脱盐废水中钙镁离子脱除技术的研究

以"烧碱-纯碱"的方法对脱盐废水中钙镁离子的脱除进行了研究,以原子吸收分光光度计测定脱除前后的钙镁离子含量。采用正交试验法探讨了温度、两碱用量、反应时间、陈化时间四个因素对钙镁离子脱除率的影响,综合比较找出了最优条件:25℃下,两碱用量为理论量的1.2~1.4倍,反应时间为1h,陈化时间为2h,此条件下钙镁离子脱除效果最好,钙离子脱除率达96%以上,镁离子脱除率平均可达90%。     

NaOH–烟道气法卤水净化中成垢离子的沉降行为

卤水中的成垢离子(Ca2+, Mg2+和CO32–等)在真空蒸发浓缩过程中易形成低热力学活性和强吸附性的碳酸钙和硫酸钙垢层,降低换热管传热效率。NaOH–烟道气法卤水净化可利用电厂废气–烟道气以及氯碱厂低浓度的废碱,在节能环保方面具有绝对的优势和广阔的前景。为研究NaOH–烟道气法卤水净化过程中成垢离子的沉降行为规律,采用CO2替代烟道气开展卤水净化实验研究。采用Factsage热力学软件、XRD和SEM–EDS等分析手段探究了不同CO2通入时间和pH值对Ca2+, Mg2+和CO32–沉降行为的影响及所得沉淀物的矿物学特征。结果表明,当控制pH=11.5,CO2通入时间60 min时,可将卤水中的Ca2+浓度降低至6.0~8.0 mg/L,延长沉降时间至80 min,Mg2+浓度可降低至0.65 mg/L。此外,该pH值条件下沉淀反应的平衡常数最大,钙、镁的净化效果较其他pH条件下更佳。控制过程pH=9.5时,所得沉淀物为球霰石(Vaterite)型碳酸钙晶体;当pH升至10,碳酸钙的晶型由球霰石转化为霰石型(Aragonite)晶体,其形貌由规则的球形转变为椭圆形;当pH=11和11.5时,沉淀物为钙和镁的共晶体,碳酸钙的晶型由球霰石转换为热力学更加稳定的方解石型(Calcite)晶体。     

钙垢晶体在微生物表面沉积性质的研究

微生物法处理油田污水效率高且污染少,较其他方法有优势,但是由于采油污水矿化度高,其中的钙镁离子、硫酸根及碳酸根离子含量比较高,具有较强的结垢性,水中的钙垢晶体容易在微生物表面聚集、沉积,阻碍微生物与外界物质及能量的交换过程,影响微生物的处理效率,严重的话也会影响油田的正常生产。本文主要探究了垢在微生物表面沉积的原理、特点以及结垢的机理,介绍了国内外在微生物垢以及Ba SO4垢和Ca CO3垢的研究现状。     

弱碱三元复合驱钙镁硅混合成垢的微观考察

笔者通过对大庆采油五厂返排液水质分析,配置实验模拟液,对弱碱三元复合驱钙镁硅混合垢生长的微观过程进行了研究,并总结钙镁硅混合垢微观成垢机理.实验表明,碳酸盐与硅酸自聚成垢之间是相互影响的,单独钙镁体系或者硅酸成垢率低,成垢速率缓慢;低浓度比体系中硅酸对钙离子成垢有加速作用,1h混合体系钙离子成垢率为87％,高浓度比体系中硅酸对钙离子成垢有一定的减速作用,10 h时钙离子成垢率为50％,但二者均未影响钙离子的最终成垢率,24h后钙成垢率均为98％;混合体系中镁离子成垢显著增加,低浓度比体系中影响尤为明显,1h后低浓度比体系中镁离子成垢率已达94％;钙镁离子对硅酸聚合有明显的促进作用,低浓度比体系72 h后硅酸成垢率为95％,而但纯硅酸体系72 h的成垢率仅为5％,高浓度比体系,钙镁离子对硅酸最终成垢率无太大影响,但对其聚合速率影响颇大.偏光显微镜观察,纯碳酸盐溶液中,混合垢以立方体型碳酸钙和棒状三水合碳酸镁组成,碳酸钙吸附在棒状三水合碳酸镁晶须两端;加入硅酸后,生成球状三水合碳酸镁,絮状硅酸吸附在碳酸盐晶体上.利用电子扫描显微镜观察得到,钙镁硅混合垢微观形态为“核壳包被”结构,即以碳酸盐为晶核,多聚硅酸为壳的球形混合垢.     

