纳米零价铁和零价铁对餐厨垃圾暗发酵制氢过程铁离子和酶活性的影响

通过投加不同浓度的纳米零价铁(NZVI)和零价铁(ZVI),考察了暗发酵制氢过程中铁离子组成和浓度变化、氢化酶和脱氢酶活性,研究了2种添加剂强化餐厨垃圾高温((55±1) ℃)暗发酵制氢的作用机制。结果表明：投加NZVI和ZVI均可提高餐厨垃圾暗发酵制氢性能;当投加100 mg·L⁻¹ ZVI时,产氢效果最佳,最大产氢潜力和最大产氢速率分别为425.72 mL和66.32 mL·h⁻¹,是投加NZVI实验组的1.64倍和1.34倍,代谢途径是以乙醇型发酵为主的混合型发酵;在投加NZVI和ZVI后,暗发酵制氢末端产物的Fe²⁺和Fe³⁺浓度升高,投加300 mg·L⁻¹ NZVI和100 mg·L⁻¹ ZVI实验组Fe²⁺浓度最大,是未投加实验组的2倍和1.87倍;与反应前相比,Fe²⁺显著升高,Fe³⁺由于微生物利用与转化浓度降低,同时可有效提高氢化酶活性。投加100 mg·L⁻¹ ZVI不仅可提高氢化酶活性,还可提高脱氢酶活性。以上结果可为提高餐厨垃圾等复杂有机废物的高效能源化提供参考。     

木屑对铁尾矿磁化焙烧磁选工艺的影响

由于我国铁尾矿堆存量大、铁品位低,导致其资源化利用率低,因此,以木屑生物质作还原剂回收铁尾矿中的铁元素,考察不同焙烧温度、焙烧时间、木屑添加量等对铁尾矿磁化焙烧的影响。结果表明：木屑磁化焙烧提高铁尾矿磁性性能的最佳焙烧条件为焙烧温度750 ℃、木屑添加量15%及焙烧时间40 min;在该条件下,铁精矿品位为62.84%,且铁回收率为94.58%。经物相分析发现,原铁尾矿中,含铁矿物主要为赤铁矿,而焙烧后主要以磁铁矿为主。振动样品磁强计分析表明,铁矿石的饱和磁化强度从0.04 emu·g⁻¹提高到了46.01 emu·g⁻¹。以木屑生物质作为还原剂进行铁尾矿磁化焙烧,可较好地提高其中铁的品位和磁化强度,从而实现铁矿石的低强度磁选分离。     

三氯化磷生产废水总磷处理实验研究

文章针对某生产三氯化磷厂区产生的含磷废水总磷(TP)排放超标的问题,采用工艺简单,效果显著的化学法、化学沉淀法,并选取Fenton试剂、氧化钙(CaO)、聚铁3种典型药剂分别作为化学氧化剂、无机化学沉析剂和有机化学沉析剂的代表,探究在这3种药剂单独作用以及3种药剂不同组合的作用下,对该厂废水TP的处理效果。实验数据表明:在CaO、聚铁、Fenton 3种试剂单独作用下,TP去除率依次为53.5%、51.11%、63.59%,Fenton试剂处理效果明显高于CaO与聚铁;在不同的组合试剂对废水的作用下,CaO+Fenton+聚铁、聚铁+Fenton+聚铁、Fenton+CaO+聚铁3种组合实验方案的处理效果明显高于组内其他方案,对应去除率依次为92.44%、93.08%、99.54%,Fenton+CaO+聚铁组合方案效果最佳,且在此工艺下,TP=0.9 mg/L<3 mg/L,可实现废水达标排放。     

