铁锰胶体对地下水中无机磷的吸附-脱附特性

地下水中磷富集已成为水体富营养化的重要污染来源之一,但对于地下水中磷的污染过程认识不清。本研究对比了地下水中常见4种铁锰胶体(水铁矿胶体、针铁矿胶体、二氧化锰胶体和水钠锰矿胶体)对无机磷的吸附和脱附性能的差异。结果表明：铁锰胶体对磷的吸附主要是单分子层的化学吸附,锰胶体吸附量与吸附速率均大于铁胶体,中性pH和较高离子强度有利于铁锰胶体对磷的吸附,但有机质的存在会大大降低对磷的吸附量,尤其是针铁矿胶体受有机质的影响程度最大,其中腐殖酸影响比富里酸更大。同时,钙离子对磷从铁锰胶体上的脱附影响高于钠离子,且铁胶体的脱附效率高于锰胶体。以上研究结果为理解地下水中磷污染过程提供数据支撑。     

建筑垃圾转化砷吸附材料的方法及其吸附性能

水环境中的砷污染问题近年来越来越突出,吸附是主要的净化途径之一。以建筑垃圾为主要原材料,合成了一种新型的廉价除砷颗粒吸附剂。首先通过烧结制备多孔陶粒,再利用水热过程将陶粒基体转变为沸石基体,最后利用铁离子对沸石基体进行表面改性,制备出具有复合多级孔结构的铁负载沸石陶粒（简称IMZC）产品。XRD图谱显示负载的铁主要以无定形体存在,显著增加了沸石基体的比表面积。吸附实验表明,老化时间和pH值对铁改性沸石颗粒的吸附能力有显著影响,该吸附过程可以用Langmuir模型表征,最大吸附量达到18.727 mg·g-1。该吸附材料在面源污染和突发事件中砷的净化去除方面具有良好的应用前景     

盐酸浸出提取赤泥中铝和铁的工艺条件优化

系统研究盐酸浸出赤泥中铝和铁的过程,考察酸浸温度、盐酸浓度、酸浸时间、液固比以及赤泥粒度对铝、铁浸出率的影响。单因素实验和正交实验结果得出,在影响浸出率的酸浸温度、盐酸浓度、酸浸时间和液固比对铁、铝的浸出率的影响几个因素中,酸浸温度和盐酸浓度的影响最大,液固比和浸出时间其次。盐酸酸浸的最佳工艺条件为：赤泥粒度150 μm、酸浸温度80 ℃、盐酸浓度10 mol·L-1、液固比8∶1（V/m）、浸出时间150 min,此时铝的浸出率为96.7%,铁的浸出率为95.1%,铁铝总浸出率96.0%。     

结晶造粒流化床同步去除水中铁、锰及硬度的中试实验

为了实现水中的铁、锰及硬度的同步去除,利用结晶造粒流化床,在中试规模条件下,考察了药剂投加量、晶种填充高度、水力负荷、连续运行时间等因素对出水效果的影响。结果表明,在进水硬度、铁和锰平均浓度分别为300、0.90和1.90 mg·L?1条件下,当水力负荷为13 m·h?1,晶种填充高度为50 cm,NaOH投加量为100 mg·L?1时,出水水质达标,大部分污染物在流化床底部被去除,出水效果随着运行时间的推移有所增强,硬度、铁及锰的去除率分别为59%、70.6%和96.7%,出水pH为9.6;此外,水中硬度的含量较高时,流化床对锰的去除难度加大。通过对长期运行后晶种的结构变化进行SEM﹑EDS和XPS表征,发现流化床运行过程中,结晶颗粒逐渐长大,表面形成致密的结晶产物,其主要成分为CaCO3、FeOOH、Fe3O4、Mn3O4和MnO2等构成的复合物。研究结果为水中铁﹑锰及硬度的同步去除提供可借鉴的理论参考,具有一定的实践指导意义。     

铁基催化剂催化臭氧深度处理煤化工废水

使用新型铁基催化剂催化臭氧氧化,深度处理煤化工废水的生化出水。通过XRD、FTIR技术分析,确定了催化剂主要成分为FeOOH。考察了pH值、催化剂投加量、臭氧投加量对催化效果的影响,结果表明:当pH为7.0、催化剂量为200 g·L-1、臭氧投加量为10.7 mg·min-1时,催化效果显著,COD去除率可达(66.2±1.7)%,而单独臭氧氧化为(47.6±2.6)%;TOC去除率可达(58.4±2.1)%,比单独臭氧氧化的(28.8±1.9)%,提高了近1倍。使用EPR技术直接验证、HCO-3为自由基淬灭剂间接验证,均证明羟基自由基是催化效果的主要原因。     

Novel synthesis of aluminum hydroxide gel-coated nano zero-valent iron and studies of its activity in flocculation-enhanced removal of tetracycline

A newly designed aluminum hydroxide gel-coated nanoscale zero-valent iron(AHG@NZVI)with enhanced activity and dispersibility of NZVI was successfully synthesized.The AHG@NZVI composite was synthesized via control of the surface AHG content.AHG@NZVI-1,AHG@NZVI-2 and AHG@NZVI-3 were prepared under centrifugal mixing speeds of 1000,2000 and 4000 r/min,respectively.The activity of AHG@NZVI was evaluated by its tetracycline(TC) removal efficiency.The effects of AHG content,pH value,reaction temperatu...     

