电解锰废水中Cr6+、Mn2+的去除方法研究

通过实验研究了还原沉淀-晶种曝气组合工艺去除电解锰废水中Cr6+和Mn2+,并探索了最佳工艺条件.首先以Na₂SO₃做还原剂将Cr6+转化为Cr3+后再通过化学沉淀法除去,然后采用加入MnO₂做晶种曝气氧化去除废水中的Mn2+.结果表明:当Na₂SO₃投加量为0.5 g/L,还原反应pH值为4,还原反应时间6 min,Cr6+可完全转化为Cr3+.Cr3+在pH值为8时沉淀最完全,出水总铬浓度可从100 mg/L降到0.5 mg/L以下.除铬后,当MnO₂投加量为25 g/L,废水pH值为9,曝气10 min,出水Mn2+浓度可从1 000 mg/L降到0.4 mg/L以下.通过以上处理出水总铬和总锰均达到我国《污水综合排放标准（GB8978-1996）》一级要求.      

柚皮残渣制备活性炭对Cu2+吸附性能

以柚皮为材料,提取柚皮苷后残渣制备柚皮基活性炭（简称PPAB）,研究其在不同pH、投加量、吸附质浓度、时间、温度、粒径、解吸剂条件下对水中Cu2+的吸附性能.结果表明:在pH值为6,PPAB投加量4 g/L,溶液温度35 ℃,Cu2+初始浓度30 mg/L,吸附60 min,PPAB对Cu2+去除率94.47 %,最大吸附容量7.09 mg/g;0.25 mol/L盐酸脱附Cu2+效果较优,回收率98.21 %.吸附过程Langmuir等温式能较好拟合,此工艺下PPAB平均得率36.9 %,比表面积高达1 764 m2/g.柚皮基活性炭作为吸附剂处理低浓度重金属废水具有广阔前景.      

电氧化法去除电解锰渣滤液中NH_4~+-N试验研究

研究了采用电氧化法从电解锰渣滤液中去除NH_4~+-N的影响因素、机制和动力学。结果表明:采用DSA阳极板和石墨阴极板,NH_4~+-N去除效果较好;提高Cl-质量浓度、初始pH、电流密度均有助于提高NH_4~+-N去除率;NH_4~+-N初始质量浓度越低,去除率越高;在Cl-质量浓度434mg/L、滤液pH=9、电流密度26mA/cm2条件下,NH_4~+-N质量浓度为59、120mg/L的滤液分别电解60、240min时,NH_4~+-N质量浓度均降至6mg/L;滤液中Mn2+易在阳极形成MnO2沉淀,不利于NH_4~+-N的去除;有Cl-存在条件下,NH_4~+-N的去除主要是Cl-在DSA阳极板作用下产生的HClO和ClO-将NH_4~+-N氧化为N2的结果;不同初始NH_4~+-N初始质量浓度下,电氧化去除反应符合表观一级动力学模型。     

硫酸渣与高炉灰制备零价铁及其去除废水中Cu2+

以工业固体废弃物硫酸渣和高炉灰为原料,采用碳热还原法制备零价铁,并用于去除废水中Cu2+,研究了制备条件和反应条件对Cu2+去除率的影响。结果表明,利用高炉灰的还原性可将硫酸渣与高炉灰中铁氧化物还原为零价铁,该零价铁可去除废水中Cu2+,在一定范围内增加高炉灰用量、升高还原温度、延长还原时间有利于优化废水中Cu2+去除效果。当高炉灰用量50%、还原温度1 200 ℃、还原时间60 min时,所制备的零价铁用于去除废水中Cu2+效果最好,且该零价铁可适用于较广的pH范围和较高的Cu2+初始浓度。零价铁将Cu2+还原为Cu0并吸附在其表面进行去除,当零价铁用量0.75 g/L、废水pH=4、Cu2+初始浓度100 mg/L时,Cu2+去除率可达93.05%。本研究为硫酸渣和高炉灰的资源综合利用及零价铁处理Cu2+废水提供参考。     

