线上线下混合教学模式融于“环境工程原理”课堂中的建设实践

环境工程原理是环境工程专业的核心基础课,具有理论性、系统性、工程实践性等课程特点。但这门课程课时少、知识点多,学生学习难度高、主动性不足。针对存在问题,将线上线下混合教学模式融于课程教学中,通过线上预习、课堂多手段教学、课后线上线下巩固等环节进行教学实践,以期激发学生的创新力,调动学生的学习自主性和积极性,提高学生学习效率,提升学生分析解决实际工程问题的能力。     

羟基磷灰石改性膨润土对铀的吸附效果及其机制

伴随我国核能的开发与高效利用,铀已成为我国地表水、地下水和土壤的常见污染物之一,从含铀废水中去除U(VI)已成为亟需解决的环境问题。本工作以膨润土(BTN)、磷酸氢二钠、硝酸钙为原料,采用简单易行的一步水热法成功制备出羟基磷灰石(HAP)改性膨润土复合材料(HAP/BTN)。考察了HAP/BTN对水溶液中铀的吸附性能,利用单因素试验和正交试验探讨了pH、转速、温度、投加量、时间对吸附性能的影响。试验结果表明,在p H=6.0、转速=100 r·min^-1、室温(298.15 K)、HAP/BTN投加量1 g·L^-1、吸附时间t=30 min时,该吸附材料对10 mg·L^-1含铀废水的去除率可达98%,最大吸附量为186.45 mg·g^-1。吸附过程更符合Langmuir模型和准二级动力学,热力学参数表明HAP/BTN对铀的吸附是自发吸热的过程,结合XPS及XRD的结果证实了HAP/BTN吸附铀主要归因于络合反应、化学吸附、静电吸附和离子交换作用。     

羟基磷灰石-铁基复合材料去除铀的效果和机理研究

采用液相还原法制备了羟基磷灰石-铁基复合材料,考察了pH值、吸附材料用量、铀初始质量浓度、反应时间、Mn~(2+)和CO_3~(2-)对羟基磷灰石(HAP)与羟基磷灰石-铁基复合材料去除地下水中的铀效果的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段表征分析了HAP和复合材料的结构与物相,并探讨了去除铀的机理。结果表明,复合材料对铀有很好的去除效果,当溶液pH值为5. 0、复合材料投加量为0. 05 g、铀的初始浓度为10 mg/L,60 min时去除率达到98. 53%。反应过程符合准二级动力学方程,能够很好地用Freundlich和Langmuir方程进行拟合。     

改性稻壳去除废水中砷(Ⅴ)的动态吸附试验

针对目前铅锌选矿厂尾矿库废水总砷超标的问题,采用高锰酸钾改性稻壳对尾矿库含砷废水进行动态吸附实验研究,探讨了进水pH、进水流量、运行方式、高锰酸钾改性用量以及再生次数对吸附砷(Ⅴ)性能的影响,并用SEM、XPS、BET和Zeta电位等对改性稻壳进行表征分析。结果表明:高锰酸钾改性稻壳作吸附剂能有效去除尾矿库废水中的砷(Ⅴ),在达到吸附穿透点前,出水中的砷低于《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466—2010)规定的总砷排放限值(0.3 mg/L),Thomas模型能很好地描述吸附过程。高锰酸钾改性稻壳再生后对砷仍能保持95%以上的吸附量,表明其具有良好的再生性能。     

钢渣负载羟基磷灰石复合材料对水溶液中铀的去除性能

采用溶胶—凝胶法制备出钢渣负载羟基磷灰石复合材料,并通过静态试验方法探讨pH、复合材料投加量、反应时间及铀初始浓度对复合材料吸附水溶液中U(Ⅵ)的影响。结果表明,复合材料对U(Ⅵ)具有较好的去除性能,在pH=4、投加量0.4g、反应时间120min的条件下,对初始浓度5mg/L的水溶液中U(Ⅵ)的去除接近完全,对应吸附量为1.25mg/g。复合材料对U(Ⅵ)的吸附过程为化学吸附,符合准二级动力学模型(R~2=0.996 9);Langmuir吸附等温线模型拟合(R~2=0.999 1)表明,吸附过程为吸附剂表面上的单层吸附;且通过R_L(R_L 0.063)的计算表明,复合材料对U(Ⅵ)的吸附极其接近不可逆吸附。     

