响应面法优化沸石协同CSAX混凝消除含锌废水中的Zn~(2+)

以交联淀粉聚丙烯酰胺黄原酸酯(CSAX)为絮凝剂,活化沸石为助凝剂,采用强化混凝的方法,对废水中混凝处理难以消除的锌进行处理研究.考察了CSAX投加量、改性沸石投加量及其粒径对锌消除效果的影响.采用Box-Behnken法对这些影响因素进行优化分析.结果表明:活化沸石作为助凝剂可以提高废水中Zn~(2+)的去除率.各因素对响应值的影响次序为:CSAX投加量改性沸石投加量改性沸石粒径;数学模型拟合度良好;最佳条件为CSAX投加量为6.4mL,改性沸石的投加量为12.5mg,改性沸石为60目,除Zn~(2+)率为90%,与模型预测值89%相近.     

淀粉接枝改性絮凝剂的制备及对含油废水的应用

选用玉米淀粉与丙烯酰胺为主要原材料,在硝酸铈铵引发下制得绿色天然有机高分子絮凝剂。将制得的絮凝剂用于处理油田含油废水,通过测定处理前后化学需氧量和含油量的变化,考察其絮凝性能。结果表明:反应的最佳投料比确定为淀粉:丙烯酰胺=1:2;反应的投料方式为以液体形式、分多次投加,对含油废水的处理取得了良好的处理效果。     

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.     

改性淀粉絮凝剂的性能研究

介绍了合成淀粉接枝丙烯酰胺淀粉改性高分子絮凝剂,考察了淀粉单体浓度、引发剂浓度、投料顺序对絮凝效果的影响,并将其处理模拟废水,考察了其絮凝性能。实验结果表明:引发剂浓度为3.0×10-3mol/L,淀粉用量为5g/200(mL.溶液),先加入引发剂后加入单体有利于接枝共聚。     

高分子重金属絮凝剂SSXA对Cu2+的捕集性能研究

以淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物、NaOH、CS2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--淀粉基黄原酸酯-丙烯酰胺接枝共聚物.研究了该絮凝剂的除Cu2 、去浊机理,并对硫酸铝浓度、初始Cu2 浓度、pH值、浊度等影响其除铜及去浊效能的因素作了考察.实验结果表明:(1)该絮凝剂对Cu2 有很好的捕集功能,但需要与硫酸铝复配以提高其沉降性能,适合复配使用.Al3 与初始Cu2 的体积摩尔浓度比值为0.3较为适宜,此时Cu2 去除率大于98%;(2)pH值对复配体系的除Cu2 、去浊效果影响不大;(3)Cu2 和致浊物质共存时,会互相促进彼此的去除.对初始Cu2 浓度为25 mg·L-1、浊度为5～300NTU的水样,处理后出水Cu2 浓度小于0.5mg·L-1、浊度小于3NTU.     

新型印染废水脱色絮凝剂的合成及应用研究

以二乙烯三胺、环氧氯丙烷、硫酸铝为原料,制备了一种新型脱色絮凝剂,并将其应用于水溶性染料废水的处理。考察了原料用量配比、反应温度、反应时间等对产品性能的影响。实验结果表明,适宜的合成条件为:第一步,取1mol二乙烯三胺,用一定量水稀释,缓慢加入1.1mol环氧氯丙烷,加完后在40℃下搅拌3h;第二步,加入1.2mol的硫酸铝,控温搅拌1h,得到絮凝剂产品。其中,第一步反应生成的缩聚物为主反应物,可与染料形成不溶性盐;硫酸铝可增强对染料的吸附,并起到助凝作用。产品分别处理浓度为100mg/L的活性艳兰X-BR、活性艳红X-3B、酸性大红GR模拟染料废水,投加量为60mg/L时,脱色率分别可达99.1%、81.2%和94.6%;处理色度为64倍、COD为122mg/L的实际印染废水,投加量为80mg/L时,出水色度可降至8倍,COD可降至48.7mg/L。     

无机/有机高分子复合絮凝剂处理含油废水

制备了聚硅酸硫酸铝(PSAS)、淀粉改性絮凝剂(FSM),并将其复配使用处理含油废水。考察了不同淀粉与丙烯酰胺配比及不同加药顺序对絮凝效果的影响。实验结果表明:淀粉与丙烯酰胺单体最佳配比为1∶2,PSAS、淀粉改性高分子絮凝剂先后投加处理含油废水时絮凝效果最好,含油量去除率达94%,达到回注水要求。     

