磷酸铵镁结晶法去除和回收养猪废水中营养元素的实验研究

以模拟养猪废水为处理对象,进行了磷酸铵镁结晶小试实验,考察了pH值、NH4 、Mg2 、Ca2 和CO23-浓度对磷酸铵镁结晶反应的影响;利用扫描电镜-能谱分析仪(SEM-EDX)和X射线衍射仪(XRD)对结晶产物进行了表征.结果表明,磷酸铵镁结晶反应的最佳pH值范围为9.5～10.5;随着NH4 与磷摩尔比的增加,磷的去除率增大;最佳的镁与磷的摩尔比为1.4:1,过高的镁盐投加量对提高反应效率作用不明显;Ca2 的存在对磷酸铵镁结晶产物的晶形、纯度均产生干扰,当Ca2 增至一定浓度时,反应将生成无定形的磷酸钙沉淀;CO2-3的存在会降低磷的去除率,但不影响磷酸铵镁的晶形与纯度.     

Ca2+在饮用水铜绿微囊藻控制中的应用

为改善饮用水藻类的混凝去除效果,以铜绿微囊藻为研究对象,考察了单独投加Ca²⁺、Ca²⁺与PAC联用、Ca²⁺与CO₃^2-原位结晶三种方法的除藻效果,并对Ca²⁺和结晶产物CaCO₃的除藻机制进行探讨.结果表明,单独采用Ca²⁺时,Ca²⁺在低浓度下对藻细胞具有吸附电中和作用,高浓度时同时还有架桥作用,但两者均无法实现对铜绿微囊藻的去除.Ca²⁺与PAC联用,Ca²⁺可以通过吸附电中和显著提高PAC的除藻效果,最大去除率可达98.0%,同时Ca²⁺与溶解性藻源有机物（dAOM）的络合可将残余铝降低50%以上.含藻水中原位CaCO₃结晶对铜绿微囊藻的去除率最高可达83.5%,其产物为带正电荷、粒径2~4 μm左右的球型球霰石.球霰石对藻细胞的去除机制包括球霰石与藻细胞的互絮凝,以及球霰石团聚物对藻细胞的卷扫絮凝,同时球霰石还可以作为加重剂促进藻晶产物沉降分离.自来水厂采用CaCO₃原位结晶与PAC联用除藻,可望降低PAC投加量和残余铝风险,并解决CaCO₃原位结晶导致的浊度和pH偏高问题.研究成果为饮用水除藻提供了新思路.     

不锈钢电极对重金属污染土壤的强化电动修复及电极腐蚀结晶现象与机制

电极腐蚀和盐分结晶是制约土壤电动修复技术工程化应用的重要难题.本研究选择不锈钢作为电极,采用去离子水(DW)、柠檬酸(CA)和聚天冬氨酸(PASP)作为电解液,对Pb、Cu污染土壤进行强化电动修复,考察了重金属去除作用及影响因素,探讨了电极腐蚀和盐分结晶现象与机制.结果表明,在电场作用下,土壤中的Ca会迁向阴极在碱性条件下形成CaCO_3和Ca(OH)_2晶体,降低了电极的导电性;PASP对不锈钢电极有明显的缓蚀作用,CA和PASP都能明显地破坏CaCO_3晶体的形成,但无法对Ca(OH)_2晶体形成有效的破坏;CA和PASP都能促进土壤中Pb的去除,但PASP对Cu去除强化作用不明显,而CA对Cu的去除强化作用非常显著;不锈钢配合不同的缓蚀剂、增强剂联合使用,可以作为电动修复技术工程化应用的电极选择.     

晶化条件对SAPO分子筛合成及性能的影响

用水热晶化法合成SAPO分子筛 ,通过XRD分析表明 ,在原料及合成物料配比不变的条件下 ,采用不同的晶化时间和晶化温度可以合成出纯的SAPO 5分子筛、纯的SAPO 34分子筛以及SAPO 5和SAPO 34的混合物。以不同的SAPO分子筛为载体的催化剂在NO选择性还原为N2 反应中的催化性能也不同 ,并且耐湿热稳定性也不同。     

Ca-Fe基磁性纳米复合材料对水体中磷的结晶回收

人类活动导致大量的不可再生的磷资源流失到水环境中造成水体富营养化,磷的结晶回收对废水治理、地表水管理和可持续发展具有重要意义。采用微波-冷却-回流和超声的方法制备Ca-Fe 基磁性纳米复合材料(CaCO₃-Fe₃O₄),通过批量吸附实验法系统探究了体系pH、接触时间、磷的初始浓度、共存离子等因素对复合材料去除水体中磷的影响规律。结果表明,CaCO₃-Fe₃O₄纳米磁性复合材料在pH=3.0~6.0内对磷表现出良好的去除效果,对磷的最大去除容量为189.21 mg·g⁻¹。复合材料对水体中的磷主要通过吸附-结晶耦合机制去除,在高浓度含磷废水中,磷以CaHPO₄·2H₂O的形式被回收。综合考虑磁分离的简易性、磷的去除容量和环境友好性,所制备的Ca-Fe基磁性复合材料在磷资源回收领域具有潜在的应用价值。     

