Fe_(3)O_(4)纳米颗粒的共沉淀法制备及其性能研究

目的:开发高效、清洁、经济的磁性纳米颗粒,进一步推动磁絮凝法在污水处理中的应用。方法:采用共沉淀法制备了四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))纳米颗粒,研究了n(Fe^(3+))∶n(Fe^(2+))配比及反应温度对颗粒形貌、粒径、结构、表面官能团、Zeta电位等的影响,并测试了样品的磁性能。结果:n(Fe^(3+))∶n(Fe^(2+))配比为1.75∶1,反应温度为50℃时,共沉淀法制备Fe_(3)O_(4)纳米颗粒粒径为10~80 nm,晶型稳定,表面基团-OH较多,Zeta电位绝对值小;其饱和磁化强度为67.18 emu·g^(-1),矫顽力为3242.00 A·m^(-1),剩余磁化强度为4.47 emu·g^(-1)。结论:采用共沉淀法制备获得Fe_(3)O_(4)纳米颗粒,可作为优良的磁絮凝材料促进水中的絮凝反应。

蒽醌法过氧化氢装置污水处理优化研究

针对过氧化氢装置污水处理系统运行过程中出现的污水分析数据不达标、指标波动大、絮凝沉淀分层效果不佳等现象,从氧化残液量大、隔油池内有机物多、Fenton氧化池投加药剂比例不合适等几方面进行了分析,并提出优化措施,保证污水处理系统的正常运行。对目前国内蒽醌法制过氧化氢污水处理工艺的改进情况进行了总结。

深度净化含高氮、磷、化学需氧量污水的方法探究

城镇生活污水中总磷(total phosphorus,TP)、总氮(total nitrogen,TN)、氨氮(ammonia nitrogen,NH 3-N)含量及化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)值较高,需经过处理来降低水质参数值。文中比较了不同絮凝剂、吸附剂对污水中氮和磷的去除能力,比较了臭氧氧化法和芬顿法降低污水COD值的效果,通过化学沉淀法降低TP含量,最后采用多步联用处理技术对污水进行深度处理。结果表明:污水中TP、NH 3-N的去除率及COD值下降率均高于88.7%,其中COD值及NH 3-N浓度达到了国标一级A标准,而TP和TN浓度基本达到了的一级B标准。

湖泊淤泥脱水固化复合调理剂优化及其作用机制

针对湖泊淤泥脱水固化处置的难题,采用有机絮凝剂、无机絮凝剂与骨架构建剂组成的复合调理剂对湖泊淤泥进行改性调理,通过响应曲面法优化各组分的配比,并探讨复合调理剂的作用机制。结果表明:复合调理剂的最优组合为依次投加4.11 g/L聚合氯化铝(PAC)、0.18 g/L阴离子聚丙烯酰胺(APAM)和18.06 g/L低碱性淤泥固结剂(LAC);使用后污泥比阻降低87.6%,压滤脱水时间减少70.6%,尾水pH达到排放标准,脱水效率较生石灰提升5.9%。复合调理剂作用机制为PAC组分降低淤泥的Zeta电位绝对值9.5 mV,从而减少淤泥颗粒之间的静电斥力;后续加入的APAM发挥吸附-架桥的作用,聚集淤泥细颗粒为较大的絮体,利于淤泥颗粒间水分的排出;最后掺入的LAC则发挥了骨架构建剂的作用,在淤泥脱水压实过程中形成排水通道,提升了淤泥泥饼的孔隙度6.4%,进一步提升了脱水效果。研究成果可为湖泊淤泥的高效环保处置提供参考。

电絮凝法处理垃圾中转站渗滤液的效能及条件优化

采用电絮凝法处理垃圾中转站的渗滤液,分别考察了阳极材料、电流密度、极板间距、反应时间、初始pH及电解质过硫酸钾对渗滤液COD去除率的影响。结果表明:在最佳反应条件下,即采用铁板为阳极材料、电流密度为0.042 A/cm^(2)、极板间距为1 cm、初始pH为7,电絮凝反应3 h后,可将渗滤液COD浓度从23525 mg/L降低至10619 mg/L,其去除率可达54.86%。投加电解质过硫酸钾与电絮凝协同作用对渗滤液进行预处理,可有效强化电絮凝反应对渗滤液COD的去除效果,反应初期COD去除率相对提高了6.68%;但当电解时间大于3 h后,过硫酸钾的强化作用逐渐减弱。