纳米零价铁的制备及其从废水中吸附Cr(Ⅵ)的机制研究

研究了以绿色廉价的保险粉(H₂Na₂S₂O₄)为还原剂、FeSO₄为铁源，制备纳米零价铁(nZVI)并用于吸附废水中Cr(Ⅵ),考察了nZVI投加量、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、模拟废水初始pH、反应时间和反应温度对Cr(Ⅵ)去除率的影响，并通过XRD、SEM对nZVI进行表征，结合吸附动力学、吸附等温线和颗粒内扩散模型试验探究去除机制。结果表明：所制得nZVI物相主要为α-Fe;在初始Cr(Ⅵ)质量浓度20 mg/L、nZVI投加量300 mg、吸附时间15 min、不调节pH条件下，用nZVI吸附1 L含Cr(Ⅵ)模拟废水，Cr(Ⅵ)吸附量为98.52 mg/g,去除率可达99.8%;吸附效果良好，且Cr(Ⅵ)的去除速率随温度升高而加快；nZVI对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型。     

用枯草芽孢杆菌吸附去除电镀废水中的铜

通过筛选和培育,从某电镀活性污泥中得到一株高效耐Cu2+功能吸附菌,根据菌落形态特征及16S rDNA序列测定和比对,鉴定出该菌株为芽孢杆菌属中的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis-TR1).研究了用此菌种从电镀废水中吸附去除C u2+,考察了废水初始p H、C u2+初始质量浓度、温度、菌种加入量、培养时间及摇床转速等对C u2+去除率的影响.结果表明:在废水初始p H=5、C u2+初始质量浓度80 m g/L、温度30℃、细菌接种量3 g/L、培养时间48 h条件下,此菌种对Cu2+有较好的吸附去除效果,Cu2+去除率达62.4％,吸附量达4.02 mg/g;主要吸附机制为通过自身表面的功能基团和静电引力,诱导废水中Cu2+发生迁移和离子交换,与表面功能基团结合形成典型非晶相结构配合物,进而将C u2+去除.研究结果为电镀污泥的源头减量提供了一种可用吸附材料,可为电镀废水的微生物处理提供参考.     

软锰矿脱硫尾渣陶粒对废水中Pb2+的吸附性能试验研究

研究了以软锰矿脱硫尾渣、粉煤灰及活性炭制备陶粒并用于去除废水中的Pb~(2+),考察了原料配比、预热和焙烧温度与时间、吸附温度、废水初始pH和Pb~(2+)质量浓度对Pb~(2+)吸附去除率的影响,确定了陶粒制备及吸附工艺参数。结果表明:按40%粉煤灰+5%活性炭+55%软锰矿渣配料,在预热时间20 min、预热温度400℃,焙烧时间5 min、焙烧温度1 050℃条件下制得陶粒;用所制陶粒从20℃、废水初始pH=5.0、Pb~(2+)初始质量浓度20 mg/L的废水中吸附去除Pb~(2+),Pb~(2+)去除率可达98.72%,吸附去除效果较好。     

冬凌草负载纳米零价铁吸附废水中的Pb2+

针对冶金行业产生的含铅废水导致的环境污染问题,以太行山脉盛产的野生冬凌草为载体,采用液相化学还原法制备了冬凌草负载纳米零价铁（RR-nZVI）,并用于去除水中的Pb2+,详细考察了酸度、温度、RR-nZVI投加量、Pb2+初始浓度和反应时间对Pb2+去除率的影响。通过FTIR、XRD、SEM等手段对RR-nZVI去除Pb2+的机理进行分析。结果表明,RR-nZVI投加量0.6 g/L、pH=5.0、Pb2+初始浓度200 mg/L、室温下反应60 min时,Pb2+的去除率达到了99.9%,吸附量达到394.7 mg/g。动力学试验表明,RR-nZVI对溶液中Pb2+的吸附符合Lagergren准二级动力学模型,吸附过程主要受化学吸附控制。Langmuir模型能较好地描述RR-nZVI对Pb2+的吸附过程,吸附以单层吸附为主。当Pb2+的初始浓度小于10 mg/L时,滤液中的Fe2+浓度低于国家《铅、锌工业污染物排放标准（GB 25466—2010）》中规定的限量要求,不会对环境造成二次污染,为含Pb2+废水的处理提供了一种有效的可供选择的材料。     

