碱热改性粉煤灰对含氟废水的吸附性能研究

在碱性条件下,利用水热法制备改性粉煤灰,用于去除废水中的氟离子。采用XRD和SEM对碱热改性前后的粉煤灰进行表征,对比了改性前后粉煤灰对模拟废水中氟离子的吸附性能,并研究了改性粉煤灰投加量、初始pH值和反应温度对吸附性能的影响。结果表明,粉煤灰碱热后改性表面吸附位点增多且孔隙增加,吸附潜力明显提升。当改性粉煤灰投加量为2 g/L、废水初始pH值为7.6、反应温度20℃时,氟离子的去除率高达94.7%。反应在60 min达到吸附平衡,该吸附反应是一个吸热过程。碱热改性的粉煤灰处理含氟废水不存在二次污染风险。

低铁赤泥一步碱热法高效回收有价元素

基于高效脱硅产物钙铁榴石,采用一步碱热法回收低铁赤泥中的碱和氧化铝,系统分析了不同条件下赤泥在碱热转化过程中的热动力学、物相演变机制和有价元素回收规律。结果表明,增加原料铁铝比能够提高赤泥中氧化铝的回收率,而氧化钠回收率先降低后增高;增加钙硅比,氧化钠回收率逐渐提高,而氧化铝回收率先增高后降低;增加苛性碱质量浓度和分子比、升高反应温度和延长反应时间均能够提高赤泥中氧化钠和氧化铝回收率。低铁赤泥高效碱热转化推荐工艺为:铁铝比0.6,钙硅比2.4,反应温度260℃,时间45 min,碱液苛性碱质量浓度245 g/L、分子比30。此时,氧化钠和氧化铝回收率分别为95.53%和57.53%。赤泥主要脱硅产物水合铝硅酸钠和水化石榴石在碱热转化过程中转化为钙铁榴石,氧化钠和氧化铝碱热转化过程主要由界面传输和扩散控制,其反应表观活化能分别为41.07 kJ/mol和42.78 kJ/mol。

污泥碱热处理过程中有机质转化规律与美拉德产物的生成机制

碱热处理作为一种高效的污泥预处理技术,能够加速污泥絮体结构解体、细胞破碎和有机物的释放。而污泥碱热处理过程中会生成类黑素,但目前对于类黑素生成演变规律的研究较为有限。以市政污泥为研究对象,研究了温度和预调理方式对污泥碱热处理过程中有机物转化行为的影响,探究了污泥中有机物释放规律对美拉德反应产物——类黑素生成的影响。结果表明:温度升高会促进污泥碱热处理过程中的细胞裂解和有机物溶出,污泥中芳香蛋白类物质和溶解性微生物代谢产物会逐渐转化成腐殖酸和富里酸类物质,导致污泥腐殖化程度快速上升,并促进美拉德反应的正向进行,生成的类黑素可以使蛋白质类物质发生荧光猝灭;污泥有机物溶出量和美拉德反应产物生成量均在碱热处理温度为180℃时达到最佳;NaOH和Na_(2)SO_(3)通过加速细胞裂解和有机质溶出,从而促进美拉德反应产物的生成,且NaOH的促进作用更加显著;对于CaO预调理,由于Ca^(2+)的聚合絮凝作用会导致污泥上清液中蛋白质类物质沉降至固相中,从而抑制美拉德反应的进行。通过对比研究提出了低温(低于180℃)和CaO调理的污泥碱热处理工艺,可为污泥碱热条件控制与资源化利用提供借鉴。

废SCR脱硝催化剂混碱热压浸出V、W研究

受复杂烟气条件影响,SCR催化剂经长时间运行后会引发失活现象,不可逆的转变为废弃SCR催化剂。为实现其资源化利用,开展了废SCR催化剂中有价金属钒钨提取及TiO_(2)回收的系列工艺研究。对高压碱浸提取钒钨过程进行工艺优化,考察了稀碱浸出体系下反应温度、反应时间、液固比、碱浓度、Na_(2)CO_(3)添加等因素对废催化剂中钒钨浸出过程的影响,并结合XRD、SEM等表征手段对浸出渣结构进行协同调控,综合钒钨浸出速率与浸出渣的载体性能优化工艺条件,钒、钨浸出率可达98.9%、64.4%,回收载体TiO_(2)含量达95.87%。