有色金属行业含铊废水治理技术及工业应用

在含铊有色金属矿产资源开发过程中,未经有效处理的矿山酸性废水和冶炼厂的烟尘沉降等均会导致大量铊进入环境,对人类及生态环境造成严重威胁。对铊污染物相关的国家和地方标准、含铊废水治理技术及工业应用进行了详细阐述,并对有色金属行业铊污染物治理发展方向进行了展望。有色金属行业应从源头控制、过程监管、末端治理和完善的铊污染应急处置预案等方面采取积极措施,减少铊污染。

两种方法制备的蛹虫草多糖特性及体外生物活性对比分析

本研究以蛹虫草发酵液为材料,采用壳聚糖絮凝法和水提醇沉法分别制备了絮凝多糖(XDT)和醇沉多糖(CDT),并对两种方法制备所得多糖的得率、各组分含量、平均粒径和复溶性进行了对比分析,利用扫描电镜、傅里叶红外光谱和刚果红实验对其微观结构、官能团和空间构象进行表征,利用DPPH、超氧阴离子和羟自由基清除能力评价其抗氧化活性,以α-葡萄糖苷酶抑制率评价其降血糖活性,以HepG2细胞增殖抑制率评价其抗肿瘤活性。结果表明:壳聚糖絮凝法制备多糖得率为3.58%,是醇沉法的1.91倍;两种多糖在扫描电镜下的微观结构存在差异,在红外光谱下吸收图谱相似,但XDT比CDT具有更多的三螺旋结构;XDT的平均粒径更小,复溶速度更快;体外抗氧化实验表明,在相同浓度下,对DPPH、超氧阴离子和羟自由基的清除能力,均表现为XDT>CDT;体外抑制α-葡萄糖苷酶活性实验表明,低浓度时,两种多糖的抑制率没有显著性差异,但随着浓度增加,在相同条件下,XDT的抑制活性明显强于CDT;体外抑制肿瘤细胞增殖能力实验表明,在相同处理浓度下,XDT对HepG2细胞的增殖抑制作用优于CDT。综上,壳聚糖絮凝法制备的蛹虫草多糖得率更高、平均粒径更小、复溶性更佳,XDT具备较强的体外抗氧化、降血糖和抗肿瘤活性。

预氧化强化微涡流絮凝处理微污染水的优化

针对常规混凝工艺处理微污染水时存在的药剂成本高、出水水质不稳定等问题,对比研究了高锰酸钾、二氧化氯和过氧化氢强化混凝处理微污染水的效果,并采用响应面法(RSM)建立了浊度、UV254及CODMn去除率与流量、混凝剂投加量及预氧化剂投加量间的二次回归模型,研究了各因素间的交互作用对预氧化-微涡流絮凝工艺处理微污染水的影响。结果表明:高锰酸钾在降低颗粒排斥力和去除有机污染物方面优于二氧化氯和过氧化氢;结合Design-Expert软件预测值与验证实验得到最佳工艺参数如下:流量为6.5 m3/h(絮凝时间为15.7 min)、PAC投加量为20.8 mg/L、KMnO_(4)投加量为1.0 mg/L,此条件下浊度、UV_(254)、COD_(Mn)去除率分别为90.69%、69.26%、67.99%。优化后的工艺可为实际应用提供一定参考。

聚合氯化钛铝絮凝剂的制备及应用

采用电化学法制备了絮凝剂聚合氯化钛铝(PTAC),并通过SEM、FTIR和XRD等多种手段进行了表征,考察了该絮凝剂对气田废水的处理效果。实验结果表明:与化学法制备的PTAC相比,采用电化学法制备的PTAC表面光滑、杂质含量少、对废水的絮凝效果更好;絮凝剂PTAC的最佳制备条件为碱化度1.5、Ti与Al的摩尔比100∶8;在PTAC加入量为32 mg/L、初始pH为5.5~7.5、沉降时间为50 min的条件下,气田废水经处理后,出水COD、UV_(254)和浊度去除率分别为84.35%、80.13%和84.55%。

