Fenton耦合铁碳微电解技术处理电镀废水的工艺优化

以福建某电镀厂镀镍废水为研究对象,采用Fenton耦合铁碳微电解技术对其进行处理,考察了铁投加量、铁碳质量比、初始pH值及H_(2)O_(2)投加量对COD_(Cr)去除率的影响,通过响应面法优化工艺条件,建立二次多项式预测模型,分析各因素间的交互作用,并检验模型的准确性。结果表明,各因素对COD_(Cr)去除率的影响显著性排序为:初始pH值>H_(2)O_(2)投加量>铁碳质量比>铁投加量;当铁投加量为40 g·L^(-1)、铁碳质量比为0.8、初始pH值为4.0、H_(2)O_(2)投加量为30 mmol·L^(-1)时,COD_(Cr)去除率为78.2%,与预测值(78.9%)基本吻合,说明采用响应面法优化得到的工艺条件准确可靠。

阻酸型阴离子交换膜制备研究进展

介绍当前制备阻酸型阴离子交换膜的最新研究进展,基于氢离子过膜独特的传质机理(Vehicle和Grotthuss机制),着重从提高阴离子交换膜致密度及其含水率两个方面详细阐述了提高其阻酸性能的方法。其中,提高阴膜致密度主要包括在膜上形成高密度交联层及在膜基体形成非荷电区域;降低阴膜含水率主要包括引入疏水基团及引入吡啶等弱碱基团以降低水合作用。最后指出,明晰反应机理、拓展制备新技术是今后提升阴膜阻酸性能的发展方向。

单价选择性阴离子交换膜改性研究进展

总结了目前单价选择性阴离子交换膜在改性方面的研究进展,着重从掺杂改性、涂覆表面改性、电沉积表面改性及化学接枝表面改性四个方面详细阐述了提高阴离子交换膜单价选择性的方法,并分析了限制单价选择性阴离子交换膜发展的因素,最后指出明晰改性机理和拓展改性新方法是今后阴离子交换膜提升单价选择分离性能的发展方向。

锰、镁复合改性硅藻土对废水中Cu^2+、Pb^2+的吸附性能研究

采用锰氧化物和氢氧化镁对天然硅藻土进行复合修饰改性,并应用于处理含Cu^2+和Pb^2+废水。以等温吸附模型和吸附动力学模型分析,结果证明改性硅藻土对Cu^2+和Pb^2+的吸附均符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附量分别为49.09 mg/g和135.5 mg/g。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段进行分析,结果显示改性材料具有粒径小、晶型好等特点。

有机污染海水对硅藻土预涂动态超滤膜通量及清洗的影响

膜的有机污染严重制约着超滤在海水预处理中的应用。通过硅藻土预涂覆强化超滤去除海水中有机物的试验,对比分析了硅藻土预涂覆和直接超滤海水后的膜通量变化。结果表明,硅藻土在膜面形成的滤饼层能够有效避免有机物与膜的直接接触,降低膜的有机物污染程度。利用三维荧光光谱(3D-EEM)及原子力显微镜(AFM)考察了受污染动态膜经HCl、NaOH、NaClO、超声及纯水这5种清洗处理后清洗液组成及膜面形貌变化。清洗效果由高到低依次为NaOH、NaClO、超声、HCl及纯水,膜通量恢复率分别为96.3%、89.2%、72.4%、50.8%和44.1%,NaOH及NaClO可有效去除膜面集聚的类蛋白及腐植酸类有机物。

渤海湾近岸海水中溶解性有机物分布分极特性研究

采用超滤膜法和离子吸附法将渤海湾近岸海水中溶解性有机物分离为7种不同相对分子量组分和3种不同极性组分。实验结果表明:渤海湾近岸海水中以相对分子量<1 kDa的有机物为主,占比为74.5%;分子量在(1 kDa~3 kDa)、(3 kDa~5 kDa)、(5 kDa~10 kDa)、(10 kDa~30 kDa)、(30 kDa~100 kDa)和(100 kDa~0.45μm)的溶解性有机物所占百分比分别为3.9%、7.8%、2%、0.3%、2%和9.5%。不同极性有机物含量由高到低依次为亲水性、强疏水性及弱疏水性,所占比例分别为65%、26%和9%。该研究结果将对减缓海水淡化中超滤膜污染压力提供一定借鉴和经验参考。