超声强化Fe0去除阳离子红GTL的研究

采用US/Fe0系统去除阳离子红GTL,考察了pH值、Fe0用量、超声功率及活性炭、H2O2、盐分添加对阳离子红GTL去除率的影响,利用紫外-可见吸收光谱变化查明阳离子红GTL在不同条件下的去除差异性,利用SEM解析铁的形态与染料去除的相关性。结果表明： pH≥5.0时超声和Fe0具有协同效应,Fe0用量2 g/L,pH=7.0,超声功率135 W,阳离子红GTL去除率达到96.07%;一定量的活性炭、H2O2、盐分添加会加速染料去除,US加速Fe0反应速度,但不改变染料降解机理,添加活性炭能够彻底降解阳离子红GTL,添加H2O2提供的氧化环境抑制苯胺类化合物生成;铁的形态及与染料的接触是影响染料去除效果的重要原因。     

混气悬浮磁化焙烧铁尾矿及其磁分选效果

为实现铁尾矿资源化回收利用,以H₂、CO、CO₂和N₂模拟还原混气对铁尾矿进行悬浮磁化焙烧,通过磁选获得铁精矿。探究温度、时间、H₂和CO占比对铁精矿铁品位和回收率的影响,采用X射线衍射、振动样品强磁计、X射线光电子能谱、BET表面分析和扫描电子显微镜X光微区分析方法,探究悬浮磁化焙烧磁选过程中晶相结构变化和反应机理。结果表明,铁尾矿在温度、时间和H₂∶CO∶CO₂∶N₂（体积比）分别为600 ℃、10 min和20∶15∶15∶50时,铁精矿铁品位和回收率最优分别为62.06%和98.03%。铁精矿饱和磁化强度由0.77 Am²·kg⁻¹提升到59.43 Am²·kg^-1。悬浮磁化焙烧能有效将赤铁矿针铁矿还原为磁铁矿,且BET表面积提升了13.1676 m²·g⁻¹,并能通过磁选有效分离Fe₃O₄和SiO₂等脉石。本研究可为从铁尾矿中回收铁资源提供参考。     

铁氧化物促进微生物直接种间电子传递的机理及其研究现状

厌氧消化常作为高负荷污水和固体废物处理的手段,经济高效,有良好的应用前景.该过程由不同的微生物群体介导,微生物之间形成共生关系,从而克服代谢过程的热力学障碍.在共生关系中,微生物种间电子传递过程极其重要,有机物氧化菌与产甲烷菌一般通过种间氢或甲酸传递进行种间间接电子传递.随着研究进行,人们发现了电子传递效率更高的直接种间电子传递,可实现微生物之间直接电子交换,而不需要如氢气、甲酸等作为电子传递载体.目前研究已表明具有导电性质的材料如某些碳材料以及铁氧化物能够促进直接种间电子传递.为加深对种间电子传递的理解以期提高厌氧消化效率,本文陈述了厌氧消化种间氢传递和直接种间电子传递的机理以及非铁氧化物促进直接种间电子传递的研究现状,着重介绍了铁氧化物促进直接种间电子传递的研究进展,并分别从热力学、动力学、理化性质三个方面进行了分析,最后对铁氧化物促进直接种间电子传递的研究进行了展望.     

