硫化亚铁处理含Cr（Ⅵ）废水试验研究

目的 采用硫化亚铁(FeS)处理含Cr(Ⅵ)废水,达到降低污水毒性的目的 .方法 采取化学氧化还原方法 ,把毒性很强的Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),以便通过沉淀、吸附加以去除.结果 随着投加的FeS粒径减小,水的pH下降,Cr(Ⅵ)去除率增加.在10～35℃范围内,FeS对Cr(Ⅵ)去除率随着温度的升高而增加,而在35～40℃时,FeS对Cr(Ⅵ)去除率却随着温度的升高而降低.试验条件下,pH4.5,粒径0.08～0.11 mm,温度25～30℃,是去除水中Cr(Ⅵ)含量的适宜条件.该条件下,当FeS投加量≥2 g/L时,Cr(Ⅵ)去除率99%以上.结论 Fes可显著降低含Cr(Ⅵ)废水的浓度.     

电化学沉积法制备泡沫铁及其性能研究

以导电聚氨酯泡沫为基体,采用电沉积/还原处理方法制备了多孔泡沫铁.研究了工艺条件(电解液质量浓度、pH值、抗氧化剂、起始表观电流密度)对电沉积泡沫铁的电流效率和质量的影响,优化了工艺参数,用热重与差热分析仪测量了聚氨酯泡沫基体的热分解温度,采用显微硬度计和微机控制电子万能试验机测定了泡沫铁的显微硬度和抗压强度.结果表明,起始表观电流密度为4~6 A/dm2,pH=2~3时,电沉积效率较高,可得到质量分布均匀、显微硬度高的泡沫铁;800℃下通H2还原和热处理1 h所获得产品的抗压强度和显微硬度较为理想.     

氯离子对铁屑去除铬影响的试验研究

粒状铁渗透反应格栅是地下水铬污染的有效去除技术,在粒状铁去除六价铬的过程中,地下水中共存的氯离子对粒状铁的性能影响是渗透反应格栅技术能否成功运行的关键.为研究氯离子对颗粒铁还原去除Cr(Ⅵ)的影响,进行了实验室内批实验和柱实验研究,并测定了相应的铁腐蚀电位.批试验条件下,随溶液中Cl-质量浓度由0mg/L增大到100mg/L,300mg/L和500mg/L,相应的KSA由7.76×10-4Lmin-1m-2增大到8.68×10-4Lmin-1m-2,8.35×10-4Lmin-1m-2和1.38×10-3Lmin-1m-2,而半衰期由8min减少到4.53min.当Cl-质量浓度较低时(＜300mg/L),对Cr(Ⅵ)去除增强不很明显,当 Cl-质量浓度为500mg/L时,对Cr(Ⅵ)去除有较强的增强作用.柱实验表明,1000mg/LCl-的存在,铁腐蚀电位降低,可促进钝化氧化物层的去除和铁的点状腐蚀从而增强颗粒铁对Cr(Ⅵ)的去除.设计铁渗透反应格栅处理铬污染地下水,要考虑氯离子的反应增强及加速铁材料消耗等2个方面影响.     

膨润土负载木质素分散的纳米零价铁的制备及其在去除铬废水中的应用

通过液相还原制备了一种新型的膨润土负载、有机溶剂木质素分散的纳米零价铁。同时制备了未改性的纳米零价铁和膨润土负载的纳米零价铁。通过SEM、TEM和X射线衍射对三种不同的材料进行了表征和比较。通过一系列单因素实验,确定了各种因素的最佳条件。在最佳条件下,Cr(Ⅵ)的去除率可以达到100%。结果表明,加入木质素后,Cr(Ⅵ)的去除率得到了显著提高。简而言之,BL-nZⅥ是用于处理重金属的有前途的新材料。     

空气扩散电极/泡沫镍电化学体系降解苯酚废水的研究

对以空气扩散电极为阴极,泡沫镍为阳极的电化学体系降解苯酚模拟废水进行了研究.采用分光光度法测定苯酚浓度,研究了电解时间﹑电流密度﹑苯酚初始浓度对苯酚去除率的影响.结果表明,空气扩散电极/泡沫镍电化学体系对含酚废水有很强的降解能力,初始浓度为200mg/L的苯酚溶液,在电流密度30mA/cm2条件下电解180min,苯酚去除率99.3%,化学需氧量(COD)去除率80%.     

