高效选择性除铯的PVDF复合膜制备及优化

为实现对放射性核素铯(Cs)的高效去除,本研究基于表面接枝技术利用均苯三甲酰氯(TMC)在羟基化的PVDF微滤/超滤膜表面接枝了一层氨基化SiO_(2),并通过SiO_(2)表面的氨基基团与Fe^(3+)结合实现亚铁氰化铁(Ferrocyanide,FeCN)的负载,从而制备了FeCN/SiO_(2)/PVDF复合膜.基于膜表面的SEM与XPS表征考察了氨基化SiO_(2)的不同负载条件,研究发现粒径和浓度分别为300nm及0.4%时可实现SiO_(2)的最大负载量.对比不同亚铁氰化铁负载量下复合膜的水通量和Cs去除率,结果表明对微滤平板膜进行3次负载后过滤效果最好,可实现99.6%以上的Cs去除率,且XPS结果表明强酸及超声条件下该复合膜仍然具有良好的稳定性.复杂水质条件下的过滤实验表明,过滤前期由于对吸附点位的竞争使得溶液中共存离子半径与Cs越接近其对Cs截留率的影响越大;过滤后期在道南作用的影响下,随着共存离子水合离子半径提高,其对Cs的去除率的影响越大;天然有机质对水通量影响较大,对Cs去除率影响弱于共存离子.

斜沟煤矿8号煤顶底板岩层工程地质特性研究

斜沟煤矿8号煤层为其主采煤层之一,以8号煤层开采18101工作面的煤顶底板岩层特征为例,对斜沟煤矿8号煤层顶底板岩层的工程地质特征进行了研究,斜沟煤矿8号煤顶板岩性结构以泥岩和砂岩为主,底板岩性结构由砂质泥岩和中粒砂岩组成,分别对其物理力学性质进行了测试,受沉积环境影响,不同地段顶底板岩性组成存在一定差异。这些研究为数值分析顶底板"三带"高度、提出"三带"高度的经验公式提供科学依据和实例验证。

基于瞬变电磁法和测氡法的煤矿采空区探查研究

针对煤矿采空区赋存状态复杂、难以精准探查的难题,以斜沟煤矿高家峁一带的地下煤矿采空区地球物理探查工程为背景,分析了瞬变电磁法和测氡法在探查煤矿采空区方面的原理与优势,通过2种方法综合分析,对斜沟煤矿主采8#煤层的采空区及采空积水异常区,8#与13#煤层顶板附近砂岩富水异常区域进行了圈定。结果表明,煤层采空区主要表现为高电阻、高氡值的特征,采空积水区则表现为低电阻、高氡值的特征;并在斜沟煤矿8#及13#煤层顶板圈定了多处视电阻异常区域,为贯彻煤矿“有疑必探”的原则,保证煤矿安全高效开采,提供了十分有价值的参考资料。

普鲁士蓝类复合材料去除放射性铯的研究进展

铯是放射性废水主要成分之一,其半衰期长、危害程度大。普鲁士蓝类化合物具有优良的铯选择性,因此成为了主流的除铯材料。但是单独应用普鲁士蓝除铯效率低,且容易造成二次污染,难以适应实际需求。为解决这些问题,很多研究尝试使用载体负载普鲁士蓝,达到了增大吸附量、提高除铯效率和处理后易于分离等效果。本文详细介绍了普鲁士蓝类复合材料的载体种类,以及与晶体学、反应动力学、吸附等温线和热力学分析等有关的反应机理。希望能为相关的研究提供参考。

承压水体上采煤突水危险性评价研究

结合斜沟煤矿地质与水文条件,通过钻探、地球物理勘探以及突水系数法对矿区8#煤层进行了研究,探明了8#煤层与含水层结构位置关系特征以及8#煤层采空异常区及采空积水异常区,获得了8#煤层底板至奥灰顶面间隔水层厚度以及底板奥灰水头压力区域分布特征,最后绘制了矿区8#煤层开采突水系数等值线图。结果表明:8#煤底板至奥灰峰峰组顶面厚度及岩性组合对阻止奥灰水与上覆各含水层间水力联系起到较大作用。隔水层厚度在井田内分布不均匀,8#煤层均位于突水系数小于0.1 MPa/m区域,仅在SK5孔附近煤层底板突水系数大于0.06 MPa/m。8#煤层承压水体上采煤时大部分区域无突水危险性,而在极少部分区域开采前应根据实际情况对煤层底板隔水层注浆加固或对奥灰含水层顶板注浆改造。

