水合氧化镧吸附除磷的试验研究

以开发新型高效除磷吸附剂材料为目的,以金属水合氧化物MeH(metal hydrate)为试验对象,对所选材料进行了吸附除磷性能评价.通过对多种水合金属氧化物吸附除磷性能的比较研究,发现水合氧化镧LaH(lan-thanum hydrate)具有优异的除磷吸附容量,其吸附容量大约为参照物粉末活性氧化铝的十几倍.该吸附剂的吸附容量随pH值变化显著,在pH=3附近达最大值;吸附等温线较符合Langmuir方程;进行了抗无机阴离子干扰能力测试,给出了干扰离子的影响顺序;该吸附剂对正磷酸根的去除性能优越,但对聚磷酸根的去除效果不理想.试验结果表明,水合氧化镧在平衡吸附容量、pH适应范围等方面与参照物活性氧化铝相比较,具有优异的性能.     

载镧生物炭的优化制备及其对水体中砷的吸附

以玉米秸秆为原材料优化制备用于吸附水体中五价砷的载镧生物炭(La-biochar),对其表面进行了系统表征,同时考察了环境条件对载镧生物炭吸附性能的影响.结果表明:相比负载前生物炭,负载后生物炭表面更粗糙,比表面积增大4.6倍,同时表面成功负载有大量镧元素.以获取对五价砷的最大吸附能力为目的,通过响应面模型获得La-biochar的优化制备条件为:物料比w(La)/w(秸秆)=9.47%,停留时间=20min,热解温度=300oC.中性和酸性环境条件有利于La-biochar对砷酸根的吸附,而碱性条件则有不利影响;较高浓度的CO32-显著降低其对砷酸根吸附,而同样浓度的Cl-和F-不会造成明显影响.     

二氧化氯泡沫分离法处理水合肼类废液

采用二氧化氯泡沫分离装置,研究了二氧化氯泡沫分离法对水合肼类废液的处理效果.通过实验重点考察了废水pH值、二氧化氯投加量和反应时间等参数对废水处理效果的影响.在最佳反应条件(即pH值为10,每升废水中二氧化氯的投加量为5 mg/1 000 COD、反应时间为3 h)下进行反应,原废液(COD值为30 000～35 000 mg/L,氨氮总量为2 500～2 700 mg/L)经处理后COD去除率达到99%,氨氮去除率达到96%以上.     

低浓度瓦斯安全输送新技术

阐述了瓦斯水合物合成的可行性,分析了水合物储存的稳定性,讨论了水合物固化储运的经济性.结果表明,应用固态水合物方式储运瓦斯具有安全、经济的特点.     

南方某市饮用水源三氯乙醛生成特性

以我国南方某市饮用水源为研究对象,分析了不同反应条件下的三氯乙醛 (CH) 生成情况、CH与常规消毒副产物 (DBPs) 的相关关系及水质指标与CH生成势(CHFP)的相关关系.结果表明,5~35℃温度范围内,CH生成量随着温度的升高而逐渐升高,45℃时,反应约30 h后CH降解速率大于生成速率,生成量逐渐减少;CH生成量随着pH的升高而逐渐降低,当pH = 11时,CH已经完全降解;Cl2:TOC=1:1~4:1(质量比)时,CH的生成量随着加氯量的增加而增加,但是当Cl2:TOC>4:1时,CH的生成量基本保持不变.CH与两类常规DBPs(三卤甲烷 (THMs) 和卤乙酸 (HAAs))之间均为正相关关系,且CH与卤乙酸(HAAs)的相关关系更为显著.与UV254和SUVA254相比,CHFP与TOC线性关系更为显著,可以根据原水的TOC来简单预测水体中的CHFP.     

