Ammonium Metavanadate Fabricated by Selective Precipitation of Impurity Chemicals on Inorganic Flocculants

High purity ammonium metavanadate(NH_(4)VO_(3))is the most vital chemical to produce V2O5,VO2,VN alloy,VFe alloy and VOSO4,which have some prospective applications for high strength steel,smart window,infrared detector and imaging,large scale energy storage system.NH_(4)VO_(3)is usually produced by spontaneous crystallization from the aqueous solution due to its sharp dependence of solubility on the temperature.However,hazardous chemicals in industrial effluent,include phosphorate,silicate and arsenate,causing severe damage to the environment.In this work,these impurities are selectively precipitated onto inorganic flocculants,while the vanadate dissolved in an aqueous solution keeps almost undisturbed.Therefore,high purity NH_(4)VO_(3)is produced by the crystallization from the purified solution.By screening various flocculants and precipitating parameters,polyaluminum sulfate with an optimal amount of 50 g/L,is demonstrated to selectively remove phosphorate,silicate and arsenate,corresponding to the removing efficiency of 93.39%,97.11%and 88.31%,respectively.NH_(4)VO_(3)from the purified solution holds a purity of 99.21%,in comparison with 98.33%in the product from the crude solution.This purifying technology cannot only produce NH_(4)VO_(3)with high added value,but also reduce the environmental pollution of waste liquid.

羟基氧化铁负载聚丙烯酰胺复合絮凝剂的制备及除锑性能研究

以丙烯酰胺(Acrylamide,AM)为基底,在引发聚合过程中接入羟基氧化铁(FeOOH),合成新型复合絮凝剂羟基氧化铁/聚丙烯酰胺(FeOOH@PAM)。采用BET(Brunauer-Emmett-Teller)、SEM(Scanning Electron Microscope)、XRD(X-ray diffraction)方法对絮凝剂的孔结构、表面性质、晶体结构进行表征,采用FT-IR(Fourier Transforms Infrared Spectroscopy)和XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)方法探究FeOOH@PAM去除Sb(Ⅴ)的机制。系统考察不同FeOOH掺杂质量分数、pH值、絮凝剂及污染物投加质量浓度、共存离子种类、反应时间对絮凝剂除Sb(Ⅴ)效果的影响以及絮凝过程中的粒径变化情况。结果显示:与羟基氧化铁相比,复合絮凝剂为多孔无定型结构且具有更大的比表面积。在最优条件下,絮凝剂对低质量浓度Sb(Ⅴ)(20μg/L)水源水的去除率在13 min时达98.03%,去除率受HPO_(4)^(3-)和腐殖酸质量浓度的影响较大。絮体主要在慢速搅拌时形成,锑酸盐离子通过静电吸附迅速迁移至絮凝剂表面,与表面位点络合形成絮凝微团聚结沉降而被去除。

基于絮凝调理技术强化污泥脱水性能的研究进展

对污泥进行调理改性,提升污泥脱水性能是实现污泥妥善处置和资源化利用的重要前置条件。基于絮凝原理的调理技术效果显著,成本可控,是改善污泥脱水性能的最可靠和应用最广泛的技术之一。此外,絮凝联合调理技术能发挥协同作用,功能特性更加完备,是当下污泥脱水的研究热点。介绍了污泥处理处置现状及污泥脱水的技术难点,阐述了不同种类絮凝剂和絮凝联合调理技术的作用机理及应用效果,以期为利用絮凝调理技术强化污泥脱水性能提供理论依据和应用参考。

