基于微生物燃料电池处理含铬废水的研究

本研究采用自制两室的MFC装置,通过利用污泥浓缩池所驯化的厌氧微生物作为阳极生物,以模拟的含铬废水作为阴极液,考察了在不同的pH值、Cr（Ⅵ）初始浓度、外接电阻和电解质条件下,Cr（Ⅵ）的去除效果和产电性能。结果表明,pH值越低,有利于Cr（Ⅵ）的去除,在pH值为2时,初始浓度为10mg·L^-1的Cr（Ⅵ）在72h的去除率可达到60%左右;pH值的增高,会抑制开路电压（OCP）和输出功率;Cr（Ⅵ）初始浓度的增加,会降低其降解速率,但能促进输出功率的增加,不过对OCP值的影响不大;在一定范围内,外接电阻越小,越有利于Cr（Ⅵ）的去除;以Na Cl作为协同电解质,反而会降低Cr（Ⅵ）的去除率。将Cr（Ⅵ）作为微生物燃料电池的阴极电子受体,不仅可以有效的去除Cr（Ⅵ）,还可以产电,得到一定的能量输出,具有较好的研究前景。     

氯化锌造孔甘蔗渣制备的生物炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

制备并研究了氯化锌造孔甘蔗渣炭(ZBC)对废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,采用SEM、FTIR、BET对吸附剂进行表征。结果显示,氯化锌造孔甘蔗渣炭出现大量孔隙,比表面积和官能团数量增加。当废水初始p H=2,Cr(Ⅵ)初始浓度为50 mg/L,ZBC投加量为4 g/L时,在25℃下以120 r/min转速进行吸附120 min,Cr(Ⅵ)去除率99. 8%,最大吸附量为20. 450 mg/g。由吸附热力学及动力学可知,Langmuir等温吸附模型能更好的反映吸附过程,且该过程遵循拟二级动力学方程。     

分步投加FeSO_4·7H_2O、H_2O_2法预处理皮革鞣制废液试验研究

对皮革鞣制废液采用分步投加FeSO_4·7H_2O、H_2O_2法进行预处理,考察了FeSO_4·7H_2O、H_2O_2的投加方式与投加量、反应温度、pH值、反应周期等的影响。结果表明,最佳工艺参数为:温度50℃,pH值5,FeSO_4·7H_2O投加量5 mmol/L,H_2O_2用量50 mmol/L,反应周期3 h。在此工艺条件下,可使废液色度从40 000倍降为10倍,COD、总铬和Cr⁽⁶⁺⁾浓度分别从2 700,19.27,18.78 mg/L降为426.7,0.162,0.15 mg/L,达到了《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB 30486—2013)要求。方法主要是利用先投加FeSO_4·7H_2O还原Cr(6+)浓度分别从2 700,19.27,18.78 mg/L降为426.7,0.162,0.15 mg/L,达到了《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB 30486—2013)要求。方法主要是利用先投加FeSO_4·7H_2O还原Cr⁽⁶⁺⁾,搅拌反应一段时间后,再投加H_2O_2形成Fenton试剂。其去除机制有别于传统Fenton试剂,主要是针对皮革鞣制废液中的Cr(6+),搅拌反应一段时间后,再投加H_2O_2形成Fenton试剂。其去除机制有别于传统Fenton试剂,主要是针对皮革鞣制废液中的Cr⁽⁶⁺⁾浓度高这一水质特色,先用Fe(6+)浓度高这一水质特色,先用Fe⁽²⁺⁾还原Cr(2+)还原Cr⁽⁶⁺⁾,并利用Cr_2O_72-的强氧化性,在酸性条件H+与H_2O_2的共同作用下,形成Fe(6+),并利用Cr_2O_72-的强氧化性,在酸性条件H+与H_2O_2的共同作用下,形成Fe⁽²⁺⁾、Fe(2+)、Fe⁽³⁺⁾、Cr(3+)、Cr⁽³⁺⁾、Cr(3+)、Cr⁽⁶⁺⁾、H_2O_2、·OH、OH-等离子的共氧化和共沉淀体系,实现色度、Cr(6+)、H_2O_2、·OH、OH-等离子的共氧化和共沉淀体系,实现色度、Cr⁽⁶⁺⁾、COD和总铬的同步去除。     

板栗刺壳生物炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

以板栗刺壳为前驱体,高铁酸钾为活化剂,通过化学改性制备得到板栗壳生物炭,并研究了其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。借助XRD、FTIR、XPS、FESEM等表征手段发现其表面具有较为发达的孔隙结构及丰富的含氧官能团。研究该材料对水中Cr(Ⅵ)的吸附作用发现,pH为2.5时其表现出最佳的吸附效果,90 min可达到最终平衡吸附量的90%以上,属于快速吸附。进一步研究表明,该材料对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为61.312 mg/g,其吸附机理类型符合准二级动力学模型与Langmuir模型。     