电絮凝法和Fenton试剂法处理染料车间废水的性能

分别采用Fenton试剂氧化法和电絮凝法对染料生产车间废水进行预处理实验.采用铁阳极电絮凝,在最佳电流密度为12.5 mA/cm2时COD去除率为20.54%;以铝为阳极时在最佳电流密度为8.33 mA/cm2时COD去除率为37.57%.考察了采用Fenton试剂氧化法处理时不同实验因素对COD去除率的影响,确定了硫酸亚铁投加量600 mg/L,过氧化氢投加量6 mL/L,pH值2.21,反应时间为90 min的最佳操作条件,此时COD去除率为74.62%,处理药剂成本为39.1元/t COD.结果表明:电絮凝方法中采用铝为阳极时处理效果优于铁电极;与电絮凝法相比,Fenton试剂氧化法是一种高效低耗的预处理方法.     

电还原耦合膜分离技术净化含铬废水研究

提出了一种电还原与膜分离技术耦合新工艺对含铬废水进行处理。通过导电微滤膜与铁板电极形成的回路,研究了在不同电压和运行时间条件下含铬废水的处理效果,并对铬的去除机理进行探究。实验结果表明,在外加电压为2 V,Cr浓度为20 mg/L,运行90 min,可以取得处理Cr效果的同时不会造成膜损坏。Cr的去除率随电压的增大而增加,2 h后去除效果均趋于稳定,最高去除率在98.5%左右。不同工况条件下,跨膜压差均维持在较低水平。本研究为处理重金属废水提供了新思路。     

FeS除Cr(Ⅵ)机理初探

本文从亚铁离子和负二价硫离子还原Cr(Ⅵ)的试验开始,逐步探讨了FeS处理含Cr(Ⅵ)废水的反应机理。实验发现,亚铁离子除Cr(Ⅵ)速度随pH变化关系较为复杂。酸性条件下除Cr(Ⅵ)速度很大。当溶液酸度减小时除Cr(Ⅵ)速度逐渐减小,但当溶液接近中性或碱性时,除Cr(Ⅵ)速度重新增大。若用FeS处理含Cr(Ⅵ)废水,除Cr(Ⅵ)速度随水样酸度的增加而增大。除Cr(Ⅵ)过程的速度控制步骤是FeS的溶解。实验还表明,FeS除Cr(Ⅵ)的主要作用是亚铁和负二价硫对Cr(Ⅵ)的还原。     

啤酒糟及其生物炭吸附废水中Cr(Ⅵ)

采用啤酒糟为原料,在磷酸浸泡后于150℃下部分炭化制备生物炭。分析了某些关键因素如初始废水Cr(Ⅵ)浓度、pH值和生物炭使用量对废水中Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。结果表明,啤酒糟和生物炭的红外光谱的特征吸收峰基本一致。它们含有羟基、羧基、氨基和溶解性有机炭可以通过络合、氧化还原反应除去废水中的Cr(Ⅵ)。啤酒糟和生物炭在初始pH为2~3时对废水中的Cr(Ⅵ)的去除效率最好(都达到85%以上)。当Cr(Ⅵ)初始浓度为400 mg/L、吸附剂用量为6 g/L、pH为2.0时,啤酒糟和生物炭对废水Cr(Ⅵ)的吸附能力分别为51.19 mg/g和56.94 mg/g。Dubinin-Raduskevich和Elorich模型拟合结果说明,啤酒糟和生物炭对溶液Cr(Ⅵ)除去的主要机理表现为物理吸附协同还原反应,而且它们对Cr(Ⅵ)除去能力与其表面特性和含Cr(Ⅵ)的废水微环境密切相关。     