粉末活性炭预沉积去除藻类有机物及其对膜污染的影响

以东海原甲藻分泌的藻类有机物(AOM)为研究对象,研究粉末活性炭预沉积和预吸附两种膜前预处理手段对海水中AOM的去除作用,对比分析AOM直接超滤、预沉积和预吸附后再超滤时膜通量、膜阻力分布、膜表面亲疏水性和粗糙度的变化,探讨粉末活性炭孔隙结构、沉积量对AOM去除效果及超滤膜污染的影响.结果表明,活性炭预沉积和预吸附能够提高超滤膜对含AOM海水中DOC和UV_(254)的去除率,预沉积对AOM的去除作用优于预吸附,介孔活性炭较微孔活性炭的预沉积效果更好,当介孔活性炭PAC2的沉积量为0.4g/L时,DOC和UV_(254)的去除率较直接超滤分别提高了25.1%和33.6%.紫外吸收比指数(URI)分析表明,活性炭预沉积和预吸附对有机物的去除作用具有选择性,AOM中芳香族物质较脂肪族羧基类物质更易被除去.粉末活性炭预沉积下AOM超滤时的滤饼层污染阻力(R_c)和膜孔堵塞阻力(R_p)较直接超滤分别降低了39.6%和81.2%,活性炭在超滤膜表面形成的滤饼层结构将AOM与超滤膜进行了隔离,能够减缓膜污染速率,对于控制膜的不可逆污染亦具有重要作用.

内循环式铁碳微电解/H_(2)O_(2)耦合工艺处理多晶硅有机废水

针对铁碳微电解反应中填料易板结及处理效率低等问题,通过增加内循环装置改进反应器结构,同时将铁碳微电解与H2O2进行工艺耦合,用于处理多晶硅有机废水,考察了Fe-C投加量、初始p H值、H2O2投加量、反应时间等工艺条件对COD去除率的影响,并通过响应面法优化了工艺条件。结果表明,各工艺条件对多晶硅有机废水COD去除效果的影响大小为:铁碳投加量>反应时间>H2O2投加量>初始p H值,其最适宜工艺条件为:铁碳投加量250 g·L^(-1),初始p H值2.8,H2O2投加量112 m L·L^(-1),反应时间83 min,该反应条件下COD的去除率为71.26%。铁碳/H2O2降解多晶硅有机废水COD的动力学回归方程为Y=0.5273X-0.6347,降解COD的速率常数为0.5273 min^(-1)。

铁炭微电解活化过硫酸盐处理印染废水

针对铁炭微电解填料易板结问题,设计多级过滤层反应器结构,采用铁炭微电解活化过硫酸钠(Fe-AC/PS)技术处理印染废水,考察了铁炭质量比、过硫酸盐投量、pH对COD及色度去除效率的影响,借助三维荧光光谱探讨了反应体系对有机物的降解效果,分析了COD的降解动力学。结果表明,在铁炭质量比为1∶3、过硫酸钠投量为15 mmol/L、pH值为6.0时,印染废水COD、色度去除率分别达到64.6%、79.6%,结合三维荧光光谱分析,说明Fe-AC/PS工艺对印染废水的有机物有明显的去除作用。Fe-AC/PS工艺降解COD的动力学方程为Y=0.3303X-0.3017,经处理后印染废水的BOD/COD由0.19增加至0.42。采用Fe-AC/PS工艺处理印染废水具有一定优势,能提高可生化性。

