羧甲基壳聚糖两性混凝剂对高岭土的混凝特性

采用烧杯混凝实验和Zeta电位研究了羧甲基壳聚糖(CMCS)对高岭土模拟水样的混凝特性,考察了水力条件、pH值、混凝剂投加量和原水浊度对混凝性能的影响。结果表明,混凝效果受悬浊液pH值、原水浊度和CMCS投加量的影响较为明显,而水力条件的差异对混凝效果的影响不明显。达到最佳混凝效果所需CMCS投加量随pH值增加而增加,随原水浊度的增加而减少。而在最佳CMCS投加量时,浊度去除率随着原水浊度的降低而降低。高岭土悬浊液pH为5、CMCS投加量在0.1⁵.0 mg/L的范围内时混凝效果较佳,沉降15 min后剩余浊度降至10 NTU以下,去除率达到95%。吸附架桥和电性中和是CMCS的主要混凝作用机理,混凝反应条件不同时,起主导作用的混凝机理不同,CMCS对高岭土的混凝是多种机制共同作用的动态变化过程。     

复合聚硅铝三十絮凝剂的混凝性能研究

制备了一种新型的复合聚硅铝三十(PSiAl30)类絮凝剂,与常规聚合氯化铝PAC(以Al13为主)和Al30絮凝剂作对比,通过烧杯混凝实验,考察了其对腐殖酸-高岭土悬浊液的混凝效果。结果表明,复合硅的PSiAl30系列既有Al30的电中和能力,又起吸附架桥作用。PSiAl30絮凝剂对水体酸碱度影响小,可适用于低碱度水体。弱碱性范围内,硅/铝比为0.05的PSiAl30有最高的TOC去除率,最低的投药量,并能显著提高对非芳烃类的去除能力。     

高岭土的改性及其对Cr(Ⅵ)的吸附特性

采用煅烧、酸浸的方法对高岭土进行改性,通过对SEM、XRD、FT-IR、EDS、孔结构表征及高岭土对Cr(Ⅵ)的去除能力研究,确定高岭土的改性条件,考察改性高岭土对Cr(Ⅵ)的吸附特性. 结果表明:①高岭土的改性适宜条件为煅烧温度800℃、煅烧时间3h、c(HCl)为4mol/L;煅烧使高岭土的结构发生变化,活性增强;酸改使高岭土孔隙通畅,吸附性能增强. ②改性高岭土吸附Cr(Ⅵ)的优化条件为粒度0.15mm、用量10g/L、吸附温度30℃、吸附时间15min,该条件下ρ〔Cr(Ⅵ)〕为100mg/L时废水中Cr(Ⅵ)的去除率可达91.4%. ③高岭土对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,相比于Freundlich方程,其吸附等温式更符合Langmuir方程.      

应用强化混凝过程控制水中的剩余腐殖酸与残留铝

为达到最大的腐殖酸去除和最小的铝残留,采用了强化混凝技术,研究了各因素对混凝过程的影响.实验结果表明,在20℃,pH为6～6.5,AlCl₃投加量为0.5×10^-3mol/L的条件下,控制水中的剩余腐殖酸在0.04 cm^-1以下,并能同时有效控制残留铝在0.1 mg/L左右.加入0.01 mol/L的CaCl₂对混凝效果有一定的促进作用.同时由于原水中悬浮颗粒随季节变化,模拟了不同投量的高岭土对腐殖酸去除过程的影响.     

高岭土和蒙脱土存在下nC60纳米颗粒稳定性研究

通过沉降实验研究了不同浓度高岭土和蒙脱土分别对富勒烯纳米颗粒（nC₆₀）稳定性的影响,利用沉降模型并结合zeta电位、粒径、SEM、TEM进行原因分析.单体系中nC₆₀的稳定性好,高岭土胶体稳定性差且随浓度增加而降低,蒙脱土胶体稳定性好且与浓度无明显关系.整体上,高岭土和蒙脱土可以降低nC₆₀的稳定性.随着高岭土浓度增加,nC₆₀稳定性显著降低;而蒙脱土对nC₆₀稳定性降低较小且与浓度无明显关系.结果表明,nC₆₀的稳定性由黏土控制,两种黏土在结构和比表面积上的差异,使它们对nC₆₀稳定性影响不同.模型分析表明,一阶沉降模型和修正的一阶沉降模型分别适用于高岭土和蒙脱土参与的胶体沉降过程.该研究可为评估nC₆₀对地下水环境的影响提供重要参考.     

