超疏水蒸馏膜的功能改性研究进展

膜蒸馏技术因具有操作压力低、温差小、蒸馏液纯净、脱盐率高、可直接分离出结晶产物等优点而备受关注。但缺乏优异疏水性能的蒸馏膜是限制其应用的一个重要因素。迄今为止,科研人员在膜材料的疏水理论研究与超疏水蒸馏膜的功能改性方面开展了大量工作,研究者通过向膜面引入含硅或碳的纳米颗粒来提高膜面粗糙度,选用含氟的改性添加剂降低表面能,采用不同溶剂分散原材料并选择不同的成膜方式,使制备出的蒸馏膜疏水性能有了大幅度提高。本文归纳总结了近年来超疏水蒸馏膜功能改性方法的研究进展,并对改性效果进行了对比分析。分类研究结果表明,表面涂覆法适用于不同类型的基膜,可实现对膜骨架和膜表面的同时改性,既增大膜通量又提高膜的抗污染性能,操作简单,可以应用于大规模生产。与涂覆法相比,静电纺丝掺杂法改性的膜可以最大程度地保持稳定性,在提高耐透水性的同时可以减小改性物质对通量的影响,但其应用范围受到基膜的限制。化学沉积法可获得有梯度的沉积物或混合镀层,相比于涂覆法更容易控制涂层的组成和厚度,可进行更加精准的膜表面改性过程。等离子体等非传统方法多为几种方法的联用,从改性剂材料、操作过程、操作条件等方面均为蒸馏膜的改性开辟了新方向。本文分类分析了不同改性方法采用的疏水添加剂、分散剂、操作方法与操作条件,并对比了不同方法改性后的膜通量、孔隙率、脱盐率、过滤周期等指标,结合过滤方式评价了不同改性方法的优缺点,展望了超疏水改性蒸馏膜商业化应用面临的问题及发展前景,旨在为开发成本低廉、操作简单、膜通量高、抗污染能力强的超疏水蒸馏膜提供参考。

改性吸附剂去除废水中磷的应用研究进展

去除废水中过量的磷可以减缓水体富营养化。吸附除磷因具有能耗低、容量大、污染少等优点而备受关注,改性吸附剂则可在此基础上提高除磷的靶向性,拓宽操作条件,增大吸附容量。本文分析了改性硅酸盐类、改性金属氧化物类、改性固体废弃物类和聚合物类4类除磷吸附剂的改性方法和吸附性能。硅酸盐类吸附材料以及固体废弃物类材料除磷效果略差,但因来源丰富、价格低廉而具有极大的吸引力。聚合物类吸附剂具有高吸附容量、高选择性,但价格昂贵。金属(氢)氧化物具有出色的磷酸盐吸附性能,且选择性好、吸附速度快,这些化合物已被掺入到沸石、介孔二氧化硅和生物炭等材料中,进一步增强其吸附性能,并在工程材料应用中取得重大突破,主要包括磁性吸附剂和颗粒吸附剂。4类吸附剂的作用机理可归纳为两种:一种是吸附剂上的金属与磷酸盐离子发生配位反应,形成沉淀;另一种是酸性条件下吸附剂上的羟基质子化,使羟基带正电,质子化的羟基通过静电吸引使磷得以去除。通过对不同类别吸附剂的吸附特性进行对比分析,提出将高分子技术运用到吸附剂制备过程中,开发同时具有较强解吸能力的改性吸附剂将成为除磷吸附剂研究的新热点。

