石灰铝盐法沉淀废水中高高浓度氯离子的研究

工业废水中高氯离子使其具有腐蚀性并妨碍水生动植物生长,破坏生态环境,在排放之前必须进行氯离子去除,达到排放要求。探究了单因素对氯离子去除率的影响,并讨论了投料比、搅拌时间、静置时间以及体系初始pH对去除率影响及交互作用。研究表明:搅拌速度为400 r/min, n(Al3+):n(Ca2+)为1:3.3,搅拌时间为30 min,静置时间为30 min,废水初始pH为10时,去除效果最佳。应用所得最佳条件对实际水样进行二次去除实验并探讨了相关影响因素。对实际水样二次氯离子去除实验的最佳工艺条件:当n(Cl-):n(Al3+):n(Ca2+)为1:3.6:12,初始溶液浓度为4 g/L时,并且需要在二阶段投加药品前调节体系pH值至弱碱性,氯离子去除效率可达95%,浓度可降到400 mg/L以下。通过X射线洐射分析可知,沉淀产物为层状结构的弗氏盐[Ca2Al(OH)6Cl·2H2O]。此方法成本低、无污染,对高氯废水去除有很好的应用价值。     

Ca2+对SiO2-BSA混合体系膜污染行为的影响

为研究Ca²⁺对SiO₂-BSA混合污染物膜污染行为的影响,针对SiO₂与牛血清蛋白(BSA)共存体系,在不同Ca²⁺浓度下,使用原子力显微镜测定各污染物与聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜及各污染物之间的作用力,结合膜污染实验,探讨Ca²⁺对SiO₂-BSA混合污染物膜污染行为的影响.结果表明:随着Ca²⁺浓度的增大,SiO₂-BSA引起的膜污染逐渐减小,主要是因为Ca²⁺改变了SiO₂-BSA混合体系中各污染物与膜及污染物之间的相互作用力.针对污染物与膜之间的相互作用力,Ca²⁺的加入触发了PVDF膜与BSA及SiO₂之间的水合排斥力,从而削弱BSA在膜表面的吸附累计速率,有效减缓了运行初期的膜污染速率;针对污染物之间的作用力,Ca²⁺浓度的增加使得SiO₂-SiO₂及SiO₂-BSA之间作用力增大,从而导致污染物团聚形成大尺寸聚集体,在膜面形成松散多孔的污染层,进而伴随着膜污染速率以及污染幅度的减小.     

锰氧化菌激活及生物氧化锰去除乙炔基雌二醇试验研究

利用污水厂好氧污泥进行锰氧化细菌的激活试验,探究pH值以及初始Mn²⁺浓度对激活效果的影响,采用高通量测序技术分析激活前后微生物群落变化,利用X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）技术对产生的生物氧化锰进行表征,研究pH值和投加量对生物氧化锰去除乙炔基雌二醇（17α-ethinylestradiol,EE2）的影响。结果表明：pH值为7、初始Mn²⁺浓度为1 mmol/L时,Mn²⁺氧化率7 d内能达到83.3%,锰氧化菌激活效果最好。XRD结果表明：生物氧化锰主要含有MnO₂、Mn₃O₄、Na₃Mn（PO₃）CO₃等3种成分。高通量测序结果表明：经过激活后,芽孢杆菌属（0.75%）、不动杆菌属（1.26%）、假单胞菌属（1.36%）、鞘氨醇杆菌属（1.81%）、黄杆菌属（2.39%）、微杆菌属（2.97%）、气单胞菌属（7.35%）的丰度显著增加,典型的锰氧化细菌菌属总丰度达到17.89%。EE2在反应pH值为4.0、生物氧化锰投加量为20 mg/L的条件下去除效果最好,48 h后EE2的去除率可达97.7%,其中,生物氧化锰对EE2的去除率可达76.9%。     

混凝法去除水中TiO2纳米颗粒

为了探讨混凝法去除水中纳米颗粒的可行性及最佳条件,研究了无机混凝剂（PAC、PFS、PAFC）和有机絮凝剂（CPAM、APAM、NPAM）对TiO₂纳米颗粒的去除效果,并考察了投加量、pH、沉淀时间、水力条件及有机无机复配对TiO₂纳米颗粒去除效率的影响。单独投加PAC、PFS和PAFC时,三者对应的最高去除率分别为92.51%、84.43%、95.66%。单独投加CPAM、APAM、NPAM时三者对应的去除率仅为61.72%、29.06%、55.37%。复配最佳混凝条件为：投加40 mg/LPAC和3 mg/LCPAM,pH值为9,G值143.5/s,沉淀时间15 min,此时,TiO₂纳米颗粒去除率为99.6%。     

