改性生物炭活化过硫酸盐降解盐酸四环素

以双氧水改性磁性生物炭(H_(2)O_(2)Modified Biochar,HMB)为过二硫酸盐(PDS)的活化剂降解盐酸四环素(TC),考察初始pH值对TC降解的影响.通过淬灭试验和电子顺磁共振(EPR)鉴定活性物种,结合XPS分析、密度泛函理论(DFT)计算和液质联用仪(LC-MS)检测,探究HMB活化PDS降解TC的反应机理和降解路径.结果表明,经双氧水改性后,在TC浓度20mg/L,PDS浓度1mmol/L,HMB投加量为0.5g/L的条件下,TC去除率83.9%,显著高于单独PDS或生物炭体系,且去除率随pH值增大而减小.猝灭试验和EPR分析表明TC降解存在自由基路径和非自由基路径,活性物种主要包括SO_(4)^(-)、·OH、O_(2)^(-).和^(1)O_(2).XPS表明羰基(C=O)是HMB/PDS体系降解TC的主要活性位点.DFT计算进一步定量分析C=O对HMB催化PDS的贡献.结合LC-MS和理论计算提出了TC的2条降解路径,降解方式包括脱酰胺、羟基化、去甲基化、脱水开环等.

镍工业冶金渣的资源化

镍渣是FeO-S iO2系熔渣,与属于CaO-A l2O3-S iO2系的高炉矿渣在性能上有所不同。介绍了镍渣的产生、理化性能和应用情况,尤其对镍渣在水泥生产、混凝土的制备、砌块的制备以及矿井充填中的应用作了详细的介绍,并指出了镍渣在墙体材料、新型建材和农业等方面的进一步资源化方向。

硬石膏对硅酸盐水泥性能的影响

研究了在硅酸盐水泥中使用硬石膏完全代替二水石膏对硅酸盐水泥性能的影响。结果表明硬石膏对硅酸盐水泥的凝结时间无不良影响,对其3d和28d抗压强度的影响也小于5%;当熟料中的w(C3A)<11%时,掺硬石膏不会对水泥凝结时间性能产生不良影响,但w(C3A)>13%时则会引起水泥快凝,此时最好采用硬石膏与二水石膏混掺或只使用二水石膏。

热碱处理破解污泥效果研究

利用碱热方法对污泥进行预处理,研究了污泥的破解效果及主要影响因素。研究表明:随着热水解处理温度的升高及时间延长,污泥上清液中的溶解性化学需氧量(SCOD)、氮(N)、磷(P)等浓度不断增加,而碱的使用提高了SCOD,N,P等的溶出率,且NaOH破解效果明显优于Ca(OH)2。污泥经90°C处理5 h后,单独热水解、加NaOH和加Ca(OH)2预处理后的SCOD溶出率分别达到了23.1%,54.4%和32.5%;N的释放主要以有机氮为主,P的释放则是以正磷酸盐为主。碱热联合处理时污泥减量化效果突出,对污泥脱水性能影响显著,90°C时污泥中每克挥发性固体(VS)投加0.2 g Ca(OH)2处理5 h,污泥离心含水率可达75.7%。

磨细粉煤灰的活性与其粒度分布特征参数的关系

研究了粉煤灰在机械磨细过程中粒度分布的变化规律,分析了磨细灰的粒度分布特征对其活性的影响。结果表明,磨细灰的强度与粉煤灰的特征粒径De、分布宽度Nx之间具有很好的线性关系,其3d、28d抗压强度随着特征粒径变小、分布宽度变大而增大.

利用循环流化床锅炉脱硫灰制备注浆材料

CFB锅炉脱硫灰中不含有球形玻珠,且含有较高的fCaO和SO3,不利于应用。通过对CFB锅炉脱硫灰制备的注浆材料的性能研究表明,CFB锅炉脱硫灰能够改善浆液的稳定性和结石率,但对流动性和结石体强度不利。通过掺入外加剂能够明显地改善浆液的性能,满足注浆工程的要求。

循环流化床锅炉内掺高硫石油焦混烧脱硫灰的矿物相组成

粉煤灰的矿物相组成对其资源化具有重要意义,它主要取决于燃料品种和燃烧过程.由于燃烧过程的差异,循环流化床锅炉(CFBC)内掺加高硫石油焦和煤混烧而排放的脱硫灰与煤粉炉粉煤灰在矿物相组成上具有较大差异.利用扫描电镜(SEM)、X-ray衍射(XRD)和傅立叶转换红外光谱(FT-IR)对CFBC掺高硫石油焦混烧脱硫灰的矿物相组成进行了研究,同时采用选择性溶解分离和重力分离的方法富集脱硫灰中的微量矿物,研究表明CFBC掺高硫石油焦混烧脱硫灰的矿物相组成以高α-石英、硬石膏和石灰含量为其主要特征,同时含有少量的方解石、莫来石、钙长石、钙铝黄长石、赤铁矿、硅酸二钙(2CaO.SiO2,C2S)、铝酸三钙(3CaO.Al2O3,C3A)、七铝酸十二钙(12CaO.7Al2O3,C12A7)及透辉石等矿物,可能含有少量玻璃相.如果样品在空气中存放时间较长,石灰吸收空气中的水分会导致羟钙石生成.而煤粉炉粉煤灰中的矿物主要为莫来石、石英和少量的赤铁矿,并含有大量的玻璃相.