基于钙基吸收剂吸收CO2的研究进展

综述了钙基吸收剂煅烧/碳酸化循环吸收CO2的国内外研究状况.从反应条件对碳酸化反应的影响、改善钙基吸收剂吸收CO2的性能、钙基吸收剂循环热稳定性的方法以及碳酸化反应动力学特性这4个方面进行分析,认为碳酸化反应主要分为化学反应控制和产物层扩散2个阶段,指出CO2分压和吸收剂的颗粒粒径决定着碳酸化反应温度和CO2的脱除效率...     

西藏结则茶卡和龙木错盐湖卤水协同提锂研究

硫酸镁亚型盐湖提取锂时,由于卤水中镁含量很高,造成镁锂分离困难。碳酸盐型盐湖在锂的开发利用过程中,受到碳酸根浓缩的影响,锂离子不能高度富集。通过把两种类型的卤水进行兑卤,析出大量三水合碳酸镁,基本去除体系内镁离子和碳酸根,卤水体系得到简化,得到锂含量较高的富锂卤水,富锂卤水通过添加碳酸钠析出品位较高的碳酸锂,锂的单次收率在80%以上。该方法既解决了硫酸盐型卤水镁锂分离的问题,也解决了碳酸盐型卤水锂的富集问题。     

氟化锰沉淀法除去硫酸锰中钙镁的工艺研究

本文采用氟化锰沉淀法脱除硫酸锰溶液中的钙、镁离子,考察了反应时间、反应温度、溶液pH值、氟化锰的用量等因素对钙镁离子脱除效果的影响。实验结果表明,当氟化锰的用量系数为1.5R、温度为90℃、pH=4、反应时间为60min时,钙、镁杂质的脱除效果最佳。反应中,适当加入硫酸铝,可使胶体颗粒絮凝成较大的颗粒而快速沉淀,并可除去溶液中少量的氟离子。     

磷酸盐沉淀法用于高镁锂比盐湖卤水锂镁分离研究

针对高镁锂比盐湖卤水锂镁分离困难的问题,采用磷酸盐沉淀法,以磷酸氢二钠为沉淀剂,研究了进料方式、磷酸氢二钠用量、反应温度、反应时间、陈化时间对镁脱除率和锂回收率的影响。结果表明:当Na2HPO4量为理论用量的1∶1、反应温度为40℃、反应时间为30min、陈化时间为3h时,镁离子的脱除率达到99%,锂离子的损失率低于1%。     

碱渣烟道气固碳海水/卤水脱钙法的研究

烟气固碳海水/卤水脱钙是一种可行的环境友好的技术。实验采用氨碱法生产纯碱工艺中排放的白泥为新型碱源,CO_2为沉淀剂,对不同烟道气通量、白泥用量与卤水高度及海水浓度对卤水脱钙率的影响做了研究。结果表明,实验条件下烟道气通量不宜过大,应保持为0.3~0.4 m~3/h;卤水高度对脱钙率影响不大;白泥用量应保证白泥中的镁和卤水中的钙物质的量比大于3∶1,且卤水pH≤9.1;人工海水体系中钙离子初始浓度越高,平衡时脱钙率越高;脱钙过程中卤水的pH不断下降。实验证明,价格低廉、来源广泛的白泥能够作为新型碱源应用于烟道气海水/卤水脱钙过程,且能取得理想的脱钙效果,为经济高效的烟道气海水脱钙新方法提供了数据基础。     

来稿摘登

来稿摘登掺卤制碱可提高精盐水质量和降低生产成本１掺卤制碱可提高精盐水质量我厂原采用淮盐（国家二级标准）生产烧碱，因淮盐含钙离子和镁离子的比值小，给盐水精制后的澄清带来一定难度，难以保证入电槽精盐水质量。改用掺卤工艺后，由于卤水（金坛卤水）中钙、镁离子...     

