煤基电极材料吸附性能优化处理氰化废水研究

以碘吸附值为响应,采用JMP软件定制设计优化煤基电极材料吸附性能。重点研究了热解终温、升温速率及添加剂比例对其吸附性能的影响规律,确定了优化制备条件及技术参数,并将其应用到氰化废水的处理过程。研究表明:热解终温是影响煤基电极材料吸附性能的显著因素,预测模型相关系数R2=0.999 7,刻画最优热解终温900℃,升温速率5℃/min,添加剂比例(质量分数)为20%,碘吸附值的预测值401 mg/g与验证实验平均值408mg/g吻合较好。以优化后的煤基电极材料为阴阳极,采用三维电吸附体系处理氰化废水,废水中CNT,CN-,Cu,Zn,SCN-的去除率分别为76.21%,77.86%,78.93%,66.78%和77.54%,达到较好的吸附去除效果。煤基电极材料的优化制备可用于提高废水中有害离子的去除率。     

超声辅助活化煤基电极材料的研究

采用超声辅助活化提高煤基电极材料的吸附性能,并利用扫描电子显微镜(SEM)观测煤基电极材料的形貌特征,N2物理吸附法检测孔径参数。结果表明,随着KOH质量分数的增加,煤基电极材料的抗压强度呈现降低趋势,而碘吸附值逐渐增大,最高可达741.44 mg/g。选择超声辅助、KOH质量分数为15%的煤基电极材料进行氰化废水吸附处理,其比表面积为386m~2/g,总孔容为0.192 cm~3/g,微孔孔容为0.170 cm~3/g,微孔率达到88.31%。以煤基电极材料为阴阳极组建三维电极体系处理氰化废水,外加电压为4 V,吸附时间为4 h,废水中各离子的去除率均达到95%以上。     

采用三维电吸附体系处理氰化废水的对比研究

采用三维电吸附体系处理氰化废水,主要对比分析了分别以不锈钢网(M)、活性炭填充不锈钢网(CM)和煤基电极(CB)为阴阳极时废水中氰化物与重金属离子去除率的变化。利用SEM-EDS,XRD对电极形貌及其负载物、沉淀物的组成进行分析表征,进一步探讨了三维电吸附过程的反应机理。研究表明:2 V电压时,三维电极体系的处理效果优于二维体系;以CM为主电极时的处理效果明显优于M与CB,此时废水中CN_T,Cu,Zn,CN~-,SCN~-的去除率均可达70%以上。废水中CN~-,SCN~-及金属氰络合离子的去除是煤基阳极与活性炭粒子电极吸附与电吸附共同作用的结果,同时,阳极表面OH~-氧化分解导致H~+浓度局部增大,使得电场作用下定向迁移至阳极附近的CN~-,SCN~-及金属氰络合离子之间发生的沉淀反应,也是废水中氰化物与重金属离子浓度减小的主要原因之一。XRD分析表明,沉淀物主要由Zn_2Fe(CN)_6,CuSCN,CuCN及Zn(OH)_2等组成。     

复合改性粉煤灰处理含镍电镀废水的研究

采用H_2SO_4、黏土及CaCO_3对粉煤灰进行复合改性。研究了复合改性粉煤灰对含镍电镀废水处理效果的影响,并考察了废水pH值及反应温度对Ni~(2+)吸附效果的影响。此外,研究了Cu~(2+)、Zn~(2+)的存在对Ni~(2+)去除率的影响。结果表明:粉煤灰经复合改性后,其对Ni~(2+)的吸附性能显著提高;废水pH值对Ni~(2+)去除率的影响较大,最佳的废水pH值为6;升高温度有利于提高Ni~(2+)的去除率;Cu~(2+)和Zn~(2+)的存在,使得Ni~(2+)的去除率显著降低。     

氢氧化物沉淀-Fenton法处理电镀废水的研究

分别采用Fenton法及氢氧化物沉淀-Fenton法对模拟电镀废水进行处理。结果表明:单独采用Fenton法处理模拟电镀废水,当废水pH值为3、Fe~(2+)与H_2O_2的物质的量比为1.1时,虽然废水中COD的去除率能够达到91.6%,但Zn~(2+)、Cu~(2+)、Ni~(2+)的去除效果并不理想。先采用氢氧化物沉淀法对模拟电镀废水进行预处理,再采用Fenton法进行处理,COD的去除率可以达到93.6%,同时Zn~(2+)、Cu~(2+)、Ni~(2+)三者的去除率也均能达到98%以上。     

