纳米零价铁/活性炭复合材料去除水中六氯苯的影响因素研究

本文主要研究纳米零价铁/活性炭材料对水中六氯苯(HCB)的去除能力和影响因素。吸附等温研究结果表明该材料对六氯苯的去除符合Langmuir吸附即化学吸附机理。对水中六氯苯和脱氯产物的分析证明纳米零价铁/活性炭对六氯苯的去除包括吸附和脱氯。溶液p H,水中常见阴阳离子的存在等因素都会影响六氯苯去除。低p H对去除有利,这主要是由于低p H对纳米零价铁的氧化过程有利,导致脱氯反应加快。低浓度的HCO-3、Cl-和SO42-能促进六氯苯的去除。这些离子在低浓度时能加快零价铁的腐蚀,对六氯苯的去除有利。而高浓度时则由于铁氧化物沉积会产生抑制作用。NO-3则与六氯苯发生竞争反应,导致六氯苯的去除随硝酸盐的浓度增加而降低。常见的阳离子如Mg2+对六氯苯的去除没有影响。Cu2+和Fe2+的存在不仅改变了溶液的p H,还对纳米零价铁的氧化还原特性有影响。但总体而言,Cu2+和Fe2+的存在对六氯苯的去除是有利的。     

改性纳米零价铁修复重金属污染地下水研究

纳米零价铁(n ZVI)粒径小、比表面积大、反应活性高,可降解多种污染物,但n ZVI分散性差、抗氧化性弱的特点使其在地下水修复中的应用受到限制。改性n ZVI可以提高n ZVI的分散性及稳定性,研究了现有改性n ZVI的特点:多孔材料负载改性n ZVI成本较低,但可选择的材料相对较少;有机物包覆分散改性n ZVI的改性材料较多,可以促进非水相液体污染物与n ZVI的接触反应,但选择不当容易引起二次污染;双金属改性纳米材料的反应速度较快,不易形成腐蚀产物,但成本较高,且过渡金属可能对环境有害。n ZVI可以处理多种地下水重金属污染物,根据Fe2+和目标重金属离子污染物的标准电极电位的相对大小,降解方式分为表面吸附—配合作用、表面吸附—还原作用和表面还原作用,但是改性n ZVI存在价格高、有环境毒性等问题。     

零价铁去除地下水硝酸盐的影响因素

通过静态试验考察零价铁去除地下水硝酸盐的影响因素。结果表明：酸洗预处理可有效提高铁屑对NO-3-N的去除效果;NO-3-N初始质量浓度增加,NO-3-N去除率下降,平均去除速率升高;铁碳比为1∶2时,反应结束时NO-3-N质量浓度最低,且活性炭可吸附反应产物NH＋4-N,降低反应产生的碱度;实际地下水去除NO-3-N效果显著,试验结束时pH维持在10以下,其共存离子对pH值的变化有一定缓冲作用。     

纳米零价铁用于地下水污染修复时存在的问题与对策

介绍了纳米零价铁(Nanoscale Zero-Valent Iron,NZVI))用于地下水污染修复时存在的问题及改进技术。NZVI可以去除水体中的各种卤代烃(主要是氯代烃)以及Cr、Pb、As等重金属,但NZVI在水体中会由于团聚、沉淀和钝化等而降低其修复效率。将超声波技术和添加微生物方法与NZVI技术进行协同,以及对NZVI进行固体负载和表面改性是解决NZVI修复地下水时存在问题的有效途径。今后,探讨地下复杂环境因素对应用NZVI进行地下水修复的影响,以及改进NZVI水污染修复技术是利用NZVI修复地下水污染的重要研究方向。     

负载纳米水合氧化铁活性炭去除水中铅的实验研究

通过共沉淀法制备一种负载纳米水合氧化铁活性炭,研究其对铅的吸附性能、负载前后活性炭的结构的影响,并进行TEM和XRD表征分析。利用动态小柱实验探究不同p H值、进水浓度和空床接触时间对铅吸附能力的影响,同时比较负载前后活性炭处理实际河道水中铅的吸附穿透曲线。结果表明:无定型的纳米水合氧化铁成功负载于活性炭上,负载后的活性炭显著提高了铅的吸附性能,其对铅的吸附容量随p H值、空床接触时间的增大而增加,进水浓度的变化基本不影响铅的吸附容量。以实际河道水为处理对象,得出负载前后的活性炭穿透点运行的床体积分别为1233和11004,显著提高了9倍,表明负载纳米水合氧化铁活性炭可以有效去除实际水体中的铅,具有良好的应用前景。     

