催化臭氧氧化降解PCB有机废液及其机理

为了高效、快速治理高浓度难降解PCB(printed circuit board)有机废液,研究了氧化钙非均相催化臭氧氧化降解PCB废液的催化机理和催化性能。采用叔丁醇淬灭自由基实验和水杨酸羟基化实验探究催化机理;通过GC/MS研究了PCB废液中有机物可能降解途径;通过单纯形优化法对实验因素进行优化,并通过XRD和BET探究催化剂的循环稳定性。结果表明：氧化钙非均相催化臭氧氧化过程遵循羟基自由基机理;在pH为12.97、CaO质量为1.0 g、废液深度为11 cm、降解时间为150 min、臭氧用量为120 mg·min⁻¹时,COD去除率可达到90.045%;氧化钙经过5次循环后,废液的COD去除率没有显著降低,从92.78%降低至84.04%。CaO应用于催化臭氧氧化过程处理高浓度且难降解的PCB废液,能维持良好的催化性能和循环稳定性,具有良好的应用前景。     

聚乙烯醇包埋水化硅酸钙粉末制备薄片状材料用于处理含磷废水

采用聚乙烯醇（PVA）包埋固定水化硅酸钙（CSH）粉末,硝酸钠作为交联剂,制备片状除磷材料（PVA-CSH）,解决粉状CSH易流失、易堵塞等实用性问题,同时尽量避免对CSH粉末吸附性能的影响。通过SEM和FTIR对材料进行表征,通过批量的静态实验研究材料对含磷废水的吸附行为,通过连续运行实验考察材料的实际应用性能。结果表明,PVA-CSH材料成多孔网状结构,包埋前后CSH基团种类不变;PVA的加入对CSH除磷的吸附速率会有一定的影响,但平衡吸附量基本不受影响,准二级动力学方程可用于描述吸附过程,吸附等温曲线符合Langmuir等温方程;连续柱实验中,同等条件下,CSH及PVA-CSH柱出水磷浓度超出0.5 mg· L-1时,运行时长均为7 d左右,PVA-CSH柱出水COD浓度始终小于10 mg· L-1,NO3--N浓度始终小于2 mg·L-1,PVA-CSH柱出水浊度接近0 NTU显著优于CSH粉末。     

诱导结晶法去除地下水中氟离子

针对现行高氟地下水处理工艺中存在的工艺复杂、运行管理困难等问题,提出采用诱导结晶法除氟。其技术核心是在高氟水中投加氟磷灰石作为晶种,并投加磷酸盐和钙盐使水中氟离子在晶种表面生成氟磷酸钙（Ca10（PO4） 6F2）结晶。通过单因素实验得出最佳工艺条件：投加8g/L氟磷灰石,并投加NaH2PO4和CaCl2,使钙离子、磷酸根离子和氟离子的摩尔比为10：5：1,搅拌速度为100 r/min,反应时间1 h。反应中磷酸根离子和钙离子的利用率分别达到98%和25%以上。电子扫描显微镜（SEM）表征晶种在参与反应后,表面有结晶生成。研究表明,采用诱导结晶法可将水中氟离子浓度从5~10 mg/L降至1 mg/L以下,达到饮用水水质标准。     

膨润土的2种不同柱撑改性方式及其吸附重金属锌离子的比较

考察了钙基膨润土钠化过程中改性剂的用量,矿浆浓度,改性时间等对改性效果的影响,并测试了不同超声反应时间、陈化时间等条件下制备的钠化膨润土的性能,如:膨胀容,膨润值和阳离子交换容量CEC,然后分别以Al13-Cl和Al13-SO4方式嵌入矿物层间域中制备柱撑膨润土,考察和比较了不同陈化时间下2种柱撑膨润土煅烧前后的微观结构,及其对污水中锌离子的吸附去除效果,结果表明,Al13-Cl改性方法制备的柱撑膨润土对锌离子的吸附性能明显优于Al13-SO4柱撑效果。     

脱硫石膏与碳酸铵反应过程及反应机理

以烧结烟气脱硫石膏资源化循环利用为目的,碳酸铵为原料制备碳酸钙和硫酸铵,对该反应过程进行研究,探索其反应机理及反应的动力学方程。通过热力学计算可知本反应是常温下即可发生的放热反应,该反应符合缩芯模型。由实验得知,当反应时间是2 h,脱硫石膏粒度不大于0.125 mm,搅拌速率不小于250 r/min时,该反应为固相产物层扩散控制;在此条件下,求取反应动力学方程,确定反应速率常数与温度的关系。     

