粉煤灰基X型沸石分子筛的合成制备及其去除氨性能研究

粉煤灰是燃煤电站的主要副产物,是全球性的重大环境问题,对公众健康和环境污染构成威胁.本研究提出了一种利用工业废弃物粉煤灰合成制备X型沸石分子筛的有效工艺,系统分析了不同条件下,固体碱预处理和引入晶种对合成X型沸石分子筛性能的影响,探讨了X型沸石分子筛对铵离子去除率的影响.结果表明:OH-浓度、Si/Al比、固液比、陈化时间和晶化时间对合成X型沸石分子筛的最化条件分别为0.75 mol/L、2.8、9 mL/g、0.5 h和10 h,实现了对NH+4的高效去除.有效降低了分子筛制备成本,实现了粉煤灰的资源化、高值化利用,实现"以废治废"双赢目标.     

赤泥去除工业废水中铵态氮的研究

通过静态振荡试验研究了赤泥对废水中氨氮的去除效果,并与活性炭的脱氮性能进行比较。试验结果表明:赤泥对氨氮的去除量随着水中NH_4~+-N浓度的升高而增加。在固液比为1:10,作用时间为6 h时,赤泥对氨氮的饱和去除量为1.345mg/g,此时废水中的氨氮浓度为700mg/L。对于实际氨氮工业废水,根据其去除量变化曲线拟合的关系方程式得出赤泥反应24 h时,对废水中NH_4~+-N去除量最大。对于配制的氨氮废水和实际氨氮工业废水,赤泥的去除效果均强于活性炭。     

改性分子筛滤料制备及其同步去除水中氨氮和锰

为了改善分子筛的表面性质,在中试过滤系统中,向进水中持续投加高锰酸钾、氯化锰等物质对分子筛进行改性,并探究其制备条件以及改性完成后的去除效果。结果表明：在进水中持续投加约1.5 mg/L的氯化锰和1.1～1.2 mg/L的高锰酸钾（理论值的70%～80%）,在制备过程中分子筛表面会逐渐生成黑褐色的锰氧化物,待27 d后分子筛表面的锰氧化物完全覆盖,此时滤料制备完成,之后不再投加任何药剂。利用改性后的分子筛作为滤料,当进水中氨氮和锰的质量浓度为2 mg/L和1.5 mg/L时,去除率分别可达95.0%和93.3%。由扫描电子显微镜可知,改性后分子筛表面覆盖的锰氧化膜结构紧密、孔隙发达,比表面积明显增大;由能谱仪分析可知,改性后分子筛滤料的锰元素增加至4.16%,且氧元素的含量也由41.01%增加至46.15%,表明在分子筛表面已经成功负载锰氧化物。该锰氧化膜提高了分子筛表面的氧化性,可以对水中氨氮和锰等污染物起到催化氧化去除作用,从而将分子筛的反冲洗周期由原来的2 d提高至4 d。     

拜耳法赤泥中Na+的浸出实验研究

本文通过H2O、NH4Cl和柠檬酸三种浸取剂分别浸取对赤泥中的Na+,并通过XRD分析了浸取前后赤泥中矿物组成的变化来研究拜耳法赤泥中Na+的浸出特性.结果表明,NH4 C1对赤泥中Na+的一次浸取率与赤泥经多次水洗的浸取率之和相同;柠檬酸对赤泥中Na+的一次浸取率可达到95.56％.从XRD图上发现NH4Cl可不破坏[A16Si6O24]结构而浸出可溶性的Na+,而柠檬酸则会破坏[Al6Si6O24]结构使赤泥中Na+完全浸出.     