改性树脂CB-ACT富集离子型稀土矿浸出液实验研究

在Φ15 mm×130 mm吸附柱中,利用改性树脂CB-ACT对离子型稀土矿浸出液中RE3+和Al3+进行动态吸附实验研究,考察料液初始浓度、料液流速、吸附温度等因素对改性树脂CB-ACT吸附RE3+和Al3+的动态吸附曲线的影响.结果表明:动态吸附的最佳条件为料液初始浓度4 g/L、料液流速4 mL/min、吸附温度308 K,在该工艺条件下,改性树脂CB-ACT对RE3+和Al3+吸附效果较好.其次,使用0.8 mol/L的M（OH）_n溶液对饱和吸附树脂进行淋洗,可选择性的将树脂上吸附的Al3+洗脱下来,与RE3+分离.在较好的淋洗工艺条件下,解吸液中Al₂O₃/REO的比值可低至0.34 %,稀土中的铝已基本去除.      

电解锰废水中Cr~(6+)、Mn~(2+)的去除方法研究

通过实验研究了还原沉淀-晶种曝气组合工艺去除电解锰废水中Cr6+和Mn2+,并探索了最佳工艺条件.首先以Na2SO3做还原剂将Cr6+转化为Cr3+后再通过化学沉淀法除去,然后采用加入MnO2做晶种曝气氧化去除废水中的Mn2+.结果表明:当Na2SO3投加量为0.5 g/L,还原反应pH值为4,还原反应时间6 min,Cr6+可完全转化为Cr3+.Cr3+在pH值为8时沉淀最完全,出水总铬浓度可从100 mg/L降到0.5 mg/L以下.除铬后,当MnO2投加量为25 g/L,废水pH值为9,曝气10 min,出水Mn2+浓度可从1 000 mg/L降到0.4 mg/L以下.通过以上处理出水总铬和总锰均达到我国《污水综合排放标准(GB8978-1996)》一级要求.     

酶催化分光光度法测定环境水中痕量钒

钒对牛血红蛋白模拟酶催化过氧化氢氧化罗丹明B体系有强烈的抑制作用, 据此建立了酶催化分光光度法测定痕量钒的新方法。试验从pH值、罗丹明B浓度、过氧化氢浓度、牛血红蛋白浓度和反应时间等方面探讨了体系的实验条件。在pH 9.8的NH₃·H₂O-NH₄Cl缓冲溶液中, 当罗丹明B、H₂O₂和血红蛋白的浓度分别为1.5×10^-5 mol/L、1.5×10^-4 mol/L和 2.0×10^-6 mol/L时, 测定钒的线性范围为3.1×10^-4 ~6.2×10^-3 g/L, 方法的检出限为2.1×10^-6 g/L。1 000倍Na⁺、K⁺、Cl^- 、NO₃^-、NH₄⁺ 、F^-、BrO₃^-, 500倍Ca²⁺、Fe³⁺ 、Al³⁺、 Mn²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-, 100倍C₂O₄^2-, 5倍Cu²⁺对钒的测定没有干扰。对环境水样中痕量钒进行测定, 结果的相对标准偏差(n=7)为3.7%, 与萃取分光光度法的结果基本一致, t检验结果表明两种方法没有显著性差异。     

纳米TiO_2修饰的涂碳型PVC膜汞离子选择电极的研制与应用

制备了以纳米TiO2为修饰剂的涂碳型PVC膜汞离子选择电极,并用于汞离子的测定。对比裸碳电极、普通涂碳型汞离子选择电极和纳米TiO2修饰的涂碳型PVC膜汞离子选择电极在1.0×10-3 mol/L铁氰化钾溶液中的循环伏安图,发现纳米TiO2修饰的涂碳电极的氧化还原峰电流明显增加,且可逆性良好。对比普通涂碳电极和纳米TiO2修饰涂碳电极的响应曲线,发现纳米TiO2修饰涂碳型汞离子选择电极的Nernst响应范围更广,为1.0×10-2~1.0×10-6 mol/L,级差为30mV/pC。而且,纳米TiO2修饰涂碳型汞离子选择电极比普通涂碳电极的pH值范围更广。此外,与普通电极相比,修饰电极的检测下限更低,为4.5×10-7mol/L。常见的离子如Cu2+、Cd2+、NH4+、Zn2+、Cl-、Ca2+、Fe3+、K+、Na+、I-、Fe2+、Mg2+、Al 3+、SO42-、CH3COO-、NO3-等的选择性系数均小于0.01,在室温下电极的使用寿命约为3个月。电极用于电位分析法测定实际污水样品中汞离子,测定结果与原子吸收光谱法结果相一致,相对标准偏差为1.9%~2.4%。     