改性上林沸石吸附选矿废水的研究

分别采用盐酸和氢氧化钠浸渍方法对上林沸石改性,改性沸石在溶液中搅拌情况下,吸附选矿废水中金属离子。考察溶液pH值、沸石粒度、吸附时间对Cu~(2+)和Zn~(2+)离子吸附性能的影响,溶液中金属离子浓度通过原子吸收光谱分析,结果表明,选矿废水中锌、铜离子去除率达99.8%。     

Fenton氧化-Na2S沉淀法处理综合电镀废水的研究

采用Fenton氧化-Na_2S沉淀法处理综合电镀废水,并研究了Fe~(2+)与H_2O_2的浓度比、Na_2S的投加量、废水最终pH值、反应温度及反应时间对残余金属离子质量浓度的影响。结果表明:当H_2O_2与Fe~(2+)的浓度比为1.0∶1.4、Na_2S的投加量为0.35 g/L、废水最终pH值为7.0时,在20℃下反应15 min后静置,上清液中残余Cd~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Cu~(2+)的质量浓度均大幅降低,Cd~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Cu~(2+)的去除率分别为92.8%、90.0%、91.3%、97.3%。可见,Fenton氧化-Na_2S沉淀法可有效去除综合电镀废水中的Cd~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Cu~(2+)等金属离子。     

二价铜离子对氰化镀铜溶液的影响

生产实践和实验室实验表明,氰化镀铜溶液中Cu~(2+)离子影响镀层的光泽。降低镀槽电压和增加阳极面积有利于降低Cu~(2+)离子的浓度。用硫代硫酸钠可以处理镀液中的Cu~(2+)离子,Cu~(2+)离子被还原生成Cu~+离子。用硫化钾也可以处理Cu~(2+)离子,反应生成硫化铜,同时加活性炭吸附沉淀物,从而消除Cu~(2+)离子的不良影响。     

金属离子对Fenton法氧化降解PVA纤维的影响研究

研究了Fe~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Mn~(2+),Sn~(2+)5种金属离子对Fenton法氧化降解聚乙烯醇(PVA)反应的产物相对分子质量、化学需氧量(COD)去除率、PVA去除率的影响。结果表明:第1,2次催化降解PVA的催化效果由强到弱依次为Fe~(2+),Cu~(2+),Mn~(2+),Zn~(2+),Sn~(2+);第3次催化降解PVA的催化效果由强到弱依次为Fe~(2+),Zn~(2+),Mn~(2+),Cu~(2+),Sn~(2+); Fe~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+),Mn~(2+)均能有效催化降解PVA溶液,COD去除率达到70%左右,其中Fe~(2+)的COD去除率最高达89. 58%;随着降解次数的增加,Fe~(2+),Zn~(2+),Mn~(2+),Cu~(2+)均能有效催化降解PVA,第3次催化降解后PVA的去除率均达到99%以上,其中Fe~(2+)的PVA去除率最高达99. 31%,但Sn~(2+)催化降解PVA去除率只有42. 08%,不适合采用Sn~(2+)催化降解PVA。     

KOH添加量对煤基电极材料结构与性能的影响

采用KOH-HNO_3联合法对自制煤基电极进行改性处理,主要研究了KOH添加量对煤基电极材料结构和吸附性能的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)和N_2吸附法对煤基电极的形貌特征、表面官能团及孔径分布进行分析表征.研究表明:随着KOH添加量的增加,煤基电极材料的碘吸附值逐渐增大,而抗压强度与收率则逐渐减小,比表面积、总孔容和微孔孔容逐渐增大.当KOH添加量为15%(质量分数)时,碘吸附值达810.8mg/g,抗压强度为4.47 MPa,活化收率为59.5%,比表面积为377 m~2/g,总孔容为0.187cm~3/g,微孔孔容为0.160cm~3/g,微孔率达到85.56%.微孔和中孔数量及表面含氧官能团的增加,导致形成发达的蜂窝状孔结构,有利于电解液进入形成双电层结构.电化学测试表明,KOH添加量越大,煤基电极的扩散阻抗越小,比电容越大.以煤基电极为阴阳极,活性炭为粒子电极,采用三维电极体系处理氰化废水,当电压为4V、时间为5h时,处理后的废水中离子的去除率均达到95%以上.     