高岭土碱热活化机理与4A沸石的水热合成

本文以碱热活化的高岭土为原料合成4A沸石。通过XRD、DSCI、R2、7Al MAS NMR等物化表征研究高岭土碱热活化机理。结果表明:在高岭土碱热活化过程中,碱起到矿化剂作用,碱活化了伴生惰性矿物石英,碱促进煅烧高岭土中六配位铝转变为活性四配位铝,碱促进硅铝聚合态向具有β笼结构的方钠石和高活性的偏硅酸钠的转变。高岭土和伴生结晶态石英最佳活化条件是n(Na2O)/n(Al2O3)为1,煅烧温度为600℃,保温2h。与热活化法相比,采用碱热活化法,高岭土的活化温度降低150℃-200℃,结晶态石英活化温度降低到600℃,Al3+主要以活性四配位铝形式存在。以碱热活化高岭土为原料水热合成4A沸石,4A沸石的成核期缩短,晶化速率加快。

碱热活化过硫酸盐降解柴油精制废水中的有机硫化合物

利用碱热活化过硫酸盐降解水中有机硫化合物。通过对比发现,碱热活化过硫酸钠对有机硫化合物的降解效果优于单一碱活化或热活化方式。废水的碱性特征为碱热活化提供了有利条件,可减少调节pH的药剂费用。此外,考察了过硫酸钠投加量、初始pH及温度对降解效果的影响,并通过监测过硫酸根残留率,分析了以上各因素对过硫酸钠利用率的影响。结果表明,在碱性条件下对有机硫化合物的降解效果优于中性、酸性条件,增加过硫酸钠投加量或提高温度均可提高其降解效果。在初始pH=9.0、50℃、过硫酸钠投加量60mg/L时,有机硫化合物降解率高于98%。

酸碱、热及碱热联合预处理对剩余污泥水解性能的影响

通过采用酸碱、热及碱热联合预处理技术,比较3种方法对剩余污泥水解性能的影响。结果表明:酸碱、热及碱热联合处理均能有效增强剩余污泥的水解性能,其中碱热联合预处理可以更好地促进污泥水解效果。在pH=13、温度为90℃时,SCOD是未处理前的44倍,分别是单独酸碱预处理和热预处理时SCOD最大值的1.98倍和1.15倍;在pH=13、温度为100℃时,TSS/SCOD的最小值为0.57,而酸碱预处理和低热预处理时的最小值分别为1.95和2.05,表明碱热联合预处理可以有效促进污泥中TSS向SCOD的转变。碱热联合预处理会降低水解液中NH4+-N、TN和TP的含量,有利于后续的厌氧发酵实验。

碱热水解改善杨树落叶厌氧消化性能的研究

选用杨树落叶进行碱热水解后测定生物化学甲烷势(BMP),研究底物溶解、水解和产物厌氧消化性能的变化.结果表明,碱热处理显著加速杨树落叶溶解和水解,固相中半纤维素和蛋白质含量显著下降.170℃下,碱热水解后溶解性COD(SCOD)浓度为31.7g/L,乙酸浓度为1533mg/L.通过纤维素碱降解机理分析,提出乙酸生成途径.甲烷势试验表明,170℃下比生物气产量增量最大.高固体消化可以有效处理水解产物,运行表现更加稳定,有机负荷2.65g/(L?d)时甲烷转化率为25.3%.

冀北地区脉金成矿作用与地台活化区富碱热流体活动

本文通过冀北金矿化集中区的地质背景，矿床地质、地球物理特征及地球化学特征的综合研究，提出了富碱热流体在古老地壳深大断裂系中活动对地台活化，岩浆作用乃至成金作用的重要意义，将产于变质岩中金矿床与岩浆岩中金矿床的成因统一起来。它们的金活化条件及成矿机制是相同的，成矿物质来源为中生代地幔与古老地壳的混合来源。

碱热活化改性高温豆粕制备大豆蛋白胶黏剂

为解决高温豆粕因其蛋白变性而导致的交联活性差的问题,提出高温豆粕的碱热活化策略,采用FT-IR、XRD、XPS、热重等方法研究了NaOH用量对活化改性高温豆粕及其胶黏剂的结构与性能影响。研究结果表明:高温豆粕在碱和热共同作用下,大豆蛋白球型结构被打开,释放出被包裹的活性基团,部分大豆蛋白的肽键水解形成可参与交联反应的胺基和羧基离子,从而能与交联改性剂发生有效交联,使活化高温豆粕制备的大豆蛋白胶黏剂形成良好的交联网络结构,并具备与低温豆粕所制备胶黏剂相当的胶接耐水耐热性能。碱热活化改性结果显示:高温豆粕碱热活化的最适宜NaOH用量为2%(质量分数),此时改性高温豆粕的乙醛值为4.28 mg/g,相应胶黏剂的黏度59.8 Pa·s、“热水浸泡”湿态胶合强度1.48 MPa、“煮-干-煮”湿态胶合强度0.96 MPa,相应胶黏剂固化产物的沸水不溶率79.73%、热分解残留率40.87%,最大分解速率温度306.1℃。