具有抗菌功能的天然高分子絮凝剂研究进展

水中的细菌会对环境和人类健康造成一定的威胁,而传统的杀菌剂存在二次污染和稳定性差等问题,因此寻求更加高效、环保和可靠的细菌灭活方法,逐步替代传统消毒方式,已经成为水处理领域的重要研究方向。近年来,众多学术研究者积极探索具有抗菌功能的天然高分子絮凝剂,这些材料基于天然高分子化合物如壳聚糖、淀粉和木质素等,不仅表现出环境友好、广泛来源和可再生的特性,还具备极高的改性潜力以满足复杂的实际应用需求。本综述详细阐述了近15年来具有抗菌功能的天然高分子絮凝剂领域的研究进展及应用现状。内容包括基材、改性方法、接枝单体、絮凝性能及机理、抗菌性能及机理等各个方面。此外,展望未来的研究方向,探讨如何进一步优化这些高分子絮凝剂的性能,以满足日益复杂的水处理需求,同时为未来的研究提供学术性观点。为进一步探索具有抗菌功能的天然高分子絮凝剂的学术研究提供深刻的内涵和理论支持。

PAC-P(AM-BA)杂化高分子絮凝剂制备及絮凝效能评价

针对油田化学驱污水难处理问题,采用水溶液自由基胶束聚合法,以聚合氯化铝(PAC)为无机组分,丙烯酰胺(AM)、丙烯酸丁酯(BA)为有机单体,合成一种新型无机-有机杂化高分子絮凝剂(PAC-P(AM-BA))。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积分析仪(BET)对絮凝剂进行表征。结果表明,BA以化学键连接在聚丙烯酰胺(PAM)长链中,无机组分与有机组分之间以离子键连接。PAC-P(AM-BA)热分解温度为233.93℃,比表面积为30.351m^(2)·g^(-1)。絮凝实验结果表明,PAC-P(AM-BA)最佳投加量为20 mg·L^(-1),沉降时间为10 h,其絮体分形维数为1.733。在絮凝效能对比实验中,PAC-P(AM-BA)的平均除油率为90.3%,较阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和复配型絮凝剂(PAC+PAM)分别高出16.4%和29.0%。

灌浆料流变性能的时变特性与屈服应力演化模型

为研究灌浆料流变性能的时变特性,厘清流变性能随时间变化的机理,通过流变试验研究灌浆料的流变模型和流变参数随时间的变化规律。结合灌浆料的冷冻扫描电镜微观结构随时间的变化过程和流体力学理论,研究屈服应力的时变机理,并建立考虑絮凝效应、水化反应和骨料颗粒-水泥浆体相互作用三者共同影响的新屈服应力演化模型。结果表明:灌浆料的流变模型符合Herschel-Bulkley模型,屈服应力随时间增加而增加。水化产物在网状絮凝结构上不断堆积,网状絮凝结构逐渐变大,这不仅增强了水泥浆体的抗剪切能力,也导致浆体表现更高的黏度,使得骨料颗粒-水泥浆体的相互作用力增大。因此,灌浆料的屈服应力增大。提出的新屈服应力演化模型能更好地描述含骨料颗粒水泥基材料的屈服应力随时间的变化规律。研究结果可为灌浆料的流动扩散研究和深入理解水泥基材料流变性能的时变性提供理论基础。

接枝交联双重改性淀粉IStD絮凝性能研究

以玉米淀粉(St)为原料,环氧氯丙烷(EPI)为交联剂,甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为接枝单体,两步法合成了接枝交联双重改性淀粉基絮凝剂IStD。测试了投药量、pH、高岭土质量分数、絮凝温度和絮凝时间对IStD絮凝性能的影响。结果表明,当高岭土质量分数为2%,投药质量浓度为14 mg/L,pH=7,絮凝温度为25℃,絮凝时间为1 h时,上清液的透光率可达91.7%。通过观察投药前后水体中高岭土颗粒的分散状态,初步探讨了IStD的絮凝机理。结果表明在絮凝过程中,同时存在电中和与吸附架桥作用,以电中和作用为主。当IStD和CPAM复配用于处理生活废水时,透光率和COD去除率都能达到90%以上,具有一定的实用价值。

