还原氧化石墨烯支撑纳米零价铁对含Sb(Ⅲ)废水的处理

针对含重金属Sb(Ⅲ)废水处理问题,采用液相还原法制备出高效的还原氧化石墨烯负载纳米零价铁(nZVI/rGO)复合吸附材料,并采用多种技术手段对所制备的nZVI/rGO复合材料进行表征.同时,复合材料中nZVI的负载量、吸附剂投加量、初始pH值以及反应温度等因素对废水中Sb(Ⅲ)吸附去除效果的影响被全面考察,并进一步对吸附过程进行吸附等温线和吸附动力学拟合.结果表明,在25℃,pH为3.0时,当nZVI负载量为70wt%,nZVI/rGO投加量为0.5g/L时,Sb(Ⅲ)的去除率最高,140min内可达99.7%.该吸附过程符合准二级动力学模型与Langmuir等温吸附模型,因此nZVI/rGO被证实是一种高效的Sb(Ⅲ)吸附材料.

高值化利用含Sb(Ⅲ)废水制备Fe_(3)O_(4)/Sb_(2)O_(4)@C复合材料及其性能研究

采用液相还原法制备纳米零价铁(nZVI),以其吸附废水中的Sb(Ⅲ),得到nZVI/Sb颗粒;将其在500℃下氧气煅烧8 h,制得Fe_(3)O_(4)/Sb_(2)O_(4)材料;再以葡萄糖为碳源、600℃氮气热处理,制备了Fe_(3)O_(4)/Sb_(2)O_(4)@C复合材料,并对其性能进行了研究。结果表明,nZVI吸附含Sb(Ⅲ)废水的适宜条件为:中性溶液Sb(Ⅲ)初始浓度100 mg/L,nZVI投加量1.2 g/L,室温下吸附50 min,该条件下废水中Sb(Ⅲ)去除率为73%;引入Sb_(2)O_(4)后,铁基负极的首次放电比容量高达1065.6 mAh/g;包覆碳后,Fe_(3)O_(4)/Sb_(2)O_(4)@C复合材料电化学性能明显改善,100 mA/g电流密度下,循环150圈后放电比容量仍可保持在483.7 mAh/g,电流密度2000 mA/g时,放电比容量仍有118.2 mAh/g。

改性粉煤灰吸附含铬废水中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)试验研究

针对铬渣淋滤液这类高质量浓度含铬废水,采用室内静态试验方法,进行了改性粉煤灰吸附含铬废水中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)试验研究。结果表明,1 mol/L聚合氯化铝改性后的粉煤灰对铬吸附效果最佳;Cr(Ⅵ)质量浓度100 mg/L、Cr(Ⅲ)质量浓度25 mg/L的200 m L含铬废水最佳反应条件为:粉煤灰投加量50 g,反应时间60 min,p H值5.5,反应温度25℃,振荡速度200 r/min,对应Cr(Ⅵ)去除率达到80.2%,Cr(Ⅲ)去除率达到99.3%。

TiO_2掺杂Pd^(2+)吸附剂处理酸性As(Ⅲ)废水的研究

利用TiO2掺杂Pd2+吸附剂进行了酸性As(Ⅲ)废水的去除实验,并与活性炭吸附法进行了对比,考察了吸附时间、吸附剂用量、溶液pH值等因素对实验的影响.结果表明,对于ρ(As(Ⅲ))=15mg/L的水样,As(Ⅲ)的去除率达98.5%,高于或相当于活性炭吸附法,处理后的水质达到了国家排放标准.

MFC处理含砷废水研究进展

三价砷可以在微生物燃料电池的阳极中被氧化为五价砷,该技术具有成本低、效率高、无二次污染等优点,有希望成为三价砷污染废水处理的一种新方法。介绍了微生物燃料电池处理砷废水的机制,分析了电化学过程和微生物在砷废水处理中的协同作用,提出了加强微生物燃料电池处理含砷废水效率和实际应用的可能途径。

Ti/SnO2-Sb-Ni阳极电化学氧化系统回收S单质并同步实现含硫废水处理的研究

采用电化学氧化处理煤化工含硫废水并同步回收单质S。Ni掺杂能够有效提高Ti/SnO2-Sb阳极的电化学活性,在电流密度40 mA/cm^2时,经过48 h的电解,COD由51100 mg/L降低至6880 mg/L,去除率为86.54%,色度(ADMI)去除88.50%。COD的降解符合一阶动力学,动力学常数K1为0.0395 h^-1,电流效率和能耗分别为38.58%和35.72 kWh/kg COD,同时回收S单质4.55 g/L。回收的S单质系废水中含硫有机物在阴极被还原后又在阳极被氧化而生成,表明电化学氧化系统能够通过调控阴阳极,将含硫有机物回收为S单质,并同步实现废水的处理。

四氧化三铁对水中As(Ⅲ)的吸附性能研究

以石灰为沉淀剂,利用空气氧化沉淀法制备得到的四氧化三铁作为吸附剂处理水溶液中As(Ⅲ),研究了溶液p H、吸附剂用量、反应时间、初始As(Ⅲ)质量浓度、反应温度等因素对As(Ⅲ)吸附性能的影响。结果表明,四氧化三铁粒径<0.2μm,总铁含量为56%。当As(Ⅲ)初始浓度为10 mg/L,溶液p H为7,吸附剂用量为1 g,反应时间为480 min,反应温度为30℃时,砷去除率达98.27%。四氧化三铁对As(Ⅲ)的吸附等温线符合Freundlich方程,吸附动力学符合准二级动力学方程。