华蓥山龙滩矿区煤层充水条件分析

华蓥山地区龙潭煤系是主要的产煤层,位于P_1m+q和P_2c岩溶含水层之间,开采难度较大。采用水化学分析、聚类分析和连通试验等方法,分析了煤层的充水条件、含水层之间的水力联系。结果表明:区内各含水层的补给与径流具有一定的同源性,水化学特征具有明显的分带特征,巷道与钻孔、暗河之间具有一定的连通关系;煤层的直接充水含水层包括底板P_1m和顶板P_2l岩溶含水层,煤层的间接充水含水层包括P_2c、T_1f、T_1j和T_2l岩溶含水层,岩溶含水层上下贯穿、水力联系良好,揭露裂隙通道时对井硐充水的影响较大;P_1m岩溶水的越流和P_2c岩溶水的径流对煤层和井硐的威胁最大。该研究成果对华蓥山地区龙潭煤系开采具有重要的科学指导意义。     

海上油基岩屑脱油残渣与偏高岭土混掺对混凝土性能影响研究

为解决海上钻井油基岩屑上岸后热解脱油残渣堆积及潜在环境风险问题,研究了残渣与偏高岭土混掺制备混凝土的可行性。考察了残渣基本性能及不同掺量、养护龄期下混凝土力学性能与耐久性能变化情况,并探究了混凝土强度形成机理及环境特性。结果表明：单掺残渣对混凝土性能具有较大的负效应,在最佳掺量10％时可达到设计强度（30MPa）。偏高岭土可有效改善混凝土性能,提升残渣掺量。混凝土主要矿物相为二氧化硅、钙钒石、氢氧化钙和水化硅酸钙等,这些水化产物在体系内共同作用赋予混凝土基本强度。混凝土浸出液COD、重金属离子等指标可达到GB8978—1996《污水综合排放标准》一级排放限值,环境安全性良好。该研究为海上油气田油基岩屑回收上岸后热解残渣的资源化处置提供参考。     

水体模拟颗粒物对四环素的吸附特性及基本规律

为了更深入了解水环境中颗粒物对抗生素的吸附规律,选用典型抗生素——四环素（TC）和悬浮态的高岭土模拟天然水体中颗粒物对四环素的吸附过程,探究颗粒物对TC的吸附规律及不同颗粒物投加量、pH、温度和阳离子对颗粒物吸附TC的影响.结果表明颗粒物对TC在混合4 h之前快速吸附,之后单位吸附量随时间较小波动,在12 h后基本达到吸附平衡.在溶液中颗粒物对TC的单位吸附量随着颗粒物投加量的增大而减小;颗粒物对TC抗生素的吸附更符合Langmuir等温吸附规律;颗粒物对TC的吸附在pH=4.5附近达到最大值,强酸（pH<4）或强碱（pH>9）环境均抑制颗粒物对TC的吸附;低价态的阳离子如Na⁺、Ca²⁺（浓度在0.0001~0.1 mol·L^-1范围）等对颗粒物吸附TC均产生抑制作用,且随着离子浓度的增加,抑制作用增强,但三价阳离子的作用却非常特别,如低浓度的Al³⁺（0.0001 mol·L^-1）会促进吸附作用,随着Al³⁺浓度增加,促进作用减弱,直到Al³⁺达到较高浓度（0.01 mol·L^-1）,又会抑制颗粒物对TC的吸附.综合本实验获得的颗粒物吸附TC的基本特征和规律,可以初步推断：在实际水环境中由于颗粒物对TC的快速吸附和低浓度Al³⁺的促进作用,TC在水环境和饮用水处理工艺中更易随颗粒物的运动发生同步迁移,颗粒物的归宿主要决定了TC的归宿,如进入天然水体沉积物中或饮用水处理工艺的污泥中,这也进一步揭示了天然水体中沉积物往往易被检出较高含量TC的根本原因.     

甘肃窑街煤矿二氧化碳突出及防治

本文对甘肃窑街煤矿特大型二氧化碳突出的特征、地质构造背景及防治工作进行了研究。研究结果表明突出气体是煤系自燃热解所生成,根据对方解石脉进行裂变径迹测年和气体的氩同位素研究,表明气体形成于晚第三纪至早更新世;突出区大量CO_2气主要受断裂构造与强应力场控制而蕴藏在厚煤层中。 打前探孔、震动放炮、抽放卸压等措施对于防治突出,减少损失具有积极的作用,而厚煤层中的断裂带部位是最危险的区段,应重点防范。