固体废物的处理与处置课程的教学改革

随着固体废物污染控制管理与技术领域和社会经济的发展,本课程原有的部分教学内容已不能跟上时代的发展要求。为此,我们对其教学内容进行了适当的补充与修订,增加了电子废物处理等内容,加强了本课程与其他课程的联系,避免教学内容不必要的重复。

酸浸出法回收冶金污泥中的有价金属

采用二次酸浸出的方法回收镍钴湿法冶金工业污泥中的有价金属。先采用水和硫酸作为浸出剂浸出Mg和Na,最佳工艺条件为浸出液的pH 7.5、浸出时间5 min、浸出剂体积与干污泥质量的比(ω)为10 mL/g。再采用硫酸作为浸出剂、焦亚硫酸钠作为还原剂进行二次酸浸,在硫酸与污泥质量比为1.3、焦亚硫酸钠与污泥质量比为0.3、ω为5 mL/g、浸出温度85℃、浸出时间20 min的最佳工艺条件下,Co、Ni、Cu、Mn和Zn的浸出率分别达92.45%、93.48%、89.52%、97.78%和94.79%。经XRD表征,浸出后污泥中未见原污泥中的矿物相,说明原污泥中的矿物几乎全部被溶解。

磷渣在水泥中的应用研究

论述了磷渣的产生及应用,尤其是在水泥工业中作为混合材的应用,指出了磷渣作为水泥混合材对普通硅酸盐水泥性能的改善状况,以及作为混合材带来的水泥早期强度低和缓凝现象,并分别给出了解决方法,并对其机理做了详细的分析。

利用钢渣磁选尾渣制备加气混凝土砌块的研究

钢渣湿法磁选过程中产生的磁选尾渣由于含水量较高,利用困难,通过将其代替部分石灰和水泥用于制备加气混凝土砌块,研究了配合比、原料细度等对砌块强度的影响,并用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析方法对蒸压过程中的水化产物进行了研究。结果表明,尾渣可以代替部分水泥和石灰用于制备加气混凝土砌块,其掺量高达38%时,砌块抗压强度可达4.1 MPa,适当降低尾渣及河砂细度有利于提高砌块强度。XRD和SEM分析表明,蒸压过程中的主要产物为托贝莫来石、水化硅酸钙(B)和硬硅钙石。片状的托贝莫来石和纤维状的水化硅酸钙(B)、硬硅钙石交织生长,使加气混凝土砌块具有较高的强度。

循环流化床锅炉粉煤灰的特点及其在水泥工业中的应用

详细地论述了循环流化床锅炉排放的粉煤灰(简称CFB锅炉粉煤灰)的特点及其在水泥工业中的应用。对比普通粉煤灰性能,CFB锅炉粉煤灰具有颗粒形貌不规则、f-CaO和SO3含量高,以及以硬石膏和石灰作为主要矿物组成等特点。归纳介绍了CFB锅炉脱硫粉煤灰的应用情况,可代替部分原料用于生产水泥熟料或作为混合材用于生产水泥,但应用中要注意克服高f-CaO和SO3含量所带来的安定性问题。

HAP/UV催化降解活性艳蓝K-3R的研究

用化学沉淀法合成羟基磷灰石(HAP),并用XRD、SEM、FT-IR对其进行分析。以活性艳蓝K-3R为降解底物,研究HAP对其光催化降解性能。探讨了HAP煅烧温度、通气量、投加量、初始浓度等因素对光催化降解活性艳蓝K-3R效果的影响。研究表明化学沉淀法合成的HAP粒度均匀,HAP对活性艳蓝的吸附作用较强,30min之内即能达到吸附平衡,其对初始浓度为100mg/L的活性艳蓝的吸附率可达17.5%。适当的煅烧有利于提高HAP的催化活性,以200℃煅烧2h最佳。在投加量为4g/L,鼓气量为300L/h和pH=6的试验条件下,HAP(200℃)对初始浓度为100mg/L的活性艳蓝K-3R 3h的降解率达68%。降解反应动力学研究表明,HAP/UV光催化降解活性艳蓝K-3R的过程符合Langmuir-Hinshel-wood一级动力学方程,降解速率常数k随着活性艳蓝K-3R浓度的增大而减小。

磷渣对硅酸盐水泥的缓凝机理

在对已有的磷渣缓凝机理进行分析的基础上,通过实验对他们的论点进行了质疑,提出了吸附机理,即在硅酸盐水泥水化初期形成的半透水性水化产物薄膜对磷渣颗粒的吸附,导致这层薄膜致密性增加,从而导致离子和水通过薄膜的速率下降,引起水化速度降低,最终导致缓凝,并运用这个观点分析了磷渣比表面积与P,F含量不同对凝结时间的影响机理。