粘土负载纳米零价铁去除水中的Cr(Ⅵ)

采用NaBH_4还原FeCl_3制备纳米铁(nZVI),利用标准粘土为载体制备了负载纳米铁(C-nZVI),用于去除水体中的重金属Cr(Ⅵ),考察起始pH、Cr(Ⅵ)初始浓度、C-nZVI的量对Cr(Ⅵ)去除率的影响。结果表明,Cr(Ⅵ)的去除随着起始pH和Cr(Ⅵ)初始浓度的降低及纳米铁剂量的增加而增加,当起始pH为4.14,Cr(Ⅵ)初始浓度为10mg/L,纳米铁投加量为30g/L时,Cr(Ⅵ)的去除率达到95%。并对C-nZVI去除Cr(Ⅵ)的机理进行了推测,表明其涉及还原和共沉淀历程。     

玉米芯对水中Cr(Ⅵ)吸附性能研究

用玉米芯吸附水中的Cr(Ⅵ),研究了pH、投加量、振荡时间、初始浓度和温度对吸附效果的影响,并用动力学、热力学方程和吸附等温线对实验数据进行拟合。结果表明,pH=1时,玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳;吸附过程符合准一级动力学模型,Freundlich与Langmuir等温吸附模型均能很好地描述吸附过程,高温时,Freundlich模型的拟合效果更好;对热力学参数ΔH,ΔG,ΔS的计算表明,该吸附过程是吸热、熵增的自发过程。     

高岭土尾矿对铬(Ⅵ)离子的吸附行为研究

研究了高岭土尾矿对Cr(Ⅵ)的吸附性行为,探索了Cr(Ⅵ)离子初始浓度、pH值、高岭土尾矿的综合用量、吸附综合时间及溶液吸附综合温度等多种因素对Cr(Ⅵ)溶液吸附综合性能的影响。研究分析结果表明,随初始Cr(Ⅵ)浓度不断增大,高岭土矿岩尾矿对Cr(Ⅵ)浓度吸附的比率逐渐减小;高岭土矿岩尾矿对Cr(Ⅵ)浓度吸附的比率随着高岭土矿石尾矿用量的不断增加而逐渐增大;高岭土尾矿对Cr(Ⅵ)的吸附可在40 min达到平衡;高岭土尾矿的最佳吸附温度为30℃;高岭土尾矿在酸性环境下对Cr(Ⅵ)表现出良好的吸附性能。高岭土尾矿对六价铬的等温吸附符合Freundlich吸附等温方程。结果表明,高岭土尾矿是较为理想的铬离子吸附材料。     

改性茶叶渣对含Cr(Ⅵ)废水的吸附研究

分别用羟基氧化铁、氢氧化钠、甲醛对茶叶渣改性,用其对Cr(Ⅵ)废水进行吸附,探讨了铬废水初始浓度、溶液p H、吸附剂用量、吸附温度和时间等因素对吸附率的影响。结果表明,甲醛改性茶叶渣吸附效果最好;吸附剂用量为0.75 g,铬废水初始浓度为50 mg/L,吸附时间为70 min,溶液p H为5,吸附温度为40℃时,茶叶渣的吸附率最佳,吸附率可达到96%。甲醛改性茶叶渣对Cr(Ⅵ)废水的吸附过程更符合二级动力学模型,平衡吸附量为2.25 mg/g。     

壳聚糖／PVA微粒对Cr（Ⅵ）的吸附平衡与动力学

获得在酸碱介质中稳定性好、溶胀率小的壳聚糖/PVA微粒的基础上,探讨了时间、pH、温度等因素对壳聚糖/PVA微粒吸附Cr(Ⅵ)的影响,结果表明:温度与pH是影响吸附量最主要因素。在平均粒径为200μm,最适pH=3、28℃振荡240 m in其吸附量达200 mg/g以上,吸附量随温度的升高而增大。通过计算不同温度下各热力学参数ΔG、ΔH和ΔS,证实该吸附为一自发的吸热过程。对实验数据运用相关数学模型拟合,得出等温吸附平衡符合Langmuir模型,吸附过程动力学更适合二级反应。     

金刚石磨片的钎焊方法研究

本文分析了Ag、Cu、Zn、Ni、Co、Mn、Ti、Cr、W、Si、B、Sn等元素与金刚石的结合作用，所研制出的钎料Ag—Cu—Ni和Ag—Cu—Cr可实现金刚石镀覆金属膜在常态下的焊接，钎料Ag—Cu—Ti适用于无镀膜金刚石在真空中的焊接。采用二次钎焊和两级加热工艺，能够实现一次焊接20片金刚石磨料片。