改性活性氧化铝除氟性能研究

通过静态实验,研究了改性活性氧化铝(MAA)对F-的吸附性能,考察了吸附时间、改性活性氧化铝的用量对除氟性能的影响,并与新型除氟树脂的除氟性能进行了比较.研究结果表明:活性氧化铝的用量为4 g时,除氟效率最高,为94.57%;活性氧化铝与含氟水的最佳接触时间为3 h;MAA在较低用量(＜4 g)时,除氟效率不如除氟树脂高,但是在较高用量(≥4 g)下,MAA则高于树脂的除氟效率.     

活性氧化铝的改性及除铬（Ⅵ）性能研究

铬离子(Ⅵ)是环境中重要的污染物质之一,因此,解决其污染问题刻不容缓。以活性氧化铝为吸附材料,采用氢氧化钠浸渍法对其进行改性,获得具有良好吸附性能的铬离子(Ⅵ)吸附剂。考察了焙烧时间、焙烧温度、改性剂浓度、固液比和浸渍时间等因素对改性活性氧化铝吸附性能的影响~([1])。结果表明,改性后的活性氧化铝对铬离子(Ⅵ)的吸附性能显著提高~([2])。氢氧化钠改性活性氧化铝的最佳工艺条件为焙烧时间2 h、焙烧温度500℃、氢氧化钠的浓度10 g/L、固液比1 g∶5 mL、改性时间0.5 h。此时,铬离子(Ⅵ)吸附率高达96%。该铬离子(Ⅵ)吸附剂具有一定的应用前景。     

除氟剂CeO2/SiO2的制备及其除氟性能研究

以原硅酸四乙酯(TEOS)和硝酸铈(Ce(NO)3.6H2O)为原料,采用溶胶凝胶法制备出了除氟剂CeO2/SiO2。采用IR、XRD、BET等分析方法对所得样品进行了表征,并初步研究了该除氟剂的除氟性能。结果表明,经400℃焙烧的CeO2/SiO2除氟剂在室温,原水,固液比为1∶20,振荡时间为2h时,除氟效果好,除氟率达90%以上,已达到国家饮用水标准0.5mg/L~1mg/L。     

超声波振荡对活性氧化铝除氟性能的影响

在超声波振荡搅拌下,实验研究了活性氧化铝对氟离子的吸附性能,分析了活性氧化铝颗粒大小、超声波振荡时间、pH、活性氧化铝加入量及原水氟浓度对吸附性能的影响。研究结果表明：活性氧化铝结晶不完整及晶格的无序使得它具有更大的比表面积;使用超声波振荡时,其除氟速率比机械搅拌快得多,除氟前期其平均除氟速率达0.93 mg/min,是机械搅拌除氟速率的5.8倍。同时,采用超声波振荡达到平衡的时间是机械搅拌的1/7,其饱和吸附容量也有所提高;pH在5～7时,活性氧化铝的吸附容量大、除氟速率高;另外,活性氧化铝的加入量及原水氟浓度对除氟速率和吸附容量也有重要影响。     

阜新天然沸石改性除氟试验研究

以阜新天然沸石为原料,利用X射线荧光光谱仪(XRF)、红外光谱(IR)、差热(DT)对其进行分析.研究了焙烧改性、酸改性、碱改性、盐改性和有机改性等方法对沸石除氟效果的影响,并对改性沸石的除氟机理进行了探讨.结果表明:采用450℃焙烧4h,1.0 mol/L氢氧化钠浸泡24h,1.5 mol/L硫酸铝钾浸泡36 h的方法复合改性沸石,沸石粒度为40 ～ 60目,静态除氟固液比为5∶100(g∶mL),可使10 mg/L的模拟废水氟离子浓度降低到1.0 mg/L以下,达到国家饮用水含氟标准.     