平板陶瓷膜和中空纤维膜处理重金属废水效能对比

以前端采用加载絮凝作为预处理、砂滤和保安过滤作为过滤系统,后端采用平板陶瓷膜和中空纤维膜2种超滤膜的方法,对处理印制电路板工厂清洗废水进行中试。结果表明,加载絮凝预处理对浊度、Cu~(2+)和Ni~(2+)的去除效果较好,去除率分别为92%、99%、97%;砂滤和保安过滤器对浊度、Cu~(2+)和Ni~(2+)平均去除率分别为84%、3%、48%;经平板陶瓷膜处理后,浊度在0.1 NTU以下,去除率达到76%;Cu~(2+)的质量浓度0.04~0.1 mg/L,去除率为65%;经中空纤维膜处理后,浊度在0.1~0.3 NTU,去除率达到53%,Cu~(2+)的质量浓度0.05~0.1 mg/L,去除率为63%;而两者对Ni~(2+)的去除效果一般,更多的依靠预处理阶段。从运行稳定性和抗污染能力方面来看,平板陶瓷膜更优于中空纤维膜。     

改性蛭石处理重金属废水的研究

制备了改性蛭石,并研究了其对Cu~(2+)、Zn~(2+)的吸附性能。结果表明:不论是单一体系还是竞争体系,Cu~(2+)的去除率均高于Zn~(2+)的去除率。拟二级动力学模型更适用于描述Cu~(2+)、Zn~(2+)在改性蛭石上的吸附动力学过程。单一体系和竞争体系均可用Langmuir吸附等温方程进行描述。     

改性膨润土处理含铜废水的研究

利用改性膨润土作为吸附剂对含铜废水进行吸附处理,研究了改性膨润土的加量、溶液的pH、吸附时间、吸附温度以及铜离子浓度的起始值对吸附的影响,同时对实际含铜废水进行了吸附处理。结果表明:在pH为6,膨润土用量为1.4 g,温度为40℃的条件下,对40 mg/L的Cu~(2+)废水吸附35 min,Cu~(2+)的去除率可达98.77%,对实际废水Cu~(2+)的去除率可达90%以上。     

锌冶炼中间废水中锌铁离子含量测定、去除及机理研究

由于广西的有色金属冶炼行业较为发达,而在冶炼过程中,中间废水的处理是矿业废水中较为重要的环节。本文针对锌冶炼厂中间生产废水中Zn~(2+)、Fe~(2+)和Fe~(3+)的分散特性,利用化学沉淀法去除该废水中的总铁离子,保留少量Zn~(2+),达到废水回用目的。实验结果表明,利用EDTA滴定法可以准确测得废水中Zn~(2+)与总铁离子的浓度。通过H_2O_2充分氧化废水后调节废水混合溶液pH,可以有效去除溶液中Fe~(2+)和Fe~(3+)离子,铁离子的去除率达到99.9%,可有效实现锌冶炼生产中间废水的回用。     

巨大芽孢杆菌生物絮凝剂同时去除水中Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)的研究

巨大芽孢杆菌絮凝剂(BMF)是一种能够同时有效地去除Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)的生物絮凝剂,且在不同的条件下去除率高低为Pb~(2+)Cu~(2+)Zn~(2+)。这3种重金属离子的去除效率均受p H、BMF投加量、搅拌时间和温度的影响,其中温度影响较小。通过X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析可知,BMF的主要成分为蛋白质和多糖,在絮凝过程中起主要作用的是多糖上的羟基和羧基。阐述了BMF对Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)的絮凝机理包括化学反应、吸附架桥、氢键和静电引力作用等。     

