锰质活性滤膜化学催化氧化除锰机理研究

正1 问题的提出天然水中锰的氧化还原电位比较高,在天然地下水的条件下(pH 6～8)二价锰难以被水中溶解氧氧化去除,成为水处理的一个难题。1958年在哈尔滨平房区新建成一水厂,笔者通过调研发现水厂开始只能除铁不能除锰,但一年后除锰效果却极好,滤池中石英砂变黑,砂表面覆盖了一层锰质滤膜,能对水中溶解氧氧化二价锰起催化作用。从而发现了锰质活性滤膜的自动催化氧化现象。据研究,锰质活性滤膜是以锰为主的具有自催化作用的特殊化合物。该水厂也是     

太湖和洪泽湖天然有机质与重金属结合特性研究

利用同步荧光光谱表征浅水湖泊太湖和洪泽湖中天然有机质(NOM)的组成,同时利用荧光淬灭滴定试验研究了NOM与Cu~(2+)和Cd~(2+)的结合特性。结果表明:两个湖泊的NOM中类蛋白质和类腐殖质组成比例存在显著的差异,太湖NOM主要由类蛋白质和类腐殖质组成,洪泽湖NOM则以类腐殖质为主;太湖和洪泽湖NOM与Cu~(2+)和Cd~(2+)的结合点位及结合能力存在显著差异,NOM中类腐殖质的结合点位要显著多于类蛋白质;太湖贡湖湾和梅梁湾NOM中类蛋白质与Cu~(2+)的结合能力以及梅梁湾NOM中类蛋白质与Cd~(2+)的结合能力强于类腐殖质,但贡湖湾NOM中类蛋白质与Cd~(2+)的结合能力则弱于类腐殖质,而洪泽湖NOM中类蛋白质与Cu~(2+)和Cd~(2+)的结合能力均强于类腐殖质;太湖NOM与重金属Cu~(2+)和Cd~(2+)的结合能力要显著高于洪泽湖NOM。     

重金属螯合剂O-黄原酸化-N-苄基壳聚糖去除水中锰的性能研究

制备了重金属螯合剂O-黄原酸化N-苄基壳聚糖(RXCTS),考察了其对水样中Mn~(2+)的去除性能;通过正交试验法确定了RXCTS处理含锰水样的最佳絮凝水力条件,并研究了Mn~(2+)初始浓度、水样pH值以及共存无机阳离子(Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+))、无机阴离子(Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-))、浊度对RXCTS去除Mn~(2+)性能的影响。结果表明:RXCTS去除Mn~(2+)的最佳絮凝水力条件为:快搅时间2min,快搅速度140r/min,慢搅时间15 min,慢搅速度30r/min;RXCTS对不同初始浓度的含Mn~(2+)水样均有很好的去除效果,最高去除率可达100%;体系初始pH值对Mn~(2+)的去除率影响较大,Mn~(2+)去除率随着pH值的升高而升高;水样中共存的无机阳离子、无机阴离子对RXCTS去除Mn~(2+)的促进或抑制作用不明显;水样中存在致浊物质时,RXCTS可同时去除Mn~(2+)和浊度。     

蛋白核小球藻对4种重金属胁迫的响应研究

为了利用藻类对水体重金属进行监测预警,以蛋白核小球藻为指示生物,研究了重金属Cd~(2+)、Cr~(6+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)对藻类的抑制作用。实验结果表明:重金属对蛋白核小球藻的抑制作用总体表现为随着重金属浓度的增加和胁迫时间的延长而增加,抑制率一般在0~48 h内迅速增加,随后增长速率有所减缓,至96 h抑制率达到最大。蛋白核小球藻的抑制率与重金属浓度呈现明显的剂量-效应关系;与吸光度、叶绿素相对含量的变化相比,F_v/F_m对重金属胁迫的响应变化最为稳定和敏感,因此更适合作为检测指标监测重金属。从EC_(50)值的比较看,Cd~(2+)对蛋白核小球藻的毒性最大,其次是Cr~(6+)和Pb~(2+),Mn~(2+)的毒性最小。     