改性聚合氯化铝絮凝剂的制备及性能研究

以结晶AlCl3为原料制备聚合氯化铝(PAC),用聚硅酸对其进行改性,获得了改性的聚硅酸氯化铝絮凝剂。考察了pH值、SiO2浓度、温度、Al/Si摩尔比等因素对改性聚硅酸氯化铝制备的影响。结果表明,最佳制备条件为:pH值5~6,SiO2浓度2.5%,温度20~30℃,Al/Si摩尔比1.0。用改性聚硅酸氯化铝絮凝剂处理含油废水,其最佳的处理条件为:投加量125 mg/L,pH值8,搅拌时间20 min,搅拌温度50℃。改性聚硅酸氯化铝絮凝剂具有更好的除油、去除COD的效果。     

深度除氟工艺处理煤化工尾水的研究

采用混凝沉淀、活性氧化铝吸附、树脂吸附等三种深度除氟技术对煤化工尾水处理。结果表明,混凝沉淀法最佳混凝剂为聚合氯化铝,最佳条件为初始pH为6～8,投加量为600 mg/L;活性氧化铝吸附最佳进水流量为4 BV/h,工作吸附容量为0.816 mg/mL,再生时间为90 min,再生率为96.1%;树脂吸附法最佳进水流量为8 BV/h,工作吸附容量为1.958 mg/mL,再生时间为120 min,再生率为97.7%。在最佳反应条件下,三种深度除氟技术处理煤化工尾水F~-均能达到1 mg/L的出水要求。并从除氟效果、投资、处理成本、有无二次污染等方面对这三种深度除氟工艺进行比较,确定出活性氧化铝吸附为最适宜的工艺。     

活性氧化铝吸附-超滤组合工艺除氟的实验研究

试验旨在为设计一套农村小型集中式或分散式除氟供水设备提供参考。采用了活性氧化铝吸附-超滤组合除氟工艺进行地下水除氟的试验,研究了该系统原水的pH、回流量、膜通量对于除氟效果和膜污染情况的影响。结果表明,在恒流条件下,原水氟浓度2 mg/L,反冲周期6 h,反冲时间2 min,反冲强度150 mL/min,投加粒径200～300目的活性氧化铝0.2 g/L,保持原水pH=6.5左右,膜通量=45 L/m~2·h,沉淀池与反应池间的回流比=0.5,能使该系统的出水氟浓度1.2 mg/L,总铝含量0.1 mg/L,浊度0.05,并且能有效地缓解膜污染,使反应器长期运行。     

赤泥原料及其对吸附剂吸附性能的影响

赤泥的堆放会对环境造成污染,但其具有较高的吸附性能,因此研究制备赤泥吸附剂能达到以废治废的目的。实验分别采用平果和德保赤泥制备吸附剂,研究了赤泥原料及赤泥吸附剂的物相组成,采用除氟及除铜实验研究了赤泥产地及赤泥堆放时间对吸附剂吸附性能的影响。结果表明,以平果、德保赤泥制备的吸附剂,在焙烧温度500℃、焙烧2 h、溶液p H值为6的条件下,氟浓度可分别从19 mg/L降低到0.21、0.19 mg/L;铜浓度可分别从64 mg/L降低到0.32、0.51 mg/L。对氟的吸附容量均可达0.94 mg/g;对铜吸附容量分别可达3.18、3.17 mg/g;对氟、铜的去除率分别在99%、98%以上。     

硫酸与氯化铝复合改性活性氧化铝吸附除氟研究

采用硫酸与氯化铝复合方法对活性氧化铝进行了改性,研究了改性活性氧化铝吸附动力学特征及主要影响因素,并测定了改性前后活性氧化铝的比表面积、孔容孔径和元素含量等,初步探讨了改性除氟的机理。结果表明,改性吸附剂对水中氟的吸附动力学符合拟2级吸附速率方程,其吸附行为更符合Langmuir等温线的拟合,即吸附为单分子层吸附,其最大吸附容量为6.46 mg/g,是未改性活性氧化铝的4.4倍;改性活性氧化铝的适宜pH为6~7,竞争离子由弱到强的的影响顺序为NO3-≈Cl-SO42-H2PO4-HCO3-HPO42-CO32-;BET和XRF分析表明,改性活性氧化铝除氟主要靠离子交换作用。     

