Heavy metal leaching from coal fly ash amended container substrates during Syngonium production

Coal fly ash has been proposed to be an alternative to lime amendment and a nutrient source of container substrates for ornamental plant production. A great concern over this proposed beneficial use, however, is the potential contamination of surface and ground water by heavy metals. In this study, three fly ashes collected from Florida, Michigan, and North Carolina and a commercial dolomite were amended in a basal substrate. The formulated substrates were used to produce Syngonium podophyllum Schott 'Berry Allusion' in 15-cm diameter containers in a shaded greenhouse. Leachates from the containers were collected during the entire six months of plant production and analyzed for heavy metal concentrations. There were no detectable As, Cr, Hg, Pb, and Se in the leachates; Cd and Mo were only detected in few leachate samples. The metals constantly detected were Cu, Mn, Ni, and Zn. The total amounts of Cu, Mn, Ni, and Zn leached during the six-month production period were 95, 210, 44, and 337 microg per container, indicating that such amounts in leachates may contribute little to contamination of surface and ground water. In addition, plant growth indices and fresh and dry weights of S. podophyllum 'Berry Allusion' produced from fly ash and dolomite-amended substrates were comparable except for the plants produced from the substrate amended with fly ash collected from Michigan which had reduced growth indices and fresh and dry weights. Thus, selected fly ashes can be alternatives to commercial dolomites as amendments to container substrates for ornamental plant production. The use of fly ashes as container substrate amendments should represent a new market for the beneficial use of this coal combustion byproduct.     

硝基修饰的超高交联树脂对酚类化合物的吸附研究

对超高交联聚苯乙烯树脂进行硝基修饰,制得硝基修饰超高交联聚苯乙烯树脂JN-5(简称JN-5).JN-5树脂具有比表面积高、亲水性强等优点.对酚类化合物在水溶液中进行静态吸附研究,平衡吸附试验数据和吸附热力学计算结果都表明,JN-5对4种酚类化合物(对甲基苯酚、苯酚、对氯苯酚、对硝基苯酚)的吸附性能优于大孔吸附树脂XAD-4.这主要得益于JN-5的高比表面积和丰富的微孔结构.动态小柱吸附试验中,在流速4.77mL/h、303K的条件下,JN-5对苯酚的穿透吸附量为2.43mmol/g,总吸附量为3.26mmol/g,吸附后的树脂能用8%(质量分数)的NaOH溶液完全洗脱.     

类柱试验中焚烧飞灰浸出特性研究

通过类柱试验研究焚烧飞灰的浸出规律.结果表明,随着流入系统中酸溶液体积的增加,系统pH先升高而后下降;在整个系统中,Ca的浸出质量浓度很高;Cr的浸出质量浓度要高于Cd、Cu、Zn、Pb和Ni,随着反应时间的推进,它们的浸出质量浓度都随着流入系统中酸溶液体积的增加而逐渐降低;在同一时间浸出质量浓度曲线上,从系统的上游到下游,浸出质量浓度呈增加趋势,如Cu的浸出质量浓度在系统上游(单元1)为60.2 μg/L,而在系统下游(单元10)为158.0 μg/L.     

脱水污泥制备含炭吸附剂及其应用研究

采用热解炭化法、物理活化法、化学活化法制备污泥含炭吸附剂,通过静态吸附实验研究各种影响污泥含炭吸附剂吸附性能的因素.实验结果表明,采用化学活化法制得的污泥含炭吸附剂吸附性能最好,在以ZnCl2为活化剂、锯末添加剂投加量为脱水污泥质量的1%、ZnCl2为3 mol/L、活化温度为450 ℃、活化时间为1.5 h、固液质量比(干污泥与活化剂溶液的质量比)为1:4的最佳制备条件下,制得的污泥含炭吸附剂碘吸附值在520 mg/g以上,产物收率>60%,比表面积>230 m2/g,总孔容积为0.35 mL/g,其中微孔容积为0.08 mL/g,中孔容积为0.23 mL/g.利用其处理城市污水,其对COD、色度、TP的去除率好于选定的商品颗粒活性炭.     