氨缓冲体系强化高纯重质碳酸锰的制备

以碳酸钠和高纯硫酸锰为原料,通过共沉淀法在氨缓冲溶液中制备高纯重质碳酸锰。当硫酸锰和碳酸钠溶液浓度都为1.5 mol·L^-1、碳酸钠过量系数为110%、溶液pH为8.5、温度为50℃、滴加速率为120 ml·h^-1时,得到的碳酸锰视密度达1.67 g·cm^-3,振实密度达2.15 g·cm^-3。氨缓冲体系增加了溶液的稳定性,抑制了溶液中氢氧化锰和偏氢氧化锰的生成,制备出的高密度碳酸锰形貌趋于球形,粒径分布均匀,D₅₀平均大小为30.32 μm。以本研究制备的碳酸锰为锰原料焙烧得到的四氧化三锰松装密度为1.09 g·cm^-3,振实密度为2.18 g·cm^-3,锰的含量可达71.85%。     

老卤-碳铵法制备高纯氧化镁研究

以山东海化集团有限公司老卤（主要组分为氯化镁）和纯碱煅烧冷凝液（富含碳酸铵和碳酸氢铵）为原料制备高纯氧化镁。通过实验确定了老卤净化精制工艺条件：向老卤中加入氯化钙溶液生成硫酸钙沉淀以脱除老卤中的硫酸根,控制钙离子与硫酸根物质的量比为0.9~1.0时硫酸根的脱除效果较好。以净化精制后的老卤和纯碱煅烧冷凝液为原料,在反应温度为65 ℃、搅拌转速为70 r/min、老卤镁离子质量浓度为15 g/L条件下反应,再经热解、陈化合成碱式碳酸镁;碱式碳酸镁经过滤、洗涤、干燥,在900 ℃煅烧2 h,得到合格的高纯氧化镁。研究表明,以山东海化老卤和纯碱煅烧冷凝液为原料可制得高纯氧化镁。     

吸附法去除电解用氯化钠中微量碘离子

在离子膜法制碱过程中,盐水中的碘离子会在电解过程中被氧化成碘酸根或高碘酸根,与盐水中的钠离子、钡离子、钙离子、镁离子等形成碘酸盐沉淀或高碘酸盐沉淀,造成膜堵塞、膜使用寿命缩短、电解电流效率降低、电压升高等问题。本文采用溶胶凝胶法制备了有机胺类碘离子吸附剂,研究了动态吸附氯化钠中微量碘离子的去除性能和吸附柱循环再生性能,结果表明：吸附柱可将盐水中碘离子含量降至0.2mg/L以下,碘离子与氢离子物质的量比为1∶2、料液流速为6.4mL/（g·min）、碘离子含量为10mg/L时,采用0.01mol/L的Na₂CO₃洗脱再生循环5次,吸附剂处理盐水体积约在3.0～3.6L/g之间。同时,考察了盐水中共存离子对除碘性能的影响,结果表明：盐水中共存离子Br^-、SO₄^2-、Mg²⁺、Fe²⁺会使吸附柱可处理盐水体积降低,为保证吸附柱除碘效率,盐水除碘步骤应在精制除钙镁、除铁之后。     

聚丙烯酸钠包覆Fe3O4磁性交联聚合物的制备及其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能

采用溶液分散聚合和Ca²⁺表面交联制备了聚丙烯酸钠包覆Fe₃O₄的磁性交联聚合物（CPAANa@Fe₃O₄）,对其进行了XRD、FT-IR、SEM和TGA等表征。以CPAANa@Fe₃O₄为吸附剂研究了CPAANa@Fe₃O₄对水溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的静态吸附,考察了溶液pH、吸附剂投加量、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明：CPAANa@Fe₃O₄在pH 2～6范围内均具有较好的吸附性能,当吸附剂投加量分别为1.0 g·L^-1和1.6 g·L^-1时对初始浓度分别为200 mg·L^-1的Pb²⁺和100 mg·L^-1的Cd²⁺的去除率达到最大,可使Pb²⁺实现达标排放（GB 8978-1996）;CPAANa@Fe₃O₄对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附动力学符合准二级模型,吸附等温线符合Langmuir模型,对Pb²⁺和Cd²⁺的最大吸附量分别为454.55 mg·g^-1和275.48 mg·g^-1。将CPAANa@Fe₃O₄用于处理实际电解矿浆废水,发现能有效吸附其中的Pb²⁺和Cd²⁺,具有潜在实用价值。     