铜绿微囊藻对Cd~(2+)胁迫的生理生化响应

为探讨重金属离子Cd~(2+)对铜绿微囊藻的毒性效应,通过室内实验,研究了铜绿微囊藻在不同Cd~(2+)浓度胁迫下的生理生化变化。结果表明:1 Cd~(2+)对铜绿微囊藻具有明显的毒害作用,Cd~(2+)对铜绿微囊藻的24hEC_(50)、48h-EC_(50)、72h-EC_(50)、96h-EC_(50)分别为0.978,0.863,0.646,0.302 mg/L,随着作用时间的延长,EC_(50)显著降低(P0.05);2在Cd~(2+)胁迫下,铜绿微囊藻的光合生理特性受到不同程度的影响,叶绿素荧光特性Fv/Fm、Y[Ⅱ]、ETR、q P变化趋势基本一致,且与叶绿素a都表现出剂量-效应关系;3 Cd~(2+)诱导藻细胞产生氧化应激反映,其中丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均显著升高(P0.05),且随暴露时间延长,氧化应激强度增大。综上,重金属离子Cd~(2+)能够抑制铜绿微囊藻的生长,阻碍其光合作用,同时造成氧化应激效应。     

土壤中重金属离子运移规律数值模拟分析

为了研究多组分重金属离子在多层土壤中运移规律及其影响。针对狮子山铜矿尾矿料应用COMSOL软件模拟预测单组分和多组分中Cu~(2+)、Pb~(2+)离子演化规律,并进行有无防渗层对多组分离子迁移影响比较。结果表明:相同时刻离子浓度随埋深增加呈反"S"形降低,且曲线逐渐趋于平缓。相同埋深的Cu~(2+)、Pb~(2+)离子浓度随时间增加,导致地下水污染严重;且多组分离子在地基土中浓度分布大于相应条件下的单组分的浓度。防渗层可大大降低污染物的迁移浓度和范围,有防渗层时在t=10 a时,地基对Cu~(2+)、Pb~(2+)多组分的消减率分别为83%和100%。     

降水入渗过程中土柱出流水盐分变化试验研究

在室内模拟了降水入渗非饱和带土壤补给地下水的过程,具有一定盐分含量的降水入渗土壤剖面,收集土柱底部出流水样品,测试样品中的Cl~-、SO_4~(2-)、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量。通过对比分析不同离子含量随累计出流水量的变化情况可知:当累计出流水量超过200 m L后,样品中的Cl~-含量与模拟降水中的含量基本一致;对于SO_4~(2-),入渗的水分对土壤中的SO_4~(2-)是缓慢溶解的过程,并且溶解速率不是均匀的;累计出流水量超过200 m L后,出流水中Ca~(2+)、Mg~(2+)含量均小于模拟降水中的,原因是在水分入渗过程中,土壤胶体对入渗水中的Ca~(2+)、Mg~(2+)有吸附作用。     

硅碳素对地下水中Mn~(2+)的吸附研究

通过硅碳素(ANJ.SIC)去除Mn~(2+)的静态吸附试验,考察硅碳素对地下水中Mn~(2+)的吸附作用及其影响因素。研究结果表明硅碳素粒径大小、投加量、吸附时间对Mn~(2+)的去除效果有较大的影响,最佳粒径为0.6～0.9 mm,最佳投加量为50 g/L,最佳吸附时间为60 min;原水pH对Mn~(2+)的去除效果影响不大,酸性、中性和碱性条件下去除率都可以达到90%以上。另外,硅碳素对Mn~(2+)表现出很强的吸附能力,最大饱和吸附量为6.954 mg/g且吸附速率快,采用Langmuir吸附等温线(R~2=0.998 7)能较好描述硅碳素吸附Mn~(2+)的过程。研究表明硅碳素在高锰地下水处理方面有较强的利用价值。     

废旧胶粒PRB活性材料对污染地下水吸附适应性研究

针对多组分污染地下水危害严重、治理费用高的特点,采用废旧轮胎橡胶经破碎后制备的胶粒作为PRB系统活性材料,对污染地下水中COD、NH_4~+—N、Fe~(2+)、Mn~(2+)、SO_4~(2-)吸附效果进行条件适应性研究。结果表明:在胶粒投加量为0.5 g/200m L,振荡频率150r/min,反应时间36h,p H值为7的条件下,污染地下水中COD、NH_4~+—N、Fe~(2+)、Mn~(2+)、SO_4~(2-)去除率分别为44.3%、24.8%、96.2%、86.2%、9.5%,表明胶粒对COD、Fe~(2+)、Mn~(2+)污染物具有较好的去除效果。胶粒对COD(乳酸钠)吸附特性可较好地符合Temkin吸附等温模型和Elovich动力学模型。该方法对于拓宽废旧橡胶资源化利用及修复含有机物、铁锰污染的地下水方面具有一定的积极意义。     

复合功能型湿地组合工艺对微污染河水特征污染物的净化效果研究

针对微污染河水中特征污染物的去除问题,设计了3种复合功能型湿地组合工艺系统,研究其对水体中的汞Hg~(2+)、总氮和总磷的处理效果,结果表明:3种组合工艺去除Hg~(2+)的最佳水力停留时间HRT均为1d,且去除率可达95%以上,组合工艺一和二对Hg~(2+)的去除效果较组合工艺三稍好,并验证了铜Cu~(2+)的存在对湿地系统中Hg~(2+)的去除具有明显的抑制作用;组合工艺一、二和三对总氮的去除率分别可达60.82%、54.24%和54.84%;3种组合工艺的出水中总磷浓度均可满足Ⅲ类水质要求。     