复合絮凝剂CAM-CPAM的制备及其污泥脱水性能

在氮气保护下,以硝酸铈铵为引发剂,采用壳聚糖与有机单体丙烯酰胺接枝共聚得到壳聚糖衍生物(CAM),并将其与阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)复配,制备了一种复合絮凝剂CAM-CPAM. 通过红外图谱(IR)和电镜扫描(SEM)分析,对复合絮凝剂CAM-CPAM的结构进行了表征,对污泥脱水机理进行了探讨,并考察了复合絮凝剂用量对污泥脱水、沉降性能以及对滤液浊度和透光率的影响. 结果表明,复合絮凝剂CAM-CPAM具有良好的污泥脱水性能,当其投加量为30 mg/L时,污泥脱水率可达90%以上,沉降速率可达0.55 cm/s,滤液浊度小于8 NTU,透光率高于85%.      

淀粉改性絮凝剂制备及其对污泥絮凝性能研究

利用60Co-γ辐射,以共辐照接枝技术制备出淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物。研究了各种反应条件对丙烯酰胺(Acrylamide,AM)接枝率和单体利用率的影响规律,利用傅里叶红外光谱对接枝产物进行了表征。结果表明,其最佳合成条件为:辐射剂量15 kGy,淀粉与AM质量配比0.5∶1,阻聚剂添加量0.02%AM,单体浓度5%,产品接枝率达244%,单体利用率达171%。接枝产物通过Mannich反应阳离子化后考察其对剩余污泥絮凝性能,试验结果表明:改性絮凝剂(CSPAM)对剩余污泥的絮凝效果优于市售PAM,且CSPAM最佳用量小于PAM。     

絮凝法处理制革工业废水

本文对聚丙烯酰胺絮凝剂进行了筛选。对影响絮凝效果的ｐＨ值，絮凝剂的用量，絮凝剂分子量，无机絮凝剂的用量等诸因素进行了讨论。确定了处理制革废水的最佳条件，处理结果达到了国家排放标准，并且利用复配絮凝剂的处理效果与国外同类产品相当。     

镁改性硅藻土回收废水氮磷产物对水中Pb2+和Zn2+的去除

通过使用镁改性硅藻土回收废水中的氮磷营养素,优化制备了一种复合材料（D-MAP）,并将其用于废水中重金属Pb²⁺和Zn²⁺的去除.研究探讨了材料投加量、反应时间、反应温度和溶液初始pH等因素对Pb²⁺和Zn²⁺在D-MAP上吸附的影响.D-MAP吸附去除Pb²⁺和Zn²⁺的最优条件为：D-MAP投加量分别为0.25 g·L^-1和0.30 g·L^-1,Pb²⁺和Zn²⁺初始浓度分别为300 mg·L^-1和60 mg·L^-1,溶液初始pH为5.0.在此条件下,其对Pb²⁺和Zn²⁺去除率分别可达78.67%和89.66%.动力学和热力学的结果表明,D-MAP对Pb²⁺和Zn²⁺的吸附更符合准二级动力学模型;其吸附等温线可用Langmuir模型描述,吸附是自发吸热的过程.Langmuir等温拟合结果指出,D-MAP对Pb²⁺和Zn²⁺的最大吸附容量分别为901.0 mg·g^-1和206.2 mg·g^-1.使用SEM/EDS、XRD和FT-IR等手段对吸附Pb²⁺和Zn²⁺前后的吸附剂进行表征,结果表明,D-MAP是一种鸟粪石-硅藻土复合材料,可通过与Pb²⁺和Zn²⁺生成Pb₁₀（PO₄）₆（OH）₂和Zn₃（PO₄）₂·2H₂ O去除废水中Pb²⁺和Zn²⁺.D-MAP对Pb²⁺和Zn²⁺的去除效果随着pH的增加而增加,且最终产物形态随pH不同产生变化.     

