Fe^(3+)对同步硝化反硝化过程氮元素迁移转化及N_2O释放的影响

采用SBR反应器,研究了不同浓度的Fe3+对同步硝化反硝化(simultaneous nitrification denitrification,SND)过程中氮元素迁移转化去除和N2O释放的影响.结果表明,在同步硝化反硝化过程中,系统中Fe3+浓度为20 mg·L-1时可以提高系统对氮的去除率,而60 mg·L-1的Fe3+则会对其产生抑制效果.并且,高浓度的Fe3+会刺激SND过程中N2O的释放,N2O转化率也有所提高.这主要是因为:1高浓度的Fe3+会导致污泥脱氢酶活性降低,使得NO-2在好氧阶段大量累积;2高浓度的Fe3+减少了SND过程前置厌氧阶段胞内聚合物(polyhydroxybutyrate,PHB)的含量,使得后续反硝化过程碳源减少.Fe3+对SND过程中总磷的去除有促进作用,并且Fe3+浓度越高,总磷去除率越高,这主要是因为Fe3+的存在使系统中发生了化学除磷作用.

含铜电镀污泥熔炼过程中主要元素的迁移转化行为研究

为了明确含铜电镀污泥熔炼过程中主要元素的迁移转化规律,利用FactSage 8.0软件进行了热力学计算,提出“氧化脱硫-还原熔炼”的含铜污泥回收工艺,考察各因素对脱硫率和铜回收率的影响。研究结果表明:直接对含铜电镀污泥进行还原熔炼,大部分的铜会与硫结合形成铜锍。通过氧化熔炼能有效脱除污泥中的硫并最终生成品位较高的低硫铜产品,而铁硅系氧化物的存在能够显著降低脱硫所需的温度。在氧化脱硫温度为1450℃、氧化脱硫时间为30 min、还原熔炼温度为1300℃、还原熔炼时间为90 min、Na_(2)CO_(3)添加量为5%、CaO与SiO_(2)质量比为0.5、Fe与SiO_(2)质量比为0.6、还原剂添加量(即C与Cu物质的量比)为1.2的条件下,脱硫率达到99.41%,铜回收率为96.89%,熔渣中铜的质量分数<0.50%,铜产品品位为90.08%。

华北平原高氟地下水中稀土元素分布和分异特征

高氟地下水是世界各国研究者广泛关注的重大环境问题。尽管对高氟地下水的化学特征、形成机理和扩散机制等已有不少研究,但其稀土元素(REE)的含量和分异特征以及这些特征能否反映高氟地下水的形成和分布尚不清楚,这在一定程度上限制了REE在高氟地下水中的运用。本研究以地下水氟离子异常严重地区——华北平原为研究区,沿地下水流向采集浅层和深层地下水样,研究分析了水中氟离子和REE的地球化学特征。浓度分析结果表明地下水氟离子浓度介于0.28 mg/L和9.33 mg/L之间,其中55%超出我国饮用水标准规定值1.0 mg/L;PHREEQC计算结果反映地下水中氟以NaF、CaF^(+)、MgF^(+)和自由态F-形式存在,其中自由态F^(-)含量占主导(85.42%~99.39%);高氟地下水主要分布于中部冲积湖积平原以及东部冲积海积平原,60%高氟地下水样分布在180 m深度以下;水化学图件分析结果指示浅层高氟地下水的形成主要受蒸发浓缩作用的控制,而深层高氟地下水是水岩相互作用下的矿物溶解和离子竞争吸附共同作用的结果。研究区地下水REE含量处于pmol/L至nmol/L级别,PHREEQC模拟计算结果表明REE主要以碳酸络合物(REECO_(3)^(+)和REE(CO_(3))_(2)^(-))的形式存在,与氟离子络合的稀土元素(REEF^(2+)和REEF_(2)^(+)占0~1.18%;上陆壳(UCC)标准化结果显示,所有地下水均呈重REE(HREE)和中REE(MREE)相对于轻REE(LREE)富集的模式,且具有显著Ce负异常(0.11<Ce/Ce^(*)=Ce_(UCC)/(La_(UCC)×Pr_(UCC))^(0.5)<2.29)特性;地下水富HREE主要归因于HREE比LREE优先与碳酸根络合,并且形成更加稳定的碳酸络合物。沿地下水流向,深层地下水中总REE含量与地下水中氟浓度均呈现不断上升的变化趋势,同时高氟地下水比低氟地下水更易富集重稀土元素,说明稀土元素对深层含水层富氟行为具有一定的指示作用。

煤热解过程中硫元素释放进展研究

燃料热解过程中的硫元素迁移转化路径主要与燃料中硫元素的赋存形态有关。有机硫和无机硫在热解过程中的表现差异很大,但同时有机硫和无机硫以及燃料中的其他成分几者之间的相互作用也会对热解过程中硫元素的迁移转化路径产生显著的影响。

生活垃圾焚烧飞灰等离子熔融过程氯元素的迁移转化特性研究

等离子熔融技术是生活垃圾焚烧飞灰减量化、无害化、资源化最有效的技术之一。为探明飞灰等离子熔融过程中氯元素的迁移转化特性,采用热力学分析和管式炉高温熔融实验,考察了熔融温度、气氛、组分等对飞灰熔融过程氯元素迁移转化规律的影响。热力学分析与管式炉高温熔融实验结果基本一致,温度的升高和气氛中O_(2)的加入均有助于飞灰中氯元素释放率和HCl占总释放氯比率的增加,飞灰中SiO_(2)和Al_(2)O_(3)的加入有助于玻璃体含氯量的降低。飞灰等离子熔融中试试验结果显示,99.7%的氯进入气相产物,其中NaCl(g)、KCl(g)、CaCl_(2)(g)中的氯占69.3%,HCl(g)中的氯占30.4%;剩余0.3%的氯进入玻璃体中。通过本文的研究,为实际飞灰等离子熔融项目中有效控制氯元素转化和降低玻璃体含氯量提供指导。

脱硫废水在热烟气环境中的蒸发特性及其产物特性研究

针对旁路烟道旋转喷雾干燥技术和主烟道蒸发技术,开展了脱硫废水蒸发干燥过程及其产物特性的分析对比研究,比较了两种工艺过程中脱硫废水蒸发特性,并对脱硫废水蒸发产物的表面结构特性进行了研究,考察了Cl元素的迁移分布特性及其对后续除尘系统和粉煤灰资源化利用的影响。结果表明:氯离子浓度增大,蒸发效果会随之降低,pH值则对其影响不大,旋转雾化条件较之于主烟道蒸发效果好;两种工艺下蒸发干燥产物表面粗糙,烟道出口S元素含量增加明显,Ca、Mg、K等元素略有增加,蒸发后产物大致相同,由于温度的不同,旋转雾化条件主要是以莫来石、SiO2、Al2O3、 KCl、MgSO4、CaSO4·0.5H2O为主,主烟道蒸发则是以莫来石、SiO2、Al2O3、KCl、MgSO4·H2O、CaSO4·0.5H2O和CaSO4·2H2O等为主;废水中氯离子浓度对氯元素以HCl形式进入烟气影响不大,而碱性脱硫废水则可以有效抑制其以HCl形式析出。