改性聚乙烯亚胺处理低浓度含锰废水

采用自制新型高分子絮凝剂聚乙烯亚胺基黄原酸钠(PEX),以含Mn~(2+)水样为研究对象,探讨了PEX去除Mn~(2+)性能和螯合絮体中Mn的回收情况。结果表明:PEX对Mn~(2+)具有很好的去除性能;在优化的絮凝水力条件下,即:快搅时间1.5min,快搅速度160r/min,慢搅时间15min,慢搅速度30r/min,Mn~(2+)最高去除率可以达到99.0%。PEX对Mn~(2+)的去除率随着水样pH的增大而升高,PEX投加量随着Mn~(2+)初始浓度的增大而增加。螯合絮体采用HNO3溶液进行静态浸泡2天后,Mn的回收率可达92.0%。     

两种改性聚合物微球对Pb~(2+)的等温吸附行为研究

表面具有不同官能团的聚合物微球作为吸附剂被广泛应用于重金属离子的吸附与回收,研究了两种直径约1μm的功能化聚合物微球对Pb~(2+)的等温吸附过程,对比研究了两种吸附微球在10～500(mg·L~(-1))浓度的Pb~(2+)溶液中的吸附作用,并采用Langmuir、Freundlich和Temkin等温线描述在两种聚合物微球表面上的吸附平衡。结果表明,在浓度小于100(mg·L~(-1))的Pb~(2+)溶液中,PMMA/CS和PS-g-D两种表面功能化的聚合物微球对Pb~(2+)去除率均大于98%;浓度大于100(mg·L~(-1))的Pb~(2+)溶液中,PS-g-D微球较PMMA/CS微球具有更大的吸附容量。通过对吸附等温线模型的研究发现,两种功能化微球与Pb~(2+)之间的吸附作用符合Langmuir和Temkin吸附等温线模型。     

粉煤灰处理Pb~(2+)废水的吸附性能研究

以内蒙古大唐国际托克托电厂的粉煤灰为吸附剂,用于吸附去除模拟废水中的Pb~(2+),探讨吸附时间、吸附温度及Pb~(2+)浓度对吸附性能的影响。研究结果表明:①25℃时,在粉煤灰的投加量为0. 5 g、吸附时间为150 min、pH=2. 4和Pb~(2+)浓度为200 mg·L~(-1)条件下,粉煤灰对Pb~(2+)的去除率可达92. 4%。②粉煤灰对Pb~(2+)的等温吸附数据符合Langmuir和Freundlich两种模式,但更符合Freundlich模式。③吸附热力学参数△G值均为负,说明吸附为自发过程;△H和△S均小于零,说明吸附过程是放热过程。④粉煤灰对Pb~(2+)的吸附动力学符合二级吸附速率方程及Weber-Morris扩散方程,吸附过程主要由颗粒内扩散过程控制。     

Cu~(2+)-Ce~(4+)-TiO_2复合纳米微粒光催化降解人造丝织物印染废水

试验采用Cu~(2+)-Ce~(4+)双元素复合掺杂改性负载型TiO_2复合纳米微粒光催化剂处理人造丝织物印染废水,通过载体的煅烧温度,pH,反应时间,元素掺杂量等指标分析了双元素改性过的TiO_2光催化剂对人造丝织物印染废水的色度和COD_(Cr)的去除的影响.试验结果表明:原水样经过Cu~(2+)-Ce~(4+)双元素掺杂深度改性的TiO_2光催化剂处理后出水色度去除率为98.9%,COD_(Cr)去除率70.3%,改性效果明显.     

对现行几种 Fe~(2+)离子测定方法的剖析

一、前言在许多生产和科学研究过程中,需要较准确地测定出 Fe~(2+)离子的含量。比如,在地层除铁试验研究和运转管理中,都需要较准确而又简便地测出处理前后水中 Fe~(2+)离子的量,以便正确地反映处理效果,研究出最佳处理方法。而当前对 Fe~(2+)离子的测定,普遍采取的是不加还原剂(NH_2OH·HCl),     