某铀尾矿库周边水环境中铀的分布特征及评价

选取某铀尾矿库周边潜水以及下降泉为研究对象,研究放射性核素铀在铀尾矿库周边水环境中的分布特征。研究表明,在垂直方向上,下降泉中铀的浓度远大于地下潜水中铀的浓度;在水平方向上,距离尾矿区越远,下降泉中铀的浓度呈下降趋势。铀在潜水和下降泉的分布特征可能受到铀在水溶液的存在形式、化学反应、微生物氧化以及降雨稀释作用下,核素发生了溶解、迁移和沉淀等系列水文地球化学过程。研究区域潜水中的总α和总β水平均低于我国放射性指标的指导水平,符合我国饮用水标准,居民饮用是安全的。     

介孔掺硫活性炭活化过硫酸盐降解曙红Y废水的研究

在不同活化温度下制备了介孔掺硫活性炭(ACS-X),通过扫描电镜(SEM)、元素分析(EA)、N₂-等温吸脱附、X射线光电子能谱(XPS)等手段对其进行表征。通过建立掺硫活性炭活化过二硫酸盐(PS)降解曙红Y(EY)体系,探究了孔结构性质对活性炭吸附性能和催化性能的影响。结果表明,ACS-X的孔结构是影响活性炭吸附性能的主要因素,而活性炭的催化性能由孔结构性质和含硫官能团的存在形式及原子分数共同影响。还考察了ACS-X投加量、PS浓度、EY浓度、溶液初始pH等因素对EY废水降解效果的影响,探究了PS活化机理。结果表明,当PS浓度为3 mmol/L,ACS-800投加量为0.05 g/L,EY质量浓度为50 mg/L时,在60 min内降解率达到100%;酸性条件下ACS-800/PS体系降解EY的效果优于碱性条件;捕获实验表明体系中存在·OH、SO₄^·-与¹O₂,但¹O₂起主导作用。     

铁基生物絮凝剂对石英纯化工业废水脱色研究

通过自制的高效铁基生物絮凝剂对石英纯化工业实际废水进行脱色。考察了铁基生物絮凝剂投加量、p H、搅拌强度、自由沉降时间对色度去除效果的影响。实验结果表明:生物絮凝剂可以高效降低工业石英纯化工业废水色度;酸性条件有利于石英纯化工业实际废水的脱色;在p H=5.0,投加量为1.0%(体积分数)、搅拌强度为50 r/min和自由沉降时间为25 min的条件下,处理后废水的色度可达14,去除率达到98.9%。处理后石英纯化工业废水的色度低于《工业用水水质》(GB/T 19923—2005)回用标准限值。     

羟基磷灰石复合材料对地下水中铀吸附去除研究进展

铀矿山尾矿库周边地下水在铀矿的风化、淋滤、渗漏等作用下,给地下水和人类带来长期的健康隐患。可渗透反应墙(PRB)作为一种原位修复技术,具有无动力运行、环境影响小和成本低等优点,已经在地下水污染修复中得到了应用。羟基磷灰石(HAP)因具有成本低、原料广泛、生物相容性等优点,成为去除地下水中铀废水的最具潜力介质材料。综述了羟基磷灰石在处理含铀废水中的影响因素,主要包括羟基磷灰石制备方法、改性方法,对含铀废水去除影响研究。并对羟基磷灰石除铀进行机理分析,包括羟基磷灰石形貌、铀溶液pH、共存阴离子等对铀的去除影响。羟基磷灰石(HAP)因具有成本低、原料广泛、生物相容性等优点,成为去除地下水铀的最具潜力介质材料。