液相还原和碳热法制备纳米零价铁/活性炭复合材料的比较研究

采用液相还原法和碳热法制备纳米零价铁/活性炭复合材料,目的是为了比较不同合成方法对材料的物化性质和脱氯能力的影响。随着铁的加载,合成材料的比表面积和孔容与未改性活性炭相比均有所减小。经还原沉淀法和碳热法合成后的纳米零价铁/活性炭复合材料的含铁量分别为12.85和16.73 mg/g。从扫描电镜图像可以看出碳热法还原产生的纳米零价铁颗粒尺寸要比还原沉淀法略大且分散度也更好。两种方法合成的纳米零价铁/活性炭对六氯苯均有良好去除效果。经8 h接触后,去除率达到90%以上。动力学研究表明:六氯苯的去除符合二级动力学。另外六氯苯的去除是由于活性炭的吸附和零价铁的脱氯,近一半六氯苯被脱氯形成毒性较低的三氯苯或四氯苯。碳热法合成的材料总的六氯苯的去除能力,反应速率和脱氯能力均要略高于液相还原。     

氧气对零价铁去除三价砷过程的影响及其机制

为研究氧气对零价铁(Fe0)去除水中三价砷(As(Ⅲ))过程的影响,通过曝氮气、空气和氧气的实验研究了pH为4.0和6.0时As(Ⅲ)的去除动力学,并采用X射线精细吸收结构谱(XAFS)和X射线衍射谱(XRD)等表征手段探究其影响机制。结果表明:尽管高浓度的氧气有利于As(Ⅲ)被氧化为更容易被铁氧化物吸附的五价砷(As(Ⅴ)),但曝空气对于As(Ⅲ)的去除相对于曝氧气更为有利。在pH为4.0时,高浓度的氧气能够促进Fe0的溶解,从而抑制As(Ⅲ)的去除;而在pH为6.0时,高浓度的氧气会导致Fe0表面钝化,从而阻碍反应的进行。此外,曝氮气则几乎完全抑制了Fe0对水中As(Ⅲ)的去除,这是由于无氧条件不利于吸附性铁氧化物的生成;调控氧气的量可改进Fe0对As(Ⅲ)的去除效果。     

零价铁强化活性污泥法处理高浓度中药废水试验研究

采用活性污泥法处理高浓度中药废水 ,在曝气池内安装零价铁复合填料 ,进行强化处理试验研究。研究结果表明 ,进水COD ,BOD分别为 2 6 0 0～ 35 0 0mg/L ,10 0 0～ 180 0mg/L的高浓度中药废水经厌氧水解酸化 -强化活性污泥法处理后 ,出水COD降至 6 4 3mg/L ,COD去除率比对照处理试验普通活性污泥法高 16 3% ,强化活性污泥法可获得更高的MLSS ,约 5 42 9mg/L ,比对照处理试验高 16 17mg/L。     

零价铁还原硝基苯的反应机理及影响因素

利用零价铁的还原性质,将难生物降解的有机物硝基苯先还原生成亚硝基苯,然后再进一步还原成可生物降解的苯胺。实验得出在室温和酸性条件下,控制反应体系的pH值为6.0～7.5,Eh值在-172～-266 mV之间,可使硝基苯的还原率达到97.4%。     

纳米零价铁在水处理中的应用研究

纳米铁能有效去除常规方法难以降解的污染物。对纳米铁在卤代有机物的脱氯,重金属离子的还原处理,无机离子的转化以及染料废水的脱色方面的研究和应用现状进行了总结,展望了纳米铁在水污染控制领域的应用前景。     

镧改性、钠基和钙基膨润土净化污染河水中磷的效果

研究镧改性、钠基和钙基三种膨润土对河水中磷的去除效果.将1.6 g的镧改性、钠基、钙基膨润土分别投入到800 mL的清河河水中,清河水水质为劣Ⅴ类.试验结果表明镧改性膨润土的磷去除效果优于其他两种,对河水中总磷的平均去除率为77.41%,磷含量在第7天达到Ⅳ类水水质标准.同时镧改性膨润土对氮和含碳有机物也有一定的去除效果,在第7天对总氮的去除率达到最高值50.78%,在第3天对含碳有机物的去除率为18.34%.     