次氯酸盐氧化耦合FeCl_(3)絮凝调节改善污泥脱水

采用次氯酸盐耦合FeCl_(3)絮凝对污泥脱水性能进行研究,通过单因素实验确定了最佳预处理条件,采用zeta电位、蛋白质多糖、DNA含量、磁场核共振、三维荧光以及细胞可视化等表征手段,分析阐明了该预处理促进污泥脱水性能提高的作用机理,利用Pearson相关性分析进一步分析促进污泥脱水性能改善的原因。结果表明:在NaClO投加量为50mg/g TS(含固率),FeCl_(3)投加量为100mg/g TS条件下污泥脱水效率达到最高,污泥比阻与毛细吸水时间(CST)分别由原污泥的2.45×10^(12)m/kg和119.7s降低至9.3×10^(11)m/kg和27.9s,污泥的水分损失量最多,脱水速率最快。在氧化与絮凝的共同作用下,污泥的胞外聚合物(EPS)结构被破坏,污泥颗粒松散,内部结合水被释放。污泥中DNA含量的增加和污泥的可视化分析表明,絮体中微生物细胞膜被破坏,导致胞内水释放,从而提高活性污泥的脱水效率。

罗非鱼养殖尾水絮凝去除效果研究

罗非鱼养殖尾水中含有大量的残饲和粪便等颗粒悬浮物,这些物质是氮、磷营养元素的主要载体。将养殖尾水外排会导致周边水体富营养化。当前常见的尾水处理方式具有占地面积大、投资高、效率低等缺点,影响其推广使用。为解决这一问题,探索采用絮凝工艺对罗非鱼养殖尾水进行处理,选取聚合硫酸铁、三氯化铁、壳聚糖和碳酸镁等4种絮凝剂,通过比较浊度、总悬浮物和化学需氧量的去除效果,筛选出适合用于养殖尾水处理的絮凝剂。结果显示:聚合硫酸铁的效果优于其他3种絮凝剂。在投加量0.4 g/L、pH=8、絮凝时间15 min时,聚合硫酸铁对养殖尾水的浊度、总悬浮固体颗粒物(TSS)和化学需氧量(COD)的去除率分别达到了96.7%、92.6%和95.1%。对絮凝后絮体评价发现,絮体的沉降高度与浊度去除率具有一定相关性,絮体的成长受成核作用的影响。尾水处理前后的zeta电位说明聚合硫酸铁通过破坏尾水中的悬浮物的稳定结构而净化尾水。研究表明,在罗非鱼养殖尾水处理时,可选择聚合硫酸铁作为絮凝剂。

微砂载体絮凝预处理缓解超滤膜污染

采用微砂载体絮凝工艺对城市污水厂二级出水进行预处理,考察了该工艺对污水中溶解性有机碳(DOC)、UV_(254)和浊度的去除效果,表征了微砂载体絮凝对污水中溶解性有机物的去除特性,比较了絮体分形维数和絮凝指数(FI)的变化,分析了絮凝预处理对超滤膜比通量和膜阻力的影响。结果表明:微砂载体絮凝能有效去除污水中的大分子腐殖酸和蛋白类有机物,抑制有机物在膜表面的堆积,形成较大分形维数、抗剪切力强的絮体滤饼层;微砂的支撑作用有利于提高滤饼层的渗透性,有效降低膜过滤总阻力,尤其是滤饼层阻力,延缓了超滤膜通量的衰减进程,缓解了膜污染。

壳聚糖席夫碱类絮凝剂的制备及性能研究

以戊二醛和壳聚糖(CTS)为原料,合成了壳聚糖席夫碱(G-CTS)。通过单因素实验,探讨最佳反应条件。利用黏度法和修订的Mark-Houwink公式,得壳聚糖席夫碱的黏均分子量和产物的缩合率。通过红外光谱(FTIR),X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征其结构。FTIR以及XRD谱图结果均表明壳聚糖发生了接枝和交联反应,SEM观察到其孔洞结构的增加。利用紫外光谱分析改性前后壳聚糖对水溶性染料的絮凝效果。实验结果显示,用戊二醛交联壳聚糖可以生成不同缩合率的壳聚糖席夫碱,对水溶性阴离子偶氮染料有优良的选择性和吸附作用,其中甲基橙24 h去除率达82.08%,7天去除率达到98.60%。