4A分子筛改性催化剂制备及其吸附氨氮的性能

分别采用过渡金属(Fe,Zn,Cr,Cu)、盐酸、氢氧化钠以及十二烷基硫酸钠(SDS)对4A分子筛改性,并测其吸附污水中氨氮性能。结果表明,Fe和SDS协同改性的4A分子筛去除氨氮性能最佳,在25℃时,单分子层饱和吸附量为3.20 mg/g,其吸附动力学符合准二级反应动力学方程。     

4A分子筛改性催化剂制备及其吸附氨氮的性能

分别采用过渡金属(Fe,Zn,Cr,Cu)、盐酸、氢氧化钠以及十二烷基硫酸钠(SDS)对4A分子筛改性,并测其吸附污水中氨氮性能。结果表明,Fe和SDS协同改性的4A分子筛去除氨氮性能最佳,在25℃时,单分子层饱和吸附量为3.20 mg/g,其吸附动力学符合准二级反应动力学方程。     

粉煤灰合成单一SOD型沸石及其氨氮吸附性能研究

采用两步法合成了单一的SOD型粉煤灰沸石,并用于氨氮废水处理与再生.研究了晶化时间和晶化温度对沸石合成的影响.结果表明:晶化时间和晶化温度均影响合成沸石的种类和结构.在100℃晶化温度下,反应10h可获得单一的SOD型沸石.沸石再生前后氨氮吸附容量随着氨氮浓度的增大而增加.当氨氮初始浓度为10mg/L时,沸石的吸附容量为0.713 mg/g,而再生后吸附容量仅为再生前26％左右,且对极低浓度的氨氮废水2.5h就可达到吸附平衡.     

赤泥基胶凝材料的制备与性能研究

以赤泥、粉煤灰为主要胶凝材料,掺入适量激发剂(石灰)和脱硫石膏,制备了性能优异的赤泥基胶凝材料,并优化了配合比,研究了赤泥基胶凝材料的力学性能、体积稳定性和抗渗性.研究表明赤泥掺量65％,粉煤灰掺量20％,石灰掺量10％,脱硫石膏掺量5％时赤泥基胶凝材料的28 d抗压强度达到3.4 MPa,劈裂抗拉强度达到1.11 MPa.而赤泥掺量65％,粉煤灰掺量25％,石灰掺量5％,脱硫石膏掺量5％时,赤泥基胶凝材料的28 d干燥收缩为115×10-6 m,28 d温度收缩在-20～40℃ 范围内最小为40×10-6 m/℃,空气渗透系数为9.79×10-10 cm/s,抗水渗透系数为1.02×10-6 cm/s.研究表明在适量掺加石灰和脱硫石膏,有利于提高粉煤灰的水化,提高结构密实度,提高了赤泥基胶凝材料的力学性能、体积稳定性和抗渗性.     

赤泥基ZSM-5分子筛的合成及其催化裂解性能

使用工业固废赤泥和水玻璃进行ZSM-5分子筛的制备研究,调查了赤泥碱熔活化、赤泥添加量、模板剂(四丙基溴化铵、葡萄糖)用量等合成因素;并对低密度聚乙烯进行催化裂解研究,考察其催化裂解性能。结果表明,赤泥经过碱熔活化后,硅酸铝被转化为了铝酸钠;将碱熔赤泥、四丙基溴化铵、葡萄糖、水玻璃、去离子水以1.5∶0.8∶3.6∶24∶18的质量比混合、水热晶化后得到了ZSM-5。并在剂料比为5∶3、500℃下进行裂解实验,液体和气体产率分别为13%和84%,其中单环芳烃和低碳烯烃(C_2-4~=)选择性分别为47%和75%,在生产苯、甲苯、二甲苯及乙烯、丙烯等方面展示了较好的应用前景。     

赤泥处理含磷废水的研究

研究了赤泥投加量、反应时间、pH值和搅拌速度对含磷废水去除效果的影响,探讨了赤泥煅烧活化前后对废水中磷的去除作用。结果表明,700℃下高温煅烧2h可以将赤泥对磷的去除率提高34．1．％。当反应时间为120min、pH=7、搅拌转速为200r·min^-1、进水磷浓度为10mg·L^-1时,按每毫克磷投加4．07g煅烧赤泥,磷去除率可达到89．4％。对赤泥吸附废水中磷实验数据进行回归分析,符合Freundlich吸附等温式。     

Removal of Ammonium from Wastewater by Pure Form Low-Silica Zeolite Y Synthesized from Halloysite Mineral