17β-雌二醇降解微生物筛选及环境因素的影响

为提高污水中17β-雌二醇（E2）的去除效率，筛选洱海沉积物中E2的优势降解微生物，并在不同环境条件下进行生物吸附和生物降解E2过程的研究。结果表明：大肠杆菌是E2降解的优势菌种，其对E2的生物去除是快速吸附及持续降解的共同作用过程。经大肠杆菌降解3 d后，1.00 mg/L E2去除率约为70.42%。生物吸附主要受pH值、生物量的限制，在弱碱性（pH=8）环境下吸附效果最佳。在适宜的浓度下，电子供体、H₂O₂、腐殖质和重金属可以有效促进E2的生物降解。当葡萄糖、甲酸钠、H₂O₂、腐殖质、Zn²⁺和Cu²⁺浓度分别为40.0 mg/L、10.0 mg/L、3.0 mmol/L、2.0~15.0 mg/L、0.5 mg/L及0.5 mg/L时，E2的生物降解率提高近12.41%~57.47%。由此可见，洱海沉积物中筛选的大肠杆菌具有较好的E2去除能力，但其受众多环境因素的影响，通过调节合适的环境条件可极大程度地促进E2的生物去除效率。     

Kinetic Study for Adsorption of Heavy Metals on Zeolite

Heavy metals-polluted water has negative impact on the ecosystem. In Malaysia, minimum discharge limit for Cu²⁺ and Zn²⁺ are 1 mg/L and 2 mg/L, respectively. Zeolite is a highly porous adsorbent and its performance is affected by various factors, including contact time and pH. Thus, the objective of this study is to identify an ideal operating condition to treat Cu²⁺ and Zn²⁺ solutions up to the allowable discharge limit, by considering the pH and contact time factors. Six kinetic models were studied to identify the adsorption mechanism of the heavy metal removal process. Single solute batch adsorption experiment was conducted within pH 3-11 from 30 to 150 min. Results showed that hydration enthalpy (ΔH_hyd) governed the selectivity of heavy metals, where a maximum of 90.87% Zn²⁺ (ΔH_hyd=-1955 kJ/mol) and 82.15% Cu²⁺(ΔH_hyd=-2010 kJ/mol) removals were found at pH ≥ 7. Without pH adjustment, selectivity towards Cu²⁺ was higher compared with Zn²⁺ due to the size of hydration radii, where Cu²⁺ is 0.11  smaller than Zn²⁺. By considering both pH and contact time factors, this study shows that by adjusting the pH of Zn²⁺ solutions to a minimum pH value of 7, the contact time required to achieve maximum Zn²⁺ removal rate was 90%, which can be achieved within 60 min. Meanwhile, zeolite performed better in Cu²⁺ removal without any pH adjustment where a maximum of 94% was achieved at 120 min. Final concentration of 0.523 mg/L Cu²⁺ and 0.981 mg/L Zn²⁺ were obtained in this study. Kinetic study showed that Ritchie’s equation predicted Cu²⁺ adsorption the best, while Zn²⁺ adsorption could be represented by Elovich model. This suggested that the adsorption on the activate site governed Cu²⁺ and Zn²⁺ removal process. Hence, future work should focus on modifying zeolite surface to improve the adsorptive performance.     