絮凝-电解氧化联合处理氰化提金废水

采用絮凝-电解氧化联合技术处理氰化废水,主要研究了聚硅酸铝铁 (PSAF) 添加量、絮凝时间、pH、电压、电解时间、极板间距对总氰(CN_T)、游离氰(CN⁻)、Cu、Zn离子去除率的影响,并对其反应机制做了分析。研究表明,当PSAF添加量为2 g·L⁻¹,絮凝时间为30 min,pH为9条件下,CN_T、CN⁻、Zn、Cu离子的去除率分别可达42.97%、100%、84.40%、34.88%。Zn(CN)₄²⁻、Cu(CN)₃²⁻、CN⁻的吸附量分别为567.88、89.76、439.74 mg·L⁻¹。以钛板为阴极,石墨板为阳极,采用一阴两阳体系对絮凝后液进行电解氧化实验,在电压为3 V、电解时间为2 h、极板间距为10 mm条件下,CN_T、CN⁻、Zn、Cu离子的去除率可达91.70%、100%、99.15%、94.49%。絮凝过程中Zn(CN)₄²⁻、Cu(CN)₃²⁻、CN⁻的去除是由电荷中和和化学吸附共同作用的,其中电荷中和起主要作用。Zn(CN)₄²⁻、Cu(CN)₃²⁻、CN^-的化学吸附主要归因于其与PSAF水解产生的羟基阳离子发生交换反应。XRD分析表明,加入酸性絮凝剂PSAF的瞬间,部分Zn(CN)₄^2-反应为Zn(CN)₂沉淀。电解氧化过程中Zn(CN)₄²⁻、Cu(CN)₃²⁻破络释放的氰根会被阳极表面产生的O₂、·OH完全氧化为N₂和CO₂,Zn、Cu离子在阴极板电沉积而被去除。     

印染污泥与铁尾矿磁化焙烧回收铁资源

我国铁尾矿累计堆存量超1×10¹⁰ t,主要为难选的赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等,由于脉石矿物组成复杂,重金属等有害杂质含量高,难以直接资源化利用。利用铁尾矿与印染污泥共同磁化焙烧,回收铁尾矿和印染污泥中铁资源,研究了焙烧温度、焙烧时间和印染污泥掺烧量对铁品位和铁回收率的影响及作用机制。最佳焙烧条件为,800 °C、30 min、印染污泥掺烧量15%,对焙烧产物进行120 mT的湿法磁选,得到铁品位63.78%,回收率92.58%的铁精矿。铁尾矿中的针铁矿失水留下孔隙转化为赤铁矿,进而被还原为磁铁矿,其还原路径为FeO(OH)→Fe₂O₃→Fe₃O₄。SEM+MAPPING分析结果表明,磁化焙烧后赤铁矿和铝化合物的连生体被破坏,通过磁选可提升铁精矿品位及回收率。本研究可为印染污泥和铁尾矿的协同处理及资源化利用提供参考。     

上流式Fe0-沸石固定床去除水中的硝酸盐氮

针对目前废水经生化处理后,残余NO-3浓度较高导致总氮不达标的问题,采用上流式Fe0-沸石固定床对其进行处理,探究了纯铁粉+沸石、铁粉/石英砂+沸石和铁粉/活性炭+沸石3种填料对硝酸盐氮废水的处理效果。实验结果表明,当进水NO-3浓度为50 mg·L-1,pH=6,V(Fe0)/V(活性炭)=0.5时,NO-3去除率可达75.99%,反应符合准一级反应动力学模型,反应速率常数可达0.084 min-1,且反应产物中氨氮的比例较低。活性炭或石英砂的加入可以减缓反应柱内铁粉的板结。反应柱内的沸石对氨氮具有良好的吸附效果,且对出水的pH具有一定的调节作用。     

零价铁耦合芬顿氧化法处理TNT红水

采用零价铁耦合芬顿氧化法处理TNT红水,研究了初始pH、零价铁投加量、过氧化氢（H2O2）投加量及温度对红水中总有机碳（TOC）去除效果的影响,同时进行了TOC去除过程中反应动力学的探讨。结果表明,零价铁耦合芬顿氧化体系可有效降解TNT红水中的2,4-二硝基甲苯-3-磺酸钠和2,4-二硝基甲苯-5-磺酸钠。在初始pH为2,温度为20 ℃的条件下,加入1.5 g·L-1零价铁反应1 h后,再加入100 mL·L-1H2O2反应4 h,红水中二硝基甲苯磺酸盐浓度从500 mg·L-1降至0 mg·L-1,去除率为100%,TOC浓度从150 mg·L-1降至30 mg·L-1,去除率达到80%。反应中TOC的降解过程遵循拟二级反应动力学方程。零价铁耦合芬顿氧化法可以作为TNT红水的有效处理途径。