聚铁硅盐掺杂羟基氧化铁类芬顿催化氧化苯酚

为解决非均相类芬顿法催化剂分离回收困难的问题,采用共沉淀法制备了催化剂聚铁硅盐掺杂羟基氧化铁(PFSC-FeOOH)。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术手段对催化剂进行了表征。以苯酚为目标污染物,分别考察了催化剂用量、H₂O₂用量、反应温度、苯酚初始浓度和pH对PFSC-FeOOH催化H₂O₂去除苯酚效果的影响,探究了可能的反应机理。结果表明：在反应时间为40 min、pH=4、H₂O₂投加量为297 mmol·L⁻¹、催化剂PFSC-FeOOH投加量为3 g·L⁻¹、反应温度为室温((25±1) ℃)的条件下,苯酚降解率为90.48%;反应符合准一级反应动力学,速率常数为 0.0415 min⁻¹;反应过程中羟基自由基(·OH)起主要作用,苯酚的分子结构被氧化破坏;反应后,催化剂易于沉降分离,沉降速度为0.1 m·min⁻¹。以上研究结果可为实际有机废水的处理提供参考。     

铁盐在城市排水系统中的综合使用研究进展

对排水管网和污水处理厂的一体化管理,可极大提升城市排水系统运行的高效性和安全性。作为厂网一体化运营理念的一部分,铁盐的综合使用愈发受到关注。在城市排水系统中,铁盐可在污水输送、污水处理及污泥处理过程中发挥作用。围绕铁盐的迁移转化路径、铁盐在污水输送和污水处理厂中的作用机制,以及系统末端铁盐的回收这4个方面,综述了城市排水系统中铁盐综合使用的研究进展。最后根据当前的研究现状,总结了铁盐综合使用中面临的挑战并给出了相关建议,并从厂网一体化铁盐自动加药控制和末端铁盐的进一步回收两方面进行了展望。     

杭锦土负载硫化零价铁的研制及除磷性能

以具有较大比表面积和良好吸附性能的天然杭锦土为载体制备杭锦土负载硫化零价铁（HJ@S-nZVI）。优化铁负载比、硫铁摩尔比（S/Fe）以及陈化时间等制备条件,利用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散光谱(energy dispersive spectroscopy,EDS)、X射线光电子能谱（XPS）及比表面积（specific surface area,SSA）等手段对HJ@S-nZVI进行综合表征分析。考察投加量、初始pH以及共存离子等因素对HJ@S-nZVI去除磷酸盐效果的影响,并结合吸附等温线和吸附动力学研究其吸附性能和吸附机理。结果表明：HJ@S-nZVI的优化制备条件为铁负载比为0.25,S/Fe为0.01,陈化时间为10 d;SEM、EDS和元素分布图分析表明,硫化零价铁以球状颗粒形式成功负载于杭锦土表面,XPS表明HJ@S-nZVI表面铁的主要存在形态为FeS和FeOOH等;投加量、初始pH和SiO₃ ²⁻共存对HJ@S-nZVI去除磷酸盐的效果影响较大,而SO₄ ²⁻、CO₃ ²⁻和Cl⁻共存对磷酸盐的去除效果无明显竞争影响;HJ@S-nZVI对磷酸盐的吸附过程符合Freundlich等温模型（R²=0.992）,不同初始浓度下,准二级动力学模型可较好地描述磷酸盐的去除过程（R²>0.995）。     

不同生物质组分对铁碳微电解材料制备及As(Ⅲ)去除效率的影响

以湿地植物芦苇、还原铁粉和膨润土为原材料,通过“均质化—碳化—焙烧”工艺,制备用于去除水体中As(Ⅲ)的植物基铁碳微电解材料,对其采用傅里叶红外光谱(FIR)、元素分析、X射线衍射分析及热重差热综合热分析(TGA)等方法进行系统表征,结合响应面优化研究对比得到不同植物基生物质前驱体(芦苇秆和芦苇叶)的不同组分(半纤维素、纤维素和木质素)对植物基铁碳微电解材料性能的影响。通过响应面模型获得的优化制备条件为：芦苇秆植物基铁碳微电解材料为Fe/C=1.06、碳化温度507.87 ℃、焙烧温度751.92 ℃,芦苇叶植物基铁碳微电解材料为Fe/C=1.01、碳化温度498.66 ℃、焙烧温度701.09 ℃,在此条件下5 g制备得到的材料对100 mL 10 mg·L⁻¹ NaAsO₂去除率分别为98.12%和97.22%。结果表明：在植物基生物质前驱体的不同组分中,纤维素和半纤维素含量越高,较低的碳化和焙烧温度能降低材料中灰分含量,提高有效碳元素质量分数,增加微原电池数量;木质素含量越高,高焙烧温度下,氧化及电子传递能力越强,有利于As(Ⅲ)转化为As(Ⅴ),从而提高As(Ⅲ)的去除效率。