活性炭纤维/泡沫镍阴极的电化学工艺除藻效能

蓝藻爆发问题长期严重影响饮用水安全,为此,发展有效的技术控制和减少藻类的繁殖尤为迫切.以钛基铂电极(Pt/Ti)为阳极,活性炭纤维/泡沫镍电极(ACF/Ni)为阴极,通过考察阴极材料(ACF/Ni和不锈钢)、铁投加浓度及价态对电化学除藻的影响,探究Pt/Ti-ACF/Ni-Fe~(2+)电化学体系对藻类的去除效果和机制.结果表明,当Fe~(2+)投加浓度为0.05 mmol/L、电流密度为50 mA/cm~2、极板间距为1.0 cm、初始pH为6.0、初始藻细胞密度为1.2×10~9～1.4×10~9个/L时,电化学处理15 min,藻细胞的去除率为93%.基于对各实验中铁离子浓度、H_2O_2浓度及pH的分析,·OH的间接检测,ACF的红外光谱分析,藻细胞和ACF/Ni的电镜扫描以及ACF的比表面积分析,探究Pt/Ti-ACF/Ni-Fe~(2+)电化学体系的除藻机理.在Pt/Ti-ACF/Ni-Fe~(2+)电化学除藻体系中,H_2O_2通过电化学还原在ACF/Ni阴极表面高效产生,反应过程中产生固相铁附着于ACF表面并发生Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ)的反应,同时产生羟基自由基,电化学除藻的主要机理是均相电Fenton和非均相电Fenton反应.     

化学还原法处理Cr（Ⅵ）废水沉淀及过滤效能

目的研究硫化亚铁（FeS）化学还原法处理Cr（Ⅵ）废水产生的沉淀物质与水分离的特性．方法采用硫化亚铁（FeS）与废水经化学还原反应后,沉淀、无机高分子絮凝剂絮凝沉淀、过滤方法．结果在单纯FeS还原反应-沉淀实验中,随着反应时间和沉淀时间的增加,对Cr（Ⅵ）的去除率也随之增加．化学还原-无机高分子絮凝剂絮凝-沉淀实验中,絮凝时间对Cr（Ⅵ）的去除效果起到重要作用,投加絮凝剂后对Cr（Ⅵ）的去除效果最好的是在絮凝时间为20min,沉淀时间为90min的时候,投加絮凝剂PAC对Cr（Ⅵ）的去除率为63．47％．过滤后,去除率可达99．77％和99．89％,Cr（Ⅵ）质量浓度降至0．16mg／L和0．08mg／L,达到排放标准．结论FeS的化学还原-沉淀-过滤法和化学还原-无机高分子絮凝剂絮凝-沉淀-过滤法均能有效去除Cr（Ⅵ）达到排放标准．     

廉价高分子吸附剂处理含Cr(Ⅵ)电镀废水

在静态条件下用改性的壳聚糖、海带、泥炭吸附电镀废水中重金属离子Cr(Ⅵ),探讨了废水pH、吸附时间、吸附剂用量、铬液初始质量浓度对去除Cr(Ⅵ)效果的影响。结果表明,在废水pH为1.0-2.0,吸附时间为120 min,按Cr(Ⅵ)与吸附剂质量比1∶200投加吸附剂进行处理,Cr(Ⅵ)去除率可达99%以上。含Cr(Ⅵ)的电镀废水经改性壳聚糖吸附后,废水中Cr(Ⅵ)的含量均低于国家排放标准。     

