有机絮凝剂对铁矿相沉降性能影响及其吸附机理

通过模拟拜耳法赤泥沉降过程研究了聚丙烯酸铵(PAAA)、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)和氧肟酸絮凝剂(HPAM/HCPAM)对赤铁矿和针铁矿沉降性能的影响规律和絮凝后絮体的粒径分布及分形维数,并利用傅里叶变换红外光谱探讨了絮凝剂与铁矿相的吸附机理。在不同类型絮凝剂中,添加氧肟酸絮凝剂铁矿相沉降速度最快,且氧肟酸含量越高,沉降性能越好;聚丙烯酸铵和阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂对铁矿相沉降性能影响较小;同等条件下赤铁矿沉降速度要远高于针铁矿,增加絮凝剂添加量有助于提高针铁矿沉降速度。在赤铁矿絮体中,添加PAAA絮体粒径最大,HPAM絮体分形维数最大、致密性最好;在针铁矿絮体中,添加APAM絮体粒径最大,HCPAM絮体分形维数最大、致密性最好。氧肟酸絮凝剂与铁矿相形成结构稳定、吸附能力强的五元环状螯合物,增强了赤铁矿和针铁矿的絮凝效果;PAAA通过双齿桥接配位与赤铁矿表面发生吸附,通过单齿配位与针铁矿表面发生吸附,其吸附能力弱于五元环;APAM与赤铁矿和针铁矿表面发生化学吸附,沉降性能差。     

制备条件对针铁矿-生物炭复合物汞砷吸附性能的影响

在不同原料配比、酸碱度、陈化时间和陈化温度下,通过Fe(NO₃)₃·9H₂O沉淀合成了不同的针铁矿-生物炭复合物(GBC),对未修正生物炭及其复合产物进行了扫描电镜、红外光谱和X-射线衍射表征,最后选用吸附效果较好的针铁矿-生物炭复合物进行汞砷吸附试验。结果表明,原生物炭样品为黑色颗粒物,经针铁矿复合后变为褐黑色状态并且表面覆盖一层柱状或针状物。FT-IR光谱在3 125、1 465、803、782、640 cm^-1处出现几个与针铁矿有关的吸收峰。XRD图谱中出现与针铁矿特征峰相符的`几个衍射峰,其中不同原料配比、不同酸碱度制备的复合物XRD图谱相差较大,而不同陈化温度和陈化时间下制备的复合物XRD图谱无明显差异。按照金属吸附实验结果,汞和砷吸附效率最高的针铁矿-生物炭复合物的制备条件可确定为:m(生物炭)∶m(Fe(NO₃)₃·9H₂O)=1∶6、pH>7、陈化温度40℃、陈化时间40 h。     

针铁矿对模拟废水中磷的吸附实验研究

采用水解中和法制备了针铁矿,并进行了其吸附模拟废水中磷的实验研究。结果表明,时间对针铁矿吸附磷有很大影响,210 min达到吸附平衡;向50 mL 5 mg/L的含磷废水中投加1.0 g吸附剂,可去除磷90%;溶液初始酸碱性对吸附效果有显著影响,酸性溶液有利于吸附,当pH值为3时,去除率达到最高;针铁矿对磷的吸附受温度影响较小;可以用Langmuir吸附等温式描述针铁矿对磷的吸附行为,吸附动力学可以用准二级动力学方程来描述。     

铝同晶替代针铁矿对Cd2+吸附性能的影响研究

针铁矿(α-FeOOH)是土壤、沉积物和水分中常见的组分,且存在铝同晶替代现象.合成不同Al替代量的针铁矿,并通过一系列吸附实验、XRD和BET表征,探究铝同晶替代针铁矿晶体结构变化及对Cd2+的吸附.实验结果表明:随着Al替代量的增加,晶体衍射峰往高角度偏移,主要晶面间距减小,晶格间张力逐渐增加,导致晶格结构变化;A...     