铅锌硫化矿浮选废水及尾矿库外排水中VOSCs的组成特征及其来源解析

利用臭氧氧化技术对铅锌硫化矿浮选过程各单元作业废水及尾矿库外排水进行处理,根据硫酸根离子浓度增量计算废水中低价态硫(价态小于+6)浓度.采用吹扫捕集-气相色谱质谱联用仪(PTC-GC/MS)检测浮选药剂(丁基二硫代碳酸钠(n-BX)、二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)、腐殖酸钠(SH)、松醇油)水溶液的自然降解产物、尾矿库进水及外排水中的挥发性有机硫化物(VOSCs).结果表明,尾矿库主要进水水源中低价态硫浓度为112 mg·L-1,其中,二硫化碳(CS2)在检测组分中所占相对比例为35.60%,是主要的VOSCs物质.各单元作业中浮选作业工段加入大量浮选药剂,浮选药剂水溶液自然降解产物中均检出CS2,而用药量最大的n-BX(C5H9Na OS2)自然降解产物中CS2相对比例最高(80.33%),因此,n-BX是浮选废水中VOSCs主要药剂来源.尾矿库外排水中低价态硫浓度为22 mg·L-1,其中,VOSCs物质主要有3,6-二甲基-1,2,4,5-四硫环己烷(C2H4S4)、N-巯基-甲酰胺(CH2SNO)和2-甲基-3-噻唑啉(C4H7NS),尾矿库外排水中C2H4S4所占相对比例为22.59%,是主要VOSCs物质.尾矿库水体中微生物通过消耗CS2生成C2H4S4进行新陈代谢.本研究结果可为铅锌硫化矿浮选工艺改进和安全排放提供参考.     

电镀废水中低浓度镍和锌离子的高效富集研究

电镀废水中低浓度重金属离子的处理普遍采用混凝沉淀法,由此产生了大量重金属污泥,其安全处置过程复杂且成本较高.基于此,本文研究了一种资源化回收电镀废水中低浓度镍离子(Ni~(2+))和锌离子(Zn~(2+))的方法.结果表明,电镀废水经过铁盐混凝后,产生的沉淀溶解于硝酸中,得到硝酸溶解液中Ni~(2+)和Zn~(2+)浓度分别高达2.3 g·L~(-1)和1.5 g·L~(-1),而杂质铁(Fe~(3+))浓度为12.2 g·L~(-1).将硝酸溶解液直接进行水热处理,溶液中Ni~(2+)和Zn~(2+)浓度不变,残留铁浓度为1.76 g·L~(-1).向硝酸溶解液中添加乙酰丙酸(C_5H_8O_3)后进行水热处理,Ni~(2+)和Zn~(2+)浓度依然不变,但溶液中残留铁浓度仅为0.78 mg·L~(-1).硝酸溶解液中铁的去除主要源于水热条件下铁的水解和缩聚转化为高结晶度的赤铁矿.添加乙酰丙酸能够同时降低溶液中NO~-_3浓度和提升pH值,促进溶液中铁的水解和缩聚.     

碱改性净水污泥对水中氨氮的吸附效能研究

采用氢氧化钠浸渍法改性净水污泥,研究了碱改性净水污泥对水中NH+4的去除性能.同时,考察了模拟废水pH、吸附剂投加量、NH+4初始浓度、吸附温度及吸附时间对吸附性能的影响.结果表明,当pH为弱酸性或中性,投加碱改性净水污泥20 g·L-1时,在室温下对初始浓度为50 mg·L-1的NH+4模拟废水振荡吸附120 min,可达到氨氮排放二级标准.将实验数据分别用吸附等温模型和动力学模型进行拟合,发现净水污泥对NH+4的吸附符合Langmuir模型和二级动力学模型,且净水污泥对氨氮的吸附包括静电吸引和离子交换两种作用机理.     

高效重金属捕集剂EDTC的结构表征及对酸性络合铜的去除特性研究

以乙二胺和二硫化碳为反应物,无水乙醇和去离子水的混合溶液为溶剂,制备了一种巯基类重金属捕集剂N,N-双(二硫代羧基)乙二胺(EDTC),采用紫外光谱、红外光谱和元素分析对其结构进行表征,重点研究了其对EDTA络合铜、柠檬酸络合铜和酒石酸铜3种酸性模拟络合铜的去除性能及螯合沉淀物的溶出特性,并探讨了EDTC脱除络合铜的机理.研究结果表明,处理50 mg·L-1的含铜废水,p H值范围为3~9,EDTC投加量为mEDTC/mCu=8(质量比),反应时间3 min,PAM投加量为1 mg·L-1,此时出水Cu2+浓度均低于0.25 mg·L-1,去除率达到99.5%以上.螯合沉淀物在弱酸性和弱碱性条件下很稳定,不易产生二次污染.红外光谱图分析结果表明,EDTC与Cu会发生螯合反应,即EDTC直接脱出络合铜中Cu2+,并与Cu2+生成难溶的螯合产物EDTC-Cu,进而有效地去除废水中Cu.     