Fe(Ⅱ)活化亚硫酸盐降解卡马西平的动力学及机制研究

高级氧化技术是去除水中新型有机污染物的重要方法之一。研究Fe （Ⅱ）活化亚硫酸盐（Fe （Ⅱ）/亚硫酸盐）体系降解卡马西平（CBZ）的动力学及体系中活性氧化物种对CBZ降解的贡献。结果表明：当亚硫酸盐浓度由0.20 mmol/L增加至0.50 mmol/L时,反应20 min时Fe （Ⅱ）亚硫酸盐体系对CBZ的去除率不断增加,而进一步增加亚硫酸盐浓度时,卡马西平的去除率不再进一步增加。当反应初始pH值为3.0~7.0时,Fe （Ⅱ）/亚硫酸盐体系均可降解CBZ,在初始pH值为5.0时,此体系对CBZ的去除率最高,反应平衡时CBZ的去除率达87.3%。此外,铁盐中SO₄^2-和Cl^-对Fe （Ⅱ）/亚硫酸盐体系降解CBZ基本无影响。综合电子顺磁共振检测及淬灭剂实验的结果可知,Fe （Ⅱ）/亚硫酸盐体系中所产生的活性氧化物种包括硫酸根自由基（SO₄^-·）、羟基自由基（HO·）和过一硫酸根自由基（SO₅^-·）,它们均对卡马西平的降解起贡献作用,其中SO₄^-·和HO·起主要贡献作用。     

水环境中不同浓度TiO2纳米颗粒混凝工艺去除效果

为了探究水环境中不同质量浓度TiO₂ 纳米颗粒(NPs)混凝工艺去除影响因素及与浊度去除规律的区别,研究了在超声预处理后投加表面活性剂(LAS)对TiO₂ NPs分散稳定性的影响,通过烧杯实验分别考察了混凝剂(聚合氯化铝,PAC)投加量及pH对不同质量浓度TiO₂ NPs和浊度去除的影响,及pH对TiO₂ NPs表面Zeta电位的影响机制．结果表明,在250 W超声处理10 min后加入20 mg／L的LAS获得的纳米悬浮液稳定性最好;不同混凝剂投加量下,TiO₂ NPs和浊度的去除规律呈相近趋势,TiO₂ NPs初始质量浓度为0.5,1和2 mg／L时,PAC最优投加量为3 mg／L,对应TiO₂ NPs和浊度最大去除率分别为46.2％、60.2％、68.8％和23.2％、43.6％、47.6％．TiO₂ NPs初始质量浓度为5 mg／L时,PAC最优投量为4 mg／L,TiO₂ NPs和浊度最大去除率分别为77.64％和54.08％．pH对TiO₂ NPs表面Zeta电位有明显影响,进而影响TiO₂ NPs的去除效果．     

钴负载型磁石墨烯耦合过氧单硫酸盐去除橙红7分析

为充分利用过渡金属对过氧单硫酸盐（PMS）的催化活性,同时解决残余金属所带来的水体二次污染问题,实现催化剂的重复利用,将磁性Fe₃O₄颗粒和Co负载在还原氧化石墨烯（RGO）表面合成新型多相复合磁性材料（CF-RGO）,对比了PMS、RGO、CF-RGO、RGO/PMS、Co/PMS和CF-RGO/PMS等6种体系去除橙红7（AO7）的效果,并考察了不同初始pH、CF-RGO初始投量、AO7初始浓度对CF-RGO激活PMS去除水中AO7的影响。试验结果显示：PMS、RGO、CF-RGO和RGO/PMS体系基本不能去除水中AO7,而CF-RGO/PMS和Co/PMS体系则能有效去除AO7,且CF-RGO/PMS体系去除AO7的能力显著高于Co/PMS体系。对于CF-RGO/PMS体系,随着pH的增加,AO7的去除率先增大后减小,并在pH=5.0时达到最大去除率;CF-RGO初始投量对体系去除AO7的影响差异不大,总体呈正相关性;AO7初始浓度的不断增加会减弱体系的去除能力,从而降低AO7的去除率。同时,叔丁醇（TBA）和乙醇（ETOH）的投加证实了CF-RGO/PMS体系的自由基在pH=5.0时以硫酸自由基（·SO₄^-）为主,说明·SO₄^-对AO7的去除占主导作用。此外,重复使用该催化剂3次后发现其催化活性和稳定性均较好,Co、Fe等残留金属的检测结果也表明该催化剂对水体的二次污染极小。研究表明：CF-RGO作为催化剂可快速、高效地激活PMS去除水中AO7,且重复利用效果好、二次污染小;在pH=5.0,AO7、PMS初始浓度分别为0.03、0.2 mmol/L,CF-RGO初始投量为0.003 g的条件下,CF-RGO/PMS体系去除AO7效果最佳,去除率最高达95.8%。     