化学絮凝与消泡材料对盾构渣土渗流性能的作用机理

为促进盾构渣土的资源化利用,针对土压平衡盾构渣土成分复杂、含水率高且渗透性差等问题,结合渗透试验、压汞测试和计算机断层扫描(CT)等方法,分析盾构渣土的多尺度渗流特征,探究掺入絮凝剂阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)和消泡剂有机硅氧烷对渣土渗透性能的影响和作用机理。结果表明:原状盾构渣土的水分渗流受土体内泡沫的影响,渗透系数最终稳定在7.72×10^(-6)cm·s^(-1)附近,土体孔隙率高且孔径小贯通性差。絮凝剂的掺入可以改善盾构渣土的渗透性能,这是因为CPAM的吸附架桥和电中和作用,但掺量过大则会抑制渗流;该试验中CPAM的最佳掺量为0.30%,渗透系数最高可达2.55×10^(-5)cm·s^(-1)。消泡剂有机硅氧烷的掺量越高,盾构渣土的渗透系数越大,消泡剂可以快速消破土体内部泡沫并提高渗流通道的连通性;本试验的最佳掺量为0.20%,渗透系数可达1.31×10^(-5)cm·s^(-1)。

聚合硫酸铁的制备、改性及应用研究进展

聚合硫酸铁是一种新型的无机大分子絮凝剂,其表面活性和电荷中和能力使其比传统的混凝剂具有更好的絮凝效果,在水处理领域有着广阔的应用前景。近几年来,其市场需求也在不断增长。当前制备聚合硫酸铁的工艺主要有催化氧化法、直接氧化法和生物氧化法等。聚合型硫酸铁及其改性产物在除浊、脱色、去除重金属和有机污染物等方面都有很好的效果,在多种污水的净化和处理中得到了广泛的应用,今后宜深入研究,不断改进工艺,满足环境治理的需要。

化学絮凝-活性炭吸附法在处理含重金属废水中的应用

含重金属元素的废水是一种难以处理且对环境污染程度较高的工业废水。以含有Fe、Co、Mn、Ag等重金属离子的模拟废水为研究对象,采用先添加絮凝剂化学絮凝,再通过活性炭过滤的方法进行处理,并研究了活性炭种类、pH、硼酸含量对模拟废水中重金属元素去除效率的影响。实验结果表明活性炭颗粒越细、碘值越低对重金属的去除效果越好;该絮凝剂可以在较宽pH范围内和较高浓度硼酸存在下使用。化学絮凝+活性炭吸附过滤法对于含重金属元素工业废水的处理是一种既经济又高效的方法。

聚合硫酸铁絮凝剂对好氧颗粒污泥处理含油废水的影响

为了明确絮凝剂PFS对好氧颗粒污泥颗粒化及运行效能的影响,以PFS和含油废水为探究对象,研究了PFS浓度对AGS处理含油废水的影响并揭示相关机制。结果表明,PFS存在利于AGS颗粒化,提高ASG内污泥浓度及大粒径污泥占比。AGS稳定性分析表明PFS提高了胞外聚合物含量,并促进了蛋白质和多糖含量,提高了Zeta电位。PFS促进了AGS处理含油废水过程内污染物、营养盐和油脂的去除,且PFS的最佳含量为50 mg/L。PFS作为骨架结构为微生物增殖提供便利条件。此外,PFS具有一定吸附能力从而提高了污染物、营养盐及油脂的去除。研究结果为AGS处理含油废水过程内快速颗粒化提供一定的数据支撑和理论依据。