中水湿地去氮效果研究

以山东省平阴中水湿地为研究对象,通过对湿地水体、底泥的氨态氮(NH3-N)、硝态氮(NO3--N)沿程变化的分析,研究湿地对中水中氮(N)的去除效果。结果表明:湿地对水体中NH3-N的去除效果较好,而作为水体中N主要存在形式的NO3--N沿水流方向却呈增加趋势,微生物硝化作用强烈。底泥中总氮(TN)沿水流方向也呈增加趋势,累计效应比较明显。研究结果为湿地设计的进一步改进提供理论支持。     

高铁锰氨氮伴生地下水生物深度净化的工程实践

对高铁锰氨氮伴生的地下水采用传统接触氧化工艺处理时,水厂滤池出水锰严重超标,经模拟滤柱试验发现,滤层结构和溶解氧不足是高浓度Fe~(2+)、Mn~(2+)、NH_3—N同池生物净化失败的原因。根据滤柱试验结果,提出了强化曝气溶氧,无烟煤锰砂双层滤料一级生物过滤的工艺流程,实现了寒区高铁锰氨氮伴生的潜流地下水的同池深度净化。并用研究成果改造了哈尔滨市松北区前进水厂一期净水系统。出厂水总铁小于0.2 mg/L,锰小于0.05 mg/L,氨氮小于0.2 mg/L,满足国标要求,且长期高效、稳定运行,由此,创建了寒区高铁锰氨氮伴生地下水生物深度净化示范工程。     

利用吸附法处理废水中磷酸盐的研究进展

水体富营养化是世界各国面临的重大环境污染问题之一,磷是水体富营养化最关键的因素之一。因此,高效除磷可以有效控制水体富营养化。简述了吸附法除磷的优势,列举黏土矿物类吸附材料、金属氧化物类及金属矿物类吸附材料、生物质类吸附材料、活性炭等对磷酸盐的吸附效果与机理,并详细分析黏土矿物类吸附材料中的蒙脱石、蛭石、白云石、凹凸棒石等与金属氧化物类及金属矿物类吸附材料中的金属氧化物、水滑石、铁矿石、矿渣的实际吸附效果。最后,指出吸附剂吸附除磷的一些缺陷和有待改进的地方,归纳总结出改性吸附剂将继续是未来的研究热点。     

吸附法去除地下水铁锰的研究进展

为了解决地下水铁、锰含量过高的问题,在众多研究方法中,吸附法由于具有容量大、耗能少、污染小、去除快和可循环等优点,被广泛应用于地下水除铁除锰中。重点介绍了锰砂、沸石、火山岩、生物质、活性炭和硅碳素等吸附剂的吸附原理与吸附效果,阐述了一部分吸附剂的改性效果与影响因素。指出了各种吸附剂未来的改进方法和研究方向锰砂可以通过改性来弱化pH值等影响因素对它的吸附影响,沸石和火山岩的研究重心可继续放在改性上,重点研究污染区域的生物质的吸附效果,研究硅碳素与其他吸附剂联合吸附的效果。     

我国钢铁行业用水区域模式分析

我国钢铁行业用水量约占全国工业用水的10%,新水用量约占全国工业用新水的14%,因此研究我国各区域钢铁行业用水及节水潜力,对我国钢铁行业的可持续发展十分重要。综合考虑地区水资源禀赋条件、钢铁企业用水效率等,将我国钢铁企业区分为七大区域、四种类型、五种区域模式,即水资源丰沛高效型、水资源紧缺高效型、水资源紧缺低效型、水资源丰沛低效型,相应的节水技术推广模式分为优秀示范模式、节水示范模式、节水推广模式、深度挖潜模式和重度挖潜模式,对各类模式的特点进行了分析。     

纳米铁及其改性材料在水处理中的应用

介绍了近年来纳米铁在水处理中的应用成果及现状。纳米铁可有效地去除水中重金属、无机阴离子、放射性物质及氯代有机污染物等,污染物去除效果与污染物初始浓度、纳米铁投加量、pH、反应时间等因素有关。纳米铁由于其强还原性,不稳定,在实际应用中受到限制,有必要研制纳米铁改性材料。结合国内外的研究进展,分析了纳米铁改性材料对污染物的去除效果和机理,对纳米铁及其改性材料在水处理领域的应用进行了展望。