铁锰层状双氢氧化物的制备及其对废水中Sb(Ⅲ)的吸附行为

为更好地处理水环境中的锑(Ⅲ)污染问题,本论文采用超声共沉淀法制备了铁锰层状双氢氧化物(Fe-Mn LDH),并研究初始pH、投加量、共存离子、吸附时间及温度等因素对Fe-Mn LDH去除废水中Sb(Ⅲ)的影响。通过SEM、EDS、XRD、XPS和FTIR等表征手段对材料晶体结构、形貌、吸附机制等进行了表征及分析。结果表明,Fe-Mn LDH去除Sb(Ⅲ)的适宜条件为:pH=5、投加量为0.4 g/L、吸附时间150 min;在此条件下,在温度45℃时最大吸附量为77.39 mg/g。吸附过程符合拟二级动力学模型,Freundich吸附等温线模型能够很好地描述Fe-Mn LDH对Sb(Ⅲ)的吸附行为。Sb(Ⅲ)吸附去除机制主要为离子交换、配位络合和静电吸附。通过四次吸附-解析实验发现,Sb(Ⅲ)去除率在83.03%以上,表明Fe-Mn LDH具备处理与修复含Sb(Ⅲ)废水污染的潜力。

新型电芬顿反应器处理酸性矿山废水中的Sb(Ⅲ)

为了高效地去除酸性矿山废水中的Sb(Ⅲ),采用一种基于电芬顿反应的新型反应器进行处理。探讨了新型反应器各项性能(去除率、能耗、·OH产量)的优势;分别考察了电流强度、pH、板间距、曝气速率、电解质浓度对Sb(Ⅲ)去除效果的影响;使用水杨酸和苯醌对电芬顿体系中Sb(Ⅲ)的去除机理进行了分析;并探究新型电芬顿反应器对实际废水中的Sb(Ⅲ)处理效果。结果表明:与吸附、电氧化、传统电芬顿法相比,新型反应器在Sb(Ⅲ)的处理中更加高效,并且能耗更低,通过阴极旋转能够提高·OH的产量,增强电芬顿反应氧化能力;在电流强度为120 mA,pH为3,板间距为2 cm,曝气速率为90 mL·min^(-1),电解质浓度为100 mg·L-1的最佳反应条件下,Sb(Ⅲ)废水去除率接近100%;在电芬顿反应体系中,·OH和HO_(2)·能够共同促进Sb(Ⅲ)的去除;通过该反应器处理实际废水,Sb(Ⅲ)去除率能够达到89%。以上结果可为新型电芬顿反应器高效处理含Sb(Ⅲ)的酸性矿山废水提供参考。

铁改沸石处理含铬废水的实验研究

采用改性沸石处理含铬废水,研究沸石的最佳改性工艺以及处理废水的最佳条件,通过吸附热力学研究探讨改性沸石的吸附行为。实验结果表明:原沸石的最佳改性浓度为0.4mol/L的氯化铁溶液,最佳投加量为1.5g,最佳pH值为5。原沸石对铬的平衡吸附量为0.2873mg/g,而改性沸石对铬的平衡吸附量为0.7492mg/g,Langmuir方程比Freundlich方程更好地描述铬在原沸石和改性沸石上的吸附行为。

正交实验设计的电浮选方法净化含Cr(Ⅲ)污水的研究

选定电流密度i(A),浮选时间t(B),液位高度H(C),溶液pH(D),溶液电导率k(E)和表面活性剂SDS浓度CSDS(F)6个影响电浮选效率的因素,按照L27(313)正交表,用电浮选方法对处理含Cr(Ⅲ)污水进行了研究。得到最佳的实验室浮选条件为i=125 A/m2,t=30 min,H=0.73 m,pH=9.0,CSDS=1×10-4mol/L,在此条件下,出水含Cr(Ⅲ)浓度低于0.5 mg/L。实验结果方差分析表明,i和t是影响浮选效率的高度显著因素,且两者之间有显著的交互作用,表面活性剂SDS对浮选效率也表现出一定的影响。

铁强化微生物除磷的效能及机理

从深海菌中筛选出一株高效除磷菌，并研究了铁强化此除磷菌在高盐合成废水中的除磷效能及机理。通过批次试验研究了铁磷物质的量比、初始pH值对除磷效率的影响以及铁强化生物除磷的动力学，并利用扫描电镜和能谱分析对微生物表面形貌进行了研究。结果表明，与单独铁盐和生物除磷相比，铁强化微生物除磷效率更高效且稳定在95％以上。当n（Fe（Ⅲ））：n（P）=1：1时，铁强化微生物除磷的最大效率达98．50％，相比单纯生物除磷提高30％，而单独铁盐除磷n（Fe（Ⅲ））：n（P）=2：1-3：1时，除磷率仅90％；当n（Fe（Ⅲ））：n（P）≤1：1时，铁强化微生物除磷以微生物除磷为主，铁盐辅助，处理后水pH中性且稳定；当物质的量比n（Fe（Ⅲ））：n（P）〉1：1时，由于Fe（Ⅲ）水解造成pH降低至5．50以下，微生物生长受抑，磷的去除主要靠化学沉淀。废水初始pH在6．0-9．0范围内，铁强化生物除磷去除率均在95％以上。准一级动力学模型能够很好地模拟生物除磷过程；准二级动力学模型能够很好地模拟铁强化生物除磷，且较长时间内无磷释放现象。铁强化生物除磷的机理包括：（1）细菌生长除磷以及胞外聚合物对磷的吸附；（2）在混合液中形成了羟基磷酸铁络合物；（3）在细菌表面形成了由细菌诱导的铁磷微沉淀。