响应曲面法优化工业高钙废水制硫酸钙晶须的工艺

以某厂毒重石制备氯化钡过程中副产的高钙废水为原料,在常压条件下制备硫酸钙晶须。首先,用少量稀硫酸对钙水进行除杂处理,然后通过正交实验对实验过程进行优化,得出较优反应条件为:高钙废水20 mL、1 mol/L硫酸用量72 mL、氯化镁用量0.75 g、反应温度108℃、反应时间3 h,搅拌强度300 r/min。经图像颗粒分析系统、数显白度仪和XRD表征,该产品为半水硫酸钙晶须,长径比55,白度为91.2%,纯度为98.7%,产率41%。用响应曲面法对工艺条件进行优化,得到的最优工艺条件和实验得到的较优条件是相近的。     

基于碳酸钙条件溶度积理论的造纸废水好氧曝气除钙

造纸废水中较高的钙离子浓度会对废水处理带来很大挑战,为实现造纸废水中钙的有效快速去除,首先用条件溶度积理论分析了造纸废水钙离子浓度过高但不能及时有效沉淀的原因,然后结合模拟溶液和好氧原水曝气实验,探讨了造纸废水好氧段曝气除钙的pH变化机理,最后根据曝气过程中条件溶度积的变化情况探索了钙离子沉淀的有利条件。结果表明,好氧原水的碳酸钙条件浓度积P_s最大,最接近理论计算曲线,好氧原水的钙沉淀趋势最明显且最容易沉淀。对好氧原水直接曝气可以促进碳酸钙沉淀,pH呈现出先上升后下降再上升的趋势,这是脱除CO₂气体提高溶液碱性与溶液中生成碳酸钙沉淀增加酸性互相竞争的结果。条件溶度积计算表明,pH为7.5~8.5时碳酸钙条件溶度积处于较低值,溶解度最小,该条件有利于钙的沉淀去除。     

外源钙离子对好氧活性污泥反应器溶解性有机氮特征的影响

为探明外源钙离子对好氧活性污泥系统溶解性有机氮 (DON) 的影响,考察了不同钙离子浓度下 (0~1 mmol·L⁻¹) 出水DON浓度和生物有效性的变化,并结合傅里叶变换离子回旋共振质谱 (FTICR-MS) 及微生物代谢活性和群落结构分析探究钙离子影响的分子层面原因和微生物内在机理。结果表明,出水DON的浓度和生物有效性随着外源钙离子浓度的增加均呈现阈值现象,在最佳钙离子投加阈值浓度 (0.1 mmol·L⁻¹ Ca²⁺) 下,出水DON浓度和生物有效性为1.46±0.12 mg·L⁻¹和17.97%±0.05%,比空白组 (0 mmol·L⁻¹ Ca²⁺) 分别增加了35.2%和降低了47.6%。FTICR-MS分析DON的分子特征显示,钙离子是通过影响好氧活性污泥反应器中氧化程度较低分的组分 (NOSC<0) 影响了最终出水DON的生物有效性。微生物学分析表明,三磷酸腺苷、琥珀酸脱氢酶、脱氢酶、饱和脂肪酸和Luteolibacter菌是推动出水DON去除率提升和生物有效性降低的重要因素。     

固定化外源降解菌强化生物降解作用研究

用一株外源降解菌进行固定化降解蒽的研究。结果表明其降解蒽的最适温度和pH值为30℃和7。经海藻酸钙固定化包埋后,其降解蒽的能力明显提高,在100mg/L的初始浓度下其降解率在12d达到86%。在固定化颗粒中加入少量硅藻土细粉可以提高菌株对蒽的降解能力。     

K-Ca-Mg-Cl-H_2O体系中硫酸钙结晶介稳区的研究

对K-Ca-Mg-Cl-H2O体系中硫酸钙结晶介稳区进行了研究。以一定浓度氯化钙溶液与硫酸镁溶液反应结晶的方式,采用激光散射法测定了不同浓度复合盐溶液和温度下硫酸钙过饱和度与结晶之间的关系,并测定了与之平衡的溶解度,从而确定该体系中硫酸钙结晶介稳区宽度,探讨了影响结晶介稳区的因素,以及硫酸钙结晶和结晶相与复合盐溶液浓度、温度、结晶介稳区之间的关系。