废利乐包资源化回收铝及制备活性炭研究

将废利乐包热解并对获得的热解炭和铝箔进行分拣,再以热解炭为原料,K 2CO 3为活化剂制备活性炭。通过热重差热-傅里叶变换红外光谱(TG DTA-FTIR)联用对废利乐包的热解特性进行分析,采用自动气体吸附仪测定活性炭的氮气吸附脱附曲线,采用FTIR对活性炭的表面官能团进行表征,利用TG-FTIR联用研究了活性炭的活化机理。结果表明,废利乐包中的纸和聚乙烯分别在365和490℃发生热解,铝箔则在664℃时熔化,填充剂CaCO 3在720℃发生分解。活性炭的比表面积和总孔体积分别为1215 m 2 g和0.768 cm 3 g,其表面官能团主要为C=O、C—O—C和脂肪族C—H。热解炭本身含有的CaCO 3在740℃分解生成CO 2,CO 2会氧化刻蚀炭基体进行造孔;820℃之后熔融的K 2CO 3也会与炭基体反应生成CO并造成炭的损耗,上述2个过程均参与了活性炭的活化造孔。

含镍电镀废水处理工艺研究

近年来,随着电镀行业的蓬勃发展,废水排放量随之激增。电镀废水排放量大、重金属含量高、酸碱度高和有机物难降解的现状使得对其的处理成为一大热点和难点。以泉州某电镀厂镀镍生产线实际清洗废水为处理对象,设计了由平板膜过滤、离子交换树脂吸附重金属、催化氧化处理COD及反渗透处理多余盐类组成的工艺路线,并在当地开展实际工程实验。经过一段时间的连续运行,对随机7 d内的出水指标进行考察,所有指标均符合排放标准。经富集后水中硫酸镍浓度为43. 7 g/L,成功回用于电镀工艺实现了重金属镍的循环利用。经系统处理后的出水可直接回用于电镀清洗工艺,对产品质量无影响。该工艺处理效果明显且稳定性较好,成功地实现了重金属的回收及电镀废水的近零排放,具有较好的大规模工程应用潜力。

温度对海水微絮凝-超滤工艺的影响

采用微絮凝-超滤工艺处理不同温度的海水,研究了温度对有机物的去除效果、絮体特性以及超滤膜通量的影响规律.以三氯化铁为絮凝剂,分析了微絮凝-超滤对海水UV254、DOC及三维荧光光谱的影响,监测了不同海水温度下微絮凝过程中产生絮体的絮凝指数、分形维数等特性,考察了微絮凝对超滤膜污染的减缓作用.实验结果表明,当FeCl_3投加量为1.0 mg·L^(-1)时,对5℃、10℃、15℃、20℃海水的UV254去除率分别为84.4%、81.3%、78.1%、71.9%,DOC去除率分别为81.8%、75.8%、65.0%、57.5%,微絮凝-超滤工艺对低温海水的去除效果优于常温海水,可去除海水中的芳香族蛋白类和腐殖酸类有机物;温度对絮凝指数FI的影响较小,说明其不同温度下微絮凝形成的絮体粒径变化不大;但低温海水形成的絮体分形维数要小于常温海水,说明低温海水的絮体结构更加疏松,疏松的絮体结构更有利于减缓后续超滤膜通量的下降.

温敏磁性纳米颗粒正渗透汲取剂的制备及性能研究

开发了3种不同表面负电荷量的温敏磁性纳米颗粒NP1、NP2、NP3,并用作正渗透汲取剂。正渗透实验中三者均表现出良好的汲取性能,特别是NP3,平均产生8.77 L/(m^2·h)的水通量。通过高温条件下的磁回收,三者回收率均达到90%以上。此外,重复使用10次后,3种汲取剂性能未出现明显衰减。细胞毒性实验表明3种汲取剂均无细胞毒性,具有良好的生物相容性。

预涂动态膜对超滤膜处理海水中有机物的影响

分别以硅藻土和粉末活性炭为涂膜材料,系统考察了预涂动态膜对海水溶解性有机物的去除效果及作用机理,以及对超滤膜通量的影响。试验结果表明,预涂动态膜能提高超滤膜对UV254和DOC的去除率,硅藻土对蛋白类有机物有强化去除作用,粉末活性炭对蛋白类和腐殖类有机物有较强的去除效果。与超滤膜相比,硅藻土预涂动态膜、粉末活性炭预涂动态膜的膜通量分别增加了21.6%、46.0%,反冲洗后膜通量恢复率分别为88.6%、87.2%。