针铁矿对模拟废水中磷的吸附实验研究

采用水解中和法制备了针铁矿,并进行了其吸附模拟废水中磷的实验研究。结果表明,时间对针铁矿吸附磷有很大影响,210 min达到吸附平衡;向50 mL 5 mg/L的含磷废水中投加1.0 g吸附剂,可去除磷90%;溶液初始酸碱性对吸附效果有显著影响,酸性溶液有利于吸附,当pH值为3时,去除率达到最高;针铁矿对磷的吸附受温度影响较小;可以用Langmuir吸附等温式描述针铁矿对磷的吸附行为,吸附动力学可以用准二级动力学方程来描述。     

针铁矿对水溶液中Cd2+、Pb2+的吸附影响

水体中镉、铅污染日益严重,如何净化被镉、铅污染的水体是目前污染防治的迫切问题。本文以针铁矿为吸附材料,控制水溶液中Cd~(2+)、Pb~(2+)的初始浓度、pH和离子强度的不同,研究针铁矿对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性。研究结果显示:针铁矿吸附Cd~(2+)符合Langmuir吸附模型;吸附Pb~(2+)符合Langmuir和Freundlich吸附模型;随pH升高,对Cd~(2+)、Pb~(2+)吸附量先上升后趋于平衡;随着NaNO_3浓度升高,对Cd~(2+)、Pb~(2+)吸附量先下降后上升。整体可知,在废水处理中,针铁矿可作为理想的除镉和铅的吸附材料。     

有机负荷对针铁矿厌氧消化产甲烷体系的影响

厌氧产甲烷是有机废弃物资源化的有效途径之一,已经被广泛应用于处理工业废水、城市生活垃圾、农业废弃物、禽畜粪便等。但目前存在产甲烷效率低、转化速率较慢等缺点。本研究尝试利用自然界中广泛存在的针铁矿为添加剂强化废水产甲烷过程。以乙酸钠和葡萄糖和为碳源模拟有机废水,研究了针铁矿对有机废水厌氧产甲烷的作用,考察了不同水力负荷条件下对连续流厌氧产甲烷反应器消化体系甲烷产量及产甲烷速率的作用。     

絮凝剂对悬浮物沉降和过滤性能的影响

本文重点介绍了絮凝剂的种类、选用及其对悬浮物沉降和过滤分离性能的影响,对于生产实践有着重要的指导意义。     

pH主导磷在磁铁矿-针铁矿混合相上的吸附

采用废弃贴式取暖物(商业名为热力贴)为原料制得一种吸附剂,通过静态批式实验考查了pH与吸附效果、zeta电位、离子强度等因素间的相互作用规律,探讨了不同pH下该吸附剂去除水中磷酸盐的机理。结果表明,该吸附剂的物相以磁铁矿-针铁矿混合相(magnetite-goethite mix phase,MGM)为主,其对水中磷酸盐的吸附等温线符合Langmuir方程。当温度为25℃,pH=2时,其饱和吸附量达12.57 mg·g^-1。研究还表明,磷在MGM上的吸附受溶液pH主导。pH较低时,内层络合,静电吸引,表面直接沉淀驱动磷的吸附;pH较高时,静电吸引渐变为静电排斥,内层络合减弱,不利于磷的吸附,而内层络合共吸附、表面间接沉淀促进了磷的吸附,但两者作用的综合结果表现为除磷效果下降。     

棉花秸秆生物炭的改性及其对As(Ⅲ)的吸附

以棉花秸秆为原料制备针铁矿改性生物炭,采用SEM-EDS、BET、FTIR、XRD等方法分析生物炭表面性质,并研究其As(Ⅲ)吸附性能。结果表明,针铁矿负载后生物炭表面铁和氧的含量明显升高,比表面积和孔容积明显增大。相对于未改性的生物炭,针铁矿负载后的生物炭XRD和FTIR图谱出现与针铁矿有关的特征峰,表征了针铁矿的存在。使用生物炭和改性产物去除As(Ⅲ)的最佳pH值为3.0,并且改性产物对As(Ⅲ)的吸附能力高于原始生物炭。研究表明,针铁矿负载可以提高棉秆生物炭对砷的吸附能力,从而开发出一种成本低、吸附能力强的新型天然吸附剂,有望应用于砷的修复。     