活性氧化铝的生产及其改性

综述了生产活性氧化铝的原料、活性氧化铝的主要制备方法及其改性方法。快脱粉通过快速煅烧α-三水铝石生产;拟薄水铝石通过碳化法、碱法、酸法、中和法和醇铝法生产。快脱粉通过滚动成型制造活性氧化铝球;拟薄水铝石通过油-氨柱成型、挤出成型和喷雾干燥成型制成（条形、三叶草形、蝶形等）不同形状的活性氧化铝。最后,综述了活性氧化铝的几种改性方法,每种方法都可以改进活性氧化铝的物化性能。     

氧化铝改性污泥生物炭粒制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附特性

为拓展城市剩余污泥资源化利用途径,本文以剩余污泥球粒为原料在高温限氧条件下制备污泥生物炭粒（SBC）,同时以氢氧化铝溶胶为前体浸渍污泥球粒后在500℃下热解获得氧化铝改性污泥生物炭粒（SBC-Al）。使用BET、XRD、FTIR和SEM对生物炭粒进行了表征,并研究了生物炭粒改性前后对Pb(Ⅱ)的吸附特征及效果。结果表明：SBC-Al比表面积和总孔容分别达到83.266m²/g和0.158cm³/g,相比于SBC分别增大了142.42%和167.80%;XRD显示氢氧化铝溶胶浸渍使SBC-Al表面负载了γ-Al₂O₃粒子,FTIR红外谱图说明氧化铝改性可能会增加炭粒表面官能团数量,同时SEM显示出SBC-Al表面相较于SBC具有更多的层片状结构,从而增加生物炭粒的吸附性能。Pb(Ⅱ)的吸附动力学符合二级动力学方程和Elovich方程,同时用二阶段颗粒内扩散模型可以较好地拟合。吸附等温线以Freundlich模型为主,且SBC和SBC-Al对低浓度（＜50mg/L）Pb(Ⅱ)的去除率均较高,分别在95%和99%以上,实测最大吸附量可分别达626.73mg/g和663.97mg/g,但SBC-Al提高了对更高浓度（50～100mg/L）Pb(Ⅱ)的去除率。热力学计算数据表明吸附过程为吸热反应;脱附解吸试验说明,生物炭粒具有良好的循环再生利用性能。     

聚硅酸铁铝在城市污水深度处理中的应用研究

采用传统活性污泥法处理城市污水,其出水CODCr、色度、SS等指标往往低于国家一级排放标准。采用一种新型高效的混凝剂—聚硅酸铁铝(PSAF)对城市污水用于传统活性污泥法处理后的深度处理,可有效地除掉余下的污染物质。试验结果表明,在聚硅酸铁铝投加量为200mg/L,pH值为6.0,沉降时间为60 min的条件下,混凝效果最佳,浊度去除率为92%左右,色度去除率为88%左右,CODCr去除率为82%左右,悬浮物SS去除率为91%左右。并将该种混凝剂应用于生产性试验,结果非常满意,被处理后的污水完全可以回用。     

蒽醌加氢钯催化剂载体改性研究

针对Pd/Al2O3催化剂载体的改性进行研究,将1 000℃焙烧后的氧化铝粉末与未焙烧的活性氧化铝粉末按不同比例混合和焙烧制备载体,采用等体积浸渍法制得负载Pd的Pd/Al2O3催化剂。采用XRD、BET、NH3-TPD和HOT对载体以及催化剂进行表征,并考察催化剂的蒽醌加氢性能。结果表明,提高载体中焙烧后氧化铝粉末的比例,导致载体中γ-Al2O3减少和δ-Al2O3增多,载体酸性降低,Pd分散度变大,从而提高了催化剂氢化效率。当焙烧后氧化铝质量分数为40%时,分散度和活性表面积达到最大,晶粒度最小,氢化效率最高,催化活性最佳。     

响应曲面法复配混凝剂处理海上生产返排液

将聚硅酸铝铁（PASF）、聚丙烯酰胺（PAM）、纳米零价铁（nZVI）以及活性炭等材料复配制备复合混凝剂。在单因素实验基础上,以处理后海上生产返排液水质浊度和化学需氧量（COD）含量为评价指标,探究m(PSAF)/m(PAM)、复配温度以及复配熟化时间对复合混凝剂制备的影响。采用Box-Behnken响应曲面法,以COD含量为响应值建立数学模型,优化复配制备工艺参数,结果表明：数学模型显著,拟合度良好,可以用来分析及预测复合混凝剂的性能;最佳工艺参数为m(PSAF)/m(PAM)=14.63、复配温度=70℃和复配熟化时间=3.02h;验证结果COD含量为756.54mg/L,实验值与预测值偏差仅为2.14%。现场实验表明该复合混凝剂可以将海上生产返排液水质浊度、COD含量、含油量以及氨氮含量分别降低96.74%、94.35%、75.77%和74.27%,达到了进入生化处理系统的要求。     