生物毒性测试微孔板MTOXPlate的分析性能研究

采用以11种微生物为指示生物的毒性测试微孔板MTOXPlate,以污染物对微生物细胞的脱氢酶活性抑制为测试终点,对重金属Hg2+、Cd2+、Cr6+、Pb2+,酚类化合物2,4-二氯酚(2,4-DCP)、邻氯苯酚(2-CP)、对氯苯酚(4-CP)、邻硝基酚(2-NP)、对硝基酚(4-NP)及地表水、生活污水、印染废水的生物毒性进行分析.结果表明,MTOXPlate生物毒性测试微孔板具有良好的毒性分析性能,Hg2+、Cd2+、Cr6+和Pb2+的EC50值分别为0.617、21.05、35.21和11.22 mg·L-1,2,4-DCP、2-CP、4-CP、2-NP和4-NP的EC50值分别为27.26、64.29、44.19、85.89和33.84 mg·L-1.MTOXPlate分析得到地表水原水的抑制率均小于20%,生活污水的EC50值为62.19%,印染废水的EC50值为16.42%,表明生物毒性测试微孔板MTOXPlate能真实地反映地表水、生活污水和印染废水的毒性情况.     

基于酸化与Fenton试剂处理的焦化污泥脱水过程及其重金属迁移研究

焦化废水污泥作为典型的危险废物,含有氰类、酚类、稠环芳烃与多环芳烃等有毒成分,严重影响人类健康与生态环境安全,焦化污泥减量化是其处理处置中重要一环.针对焦化废水污泥高有机物、高油含量特点,采用酸化+Fenton试剂进行复合调理改性,改性后污泥毛细吸水时间(Capillary Suction Time,CST)、比阻(Specific Resistance to Filtration,SRF)分别达到51.2 s和0.043×10¹³ m·kg^-1,药剂投加量通过响应表面法(Response Surface Method,RSM)进行优化,在实验室板框脱水实验中得到30%硫酸投加量为37.8 mL·L^-1,FeSO₄、H₂O₂和生石灰投加量分别为47.93、34.29和143.21 mg·g^-1DS时,脱水后泥饼含水率为55.82%,滤液pH为6.66,达到污泥深度脱水目标.采用酸化+Fenton试剂复合处理可使焦化废水污泥有效减量化,其良好的深度脱水效果能为后续的无害化处置奠定基础,并有效降低处置费用.     

改性污泥基生物炭的性质与重金属吸附效果

为提高污泥基生物炭在高钙溶液体系中对重金属阳离子的吸附能力,将Fe₂O₃、MnO₂、ZnO与市政污泥以质量比1 ∶10（以过渡金属元素质量计）混合共热解,制备改性生物炭;表征改性生物炭的组成、官能团分布和表面性质,考察其对典型重金属阳离子Cd²⁺的吸附效果.过渡金属氧化物可促进污泥的热解,改性生物炭的H/C原子比均低于0.31,碳链裂解脱氢更彻底.改性生物炭中Fe、Mn保留较好,分别主要以单质和氧化物形态存在;而Zn流失较多.改性生物炭中的孔隙以介孔为主,平均孔径约3.8 nm,比表面积在50 m²·g^-1以上.初始浓度约200 mg·L^-1的Cd²⁺溶液中,Ca²⁺初始浓度从0 mg·L^-1升高到约200 mg·L^-1,Fe改性生物炭对Cd²⁺的吸附容量从43.17 mg·g^-1降至27.88 mg·g^-1,但仍较未改性生物炭高10 mg·g^-1以上,在含钙溶液体系中表现出了对Cd²⁺更强的吸附性能.Fe₂O₃较MnO₂和ZnO对市政污泥基生物炭吸附重金属的强化效果更好.     

Ce-Mn/Al2O3-H2O2催化氧化皮革废水的研究

以浸渍法制备了Ce-Mn/Al_2O_3催化剂,研究该催化剂在H_2O_2非均相类Fenton体系中对皮革废水污染物的催化降解性能.在单因素试验的基础上,以COD去除率为响应值,采用Box-Behnken响应曲面法考察了催化剂投加量、H_2O_2投加量、初始pH、反应时间等4个因素之间的单独作用及交互作用,实验数据用Design-Expert 8.0.6软件进行处理,得到二次响应曲面模型.结果表明,4个独立变量对响应值的影响顺序如下:初始pHH_2O_2投加量催化剂投加量反应时间,数学模型拟合度高(R_(adj)~2=0.9349),利用该模型预测的最大COD去除率为78.86%,最佳反应条件为:催化剂投加量56.63 g·L~(-1),H_2O_2投加量315.15 mg·L~(-1),初始pH3.51,反应时间2 h,经实验验证COD去除率为80.94%,与模型预测值偏差2.08%.