改性蒙脱石对废水中Cr~(6+)的吸附性能研究

以蒙脱石为原料、硫酸为改性剂,采用正交试验研究了改性时间、硫酸浓度和固液比对蒙脱石吸附废水中Cr~(6+)吸附效果的影响。研究表明,改性后的蒙脱石层间距增大,吸附活性增强,纯度提高,具有较好的吸附性能。在改性时间180min、硫酸浓度2mol/L、固液比1∶4时,蒙脱石对Cr~(6+)的去除率达到77.99%,较原样提高24.26个百分点。当吸附时间120min、固液比1∶25、pH=5、Cr~(6+)初始浓度10mg/L时,改性蒙脱石对Cr~(6+)的去除率为87.95%,较原样提高了34.22个百分点。改性蒙脱石对Cr~(6+)的吸附更符合Freundlich等温吸附方程式,拟合系数为0.999 19,吸附方式更符合多分子层吸附,是可逆吸附。     

金属有机框架化合物NH2-MIL-101(Cr)对铅(Ⅱ)的吸附性能研究

通过溶剂热法,制备出金属有机框架化合物NH₂-MIL-101(Cr)。使用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和全自动比表面积及微孔物理吸附和化学吸附分析仪对NH₂-MIL-101(Cr)的晶相结构、微观形貌和比表面积进行表征。结果表明,制备的NH₂-MIL-101(Cr)为正八面体形貌,比表面积高达1 656 m²/g。使用NH₂-MIL-101(Cr)对水体中Pb(Ⅱ)进行吸附,结果表明:在30 mg/L含Pb(Ⅱ)溶液中,加入0.03 g NH₂-MIL-101(Cr)吸附剂,振荡吸附100 min,达到吸附平衡,平衡吸附量为49.84 mg/g。NH₂-MIL-101(Cr)对Pb(Ⅱ)的吸附过程满足拟二级动力学和Langmuir吸附等温模型,说明NH₂-MIL-101(Cr)表面活性吸附位点分布均匀,对Pb(Ⅱ)的吸附属于均相单分子层化学吸附,实验饱和吸附量为71.25 mg/g。NH₂-MIL-101(Cr)吸附材料利用EDTA再生使用6次后,吸附量仅下降20.97%,说明NH₂-MIL-101(Cr)具有较好的再生循环使用性。取某电池车间经处理过的Pb(Ⅱ)质量浓度为30 mg/L的废水,加入0.03 g NH₂-MIL-101(Cr)吸附剂,控制pH值为6,振荡吸附100 min后,测定溶液中剩余的Pb(Ⅱ)质量浓度为0.1 mg/L(低于国家最高排放标准0.5 mg/L),说明NH₂-MIL-101(Cr)是一种良好的Pb(Ⅱ)去除剂。     

金属有机框架化合物NH2-MIL-101(Cr)对铅(Ⅱ)的吸附性能研究

通过溶剂热法,制备出金属有机框架化合物NH₂-MIL-101(Cr)。使用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和全自动比表面积及微孔物理吸附和化学吸附分析仪对NH₂-MIL-101(Cr)的晶相结构、微观形貌和比表面积进行表征。结果表明,制备的NH₂-MIL-101(Cr)为正八面体形貌,比表面积高达1 656 m²/g。使用NH₂-MIL-101(Cr)对水体中Pb(Ⅱ)进行吸附,结果表明:在30 mg/L含Pb(Ⅱ)溶液中,加入0.03 g NH₂-MIL-101(Cr)吸附剂,振荡吸附100 min,达到吸附平衡,平衡吸附量为49.84 mg/g。NH₂-MIL-101(Cr)对Pb(Ⅱ)的吸附过程满足拟二级动力学和Langmuir吸附等温模型,说明NH₂-MIL-101(Cr)表面活性吸附位点分布均匀,对Pb(Ⅱ)的吸附属于均相单分子层化学吸附,实验饱和吸附量为71.25 mg/g。NH₂-MIL-101(Cr)吸附材料利用EDTA再生使用6次后,吸附量仅下降20.97%,说明NH₂-MIL-101(Cr)具有较好的再生循环使用性。取某电池车间经处理过的Pb(Ⅱ)质量浓度为30 mg/L的废水,加入0.03 g NH₂-MIL-101(Cr)吸附剂,控制pH值为6,振荡吸附100 min后,测定溶液中剩余的Pb(Ⅱ)质量浓度为0.1 mg/L(低于国家最高排放标准0.5 mg/L),说明NH₂-MIL-101(Cr)是一种良好的Pb(Ⅱ)去除剂。     