无氟无铵铝合金表面预处理新工艺

针对铝合金表面预处理过程存在污染严重、水耗高等问题,研究开发无氟无铵铝合金表面预处理新工艺。考察了碱性药剂配方组成及浓度、温度和时间对铝耗和铝合金表面形貌的影响,并通过正交实验确定了新工艺的优化方案。研究结果表明,经过“预处理-中和”两个步骤,铝合金表面平整、起砂细腻,铝耗仅为 2.0%。新工艺起砂效果优于传统碱蚀工艺,与传统酸蚀工艺细腻砂面相近。新工艺铝耗比传统碱蚀工艺降低约71%,与传统酸蚀工艺相近。新工艺操作时间比传统碱蚀工艺和酸蚀工艺分别缩短了23%和31%。最佳药剂配方为Na₂CO₃（80 g·L^-1）, NaOH（8 g·L^-1）,Na₂SO₄（25 g·L^-1）, Na₃PO₄（20 g·L^-1）, SDS（0.6 g·L^-1）, 甘油（5 g·L^-1）。 最佳操作条件为55℃和10 min。新工艺不仅从工艺源头消除了氟和氨氮污染,还实现了除油-起砂-去机械纹等多功能一体化集成。具有低污染、低铝耗、低水耗、短流程、高效率等优点,兼具环境友好和资源节约等优势。     

Cu2(NO3)(OH)3催化过硫酸盐降解苯酚

基于过硫酸盐的高级氧化工艺在高浓度含酚废水处理中引起了越来越多的关注。我们研究了Cu₂（NO₃）（OH）₃和过硫酸盐对于废水中苯酚的降解效果和机理。结果表明,Cu₂（NO₃）（OH）₃-过硫酸盐体系在较广泛的pH条件下（pH值为5.0~10.0）对苯酚的降解效率均较高。溶液中的总有机碳（TOC）分析表明,在pH值为8.0,1 g·L^-1过硫酸盐和1 g·L^-1 Cu₂（NO₃）（OH）₃条件下,该体系可在4 h内将初始浓度为100 mg·L^-1的苯酚完全矿化而没有产生二次污染。猝灭剂实验和电子顺磁共振（EPR）分析进一步证实Cu₂（NO₃）（OH）₃-过硫酸盐体系中的主要氧化物种是O₂^·-、SO₄^·-和¹O₂。     

纳米腐殖酸动态吸附废水中镉离子及其洗脱特性

在静态法研究纳米腐殖酸吸附模拟含镉废水基础上搭建考察模拟含镉废水中镉离子在吸附剂上动态吸附及洗脱特性的吸附柱实验装置,考察镉离子溶液浓度、吸附(脱附)温度、共存离子和进料流速对穿透吸附量和饱和吸附量的影响,运用Thomas模型研究了纳米腐殖酸柱吸附过程动力学机理,测定了再生后纳米腐殖酸的穿透吸附量和饱和吸附量,结果表明:初始镉离子浓度150 mg·L^-1和流速10 ml·min^-1下,其饱和吸附量分别为426.3 mg·g^-1和405.5 mg·g^-1;Thomas模型所得饱和吸附量q_em分别为364.1、436.1和441.9 mg·g^-1;洗脱峰镉离子浓度分别为3.3、12.0和22.0 g·L^-1;共存离子SO₄^2-浓度增加,纳米腐殖酸对镉离子的穿透吸附量和饱和吸附量降低;吸附和脱附均可常温工况进行。经30次吸附和再生后,穿透吸附量和饱和吸附量无明显降低。用红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)及X射线能谱仪(EDS)对纳米腐殖酸吸附再生前、后性能进行表征,结果表明:纳米腐殖酸物化性能稳定,形貌基本无变化,尺度发生一定程度减小,表面及内部的氨基、羟基等对吸附镉离子均发挥有效作用,该材料可满足重复使用。     