Pure form, single phase, and highly crystalline low-silica zeolite Y was synthesized from natural nanotubular halloysite mineral by the hydrothermal method. In the synthesis process, the halloysite consisted of SiO₂ and Al₂O₃ was used as starting material with adding supplementary silica and alumina sources. Ammonium adsorption properties of the as-synthesized zeolite Y were studied using batch experiments and the results revealed that its adsorption properties were strongly dependent on contact time, adsorbent dosage, pH, ionic strength, temperature, and initial concentration. The equilibrium data fit well with the Langmuir isotherm compared with the Freundlich isotherm. Kinetic studies showed that the adsorption followed the pseudo-second-order model. Thermodynamic parameters such as change in free energy (ΔG ⁰), enthalpy (ΔH ⁰), and entropy (ΔS ⁰) were also determined, which indicated that the adsorption of ammonium on zeolite Y was a spontaneous and exothermic process at ambient conditions. Due to its low cost, high adsorption capacity and fast adsorption rate, the zeolite Y synthesized from halloysite has the potential to be utilized for the cost-effective removal of ammonium from wastewater.     

改性铵型沸石对脱硫废水中有机物处理的影响

铵型沸石分别进行微波磷、复配表面活性剂改性并处理脱硫废水中的有机物.利用正交法分别考察两沸石对有机物最佳处理条件,通过扫描电镜观测其表观形态及孔隙程度.通过加权、极差分析得出处理有机物影响因素的权重及主要影响因素,借助orign建立主要影响因素与有机物吸附率的关系.结果表明:两沸石对有机物最佳处理条件均为沸石投加量6 g、有机物浓度35 mol/L、吸附温度30℃、吸附时间5h;此时,有机物吸附率分别为85％、86.18％.沸石投加量、吸附温度分别为微波磷、复配表面活性剂改性沸石处理有机物的主要影响因素.改性铵型沸石的研制为火力发电系统低污染化处理脱硫废水提供一种新型处理材料,并对有机物的去除提供参考.     

铁屑/ZSM-5分子筛联合处理染料废水的试验研究

以四丙基溴化铵(TPABr)为模板剂合成ZSM-5分子筛并采用XRD、SEM进行了表征,研究ZSM-5分子筛、铁屑和铁屑/ZSM-5分子筛对染料废水的处理效果,分别考察了染料废水浓度、pH、反应时间、ZSM-5分子筛和铁屑投加量对活性艳兰KN-R染料废水脱色的影响.研究结果表明:铁屑/ZSM-5分子筛联合处理染料废水的效果优于单独使用铁屑和ZSM-5分子筛;在铁屑投加量50 g/L,ZSM-5分子筛投加量为4 g/L,pH值为6,反应60 min条件下,活性艳兰染料废水的脱色率可达到99.05％.     

氨气洗涤系统中硫酸铵废水的处理与研究

针对某项目氨气洗涤系统中产生的硫酸铵废水氨氮含量不达标的问题,拟采用蒸发法和汽提法两种方案预处理废水,使氨氮含量降低至200ppm,满足污水处理厂进一步处理的水质要求。结果表明,蒸发法和汽提法均能达到处理废水的目的,同时可获得硫铵或氨水副产品。在此基础上,从产品和能耗两方面分析比较这两种方案,汽提法的经济性更好。     

粉煤灰合成沸石用于含Cr^3＋废水处理的应用研究

研究了粉煤灰合成沸石处理含Cr^3＋废水的性能以及其它几种竞争性阳离子的影响。合成沸石对低浓度（〈100 mg/L）含Cr^3＋废水具有良好的去除效果,去除效率达94%以上。当废水中存在其它阳离子（NH＋4、Na＋、K＋、Ni^2＋和Ca^2＋）时,即使其阳离子浓度（以me/L计）达Cr3＋的4倍,合成沸石对Cr^3＋仍表现出了较高的选择性,Cr^3＋去除效率基本未受影响。对于成分复杂的实际含Cr^3＋的制革废水,当合成沸石投加量大于5 g/L时,对Cr^3＋去除率高达99%以上,处理后废水中的Cr^3＋浓度低于国家规定Cr^3＋排放限值。因此,粉煤灰合成沸石在处理含Cr^3＋废水方面具有良好的应用前景。