膨润土有机改性及吸附性能研究

结合天然膨润土的层状结构以及阳离子型表面活性剂的正电性和疏水性,以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为改性剂,制得有机阳离子改性膨润土。研究了有机改性膨润土投加量、p H值、吸附时间及吸附温度对甲基橙模拟废水脱色率的影响。试验结果表明:有机改性膨润土的投加量为4 g/L,吸附时间为40 min,废水p H值为6.0,吸附温度为35℃时,有机改性膨润土对甲基橙模拟废水的脱色率可以达到98.1%。     

硅胶粒径对太阳能吸附制冷系统性能的影响

针对以硅胶-水为工质对的太阳能吸附式制冷系统,实验研究了不同粒径的硅胶材料对吸附床传热传质特性及系统制冷能力的影响。三组对比实验的硅胶材料平均粒径分别为1mm、3mm和5mm,在太阳辐射接近的条件下完成实验测试,结果表明粒径中等的硅胶材料表现最优,其制冷系数COP和按照循环周期定义的比制冷功率SCP2均最高。小粒径材料虽然使吸附剂填充量有所增加,但是会导致吸附床轴向传质阻力增加,影响其末端吸附能力的发挥。而材料的粒径过大,则会降低吸附床的吸附剂填充量及其传热性能,从而导致预热脱附和冷却过程的时间延长,不利于系统的制冷性能改善。实验结果表明,吸附剂粒径是影响太阳能吸附式制冷系统工作性能的一个重要因素,在系统设计中需要给予重视。     

磁加载絮凝处理含铜废水

目前磁加载絮凝技术已被研究用于处理多种类型的废水,然而关于此技术中磁粉作用机理方向少有报道。为了解决这一问题,本文采用磁加载絮凝法处理模拟微蚀铜废水,研究了磁粉的加入对Cu²⁺和浊度去除率、絮体沉降速率以及絮体粒径的影响,深入分析了磁粉的作用规律和机理,为磁加载絮凝法应用到实际工程中提供了理论依据和技术参数。结果表明,当磁粉投加量和粒径分别取2.0g/L和300～400目时,磁加载絮凝效果最好。此时,Cu²⁺和浊度去除率均达到最高值98.53%和94.72%,比传统絮凝法高出4.11%和0.61%;絮体沉降速率最快,达5cm/min,是传统絮凝沉降速率的3.64倍;絮体粒径D₅₀也达到最大值41.94μm,较传统絮体粒径大20μm。磁粉投加量过多或过少、粒径过大或过小都会相应地减慢磁絮体的生长速率。     

煤粉炉和循环流化床锅炉飞灰特性对其汞吸附能力的影响

通过分析两台容量相近的循环流化床锅炉和煤粉锅炉飞灰样品的粒径分布、表面结构特性、未燃尽碳含量、反应性和汞含量，探究两种类型锅炉飞灰特性差异及其与飞灰汞吸附能力的关系。结果表明：循环流化床和煤粉锅炉尾端除尘设备排灰口飞灰汞的含量分别为1584.0 ng/g和503.7 ng/g，其原因与飞灰粒径、未燃尽碳含量和表面特性相关。对于循环流化床锅炉，飞灰中汞含量随其粒径和反应性温度的减小而增加，随未燃尽碳含量增加而增加，且与比表面积和吸附量呈正相关关系。对于煤粉锅炉，粒径为75～53 μm的飞灰对汞吸附能力较强，未燃尽碳含量明显小于循环流化床所产生飞灰的含量，飞灰比表面积随粒径变化不大，由此导致煤粉锅炉除尘设备排灰口所取样品对汞的吸附能力远低于循环流化床锅炉相对应位置飞灰对汞的吸附能力。     