海水淡化与清洁能源协同发展现状与展望

指出了淡水资源和能源是人类赖以生存的两大物质基础,也是制约人类可持续发展的两大挑战。海水淡化作为一种可实现水资源可持续利用的开源增量技术,是最具有应用前景的淡水取用方式。海水淡化需要耗费大量能源,通过将清洁能源和海水淡化相结合,可提高海水淡化的环境友好性,实现淡水资源的清洁和可持续供应,有效缓解淡水资源短缺问题。梳理了海水淡化发展现状,并对其发展趋势进行了展望;对海水淡化主要技术及其能耗情况进行了分析;探讨了清洁能源与海水淡化协同发展,包括主要应用模式、关键技术、经济性等方面的现状,并对未来的发展趋势进行了研究。

垃圾填埋场地下水相关研究的研究热点与趋势:基于CiteSpace的可视化分析

随着经济社会的发展,我国每年会产生大量生活垃圾,而填埋由于具有成本低、操作便捷等优点,成为应用最为广泛的生活垃圾处理手段。然而垃圾填埋却会产生大量的垃圾渗滤液,严重威胁周边地下水的安全。为探讨垃圾填埋场地下水领域的研究热点与前沿,基于文献计量与数据可视化分析软件CiteSpace对Web of Science数据库进行了文献统计与信息挖掘,以期为我国垃圾填埋场地下水研究提供借鉴与参考。结合CiteSpace分析图谱发现,研究热点主要有渗滤液、吸附、重金属、评价方法(层次分析法)、多环芳烃、渗滤液污染指标、硝化等;研究前沿已从重金属、挥发性有机物(甲烷、碳)等具体的污染物质研究逐渐转变为污染区域、污染物影响、地理信息系统等研究。结合相关文献及CiteSpace结果进行分析认为,基于地理信息系统知识精细刻画区域内污染物的传输与扩散模型,以及结合污染区域健康风险评估进行系统的垃圾填埋场污染修复和治理工作将成为今后的发展趋势。

废水生物脱氮工艺中N_2O排放数学模型研究进展

N_2O是一种重要的温室气体,而污水生物脱氮处理过程是N_2O的潜在产生源之一。随着污水处理量和处理程度的不断提高,N_2O的排放量也将不断增大。建立N_2O排放数学模型对污水生物脱氮系统中N_2O生成机制的深入研究和污水处理行业N_2O削减工艺技术的开发具有重大的理论及实践意义。本文归纳了生物脱氮工艺的原理,系统阐述了生物脱氮工艺中N_2O的生成机理和排放数学模型的类型、建立方法及应用情况。在此基础上,对生物脱氮工艺中N_2O排放数学模型的研究现状和研究方向进行了总结和展望,以期为N_2O排放数学模型的完善、N_2O排放量的削减、污水生物脱氮工艺的优化及污水处理行业的可持续发展提供理论基础和科学依据。

基于纳米氧化锌/银改性的聚酰胺复合膜的制备及其协同抗菌性能

利用纳米氧化锌(ZnO-NPs)及银(Ag-NPs)共同改性聚酰胺复合(TFC)正渗透膜,通过优化传统TFC膜的水通量与反向盐通量之间的平衡,以显著提高膜的抗菌性能。首先对ZnO-NPs进行改性以提高其分散性,利用多巴胺(PDA)为中间载体,将纳米ZnO-NPs和Ag-NPs负载至TFC膜表面,考察了PDA的自聚合时间、ZnONPs添加量对膜性能的影响。结果表明,ZnO-NPs在最佳添加量条件下(0.75 g·L^(−1)),膜的J_(s)/J_(w)由初始状态的0.96降至0.25,优化了TFC膜的通量与反向盐通量的平衡关系。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为代表的膜抑菌性能测试结果表明,Ag-NPs与ZnO-NPs在膜表面的协同抗菌作用,使ZnO@Ag/TFC膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别高达84%和91%,显著提高了TFC膜的抗菌效果。以上研究结果对水处理技术发展具有重要意义。