基于氧化还原-分步沉淀法的酸性矿山废水处理效果

为降低韶关市大宝山酸性矿山废水(AMD)的处理成本,采用氧化还原-分步沉淀法对矿山废水进行处理。结果表明：将石灰石分多次投入经过还原处理的废水中,在反应时间为45 min、转速为250 r·min⁻¹、废水pH为5时,可从AMD中回收高品质石膏;继续用NaOH溶液调节废水pH至5.5,控制曝气量为4 mg·L⁻¹,曝气时间为45 min,通过氧化沉淀法和铁氧体法可分步回收废水中的Fe^2+/3+,再向废水中加入NaOH溶液,调节废水pH至9.5,可沉淀回收废水中的Zn²⁺、Cu²⁺;经过该工艺处理后,废水中各金属离子均低于国家污水综合排放标准(GB 8978-1996);该工艺处理1 t废水,可回收石膏5.4 kg(纯度85.72%),铁渣1.53 kg(w(Fe)=35.4%)、锌铜渣1.4 kg(w(Zn)=10.89%、w(Cu)=0.1%);废水中Fe^2+/3+、Zn²⁺、Cu²⁺回收率分别为84.3%、71.2%、46.2%,废水处理的药剂成本为4.1元·t⁻¹,废水产生可回收资源产品收入为3.8 元·t⁻¹。该工艺可从AMD中回收高品质石膏并分步回收废水中的金属,有效降低废水的处理成本,回收废水中的资源,实现环保与经济效益双赢的目标,并为AMD资源化处理提供理论指导。     

模拟含铀废液的除铀方法与效果

受天然铀矿物形成条件的启发,通过改变含铀废液的物理化学条件,即能在含铀废液中形成较稳定沥青铀矿或者其他沉淀物,实现除铀目的。这种除铀方法被定义为沥青铀矿结晶法。在不同的物理化学条件下采用此方法处理了含铀废液,其结果表明,升高温度、降低Eh,除铀速度加快,除铀效率提高,其中,在物理化学条件为T=85℃、pH=3、Eh=+61.1 mV时,铀元素以沥青铀矿的形式从溶液中析出,除铀率高达99.6%,效果良好。     

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。     

流化床结晶软化高硬度地下水及其晶体生长动力学

采用流化床结晶软化的方法对北京市城区某地下水进行软化处理,研究考察了软化药剂投加量、诱晶颗粒粒径、诱晶颗粒填料高度、入水流速、碳酸钙过饱和度等参数对水质硬度去除的影响。研究发现,当药剂投加量为220 mg·L-1时,出水钙硬度去除率可达90%以上,总硬度去除率达到60%,出水总硬度可达300 mg·L-1左右。使用石英砂颗粒作为诱晶材料,粒径为0.21~0.43 mm。当诱晶材料填料高度为40 cm,入水流速控制在40~70 m·h-1时,均可得到较好的出水水质。优化反应参数,可控制处理后的出水总硬度在300 mg·L-1左右,即去除235 mg·L-1的暂时硬度,煮沸的水不再浑浊,无水垢生成,并且出水pH可控制在8.5以下。此外,探究了多相流化过程中诱晶颗粒的线性增长速率以及床层增长速率与过饱和度、颗粒粒径、入水流速的关系,通过计算得到晶体线性增长速率相关表达式。     

烟塔合一项目烟气抬升影响因素分析

以德国空气清洁标准（VDI3784标准）所规定的冷却塔排烟抬升高度的计算方法（S/P模式）为基础,分别针对气象参数及源排放参数对烟塔合一项目烟气抬升高度的影响进行比较分析。气象参数中大气稳定度的变化对烟气抬升的平均影响大于环境风速的影响。随着稳定度从强不稳定（A类）到强稳定（F类）变化,烟气抬升高度呈逐渐降低趋势,平均抬升高度极差764 m。而随着环境风速从小静风(1 m/s)向大风（20 m/s）变化,烟气平均抬升高度降低509 m。不同源排放参数的变化对烟气最大抬升高度的影响很小,在特定气象条件下烟气最大抬升高度均可能达到理论最大值。但源排放参数对烟气在全部气象条件下的平均抬升高度及最小抬升高度的影响较为明显,其中影响最大的参数为烟气温度和烟气流速,平均极差为418和213 m,而烟气相对湿度和液态水含量的变化对烟气平均抬升高度影响较小。