焚烧飞灰协同去除垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液中COD_(Cr)的特性研究

城市生活垃圾焚烧飞灰和垃圾渗滤液膜浓缩液的环境无害化处置已成为目前行业和政府管理部门亟待解决的难题.遵循"以废治废"的研究思路,利用填料柱开展了生活垃圾焚烧飞灰去除NF(纳滤)膜浓缩液中COD_(Cr)的特性研究,重点研究了不同淋滤速率(40、60、80 m L/h)、填料层厚度(5、15、25 cm)条件下NF膜浓缩液中COD_(Cr)随淋滤时间的去除效果.结果表明:NF膜浓缩液中COD_(Cr)的去除主要依靠飞灰的吸附、化学沉淀以及截留作用;淋滤速率对NF膜浓缩液中COD_(Cr)的去除效果影响很小,COD_(Cr)去除率随填料层厚度增加而增大;当填料层厚度为15 cm、淋滤速率为60 m L/h时,飞灰对垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液中COD_(Cr)的去除效果总体达到最佳,且相应灰渣的含盐量以及Pb、Zn、Cu、Cd、Cr的浸出毒性均显著降低.研究显示,最佳条件下飞灰对NF膜浓缩液COD_(Cr)去除率可达40%以上.

东北地区生物滞留设施的构建要点研究

结合东北地区气候特点,对生物滞留设施的构建要素进行了探讨。分析认为,宜增加蓄水层高度,提高系统对雪融水水质和水量的抗冲击能力,营造缺氧环境,实现脱氮除磷;滞留层宜为换土型,并掺入碳渣或粉煤灰,减轻黑土粘性堵塞;增加种植土层厚度,延长流程,吸附污染物;采用连续级配砂层提高结构稳定性,砂层不宜过厚,以免过早结冻;按分区选用本土耐寒、抗逆性强、根系发达的植物;冬季增加覆盖层厚度或采取专门保温措施。

Kinetics and corrosion products of aqueous nitrate reduction by iron powder without reaction conditions control

Although considerable research has been conducted on nitrate reduction by zero-valent iron powder （Fe^0）, these studies were mostly operated under anaerobic conditions with invariable pH that was unsuitable for practical application. Without reaction conditions （dissolved oxygen or reaction pH） control, this work aimed at subjecting the kinetics of denitrification by microscale Fe^0 （160-200 mesh） to analysis the factors affecting the denitrification of nitrate and the composition of iron reductive products coating upon the iron surface. Results of the kinetics study have indicated that a higher initial concentration of nitrate would yield a greater reaction rate constant. The reduction rate of nitrate increased with increasing Fe^0 dosage. The reaction can be described as a pseudo-first order reaction with respect to nitrate concentration or Fe^0 dosage. Experimental results also suggested that nitrate reduction by microscale Fe^0 without reaction condition control primarily was an acid-driven surface-mediated process, and the reaction order was 0.65 with respect to hydrogen ion concentration. The analyses of X-ray diffractometry and X-ray photoelectron spectroscopy indicated that a black coating, consisted of Fe2O3, Fe3O4 and FeO（OH）, was formed on the surface of iron grains as an iron corrosion product when the system initial pH was lower than 5. The proportion of FeO（OH） increased as reaction time went on, whereas the proportion of Fe3O4 decreased.

膜浓缩液淋滤飞灰后灰渣重金属热处理特性分析

垃圾焚烧飞灰与垃圾渗滤液膜浓缩液协同处理能够解决2种废物处置难的问题,但二者协同处理产生的灰渣往往仍需进一步无害化处理。在分析灰渣的物理化学性质基础上,研究灰渣中重金属在热处理过程中的迁移转化特性,进而探讨灰渣热处理无害化的可行性。实验考察了不同热处理温度(300、600、800、1 000和1 200℃)对灰渣中重金属(Pb、Zn、Cu和Cd)的挥发率的影响,并分析热处理后灰渣的矿物相转化及重金属浸出毒性变化。结果表明:随着热处理温度的升高,重金属Pb、Cd的挥发率显著增大,Zn、Cu挥发率的增幅相对较小。热处理过程中,Pb、Zn、Cu、Cd在1 200℃时挥发率最大,分别为94.6%、68.9%、69.4%和97.7%。浸出实验结果表明,当热处理温度高于800℃时,热处理后灰渣中重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Cd的浸出浓度均达到GB 16889-2008相关限值要求。研究结果显示,对飞灰协同处理后的灰渣进行热处理实现其无害化具有一定的可行性。