镧改性活性炭纤维高效吸附去除对苯醌

水处理中稀土元素一般用于砷、磷等无机污染物的吸附去除,将稀土元素镧负载在活性炭纤维上,首次用于吸附去除水中的有机污染物对苯醌。研究发现,经0.01 mol/L的La(OH)3和超声处理的活性炭纤维吸附去除对苯醌的效率最高。改性活性炭纤维对对苯醌的吸附去除受pH的影响较大,在酸性和中性条件下的吸附效果较好。对吸附动力学数据进行线性和非线性模拟,结果表明,准二级动力学模型更适合描述吸附动力学过程。热力学研究表明,对苯醌在改性活性炭纤维(ACF-2)表面以单分子层吸附为主,经Langmuir吸附等温方程模拟,298 K时对苯醌在ACF-2上的最大吸附量为149.4 mg/g。同时,降低反应温度利于吸附去除对苯醌,表明该吸附过程为自发放热的反应过程。     

镧铝/壳聚糖复合小球对水中磷的吸附及机理

镧铝复合材料对水体中磷有着优良的吸附性能,但其粉末状特性大大限制了其应用前景。利用壳聚糖的可塑性,制备出镧铝/壳聚糖复合小球,并利用环氧氯丙烷和聚乙烯醇提高复合材料的耐酸性,同时研究其对水体中磷的静态批吸附及动态柱吸附行为,最后采用SEM、EDS、XRD和FTIR表征方法观察吸附磷前后的微观结构,阐述吸附机理。结果表明：镧铝/壳聚糖复合小球对磷的最大吸附量达到39.84 mg·g-1;壳聚糖/镧铝质量比为1/10时,复合小球穿透吸附效率随流速提高而下降,BDST模型能够有效地模拟该复合小球对磷的动态吸附过程;壳聚糖/镧铝质量比为1/4的聚乙烯醇改性复合小球较质量比为1/5的更加耐受水流冲击,吸附效果较为稳定;静电作用,离子交换作用,络合作用和La化合物产生的氧空位是镧铝/壳聚糖复合小球吸磷的主要机理。     

镧改性钢渣对水中氟离子的吸附性能

为有效去除铁路隧道开挖过程中涌出的地下水中的氟离子,避免对当地环境和居民身体健康造成危害,利用镧改性钢渣得到一种除氟材料,通过扫描电镜、比表面积测定、能量散射光谱、X射线衍射及傅里叶红外光谱等方法对材料进行表征。此外,结合吸附热力学和吸附动力学模型拟合,探究了改性钢渣对水中氟离子的吸附机理。结果表明：改性钢渣的比表面积由未改性的0.549 9 m²·g⁻¹增大到23.367 5 m²·g⁻¹,小粒径的钢渣比例增大且表面粗糙程度增强。能谱分析表明通过改性,可成功的将镧负载于钢渣表面。吸附拟合模型表明,钢渣对氟离子的吸附遵循Langmuir模型,说明钢渣对氟离子的吸附更接近于单层吸附,且主要为化学吸附。热力学参数表明,吸附吉布斯自由能(∆G⁰)>0,焓变(∆H⁰)和熵变(∆S⁰)<0,表明该反应是放热过程,改性钢渣的除氟过程符合伪二级动力学过程。改性钢渣有望成为一种具有应用前景的除氟材料。     

New tools predict monoethylene glycol injection rate for natural gas hydrate inhibition

In the oil and gas production operations, hydrates deposition leads to serious problems including over pressuring, irreparable damages to production equipment, pipeline blockage, and finally resulting in production facilities shut down and even human life and the environment dangers. Hence, it is of great importance to forecast the hydrate formation conditions in order to overcome problems associated with deposition of hydrate. In this article, an effective, mathematical and predictive strategy, known as the least squares support vector machine, is employed to determine the hydrate forming conditions of sweet natural gases as well as the monoethylene glycol (MEG) flow-rate and desired depression of the gas hydrate formation temperature (DHFT). The outcome of this study reveals that the developed technique offers high predictive potential in precise estimation of this important characteristic in the gas industry. Beside the accuracy and reliability, the proposed model includes lower number of coefficients in contrast with conventional correlations/methods, implying an interesting feature to be added to the modeling simulation software packages in gas engineering.     

水合物分解对桩基础应力和变形影响的研究

赋存于海底沉积物中的天然气水合物与固体颗粒相互胶结,增加了沉积物的强度,一旦水合物分解,会引起沉积物剪切强度降低,如果在含有水合物层上面或附近存在桩基础,必然影响其稳定性.本文采用应力释放法,通过数值计算,分别讨论了桩基础底部位于含水合物地层不同深度时,水合物分解对桩基础应力和变形的影响规律.计算结果表明,随着水合物分...