影响几乎可以忽略;准二级动力学模型和Langmuir等温线模型能较好描述该吸附除磷过程。其中,pH、投加量、共存阴离子对Y-ATP除磷效果影响最小;Y-ATP对TP的吸附容量最大,为12.94 mg·g⁻¹。稀土改性凹凸棒土吸附剂除磷主要遵循球内络合机理,其中吸附剂表面的羟基基团起关键作用。     

磁性海泡石吸附Cr(VI)特性及动力学

采用化学共沉淀法合成磁性海泡石,通过静态吸附实验研究磁性海泡石对Cr(Ⅵ)的吸附特性及其动力学。结果表明,磁性海泡石对Cr(Ⅵ)的吸附在90 min内即可达到平衡;体系的初始pH是影响磁性海泡石吸附Cr(Ⅵ)性能的重要因素;当废水中Cr(Ⅵ)的初始浓度为50 mg/L时,磁性海泡石的适宜投加量为10 g/L;随反应温度的升高,磁性海泡石对Cr(Ⅵ)的吸附量增加;温度为25、35和45℃时,磁性海泡石对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量分别为3.32、3.72、4.08 mg/g;吸附动力学曲线可以用拟二级反应动力学模型拟合;内扩散和液膜扩散联合控制Cr(Ⅵ)在磁性海泡石上的吸附过程,其中内扩散的控速作用大于液膜扩散。     

赤泥晶种法磷酸铵镁结晶工艺模拟废水磷的回收

以赤泥为晶种,研究不同工艺条件对磷酸铵镁(MAP)结晶法回收模拟废水中磷的影响。结果表明,在投加赤泥(60～80目)8 g/L,搅拌速度为180 r/min,搅拌时间30 min,沉淀时间30 min,N∶Mg∶P=1∶1∶1的条件下磷酸根离子的回收率随初始磷酸盐浓度的增加而增大,在初始磷酸盐浓度小于90 mg/L时增幅较大,初始磷酸盐浓度大于90 mg/L后增幅减小;pH值对磷酸根离子的回收率影响显著,结合铵根离子、镁离子的回收率变化,pH值为9.5时最优;磷酸根离子的回收率随着Mg∶P摩尔比和N∶P摩尔比增大而呈上升趋势,当Mg∶P摩尔比为1.4∶1、N∶P摩尔比为4∶1时,磷酸盐的回收率可达97.9%。运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对最优工艺条件下的结晶产物进行了表征,表明磷主要以磷酸铵镁形态回收。     

污泥厌氧消化液中碳酸盐对回收磷的影响

为探讨污泥厌氧消化液中碳酸盐对以磷酸钙盐形式回收磷的影响,以粉煤灰浸出液为钙源,考察了消化液中的碳酸盐对磷回收过程和磷回收产物性质的影响。实验结果表明,在反应pH为10、反应钙磷摩尔比为1.67、反应时间为10 m in的条件下,消化液碳酸盐浓度为2 400 mg/L(以CaCO3计)时,磷的回收率为78.53%,回收产物中磷含量(以P2O5计)为28.93%;对消化液进行盐酸预酸化使pH达到4及以下时,磷回收率接近100%,回收产物中磷含量(以P2O5计)达到43.08%。消化液中碳酸盐的存在易形成碳酸钙沉淀,从而降低了磷回收率、回收产物中磷含量以及回收产品的纯度;预酸化能够有效地去除消化液中的碳酸盐并降低了其对磷回收的不利影响。     

牛骨粉为晶种的磷酸钙结晶法回收污泥发酵液中磷

以牛骨粉为晶种材料,研究不同的反应条件对磷酸钙结晶法回收污泥碱性发酵液中磷的影响。结果表明,最优反应条件为:搅拌时间2 h,pH=10.0,Ca/P摩尔比2.0,在此条件下,发酵液的浓度升高会降低磷的回收率,且成线性关系。运用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、EDX元素分析等测试方法分析晶体的组分,并与其他晶种的效果作对比,结果表明,以牛骨粉为晶种,产生的羟基磷酸钙晶体纯度更高。在实验得到的最优条件下进行流化床小试实验,可得以牛骨粉为晶种的磷酸钙结晶法磷的回收率可达89.8%,验证了以牛骨粉为晶种回收污泥发酵液中的磷在小试水平上的可行性。     