胶原多肽基表面活性剂对废水中Cu(Ⅱ)的沉淀浮选性能

以低浓度Cu~(2+)水溶液模拟重金属离子废水,研究了胶原多肽基表面活性剂(阴离子型CBS和阳离子型C-CBS)对重金属离子废水的沉淀浮选性能。通过单因素实验考察了pH、气速、表面活性剂质量浓度、气浮时间、Cu~(2+)初始浓度等因素对废水中Cu~(2+)沉淀浮选效果的影响。结果表明,CBS和C-CBS均适用于在碱性条件下对金属离子废水进行沉淀浮选,Cu~(2+)的去除率达到90%左右;且随着气速的升高,Cu~(2+)的去除率增加而后趋于不变;随着表面活性剂用量的增加,对CBS,Cu~(2+)的去除率增加,而对C-CBS,Cu~(2+)的去除率反而下降;随气浮时间延长,Cu~(2+)去除率逐渐增加而后趋于不变。研究表明,胶原多肽基表面活性剂可用于重金属离子废水的沉淀浮选。     

络合-超滤技术处理含铜废水

络合剂为聚丙烯酸钠,超滤膜采用芳香聚酰胺膜,研究了络合.超滤处理含铜废水的工艺条件.研究了不同溶液pH值条件下聚合物/盒属离子质量比(P/M)、溶液PH、操作压力、运行时间等操作参数对铜离子去除率和膜通量的影响.结果表明,在一定pH条件下,Cu~(2+)的截留率随P/M的增加而增加;在一定P/M下,适当提高溶液pH值有利于Cu~(2+)的截留.在溶液pH=6、P/M=22条件下,Cu~(2+)的截留率达到97%以上.     

活性污泥对重金属离子吸附特性的研究

利用活性污泥作为吸附剂,吸附废水溶液中重金属离子。研究了pH值、重金属离子初始浓度对活性污泥吸附效果的影响,以及吸附重金属离子前后废水pH值的变化情况,同时探讨了pH值、 Cu~(2+)和Cd~(2+)初始浓度对活性污泥中可溶性有机物产生量的影响。结果表明,活性污泥对重金属离子具有良好的吸附效果,活性污泥对Pb~(2+)、 Cd~(2+)、 Cu~(2+)、 Zn~(2+)、 Ni~(2+)的最佳吸附pH值在7～9之间。随着初始浓度的增大,活性污泥对Zn~(2+)、 Ni~(2+)的吸附率降低,对Cd~(2+)的吸附率升高,对Cu~(2+)的吸附率先升高后降低,对Pb~(2+)的吸附率无显著影响。活性污泥吸附重金属离子后溶液的pH值均向中性区域变化。溶解性有机物的产生量随着pH值的增大呈先降低后缓慢升高的趋势。在相同的pH值下溶解性有机物的产生量随着重金属离子浓度的增大而增大。     

ZHL-02碱性无氰电镀银工艺的抗金属杂质污染性能

研究了Cu~(2+)、Fe~(2+)、Zn~(2+)和Ni~(2+)四种杂质离子对ZHL-02无氰镀银液颜色,以及镀层外观和微观结构的影响。结果表明,Cu~(2+)的质量浓度小于0.5g/L时对镀层成分和结晶组织没有影响。质量浓度均为0.1g/L的Cu~(2+)、Fe~(2+)和Zn~(2+)三种杂质离子共存于镀液中时,镀层性能受影响不大。镀液中存在Ni~(2+)离子会使镀银层灰暗、粗糙。     

牡蛎壳水质改良剂的制备研究

利用牡蛎壳粉与粘结剂、煤粉等混合压制成空心环状,经煅烧后制成空心环牡蛎壳水质改良剂,考察粘结剂种类、原料配比、煅烧温度、煅烧时间等对牡蛎壳水质改良剂成型稳定性和对Cu~(2+)、Zn~(2+)去除率的影响。结果表明:膨润土作为粘结剂对成型效果较好;当牡蛎壳粉、膨润土和煤粉的质量比为10︰4︰2时,在600℃煅烧2 h的吸附剂对Cu~(2+)的去除率达99.1%,煅烧4 h的吸附剂对Zn~(2+)的去除率达97.1%。