碱热联合活化过硫酸钠对水中苯酚的去除效果与条件优化

为研究碱热联合活化过硫酸钠(PS)催化氧化降解酚类污染物的去除效果和影响因素,以苯酚为目标污染物,考察PS投加量、NaOH浓度以及反应温度对苯酚降解效果的作用规律。通过使用甲醇、叔丁醇和三氯甲烷作为自由基淬灭剂的淬灭试验来确定碱热联合活化体系中的主导自由基。结果表明,碱热联合活化PS对苯酚废水的降解效果优于单一碱活化或热活化。反应80 min后,碱热联合活化PS对苯酚的去除率可达98.59%,与单一碱活化和热活化相比分别提高了82.15%和47.23%;苯酚的降解速率随PS浓度(10~50 mmol/L)、NaOH浓度(0.1~1.5 mol/L)和反应温度(25~60℃)升高而增加;通过淬灭试验可确定碱热联合活化体系中同时存在硫酸根自由基(·SO_(4)^(-))、羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O_(2)^(-))。碱的加入改变了过硫酸钠降解苯酚的反应途径。碱热联合活化体系中·O_(2)^(-)和酚盐还原PS共同加快了苯酚的降解过程。

碱热耦合的膨润土-花岗岩岩屑混合物膨胀特性

在高放废物处置库的运营过程中,核废料的衰变热和混凝土老化产生的碱性孔隙水均会对缓冲回填材料的工作性能产生影响.为了研究碱热耦合对缓冲回填材料膨胀特性的影响,采用高庙子(Gaomiaozi,GMZ)膨润土和花岗岩岩屑混合材料,选用NaOH溶液模拟碱性孔隙水,利用水浴锅提供恒温溶液,并将溶液在自主研制的耐腐蚀固结仪中不断循环,分别开展25和50℃两种温度以及0.1、0.5和1.0 mol/L 3种碱性溶液浓度下的膨胀力试验,获得了各试样的膨胀力时程曲线.试验结果表明:当温度相同时,试样的最大膨胀力和稳定膨胀力均随碱性溶液浓度的增加而降低;当同一浓度碱性溶液入渗时,试样的最大膨胀力和稳定膨胀力均随掺岩率的增大而降低;相同掺岩率及入渗碱性溶液浓度的试样的最大膨胀力和稳定膨胀力均随温度的升高而降低.碱性溶液对膨胀力的衰减程度随溶液浓度的增加而增大,随温度的升高而增大.对于膨润土-花岗岩岩屑混合物,在相同入渗溶液浓度和相同反应温度下,膨胀力衰减率随掺岩率的增大而降低.

柑橘皮渣厌氧发酵的碱热预处理优化研究

采用不同碱热预处理条件对柑橘皮渣进行预处理,研究对底物水解和高温厌氧发酵的促进作用。实验发现,碱热预处理柑橘皮6h比预处理12和24h更为经济可行;NaOH浓度为5.0%和7.5%处理柑橘皮6h,分别得到最高的乙醇和乙酸含量,70℃、NaOH浓度7.5%预处理后厌氧发酵得到最高产甲烷潜力为274.2mL/g VS,较对照提高20.1%;而将柑橘榨汁渣在70℃、pH值11的条件下预处理6h后厌氧发酵,得到最大的产甲烷潜力258.7mL/g VS,较对照提高39.9%,预处理后pH值为7.03,可直接用于厌氧发酵,具有实际应用的价值。

低温碱热法制备尖晶石型LiMn_2O_4纳米棒

以硫酸锰和氢氧化锂为原料,采用碱热法在KOH-NaOH体系中成功地合成了尖晶石型LiMn2O4纳米棒。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结构与形貌进行了表征,结果表明:反应温度、反应时间和氢氧化锂的用量对产物的结构和形貌有较大影响。

碱热预处理对青霉素菌渣厌氧发酵产沼气效率的影响

为提高青霉素菌渣厌氧发酵效率,试验应用响应面法对其碱热预处理工艺进行优化。采用Design-Expert8.0.6的Box-Benhken设计,以SCOD为响应值Y,研究温度、时间和碱度3个因素对青霉素菌渣预处理的影响,建立SCOD数学模型,对模型进行优化降维分析,并进一步通过批式厌氧发酵试验进行验证。结果表明,青霉素菌渣碱热预处理最佳条件为:温度60℃,时间1.25 h,碱度6%。模型预测值和试验值之间的误差为0.8%,模型的修正决定系数为0.9994,拟合性好。厌氧发酵试验结果表明,预处理菌渣沼气产率为256.3 m L·g^(-1)TS,比对照组产气效率提高了31.4%;甲烷产率为126.7 m L·g^(-1)TS,比对照组提高了28.8%。