Fe/Cu双金属可渗透反应墙体系对Cr(VI)的去除研究

基于零价铁可渗透反应墙技术,采用化学沉积法制备了Fe/Cu双金属颗粒材料,对Fe/Cu材料进行表征,发现其表观非均匀,化学组成为Cu涂覆在铁颗粒表面;通过静态试验系统地考察了反应温度、溶液pH值、平均流速、等温吸附、双金属材料与河砂的配比等条件对Cr（Ⅵ）去除效果的影响,同时调节进水流速,实现了动态试验的模拟。Cr（Ⅵ）去除的静态试验表明,当mFe：mCu=10：2、投加量40 mg/mL、Cr（Ⅵ）初始浓度50 mg/L、pH=7.5、反应温度298 K时,对水中Cr（Ⅵ）的去除效果最佳,在反应15 min左右时,对Cr（Ⅵ）去除率高达99.4%;动态试验表明,快流速组（104 mL/h）的Cr（Ⅵ）的平均吸附量为0.869 mg/g,慢流速组（28 mL/h）的Cr（Ⅵ）平均吸附量为0.920 mg/g,慢流速组的总吸附量较高。采用Langmuir和Freundlich模型拟合表明,该吸附反应属于单层吸附过程,且升温有利于该吸附反应的进行。实现了Fe/Cu双金属颗粒材料的制备,并对Cr（Ⅵ）有很好的去除效果,结合PRB技术,有望实现地下水等水体中Cr（Ⅵ）的有效去除。     

铝板电絮凝去除水体中镍离子的研究

采用铝板作为电极进行废水中Ni2+的电絮凝去除实验,考察电流密度、溶液初始pH值、水体常见阳离子(Ca2+和Mg2+)及极板间距对铝板电絮凝去除Ni2+效率的影响.通过溶解态铝絮体聚合度、pH值变化等指标的检测分析,阐明这些影响因素对电絮凝效率的作用机制.结果表明,电流密度为13mA/cm2、初始pH值在中性或弱碱性范围时,反应60 min后,Ni2+去除率可达99%以上;废水中的Ca2+和高浓度Mg2+可明显降低Ni2+的去除率;极板间距对电絮凝效率的影响不显著.     

硫铁化合物还原法处理电镀废水中Cr(Ⅵ)

以硫铁矿和硫化亚铁为还原剂,采用还原法处理模拟电镀废水,用以将废水中Cr(Ⅵ)转变为Cr(Ⅲ),并与水分离.实验结果表明:硫化亚铁和硫铁矿均可作为还原剂还原电镀废水中Cr(Ⅵ),硫化亚铁还原效果好于硫铁矿.水的pH值、还原剂投量及粒径、还原反应时间均影响还原效果.酸性条件下有利于还原反应的进行.经过还原处理后,废水中Cr(Ⅵ)质量浓度达到低于0.2mg/L的排放标准,但是总铬浓度则需要投加混凝剂,经过混合、絮凝、沉淀过程,总铬的质量浓度达到低于1mg/L的排放标准.对于实验用的水质,Cr(Ⅵ)质量浓度约66mg/L,其较佳处理条件:初始pH为3~4,硫化亚铁投量10g/L,粒径0.15~0.18mm,还原反应时间35min,振荡强度160r/min.混凝沉淀时pH为8,聚合氯化铝投量50mg/L,160r/min振荡混合1min,再60r/min振荡絮凝20~25min,沉淀90min.     

聚结晶紫修饰电极对槲皮素的灵敏检测

在碱性条件下应用循环伏安法电聚合制备聚结晶紫修饰电极(PCV/GCE),并对电极进行表征,探究槲皮素(Quercetin)在此修饰电极上的电化学行为。结果表明,聚结晶紫修饰电极对槲皮素的氧化还原具有较好的电催化活性,在PCV/GCE 上的氧化还原峰电位差减小、峰电流明显增加。电极表面的结晶紫在槲皮素电子传递的过程中充当传递媒介加速电子传递。在pH=6.5、浓度为0.10 mol/L的PBS 缓冲溶液中,聚结晶紫修饰电极的差分脉冲伏安(DPV)响应与槲皮素0.10~60.00 μmol/L呈线性关系,检测限为0.05 μmol/L(S/N=3)。在稳定性、选择性和重现性方面该结晶紫修饰电极均有良好的表现,该电极用于检测利肝片中槲皮素的含量,回收率为98.97%~102.01%。     