复合型聚合硅酸絮凝剂的制备及其除浊除磷性能研究

在聚合硅酸中同时引入铁、镁或铁、钙2种金属离子,制成复合型聚合硅酸絮凝剂;研究了其除浊、除磷的最佳絮凝条件,包括絮凝剂投加量、水样pH值对浊度和磷去除率的影响;采用喹啉重量法测定了各种絮凝剂形成的絮体中磷的含量.结果表明,当铁磷摩尔比为2.5～3.0,pH值为7.0～8.5时,对浊度和磷的去除率最高,均达99.0%以上,聚合硅酸镁铁(PSAMF)絮凝剂适合用于磷回收.     

粉末吸附材料协同HPAM强化混凝消除微污染水中OCPs

以阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)为絮凝剂,采用强化混凝的处理方法,对微污染水中有机氯农药(OCPs)的消除进行了研究。考察了HAPM投加量、pH值、原水浊度、粉末活性炭及改性凹凸棒土助凝剂等因素对OCPs消除效果的影响。结果表明,HPAM投加量为0.05~0.1 mg/L时,OCPs不同异构体的去除率可达57.00%~74.56%;浊度去除率与OCPs去除率之间显著相关(p<0.05),较高的原水浊度有利于HPAM对OCPs的去除;HPAM混凝消除OCPs的最佳pH值为5~6;改性凹凸棒土作为助凝剂复配HPAM可有效提高OCPs的去除率,粉末活性炭复配效果不明显,所以凹凸棒土比粉末活性炭更加适合作为助凝剂在强化混凝中去除OCPs。     

沸石粉在污泥生态床中的应用研究

研究了不同沸石粉投加比例对污泥脱水、沉降、干化时间、污泥生态床中植物根部干重的影响,最终选定沸石粉投加比例为6%。在此投加比例下,对污泥生态床中的氮磷含量进行了测定,结果表明,黄花鸢尾床与芦苇床,总磷含量下降分别为13.2%和12.2%;总氮含量下降分别为48.3%和49.2%;硝氮含量下降分别为67.2%和70.2%。     

PAFC对水体中持久性有机污染物PFOA的混凝效果

针对含全氟辛酸(PFOA)的工业废水及应对PFOA的污染突发事件,采用PAFC及其复配粘土矿物凹凸棒和沸石进行混凝实验,并对几个影响因素进行了考察。结果表明,在PAFC的最佳投加量10 mg/L时,PFOA和浊度的去除率分别达到70.25%和99.42%,PAFC混凝处理PFOA的效果优于PAC;pH值对PAFC去除PFOA有一定的影响,当pH大于6时有利于PFOA的去除;PFOA和浊度的去除率随原始浊度的增加而增加;活性炭、盐酸改性凹凸棒、盐酸改性沸石、CT-MAB改性的沸石复配PAFC均可提高PFOA的去除率;改性处理后的沸石应用于PFOA的处理中,有望降低处理成本。     

复合改性海泡石同步处理废水中的氮磷

采用盐热和稀土掺杂制备复合改性海泡石,研究了复合改性海泡石对废水中N、P的吸附特征和去除效果。结果表明,与海泡石原矿粉比较,复合改性海泡石的脱氮除磷能力分别提高49.71%和90.14%;复合改性海泡石对N、P的吸附可以用Langmuir吸附模型描述,获得的最大吸附量分别为1.165和1.121 mg/g;修正的Elovich模型能较好地描述复合改性海泡石吸附N、P的动力学过程;用NaOH溶液可以再生吸附材料,获得较好的脱氮除磷效果,再生次数以2次为宜;用复合改性海泡石处理污水处理站的二级生化出水,最终出水的pH、N和P含量均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的要求。     