海岛多元集成供水装置设计及应用示范

为解决海岛地区的生活饮用水安全问题,介绍了一种集雨水、岛水和海水处理为一体的海岛多元供水装置,整套装置由纤维过滤、活性炭过滤、超滤和反渗透等组成。通过应用示范对装置的稳定性和运行费用进行考察,结果表明,该装置在三种水源环境下产水水量和产水水质稳定,产水水质达到饮用水标准,运行费用较低。综上所述,海岛多元供水装置可为海岛生活安全、饮用水安全提供可靠保障,在海岛地区具有一定的应用前景。

负电荷功能化二氧化硅纳米颗粒的制备及其作为正渗透汲取剂的应用

研究通过自由基聚合机理制备了负电荷功能化二氧化硅纳米颗粒(NSNPs),其粒径为118.7 nm,zeta电势为-62.7 mV,具有良好的分散性。作为汲取剂,NSNPs在正渗透应用过程中表现出良好的汲取性,20 g/L时可产生10.59 L/m^2·h的水通量,显著优于同类型汲取剂。同时,NSNPs表面负电荷有助于减弱稀释的内部浓差极化现象,不同膜朝向条件下均可产生较高水通量。因此,NSNPs是一种理想的正渗透汲取剂。

智能正渗透汲取剂研究进展

正渗透是一种能耗低、膜污染小的膜分离技术,可用于海水淡化、污水处理、蛋白质浓缩等领域,应用前景广阔。其驱动力来源于半透膜两侧汲取液与原料液间的渗透压差。因此,汲取剂的性能及其再生成本是影响正渗透技术发展的关键。智能汲取剂可借助磁场、温度、电、光等因素的变化,实现高效的再生过程,是目前汲取剂研究的热点。文章重点归纳总结了近年来智能正渗透汲取剂的研究进展,对其作用机制进行了深入分析,并对智能汲取剂的发展前景进行了展望。

多金属非均相芬顿催化剂的开发与应用

该研究根据芬顿氧化技术存在的不足,利用金属掺杂共晶格技术,设计制备了多金属非均相芬顿催化剂。该催化剂利用表面电子云密度势能差,催化产生羟基自由基,进而对有机物表现出良好的催化降解效果。此外,该催化剂具有较宽的pH值相应范围与盐浓度相应范围,有效改善了芬顿氧化技术存在的不足。最后,该催化剂适用范围广,对于苯海拉明生产废水与电镀锌生产废水均表现出显著的有机物催化降解效果,具有良好的应用前景。

锰-镍双反应中心类芬顿催化剂的制备及其应用性能研究

文章通过多金属共晶格掺杂技术,设计开发三种具有不同表面电荷密度的锰—镍双反应中心类芬顿催化剂。结果表明锰—镍双反应中心类芬顿催化剂适用于多种有机废水,且在较宽pH值范围内均表现出良好催化降解效果,有效解决了传统芬顿技术在工程应用中的各类瓶颈问题,并可为新型类芬顿催化剂的设计与制备提供新的思路和重要借鉴。

纤维束-活性炭-沸石联用工艺净化城市污染雨水

为了有效控制道路微污染雨水径流污染,利用纤维束-活性炭-沸石联用法对模拟雨水进行处理,考察该系统对浊度、TOC、氨氮及磷酸盐的去除效果。结果表明,当浊度、TOC、氨氮及磷酸盐浓度分别在(3.85~25.60 NTU)、(4.58~17.80 mg/L)、(0.31~1.42 mg/L)和(0.05~0.36 mg/L)范围内时,该联用工艺对上述污染物去除率分别为(79.2%~96.9%)、(82.7%~87.2%)、(87.5%~94.0%)和(52.9%~65.6%)。活性炭对TOC的吸附能力较强,其吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型,单分子层最大吸附量为41.70 mg/g;沸石对氨氮和磷酸盐的吸附能力明显,其吸附过程同样符合Langmuir吸附等温线模型,单分子层最大吸附量分别为12.31和0.64 mg/g。该组合工艺是一种理想的净化城市污染雨水的方法。