Dual-polymer flocculation with unmodified and ultrasonically conditioned flocculant

Dual-polymer flocculation with unmodified and ultrasonically conditioned flocculant is presented in this paper. In the experiments two types of suspensions, i.e. chalk dust and kaolin clay in RO water were investigated. In the former case the bridging mechanism was expected whereas in the latter case charge neutralization and charge patching mechanisms should be dominant. The measurements were carried out in a laboratory setup for on-line particle size distribution (PSD) analysis consisting of stirred vessel with turbine mixer, laser particle size analyzer Fritsch Analysette 22 and peristaltic pump. The flocculation kinetics is described in terms of PSD and mean particle diameter change in time. Authors proved that ultrasonic conditioning may be an effective alternative for a dual-polymer flocculation where two different flocculants are used. In some cases the mechanical strength of flocs, created by combination of unmodified and conditioned polymers, was improved which resulted in reduction of time needed to achieve the steady state of the system.     

粉磨工艺对水泥颗粒分布及其混凝土性能的影响

研究了不同粉磨工艺系统磨制水泥的颗粒分布、粉磨电耗、标准稠度用水量、与减水剂相容性及其配制的混凝土强度、耐磨性、抗碳化性能的差异;针对我国混凝土行业的现状,从混凝土性能的角度出发,探讨了现阶段各种水泥粉磨工艺的特点。研究结果表明,水泥粉磨工艺系统的效率越高,水泥的颗粒分布越集中,水泥的标准稠度用水量增大,与减水剂相容性变差,在缺乏良好的掺合料进行颗粒分布校正的前提下,所配制混凝土的强度、耐磨性及抗碳化性能均有所下降。     

难沉降煤泥水组成及特点的研究

以山东某选煤厂的难沉降煤泥水为研究对象,利用现代分析测试手段,分析难沉降煤泥水的水质特性、矿物组成、粒度组成、表面电性等。结果表明导致煤泥水难沉降的主要原因是煤泥水中粘土矿物含量较高,泥化现象严重,颗粒粒度小,表面带有很强的负电荷,具有胶体稳定特性,从而导致其难以沉降。     

Arsenic adsorption mechanism on clay minerals and its dependence on temperature

In the present study, the As(V) removal efficiency of different clay minerals was investigated as a function of solution pH, time, As(V) concentration, and temperature. Arsenic mobility was also investigated by determining the As(V) released from the loaded samples by leaching with various aqueous solutions. The kinetics of adsorption was observed to be fast and reached equilibrium within 3 h. As(V) adsorption on studied clays was pH dependent and maximum adsorption was achieved at pH 5.0. The maximum adsorption capacity was calculated by fitting the Langmuir equation to the adsorption isotherms and found to be 0.86, 0.64, and 0.52 mg As(V)/g of kaolinite, montmorillonite, and illite, respectively. The negative effect of temperature on As(V) adsorption showed the interactions to be exothermic. Based on the results, it was found that among the studied clay minerals, kaolinite was the best As(V) adsorbent and montmorillonite had strong retention capacity. The electrokinetic behavior of kaolinite and montmorillonite was modified in the presence of As(V), indicating that adsorption involves inner sphere surface complexation and strong specific ion adsorption.     

新型高效复合絮凝剂PFCNS的制备与性能研究

以工业废渣和淀粉为基本原料,通过阳离子化、接枝共聚和复合三步反应,合成了一种新型高效的复合絮凝剂PFCNS,并探讨了絮凝剂用量对絮凝效果、C ODcr去除效果和透光率的影响.通过对生产废水的絮凝实验,表明PFCNS投药量少,絮凝沉降速度快,CODcr去除率高,絮凝效果优于聚合硫酸铁和聚合氯化铝.