方解石粉钝化太湖水中磷的能力及影响因素

利用轻质、重质和纳米方解石粉进行了去除太湖水中磷的实验研究,单位重量方解石粉除磷量与溶液中磷浓度正相关,轻质和重质方解石粉除磷规律符合Langmuir吸附等温式,极限除磷量分别为0.387 mg/g和0.351 mg/g,纳米方解石粉除磷规律符合Freundlich吸附等温式.方解石粉BET比表面积是影响方解石粉除磷能...     

Multiple copper adsorption and regeneration by zeolite 4A synthesized from bauxite tailings

Copper ions were first adsorbed by zeolite 4A synthesized from bauxite tailings, the desorption of Cu(II) using Na₂EDTA solutions was performed, and the recycling of zeolite 4A in adsorption and desorption was systematically investigated. It was observed that the Cu(II) removal efficiency was directly dependent on the initial pH value. The maximum removal efficiency of Cu(II) was 96.2% with zeolite 4A when the initial pH value was 5.0. Cu(II) was completely absorbed in the first 30 min. It was also observed that the desorption efficiency and zeolite recovery were highly dependent on the initial pH and concentration of Na₂EDTA in the solution. The desorption efficiency and percent of zeolite recovered were 73.6 and 85.9%, respectively, when the Na₂EDTA solution concentration was 0.05 mol L^?1 and the pH value was 8. The recovered zeolites were pure single phase and highly crystalline. After 3 cycles, the removal efficiency of Cu(II) was as high as 78.9%, and the zeolite recovery was 46.9%, indicating that the recovered zeolites have good adsorption capacity and can repeatedly absorb Cu(II).

     

改性凹凸棒土的优化定向制备及对腐殖酸的吸附效果

以天然凹凸棒土为原料,以去除以腐殖酸为代表的天然有机物为目的,研究酸活化、热处理和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)有机改性3种改性方法,进行定向筛选。进一步比较3种方法联合改性凹土后对腐殖酸的吸附效果,确定最优定向改性方法。结果表明,先酸处理后OTAC改性凹土对腐殖酸的吸附效果最好,改性凹土投药量为0.7 g/L时,腐殖酸的去除率可达97%。利用正交实验确定凹土改性的最佳工艺条件、钠化时间和有机改性剂的用量对改性凹土吸附腐殖酸的能力影响显著。改性的最佳工艺条件为:酸浓度3 mol/L,氯化钠浓度0.5 mol/L,钠化时间2 h,改性剂用量为凹土质量的3%,微波改性时间为9 min。单独投加改性凹土时pH值对腐殖酸的吸附效果有重要影响。该方法制备的改性凹土在水处理工艺有良好的应用前景。     

兰炭焦粉的石墨化探索性研究

兰炭是利用陕北榆林地区低磷、低硫、低挥发分煤经低温干馏得到的一种煤化工产品,在其生产过程产生大约15%左右的焦粉,目前主要作为冶金用还原剂或者低级燃料廉价处理,经济价值较低。为了开辟焦粉的高副价值利用新途径,对焦粉的石墨化技术进行了探索研究。结果表明,焦粉直接石墨化,2500℃时其石墨化度可达90%,而在铜粉、氧化铁和二氧化钛催化作用下,1800℃时焦粉的石墨化度达到90%以上,达到同样的石墨化效果,催化剂的作用可使石墨化温度直接降低700℃,焦粉石墨化过程能耗得到很大程度降低。另外,焦粉热处理温度越高,产物纯度越高,石墨化效果越好,Cu粉催化作用下产物的2H晶型趋于更完整。研究结果不但为焦粉的石墨化提供理论与技术支持,而且为制备石墨材料开辟了新的原料来源,并促进榆林地区兰炭产业的健康发展。