微细粒矿物浮选综述:增大颗粒表观尺寸与减小气泡直径

微细粒矿物的浮选回收是世界性难题,增大颗粒表观直径与减小气泡尺寸为解决该难题的有效途径。论文综述了增大颗粒表观直径的四种方法:疏水絮凝浮选、载体浮选、选择性絮凝浮选和剪切絮凝浮选,详细阐述了其在矿物加工领域中的应用及机理,尤其是增大颗粒表观粒径过程中新药剂的最新研究进展及应用领域。从减小气泡尺寸角度出发,以微纳米气泡在矿物加工领域的应用研究为落脚点,阐述了微纳米气泡现有的稳定性机理,为后续微纳米气泡稳定性机理的深入研究提供参考;系统介绍了微纳米气泡在不同种类微细粒矿物浮选中的应用现状;从微纳米气泡与颗粒间界面作用机理出发,详细阐述了微纳米气泡在界面作用中的角色;举例介绍了微纳米气泡浮选设备的研究进展。提出微纳米气泡强化细粒浮选的机理需要进一步明确,基于微纳米气泡、矿浆精准可控的微纳米气泡浮选设备是微细粒矿物浮选的重要研究方向。

杭锦旗地区钻井废水回用技术研究

为满足杭锦旗地区严格的环保要求,降低钻井成本,提高勘探与开发效益,对该区块钻井废水进行了分析,明确了废水不能回用原因。根据离子化学沉淀和颗粒絮凝机理,制定“提高pH值-氧化-离子捕捉-絮凝”废水处理方案,据此进行了废水回用实验研究。实验表明,处理后的废水回用到钻井液后,对钻井液性能影响不大。该技术在现场进行了应用,废水处理后回用效果好,达到了降本增效的良好效果。

一株贝莱斯芽孢杆菌的分离鉴定及水体净化作用研究

从活性污泥中得到1株具有很强絮凝活性的贝莱斯芽孢杆菌菌株,以高岭土悬浊液絮凝沉淀法,通过对取样点菌种发酵液的絮凝效果进行筛选,分离得到1株高活性絮凝活性菌株W-5,经16S rDNA序列分析,菌株W-5为贝莱斯芽孢杆菌YL2021株.实验考察了菌株对水体中氨氮和NO_(3)^(-)-N和NO_(2)^(-)-N的去除能力,发现菌株W-5有明显氨氮去除效果,且对水体中NO_(3)^(-)-N和NO_(2)^(-)-N也具有一定的去除作用.后续工作将继续开展W-5的异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)研究,旨在开发一株新型水处理菌种,用于生活污水絮凝和水中氨氮的去除.

电絮凝协同集成膜处理电镀废水技术研究

以东方航空机械加工厂电镀废水为研究对象,开发了电絮凝-集成膜处理工艺。实验表明:电絮凝过程pH=7,电流密度5 A/dm^(2),电极板间距2.5 cm,电解时间35 min,集成膜进水pH=11,工作压力3.5 MPa, COD可降低至56.43 mg/L,悬浮物可降低至35.43 mg/L,两者去除率分别达到了97.42%和98.91%,出水中重金属含量均低于《电镀污染物排放标准》中污染物排放浓度限值。集成膜的再生使用碱液和次氯酸钠溶液清洗2.5 min,再使用盐酸清洗2.5min,膜通量可达到92.5%~98.2%之间。

水下流态固化土强度与流动性能试验研究

为了完善流态固化土水下施工性能与无侧限抗压强度研究,通过向不同初始含水率的土体中添加减水剂、水泥和絮凝剂,研究含水率、减水剂掺量、水泥掺量和絮凝剂掺量对流态固化土浆体的流动性、抗分散性和流态固化土的力学性能的演化规律。结果表明,只使用水泥不能明显调节流态固化土浆体的流动性和抗分散性;絮凝剂和水泥掺量的增加可以提高流态固化土浆体的抗分散性和固化土的力学性能,对流态固化土浆体的流动性有抑制作用;减水剂和含水率升高对流态固化土浆体的流动性具有促进作用,对流态固化土浆体的抗分散性和力学性能有抑制作用。