自产气气提与纤维床反应器耦合发酵生产丁醇

采用发酵产物中的二氧化碳（CO₂）和氢气（H₂）作为循环气提气源,对丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum CGMCC 5234）发酵产物进行原位气提,实现丙酮、丁醇和乙醇混合物（ABE）的连续纤维床固定化发酵生产。连续发酵实验进行了12批次共309 h,总溶剂ABE当量浓度为133.3 g·L^-1（其中丁醇 83.5 g·L^-1,丙酮38.4 g·L^-1,乙醇11.4 g·L^-1）,葡萄糖消耗率为1.29 g·（L·h） ^-1,总溶剂ABE产率为0.431 g·（L·h） ^-1,转化率为0.333 g·g^-1,其中丁醇产率为0.270 g·（L·h） ^-1,转化率为 0.209 g·g^-1,发酵液中丁醇浓度控制在8～12 g·L^-1,显著优于游离发酵的结果。气提提取之后冷凝的ABE溶液出现分层现象,其中丁醇相丁醇浓度高达603.7 g·L^-1,极大地减缓后续分离提纯的负担。结果表明,自产气循环气提与纤维床固定化耦合连续发酵生产ABE（特别是丁醇）的工艺具有可行性和竞争力。     

低有机质污泥投加药剂联合低温热水解及后续厌氧发酵研究

污水厂污泥量日益增加,所含的有机物可用于厌氧发酵产甲烷,但目前多数污水处理厂多为低有机质污泥。本文围绕低有机质污泥投加不同药剂联合低温热水解对污泥溶解性物质变化及厌氧发酵规律的影响情况进行研究。结果表明,投加药剂联合低温热水解不仅有助于有机物[可溶糖、可溶蛋白和TVFA（挥发性有机酸（]的溶出与生成,而且有助于后续厌氧发酵产甲烷。在本实验所研究的低温热水解（污泥含固率为8%,热水解处理温度为90℃,处理时间为24 h）及药剂投加量[NaOH：0.018 g·（g DS（^-1、Ca（OH（₂：0.016 g·（g DS（^-1、CaCl₂：0.0375g·（g DS（^-1]的条件下,有机物溶出与生成的效果为NaOH> Ca（OH（₂> CaCl₂,其中热水解联合NaOH中可溶糖、可溶蛋白和TVFA浓度分别达到3051 mg·L^-1、10686 mg·L^-1和5740 mg·L^-1。对于产甲烷促进效果为NaOH> CaCl₂> Ca（OH（₂,其中投加NaOH后最大累积产甲烷量可达到101.9 ml·（g VS（^-1。     

粉煤灰源C-S-H吸附U(Ⅵ)性能及机理

以粉煤灰铝回收过程的脱硅液为原料,通过控制钙硅摩尔比的常规沉淀法制备得到大比表面积介孔C-S-H（401 m²·g^-1）,系统研究了初始浓度、投加量、pH和离子强度对C-S-H吸附U（Ⅵ）过程的影响,以及吸附的热动力学特征,并评价了C-S-H去除实际含铀废水中毒性金属的性能。结果表明,通过控制合成条件实现了低品质硅钙渣向高附加值吸附材料的转变。0.75 g·L^-1 C-S-H在pH 2仍具有较高的平衡吸附容量（q_e=67.9 mg·g^-1）,在富含CO₃^2-的碱性溶液中UO₂（H₂O）₅²⁺转变为UO₂（CO₃）₃^4-不利于带负电的C-S-H表面吸附U（Ⅵ）。当C-S-H投加量升高至2～5 g·L^-1,材料对U（Ⅵ）的吸附去除效率即能维持在相对较高水平（C[U（Ⅵ）]_initial=500 mg·L^-1,去除率88.3%～93.5%）,吸附可在数小时内达到平衡,符合拟二级动力学模型和两阶段Weber-Morris方程模型,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附机理主要为离子交换（84.6%）和表面络合。材料对含铀废水中的U、Zn、Hg、Mn和Cd均表现出良好的吸附去除性能,因而C-S-H可成为在废水毒性金属去除方面极具应用前景的材料。