硝酸钾-碘化钾-溴化十六烷基吡啶微晶吸附体系浮选分离铜

研究了硝酸钾-碘化钾-溴化十六烷基吡啶微晶吸附体系浮选分离铜的新方法。考察了各种因素对Cu²⁺浮选率的影响,确定了浮选分离Cu²⁺的最佳条件,并讨论了Cu²⁺的浮选分离机理。结果表明,控制pH 3.0,在1.0 g KNO₃存在下,Cu²⁺与I^- 形成的CuI沉淀可被溴化十六烷基吡啶阳离子(CPB⁺)与I^-形成的微晶物质CPB⁺·I^-定量吸附,且被浮选至盐水相上形成界面清晰的固相,而Zn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Al³⁺等不被浮选至固相,从而实现了Cu²⁺与这些离子的定量分离,并据此建立了微晶吸附体系浮选分离铜的新方法。方法用于环境水样中微量Cu²⁺的测定,回收率为95%～101%。     

交联壳聚糖对常见金属离子的吸附性能及机理探讨

选用戊二醛为交联剂制备壳聚糖微球,用扫描电镜、红外和差示扫描量热仪等对产物进行了表征,研究了交联壳聚糖对常见金属离子的吸附行为。实验表明,吸附反应在20 min内均可达到平衡;对Cd²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Ag⁺、Co²⁺和Cu²⁺的平衡吸附容量分别为15.5、38.5、7.9、22.4、27.2和12.6 mg/g。同时利用XPS探讨了吸附机理,结果表明与重金属离子配位时,交联壳聚糖主要利用了分子中的—NH₂或—OH基团。     

氯化钠-二乙基二硫代氨基甲酸钠-酚酞体系分离富集铜

研究了氯化钠-二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)-酚酞体系分离富集铜的新方法。探讨了二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液用量、酚酞溶液用量、各种盐和酸度等因素对Cu²⁺富集率的影响,讨论了Cu²⁺的富集机理。结果表明,控制pH 6.0,在0.5 g NaCl存在下,当1.0×10^-2 mol/L DDTC溶液用量为2.00 mL,50 g/L酚酞乙醇溶液用量为1.00 mL时,Cu²⁺与DDTC形成的螯合物沉淀[Cu(DDTC)₂]可被定量吸附至微晶酚酞表面,形成界面清晰的液-固两相,而在此条件下Cd²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Fe²⁺、Al³⁺等不被吸附,实现了Cu²⁺与这些金属离子的定量分离,据此建立了分离富集Cu²⁺的新方法,并成功用于合成水样中Cu²⁺的定量分离,富集率为93.0%~105.4%。     

MAP法和折点氯化法联合工艺处理印制线路板铜氨废水试验研究

在废印刷电路板回收利用时通常会产生大量含重金属离子的废水,一般含有[Cu（NH₃）₄]2+、NH₄+和NH₃·H₂O,这些铜氨络离子稳定性高,处理难度极高。文中以废印刷电路板在回收利用有价金属时产生的铜氨废水为研究对象,通过MAP法和折点氯化法联合工艺对该废水进行处理,有效回收了氨氮和铜。该联合工艺不仅可以有效地节约经济成本,并且回收的铜和氨氮产物也能产生一定的经济效益。结果表明:MAP反应的较优条件为pH=9.5,废水中氨氮与投入磷盐和镁盐的摩尔比为4:1:1.1,对氨氮的去除率为23%,铜的去除率为2%,形成了磷酸氨镁沉淀。折点氯化法的较优pH为9.5,N/Cl的摩尔比为1:1.6,氨氮处理效果为98.8%,铜去除率99.8%。