次氯酸钠对磺胺二甲氧嗪的降解与风险评价

自来水原水中新兴污染物的存在对饮用水水质安全提出新的挑战。采用氯消毒对典型磺胺类抗生素磺胺二甲氧嗪（Sulfadimethoxine，SDM）进行降解研究，考察余氯初始浓度、pH值、氨氮（NH₄-N）等因素对降解的影响，探究SDM氯氧化降解机理，评估其生态风险。结果表明：在SDM初始浓度为15 μmol/L、余氯初始浓度为60 μmol/L的条件下，120 s内SDM去除率达到95.9%，降解过程符合准二级反应动力学。反应速率常数随着余氯初始浓度增大而增大，随着NH₄⁺-N浓度增大而减小，背景阴离子Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-对反应影响甚微，HCO₃^-、CO₃^2-对反应有抑制作用，中性条件下有利于SDM氯氧化反应。基于高分辨质谱HRMS Orbitrap解析出9种降解中间产物，降解过程中发生氯代反应、脱甲基反应和羟基加成反应等。在消毒过程中，SDM的完全去除并不意味着生态风险的有效削减，对饮用水水质安全构成潜在风险。     

Decoioration and mineralization of yeast wastewater by using Ce-Fe/Al2O3 as heterogeneous photo-Fenton catalyst

Decoloration and mineralization of yeast wastewater were investigated by using Ce-Fe/Al2O3 as a heterogeneous photo-Fenton catalyst in fluidized bed reactor in order to solve the problem of yeast wastewater discharge. The experimental results were assessed in terms of total organic carbon（TOC） reduction. The operational and reaction conditions affecting the efficiencies of TOC removal such as initial pH value, H2O2 concentration, catalyst loading and UV power were studied. The results show that TOC is reduced from 347.6 mg/L to 10.8 mg/L, color is changed from 500 units to 0 under the conditions as follows： initial pH value 6. 0, H2O2 concentration of 1. 000 g/L, catalyst loading of 5 g/L, reaction duration of 120 rain and reaction temperature of 30 ℃. The irradiated Ce-Fe/Al2O3 catalyst was complexed with 1,10-phenanthroline and then it was subjected to Fourier transform infrared spectroscopy and diffuse reflectance spectroscopy to confirm the formation of Fe（Ⅱ） in the solid state. Heterogeneous photo-Fenton reaction proves to be effective for the treatment of yeast wastewater.     

Solvent extraction of zinc from zinc sulfate solution

The extraction of zinc from zinc sulfate solution was investigated, using 20% saponified D2EHPA as an extractant and 260^# sulfonate kerosene as a diluent. The solution was stirred for 8 min at phase ratio (V _o/V _a) of 1.0:1.0, initial pH of 2.0 and stirring speed of 200 r/min. The results show that 75% zinc can be extracted from the zinc sulfate solution when the concentration of zinc is 18.7 g/L after being settled for 10 min. 88.60% zinc can be stripped by 196 g/L sulfuric acid, and zinc ion can be separated from ferric ion.     

Degradation of polyvinyl-alcohol wastewater by Fenton＇s reagent： Condition optimization and enhanced biodegradability

The pretreatment of refractory polyvinyl-alcohol (PVA) wastewater with low value of COD_Cr by Fenton’s reagent was investigated to enhance the biodegradability. The effects of operating conditions such as pH of the solution, Fe²⁺ dosage, H₂O₂ dosage, reaction time and initial PVA concentration on the removal efficiency of COD_Cr were discussed. It is demonstrated that the optimum value of pH for removal of COD_Cr is 5 and the most suitable dosages of H₂O₂ (2%) and FeSO₄ (10 mg/L) are 5% and 8.0%, respectively. When the initial COD_Cr value of the PVA water is 760 mg/L, the favorable reaction time is 110 min. Under these optimum conditions, the removal ratio of COD_Cr is 58.6%–61.4%, and the value of biodegradability (COD_B/COD_Cr) increases markedly from 8.9%–9.7% to 62.6%–68.3%.     