响应面法优化脉冲电氧化处理茜素红废水

采用响应面法,评估了脉冲电氧化处理茜素红染料废水的实验变量影响和预测最优操作条件。选用TOC去除率和能耗为模型响应值,脉冲占空比、电流密度、溶液流速和电源频率为实验变量。实验分析及模型优化结果显示:电流密度和占空比对响应目标的影响是显著的,溶液流速和电源频率是非显著的。当脉冲占空比为0.49、电流密度为10.00 mA/cm^2、流量为2.40 m/h、电源频率为1.81 kHz时,响应面模型优化的TOC去除率为49.20%,去除单位质量TOC能耗为94.14 kWh/kg。相同条件下非脉冲直流电氧化对TOC去除率为51.31%,去除单位质量TOC能耗为157.20 kWh/kg。两者相比,脉冲电氧化工艺节能40.11%,优势明显。     

电解法处理硝基苯废水研究

以提高电解处理工艺的效率、降低处理成本、易于实现工业化为目标,筛选出适合硝基苯废水处理的高效电极材料,考察了电解法处理模拟硝基苯废水的各种影响因素,并在此基础上对电解法降解模拟硝基苯废水的过程进行了初步探讨。研究结果表明:以铁作电极,在电极间距为5 mm,电流密度为10 mA/cm2,硫酸钠投加量为1.5 g/L,水板比为12 m-1,电解时间为30 min的条件下对硝基苯模拟废水进行电解处理,硝基苯去除率可达90%以上;在铁电极电解作用下,硝基苯的降解78%是由氧化等作用去除,22%是在电还原作用下被转化为可生化和低毒的苯胺。     

响应面法优化柚皮基活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附条件

以农业废弃物柚子皮为原料,利用Zn Cl2活化法制备柚皮基活性炭(GAC)处理含Cr(Ⅵ)废水。采用响应面优化法中Box-Behnken设计试验,研究了吸附剂投加量、初始浓度、温度和p H值4个因素对水溶液中Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,建立了GAC对Cr(Ⅵ)去除率的二次多项回归模型。Cr(Ⅵ)去除率试验值和预测值基本一致,方程能够较好地预测吸附过程。在试验范围内以最小吸附剂量获得最大去除率为目标进行优化,确定最佳吸附工艺条件为温度45℃、p H为2、初始浓度300.05 mg/L、GAC投加量1.38 g/L,Cr(Ⅵ)的平均去除率为72.08%,与理论预测值(72.38%)相比,误差仅为0.415%。     

Fe(Ⅱ)盐氧化絮凝对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除

为探讨利用Fe(Ⅱ)盐氧化絮凝对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除效果,采用FeSO_4·7H_2O作为氧化絮凝剂,探究不同初始Fe(Ⅱ)浓度和pH对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)去除效果的影响,并通过TEM分析不同pH下最终生成的铁(羟基)氧化物.结果表明:随着Fe(Ⅱ)加入量的提高,As(Ⅴ)的去除率升高,As(Ⅲ)的去除率先降低后升高;随着溶液初始pH的升高,As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的去除率均先升高后降低;在初始As/Fe摩尔比为0.5、As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的初始浓度均为0.5 mmol/L条件下,在pH为9.0时,溶液中同时形成水铁矿和砷酸铁,通过吸附和共沉淀作用去除As(Ⅴ),反应0.5 h后去除率为63.7%;在pH为11.0时,溶液中形成砷酸铁,通过共沉淀和吸附作用去除As(Ⅲ),反应0.5 h后去除率为75.7%.