碱热联合活化过硫酸钠氧化降解2,4-二氯苯酚研究

以水中的2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)为目标污染物,比较了多种方式活化过硫酸盐氧化降解效果,探讨了碱热活化过硫酸钠氧化降解水中2,4-DCP的影响因素及自由基降解机理。结果表明,相同时间内碱热联合活化过硫酸钠对2,4-DCP降解效果要优于单一碱、热和紫外活化过硫酸钠的降解效果,在p H为9、60℃条件下处理180 min后的降解率达到97.83%。碱热活化过硫酸盐对2,4-DCP的降解效果随着过硫酸钠的投加量的增加而增加,但随着初始2,4-DCP含量的增加而降低。CO_(3)^(2-)可促进2,4-DCP的氧化降解,0.5 mol/L的CO_(3)^(2-)可提高降解率20%以上。在p H为9、60℃的碱热活化降解条件下,SO4^(-)·和HO·共存于体系中降解2,4-DCP,其中HO·起主导作用。

碱热处理生物质碳源材料比选研究

针对人工湿地处理污水时反硝化碳源不足的问题,以玉米秆和美人蕉秆为研究对象,对其进行不同条件的碱热预处理,并根据其浸出液连续4 d释放的COD与TN的比值来分析选出最优的碱热预处理条件。结果表明:玉米秆的最优处理条件为在4%氢氧化钠溶液中,95℃水浴加热0.5 h;美人蕉秆的最优处理条件为在1%氢氧化钠溶液中,55℃水浴加热0.5 h;总体上同等条件下预处理后的美人蕉秆的释碳能力明显高于玉米秆;最优预处理条件的美人蕉秆耗能较少,成本更低,更适合作为外加生物质碳源投放到人工湿地中。

胞外多糖含量对碱热水解法溶出污泥蛋白质及水解液固液分离性能的影响

近年来,随着资源短缺及环境污染问题的凸显,剩余污泥蛋白质的回收利用研究受到了广泛关注。本文重点研究了胞外多糖含量对碱热水解法溶出污泥蛋白质及水解液固液分离性能的影响,并对其影响机制进行了初步分析。结果表明,胞外多糖含量的增加对剩余污泥蛋白质溶出有明显的抑制作用,与此同时,水解液的固液分离性能恶化。当胞外多糖含量为350mg/gTS时,蛋白质的溶出率为29.62%,水解残渣中的DNA含量为233.33mg/gTS,滤液体积为23.60mL,水解液的黏度为545.33mPa·s。三维荧光光谱法和共聚焦扫描显微镜观察发现,随着胞外多糖含量升高,多糖与蛋白质类物质间的美拉德反应加剧,多糖的面积覆盖率升高,这些均不利于污泥蛋白质的溶出。

裂殖壶菌粉碱热法破壁提取其胞内油脂

裂殖壶菌是一种能积累DHA海洋真菌,细胞壁结构紧密,坚韧,对其破壁是油脂提取工业化生产的重要工序。本实验探讨了不同破壁温度、碱浓度、破壁时间等因素对其菌粉碱法破壁提取油脂、DHA得率等指标的影响,确定碱热法破壁提取DHA的最佳条件为:温度80℃,复合碱用量为1.0%,破壁时间2.4 h,在该最佳条件下进行重复实验,可得到DHA粗油得率为90.65%。经优化后的破壁工艺经济高效,具有相应的经济应用价值。

膨润土-砂混合物碱热耦合老化后的膨胀性能

在高放射核废物地质处置中,膨润土-砂混合物作为其人工屏障的一种缓冲回填材料,长期受到含盐地下水与地热、化学衰变热的双重碱热耦合作用,导致该材料封闭性能衰退。为了研究膨润土-砂混合物在碱热耦合作用后的膨胀性能,将膨润土分别放入密封容器中用1 mol/L的Na OH溶液浸泡并置于90℃的高温烘箱中进行2~12个月的碱热耦合反应,模拟膨润土在地质库中的运行情况,考察了碱热耦合老化后膨润土-砂混合物恒体积膨胀力与膨润土自由膨胀率指标。结果表明,碱热耦合老化作用会显著降低膨润土-砂混合物的膨胀性能,随着老化时间的延长,膨润土-砂混合物的膨胀力和膨润土的自由膨胀率都明显减小。研究成果可为高废处置库长期运行的稳定性和安全性预测提供参考。