煤矿地下水库对矿井水净化机理研究进展

煤矿地下水库对矿井水的净化作用主要在于库内岩体与矿井水发生的水-岩耦合作用。本文系统梳理了煤矿地下水库水-岩耦合作用的研究方法,指出水样水质测试和岩样理化性质表征项目,并通过静态模拟、动态淋滤、循环净化模拟等试验,探索煤矿地下水库对矿井水的净化规律,利用数值模拟获取反应过程中离子的选择性吸附趋势,结合Piper三线图、Gibbs模型和相关性分析等方法揭示水-岩耦合作用机理。论述了煤矿地下水库对矿井水中悬浮物、特征离子和有机物的净化作用和研究进展,研究表明,煤矿地下水库对矿井水具有一定的净化效果,其中对特征离子的净化主要与溶滤和吸附作用相关;提出了未来煤矿地下水库净化技术的3个研究方向：(1)基于水-岩耦合净化作用的井下矿井水大规模低成本处理技术;(2)耦合多种水处理技术的煤矿地下水库“三位一体”水质控制技术;(3)浓盐废水井下存储及资源化利用技术。     

溶剂/非溶剂体系对聚醚砜微孔膜性能和结构的影响

以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,乙醇(EtOH)、异丙醇(IPA)、正丁醇(BuOH)、一缩二乙二醇(DegOH)、聚乙二醇400(PEG400)为非溶剂添加剂,研究了溶剂/非溶剂体系对聚醚砜(PES)膜的结构和性能的影响.改变铸膜液体系中的非溶剂含量对膜的结构和性能有很大影响,但是这种影响不是以非溶剂的绝对含量来衡量的,而取决于非溶剂/溶剂的比值.改变溶剂的组成和配比也改变了溶剂/非溶剂体系,体系的溶度参数越接近PES的溶度参数,与PES的相容性越好,但是膜的通量较小.实验结果表明,采用NMP(或DMAc)与DMF以适当比例混合作溶剂,比采用单一NMP(或DMAc)作为溶剂制得的膜通量要大.通过改变溶剂配比,可实现对膜的表面开孔率、孔径、断面结构等参数的微控.     

机械化学法制备载铝活性炭对矿井水的除氟性能研究

我国西部煤炭主产区矿井水中氟化物(F^-)超标问题逐年加重,已严重制约了矿区的可持续发展,提出有效的F^-去除技术是提高矿井水利用效率的关键。通过机械化学法一步固相反应制备了负载氧化铝的活性炭(Al₂O₃/C)吸附剂,该方法可同时实现Al₂O₃和活性炭的活化和吸附剂制备,制备过程不产生废液废渣,能耗低。Al₂O₃/C投加量为10 g/L时,pH值为5～10对水中F^-去除率可达到75%以上;高浓度SO₄^2-(3 000 mg/L)、Cl^-(3 000 mg/L)和腐殖酸对F^-去除影响很小,但HCO₃^-浓度为1 000 mg/L时,F^-去除率下降至23.8%,矿井水中的HCO₃^-达到730 mg/L,对A...     

超临界600 MW机组CFB锅炉NOx排放分布特性实炉试验

为了进一步研究循环流化床（CFB）锅炉NOx排放分布特性及变化规律,有针对性地进行设计优化、技术改造及运行调整等,本文在某台超临界600 MW机组CFB锅炉上进行了NOx排放分布特性实炉试验,得到了锅炉炉膛、分离器等部位NOx质量浓度的分布及变化规律,提供了炉内复杂气氛条件下NOx排放的基础数据,并提出了合理控制运行风量及给煤量,优化一、二次风配比,提高二次风口位置,以及采用烟气再循环和低过量空气系数运行等降低NOx原始排放质量浓度的技术措施,可为大型CFB锅炉设计、改进及运行等提供参考。     

废水pH对超滤膜过程的影响

研究了pH变化对废水中胶体微粒粒径/粒径分布、Zeta电位及超滤过程中溶液通量衰减指数的影响.结果表明,当废水pH为7.14时,废水中胶体微粒和粒径分布达到最大、滤液中总铁含量小于0.1 mg·L~(-1);当pH大于9.6时,废水中荷负电胶体微粒的Zeta电位达到-32 mV.超滤过程中的溶液通量衰减指数表明,废水pH在弱碱性条件下的超滤膜污染较中性或酸性条件下小.     