岩溶洞穴地下水水化学特征及其地球化学敏感性比较——以贵州双河洞和织金洞为例

不同岩性发育下的洞穴,其洞穴地下水的地球化学敏感性具有明显的差异。对织金洞、双河洞系统的大风洞和皮硝洞等不同岩性的洞穴地下水进行地球化学敏感性研究,对比不同岩性的洞穴水化学特征差异及影响因素。结果表明:(1)3个洞穴地下水水化学阳离子以Ca~(2+)、Mg~(2+)为主,阴离子以HCO_3~-和SO_4~(2-)为主;织金洞水化学类型为Ca-HCO_3型,皮硝洞为Ca·Mg-SO_4·HCO_3型,大风洞为Ca·Mg-HCO_3型。(2)白云岩洞穴(双河洞)地下水Mg~(2+)/Ca~(2+)明显高于灰岩洞穴(织金洞),但在含膏白云岩洞穴(皮硝洞)中,地下水Mg~(2+)/Ca~(2+)比值由于受白云岩和石膏的风化溶解的影响,Mg~(2+)/Ca~(2+)变化幅度较大。(3)3个岩溶洞穴地下水地球化学敏感性中,阳离子以Ca~(2+)最强;阴离子在织金洞和大风洞地下水中以HCO_3~-较强,而在皮硝洞地下水中SO_4~(2-)则表现出较强的敏感性,各主量离子的地球化学敏感性总体上表现为皮硝洞织金洞大风洞。因此通过对不同岩性的洞穴地下水进行地球化学敏感性研究,以期为岩溶区地下水环境和保护岩溶水文生态提供科学的依据。     

生物固锰除锰技术的微生物学研究

Mn~(2+)氧化细菌的微生物学研究是与除锰工艺直接相关的一个领域。已经发现许多细菌具有锰氧化能力。目前的研究工作基本局限在细菌形态观察和细胞悬液、细胞破碎液的活力动力学测量。因此研究了分离得到的Mn~(2+)氧化细菌,包括其形态、生理研究。同时对其氧化活性进行了测量。可以确认,滤池中存在着大量的Mn~(2+)氧化细菌,细菌参与了除锰。     

悬浮物抽滤测定的关键问题探讨

针对悬浮物抽滤实验过程中的关键问题,设计多组对比试验,分析影响实验结果的主要因素,并提出建议:(1)滤膜的恒重处理至关重要,为溶解滤膜上的可溶物质,浸泡时应使用足量的蒸馏水;(2)滤芯孔径过大会导致滤膜的微孔拉伸过度,选择滤芯时须考虑滤膜的孔径;(3)不同厂家生产的滤膜的微孔孔径存在差异,使用时须慎重选择。     

Cu~(2+)胁迫对马来眼子菜光合荧光特性的影响

以马来眼子菜为试验材料,采用5个浓度水平的Cu~(2+)胁迫马来眼子菜,利用水下调制荧光仪测定叶片PSⅡ最大光化光效率Fv/Fm、潜在光化光效率Fv/Fo、有效量子产量Y(Ⅱ)、非调节性能量耗散的量子产额Y(NO)、光化学淬灭系数qP、非光化学淬灭系数q N等光合荧光参数,探讨各参数随Cu~(2+)浓度递增的变化规律。结果表明,马来眼子菜的Fv/Fm、Fv/Fo、Y(Ⅱ)和q P随着Cu~(2+)处理浓度增加呈显著下降趋势;在Cu~(2+)浓度为4.0 mg/L时,分别比对照组降低了81.43%,93.61%、85.3%和24.74%,说明Cu~(2+)对马来眼子菜叶片PSⅡ反应中心的光能吸收、能量转换和电子传递产生严重影响;Y(NO)与Y(Ⅱ)呈相反趋势,q N随处理浓度的增加呈现先增加后降低的趋势,说明Cu~(2+)胁迫下,植物叶片为实现光合自我保护,将叶片吸收的部分光量子以非调节性和调节性能量耗散。     

重庆老龙洞岩溶地下水化学特征及影响因素

为研究老龙洞地下河出口(G3)与表层岩溶泉(G1、G2)水化学特征差异及影响因素,利用统计方法对2012年月尺度的水化学数据进行分析。结果表明:研究区地下水水化学组成以Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)为主,水化学类型主要为Ca-HCO_3型;Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-浓度变异系数较小,主要来源于碳酸盐岩地层溶蚀,且以石灰岩溶解为主;硫酸与硝酸参与了碳酸盐岩的溶蚀,其中硫酸对碳酸盐岩溶蚀的影响更大;地下水中SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、Na~+、K~+、Cl~-和NO_3~-浓度变异系数较大,主要受农业施肥、畜禽粪便、企业废水和生活污水等因素的影响;SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、Na~+、K~+、Cl~-浓度表现为地下河高于表层岩溶泉,而NO_3~-浓度表现为地下河低于岩溶泉。