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%。     

超声/Fenton联用技术处理垃圾渗滤液中的有机物

详细研究了超声/Fenton联用技术对垃圾渗滤液中有机物的处理效果.研究内容包括:超声波频率对垃圾渗滤液色度和COD去除率的影响,超声波功率对垃圾渗滤液色度和COD去除率的影响以及Fenton试剂用量和pH值对垃圾渗滤液色度去除率和COD去除率的影响.还利用一次正交回归实验确定了超声/Fenton联用技术处理垃圾渗滤液的优化条件,并在优化条件的基础上,对超声波技术、Fenton高级氧化技术和超声/Fenton联用技术对垃圾渗滤液的处理效果进行比较研究.研究结果表明:超声/Fenton联用技术对垃圾渗滤液的色度去除率和COD去除率最高,其色度去除率接近100%,COD去除率达到73.5%.超声/Fenton联用技术处理垃圾渗滤液的优化条件是:超声频率为28 kHz,超声功率为75W,Fe2 浓度为280 mg/L,H2O2浓度为1.29×104 mg/L,pH值为2.5.超声波的频率、功率和Fenton试剂用量之间存在优化匹配值.     

Co3O4/介孔分子筛催化剂对苯催化完全氧化的研究

分别以介孔分子筛MCM-41、MCM-48、SBA-15为载体,采用等体积浸渍法制备了氧化钴/介孔分子筛催化剂,利用N₂吸附、X射线衍射、程序升温还原等技术对催化剂进行了表征,考察了Co₃O₄的负载量及载体的孔结构对催化剂完全催化氧化苯的性能的影响。结果表明,Co₃O₄的负载量为20%时,催化剂的催化活性最好;载体的孔径和催化剂的可还原性能是影响催化活性的主要因素,催化剂活性顺序为Co₃O₄ /SBA-15> Co₃O₄ /MCM41> Co₃O₄ /MCM-48。     

由粉煤灰合成单一的沸石及其对Cr(Ⅵ)的吸附研究

以粉煤厌为原料采用两步法合成了2种单一沸石矿物种的NaA和NaX型沸石,并对产物的结构和性能进行了详细表征.2种沸石产物的吸附性能比较结果表明,NaA型沸石优于NaX型沸石.在静态吸附条件下,研究了NaA型沸石吸附水溶液中Cr(Ⅵ)的相关参数(溶液pH值、吸附温度和吸附时间),并用Langmuir和Freundlich等温吸附线对吸附结果进行拟和.结果表明:Cr(Ⅵ)的吸附行为符合Langmuir方程;饱和吸附量为47.78 mg/g.NaA型沸石对Cr(Ⅵ)的吸附是物理和化学吸附两种行为共同作用的结果.     

改性粉煤灰在酸雾治理方面的研究

为去除化工生产等过程中产生的酸雾废气,首先用水作用法、微波法和传统湿法对粉煤灰进行改性试验,结果显示:传统湿法中的碱法效果最佳,改性后粉煤灰的BET比表面积是改性前的8.23倍.再用改性后的粉煤灰与廉价易得的天然矿物沸石和熟石灰作为活性组分,制得一种新型的复合吸附剂.常温常压下,动态吸附盐酸雾,实验结果表明:由改性粉煤灰制作的吸附剂G对盐酸雾的吸附性能比未经改性的吸附剂W有所提高,在文中所述条件下,饱和吸附量由改性前的331.4 mg/g提高到改性后的445.2 mg/g.     

碱熔融法合成NaA和NaX型粉煤灰沸石的品质表征

以粉煤灰为原料采用碱熔融法合成了2种单一沸石矿物种的NaA和NaX型沸石,并对产物的结构、性能和应用指标进行了详细表征.经x射线衍射和IR光谱分析,表明合成产物是无杂晶生成的NaA和NaX型沸石相;在扫描电镜观察下,产物分别具有NaA和NaX型沸石的立方体和八面体晶体骨架结构.DTA分析表明了合成产物中沸石水的存在,且产物热稳定性较好.通过对比,粉煤灰合成的NaA和NaX型沸石的比表面积达到了相应商品沸石的66.9%和83.6%;孔容为41.1%和70.2%;阳离子交换容量(CEC,cation exchange capacity)为82.93%和84.31%.通过比较化学组成表明,大规模应用合成产物不会对环境造成危害.