脱硅污泥对氟离子的吸附行为研究

利用钢板表面清洗废酸净化过程中产生的脱硅污泥作为氟离子的吸附剂,使用X射线荧光光谱(X-ray Fluorescence Spectroscopy,XRF)、X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)、场发射扫描电子显微镜(Field Emission Scanning Electron Microscope,FE-SEM)、X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)和傅里叶变换红外吸收光谱(Fourier Transform Infrared Spectrocopy,FT-IR)对脱硅污泥吸附过程进行研究,并探讨吸附过程的热力学、动力学和位点能量分布。结果显示:脱硅污泥含有大量的针状羟基氧化铁晶体,Zeta电位为6.98,溶液初始pH值在2~10时对氟离子的去除率均在90%以上;在25℃时对氟离子的实际吸附质量比达6.3 mg/g,吸附遵循内络合模式,受多电荷阴离子干扰较大。吸附过程符合Langmuir模型和Elovich模型,是一个自发放热的物理单分子层均匀吸附过程,也有一定程度的化学吸附,吸附主要发生在低能区,吸附机理涉及离子交换和静电吸附。

磷渣对硅酸盐水泥凝结时间的影响及机理

重点研究了磷渣对硅酸盐水泥凝结时间的影响,以及几种常用外加剂硫酸钠、烧石膏和烧明矾石对磷渣水泥凝结时间的改善,并研究了一种以硫铝酸钙为主要矿物组成的合成外加剂的作用。结果表明磷渣的掺量与比表面积对磷渣硅酸盐水泥的缓凝作用非常大,硫酸钠和合成外加剂对磷渣的缓凝的改善效果最佳,烧石膏与烧明矾石的作用不显著。通过对磷渣的缓凝机理的研究,指出了磷渣中的PO43-溶出对水泥的缓凝作用。

铁炭微电解—Fenton组合工艺处理炸药废水

试验采用先铁炭微电解,后Fenton试剂氧化组合装置对稀释炸药废水进行处理。通过单因素和正交试验,得到处理重氮废水的最佳试验条件为:微电解进水pH为3,反应时间为45min;Fenton试剂氧化反应pH为2,双氧水按0.5%的体积分数投加,COD去除率为99.30%。处理还原废水最佳试验条件为:微电解进水pH为4,反应时间为75min;Fenton试剂氧化反应pH为4,双氧水按0.5%的体积分数投加,COD去除率为99.24%。两种废水试验时,Fe/C质量比均为1,Fenton氧化反应时间为2h。

碱磷渣水泥的力学性能及微观结构

研究了以硅酸钠作为激发剂制备的碱磷渣水泥的特点及硅酸钠的模数、掺量和磷渣的比表面积对碱磷渣水泥性能的影响。结果表明:硅酸钠模数为1.2～1.5时碱磷渣水泥的抗压强度最高,并且其抗压强度随着硅酸钠掺量和磷渣比表面积的增加而增大,其后期强度稳定增长。碱磷渣水泥的主要水化产物是水化硅酸钙、方沸石、水化硅铝酸钙。

碱激发锰渣胶凝材料的探索研究

以锰渣为主要研究对象,采用X射线衍射分析、差热分析等测定方法对原材料进行了物性分析,锰渣的主要矿物组成有SiO2和CaO,属于碱性废渣,当温度低于550℃时其热稳定性较好。通过对复合碱激发剂的探索可知,当水玻璃模数为1.6时,25%水玻璃、2.5%NaOH和1%K2CO3复合激发锰渣后,其碱胶凝材料的凝结时间满足浆体的一般工作要求。在该复合激发剂作用下,以10%硅酸盐水泥熟料等量替代锰渣后,制成的碱激发锰渣胶凝材料的力学强度发展符合胶凝材料的一般规律;其水化过程分析表明,随水化龄期的延长,SiO2被剥蚀解体量增多,生成较多的C-S-H凝胶及少量沸石类结构复杂的物质,强度逐渐提高。

水热处理对污泥性质的影响

剩余污泥采用碱热联合预处理时,研究不同处理温度、时间、碱投加量对污泥性质的影响。结果表明:随着处理温度的升高和处理时间的延长,污泥上清液中可溶性COD(SCOD)浓度不断增加,污泥中固体物质溶解,污泥量减少;而碱的使用,增加了SCOD的溶出。经170℃、30min处理后,SCOD溶出率为43.64%,挥发性悬浮固体(VSS)/总悬浮物(TSS)降低至31.98%,污泥的离心含水率减少为77.43%;加入0.10g碱(NaOH,投加以每克挥发性固体(VS)计)后,SCOD溶出率、VSS/TSS和污泥离心含水率分别为69.10%、24.05%和69.73%。水热处理后,上清液色度增加,厌氧消化性能提高,然而温度过高、碱投加量过大时,生成的中间产物在一定程度上抑制厌氧消化。