循环流化床燃烧的NO_x生成与超低排放

日益严格的环保标准对循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉NO_x的原始排放提出更高的要求。在对CFB燃烧中NO_x生成和还原过程深入理解的基础上,认为强化炉内不同区域的还原性气氛是进一步挖掘CFB燃烧NO_x原始超低排放潜力的关键。根据床内气固流动特性与还原性气氛的关系,提出了一条低氮燃烧技术路线,其核心是通过提升循环系统的性能来提高床质量、增加循环量。将该技术进行了工程验证,实践表明,在同时满足飞灰中位径小于12μm、d90小于54μm、底渣平均直径小于200μm、稀相区的物料悬浮浓度高于5 kg/m3时,仅通过燃烧控制,NO_x原始排放显著降低,基本达到超低排放目标。这为循环流化床锅炉的NO_x治理和低成本污染控制提供了一个更具竞争力的方向。     

环境矿物材料对矿井水中氟化物的吸附性能研究

以斜发沸石、火山石、蛇纹石、膨润土、凹凸棒土5种环境矿物材料作为吸附剂,探究其对低浓度氟离子的吸附效果,筛选适宜大规模含氟矿井水除氟的矿物材料。结果表明,膨润土对氟离子去除率最高,初始氟离子浓度为5 mg/L时去除率达到54.08%,对氟离子的吸附符合准二级动力学模型,吸附过程发生了化学反应,氟离子与膨润土中的羟基发生离子交换。膨润土改性后用于含氟矿井水处理,氟离子去除率达到87.8%,出水的氟离子浓度为0.63 mg/L,达到饮用水标准。     

反渗透膜表面Zeta电位研究

本文研究电解质溶液的种类、浓度及pH等因素对反渗透膜表面Zeta电位的影响.为膜表面Zeta电位的准确测定提供依据,并通过研究不同电解质溶液对膜面Zeta电位的影响,得到电解质溶液对膜表面Zeta电位的基本作用规律,以指导用于各种污水体系的膜的污染情况和使用寿命,为不同污水体系膜的选择和使用提供借鉴和指导作用。在此基础上,又研究污染膜和清洗后膜表面的Zeta电位和接触角,定性表征污染膜表面的污染程度及各种方法的清洗效果。     

神东矿区典型矿井水中氟的分布特征及形成机制

神东矿区位于陕西省北部和内蒙古鄂尔多斯市南部,气候干燥且降水稀少,水资源缺乏。矿区煤炭开采过程中产生的大量矿井水是重要的生产生活水源,然而神东矿区不同区域的矿井水氟化物浓度相差较大,部分区域浓度较高,为此笔者分析了高氟矿井水的分布特征及成因,对矿井水的资源化复用具有重要意义。基于神东矿区不同区域的58组矿井水水质分析结果,运用数理统计法,Piper三线图、Gibbs图,SI模拟等研究方法,同时通过对不同区域采集岩心和煤层顶板岩石进行XRF分析,探讨神东北部和中心矿区不同埋深矿井水中氟的时空分布特征及形成机制。研究结果表明：研究区矿井水中F-的质量浓度变化范围为0.3～13.7 mg/L,均值为4.3 mg/L,较高F-浓度的矿井水pH呈碱性。在水平方向上神东矿区呈现北部和西南部矿井水中F-浓度较高、东南部矿井水中F-浓度低的现象;垂直方向上呈现随开采深度的增加而增加的趋势,不同深度延安组含水层地下水所补给矿井水的F-浓度差异较大,深度80～130 m延安组含水层地下水补给矿井水中F-浓度较低,200～500 m延安组含水层地下水补给矿井水F^-浓度相对较高。矿井水中...     

PVA/PAN渗透汽化膜分离乙酸乙酯—乙醇—水体系的研究

采用相转化法制备了平板PAN超滤膜,并采用涂覆法制备了酒石酸交联的PVA/PAN复合膜.利用红外谱图和扫描电镜对复合膜表面化学组成及膜结构进行了分析和表征.同时,以乙酸乙酯-乙醇-水体系为研究对象,分别研究了交联荆的含量以及料液温度等对复合膜性能的影响.结果表明在同一温度下,交联剂含量增加,膜的溶胀度减小,渗透通量减小.选择性增高.随温度的升高,渗透通量增大,而选择性降低.在30～50℃的料液温度下,复合膜的总通量为30～150 g/(m2·h),分离因子可达480～29 000.