生物炭负载零价纳米铁对溶液中的 Cr6+ 去除的研究

生物炭(biochar, BC)作为载体,负载纳米零价铁(nano zero valent iron, nZVI)形成复合吸附材料,利用电子扫描显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征材料的结构特征。研究了不同材料、初始溶液初始p H、不同初始浓度、去除剂的投加量对BC负载nZVI (nZVI-BC)去除含Cr~(6+)废水的影响。结果表明:BC的加入提高了nZVI的分散性和抗氧化性,同时提升稳定性,对于水中Cr~(6+)的去除具有较好的效果;当Cr~(6+)的初始浓度为15 mg/L,去除剂的投加量为2.5 g/L, pH=4的条件下,其去除率达到了98%; nZVI-BC去除含Cr~(6+)废水的过程符合Langmuir吸附等温式和准一级动力学方程,其中最大吸附量为209.93 mg/g。     

沉淀法预处理硫辛酸厂高质量浓度含硫废水试验研究

采用沉淀法预处理硫辛酸厂高浓含硫废水,以硫酸亚铁为沉淀剂,考察了沉淀剂用量、搅拌速度、静置时间、初始pH等对废水脱硫和脱COD效果的影响.结果表明,在七水硫酸亚铁加入量为25g/L,搅拌速度为90r/min、静置时间为2h、废水初始pH为8的最佳工艺条件下,废水COD脱除率和硫脱除率分别稳定在52％和80％以上;气相色谱-质谱联用测定结果表明,处理后废水中含有溴丁烷、三丁胺和硫辛酸三种有机污染物.该方法工艺简单且成本低廉,可用来对进入深度处理装置前的高浓含硫废水进行预处理.     

膨润土对废水中Cu2+的吸附性能研究

研究了钙基膨润土和钠基膨润土对废水中铜离子的吸附特性.结果表明,钠基膨润土和钙基膨润土的吸附行为都依赖于溶液的pH值,初始离子浓度和吸附剂用量.在低pH值时主要是H+与Cu2+竞争吸附位.pH值在3到7时基本的吸附机制是离子交换的过程.在高pH值(＞8.3)时,在膨润土颗粒表面形成氢氧化铜的吸附或沉淀.随初始金属离子浓...     

钝化土壤酸化过程机理及关键影响因子研究

施加钝化材料固定有毒重金属的方法在污染土壤修复领域有着广泛应用。但钝化土壤的酸化作用会使已固定的重金属重新活化,钝化剂应用在长效性方面存在局限。因此,研究钝化土壤酸化对土壤修复工作有重要应用参考价值。本研究选取西南地区3种代表性土壤,分别测定其酸化程度与交换性酸浓度,通过相关性分析判断土壤酸化的内在机理;同时应用SPSS软件,通过多元统计分析方法探究土壤理化性质对土壤酸化的影响,进一步采用主成分分析和线性回归方程建立定量函数表达以研究影响钝化土壤酸化的关键因子。结果表明：1）钝化土壤酸化的实质主要是致酸交换性离子H⁺和Al³⁺置换盐基离子Ca²⁺和Mg²⁺的过程。反应前期主要是Al³⁺积累,其与酸化程度相关性达0.567;2）影响土壤酸化关键的因子是Ca元素和土壤粒度,其中Ca的影响最大, 主成分分析结果显示其贡献率达到79%;在土壤粒度组成中,黏粒百分比对酸化影响最大;3）本研究尝试提出钝化材料的选择应遵循“补偿机制”,即在选择钝化成分时针对性地补充土壤较匮乏的因子,同时避免添加较丰足因子。本文的定量分析结果为今后深入研究钝化土壤酸化提供理论依据。     

新型锌铝复合絮凝剂处理焦化废水的研究

为寻求焦化酚氰废水生化二沉池出水COD超标解决方法,以锌盐、铝盐和聚丙烯酰胺为主要原料制备了一种新型锌铝复合絮凝剂,利用该絮凝剂进行焦化厂酚氰废水处理站二沉池出水的絮凝实验.研究考察了絮凝剂用量、pH值、温度以及搅拌速度对去除CODcr和浊度的影响.结果表明,当絮凝pH为10,絮凝剂投加量为1.2 ml/L,慢搅拌速度为75 r/min时,CODcr和浊度的去除率分别为76％和98.1％,而温度对絮凝效果影响甚微.与常规聚合氯化铝和聚合硫酸铁絮凝剂对比表明,锌铝复合絮凝剂处理焦化废水的效果明显较优.