铝土矿除氟吸附剂制备及其性能研究

以天然铝土矿物为原料,经高温煅烧活化制备高效除氟吸附剂。XRD图谱显示,该除氟剂主要成分为水铝石脱水生成的氧化铝。采用响应曲面法,对煅烧温度和煅烧时间与除氟剂吸附容量的关系曲线进行二次多项式拟合,结果表明煅烧温度对除氟剂吸附氟离子容量的影响程度高于煅烧时间,而两者的交互作用并不明显。在煅烧温度为840.8℃,煅烧时间为316.2min的最优制备条件下,其吸附容量约达1.7mg/g,是一种高效低廉的除氟吸附剂。     

Surface Modification of Silicon Nitride Powder with Aluminum

Surface modification of Si₃N₄ with alumina was tried. It was achieved by simply mixing Si₃N₄ powder with an alumina sol up to ∼2 wt% as alumina in an aqueous medium, dried, and followed by calcination at 400°C for 1 h. A TEM micrograph showed a coating layer of ∼15 nm thickness. The isoelectric point of the modified Si₃N₄ powder with porous alumina was at pH 7.8, which is different from 5.8 and 8.6 for Si₃N₄ and amorphous alumina, respectively.     

凹凸棒负载型催化剂的制备及处理低浓度有机物效能

面向城镇污水的高标准排放技术,为进一步提高臭氧催化氧化处理水中低浓度有机物的性能,制备了凹凸棒负载型催化剂。采用粒径分析、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外吸收光谱仪（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）对催化剂进行了表征。考察了焙烧温度和焙烧时间对催化剂性能的影响,分析了优化后臭氧氧化反应催化剂对废水的处理效能。结果表明,催化剂的优化焙烧温度和焙烧时间分别为500℃和3h,且使用优化的催化剂时,从效能和效益的角度出发,废水处理性能最佳。当进气流速为0.3L/min,催化剂投量为0.4g/L,反应时间为15min时,废水化学需氧量（COD）浓度由72.5mg/L减少为47.5mg/L。铁基氧化物负载到凹凸棒后起到的作用并不是简单的功能叠加,而是实现了功能互促的效应。     

铝矾土制备活性氧化铝掺合料的研究

研究了煅烧铝矾土制备活性氧化铝掺合料的过程。结合产物种类、结晶状态和比表面积,研究煅烧温度和煅烧时间对氧化铝活性的影响。采用XRD检测煅烧后铝矾土产物的种类及结晶状态,用激光粒度仪对产品进行比表面积的测定,并通过快速砂浆棒法检测煅烧所得活性掺合料对碱骨料膨胀反应的抑制效果。结果表明,获得活性氧化铝掺合料的最佳煅烧温度和煅烧时间分别为500 ℃和1.0 h,在此条件下制备的活性氧化铝掺合料对碱骨料膨胀反应的抑制效果较好,掺加质量分数为30%的活性氧化铝掺合料能使砂浆棒养护14 d的膨胀率从0.32%降至0.087%,其膨胀率低于0.1%,已经被控制在安全范围内。     

稀释作用对聚硅酸铁混凝剂混凝性能的影响

混凝剂在使用时往往要进行稀释处理。考察了稀释作用对聚硅酸铁混凝剂混凝性能及该混凝剂中铁与氧化硅形态分布的影响。实验结果表明,稀释倍数为2倍以上时,聚硅酸铁混凝剂中铁及氧化硅形态中高分子聚合态含量较高,此时聚硅酸铁混凝剂具有较好的混凝性能;但稀释倍数大于4倍且混凝剂投加量为5mg/L时,聚硅酸铁混凝剂的混凝性能反而会下降,因此实际应用时要选择恰当的稀释倍数以获得较好的混凝效果。