旭龙水电站混凝土骨料冲洗废水絮凝剂筛选及絮凝条件研究

建设中的旭龙水电站因其砂石加工系统毗邻Ⅱ类水质河道,生产废水无法直接排放,需要处理后进行回用,以实现废水“零排放”的要求。以旭龙水电站混凝土生产现场所使用的花岗岩、角闪岩作为絮凝研究对象,比较了聚合氯化铝(PAC)与4种不同类型的聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂对含固体悬浮物(SS)废水的絮凝处理效果,通过单因素条件试验确定了PAC和PAM投加量、快速搅拌时间、快速搅拌转速对悬浮物处理效果的影响,并通过响应面试验确定花岗岩、角闪岩模拟SS废水的最佳絮凝条件。结果表明:花岗岩、角闪岩模拟SS废水的Zeta电位均为负电荷,使用PAC与阳离子型PAM的组合对模拟SS废水的处理效果最好;基于单因子条件参数的最优范围设计的响应面试验确定,角闪岩模拟SS废水在最佳絮凝条件为PAM投加量6.03 mg/L、PAC投加量27.15 mg/L、快速搅拌转速90 r/min、快速搅拌时间60 s时,处理后透光率可达到97.5%,花岗岩模拟SS废水在最佳絮凝条件为PAM投加量3.75 mg/L、PAC投加量154.33 mg/L、快速搅拌转速90 r/min、搅拌时间95 s时,处理后透光率达到96.2%。

海上油田压裂返排废水COD处理实验研究

油田压裂返排废水体系稳定,成分复杂,有机物含量高,COD处理达标排放是一项难题。采用絮凝预处理+电絮凝氧化组合法处理海上压裂返排废水,结果表明,Fenton氧化去除COD能力有限,对于较低COD含量的水样去除率31.2%,无法满足达标排放。絮凝预处理可去除废水中含油,电絮凝处理采用铝极板,在极板间距50 mm,电流稳定6 A时,处理45 min后污水COD去除率达到85.9%,处理55 min后达到432~510 mg/L,废水中有机大分子污染物减少,被氧化降解为小分子,COD去除效果显著,满足排海控制指标要求,组合处理工艺可实现压裂返排废水的高效快速处理。

重金属废水处理技术研究进展

废水中的重金属具有难降解性、长期积累性、毒害性、代谢困难及隐蔽性等特点,对生态环境和人类健康都构成了风险。目前常用的重金属废水处理方法包括稀释法、化学沉淀法、混凝-絮凝法及吸附法,本文对这些方法的除重金属机理、应用优缺点及进展进行了详细介绍,指出其普遍存在运行成本高、处理不彻底、可能造成二次污染等问题。认为废水处理-重金属回收等联合处理技术才能够解决目前复合污染问题,并取得良好的经济和社会效益;还应加强水处理技术机理研究,同时完善重金属废水修复工艺,开发出适用于实际排放的重金属含量范围内废水处理技术。另外,需在易受污染区域建立长期的重金属废水环境检测生态站,为重金属废水修复提供基础保障;应注重水处理技术评价的环境效应,避免二次污染。

结合物理化学和生物酶法提取豌豆蛋白豌豆纤维和豌豆淀粉工艺探索

采用物理、化学及生物的方法对豌豆蛋白、淀粉、纤维素提取分离进行了基础性探索,寻找一条优化后的豌豆蛋白提取工艺,对豌豆综合利用具有重要意义。

金矿全尾砂浆动静态絮凝沉降规律研究

为获得山东某金矿全尾砂浆静态浓密沉降特性规律,首先采用室内试验对该矿全尾砂进行物理化学特性分析,在此基础上,以控制变量法开展絮凝剂选型试验,然后,以全尾砂浆质量浓度和絮凝剂单耗作为输入因子,固体通量值为响应,采用响应面中心复合设计法(RSMCCD),针对该矿全尾砂浆进行9组全尾砂浆静态浓密试验,根据试验结果建立响应曲面,对响应曲面参数进行可靠性分析。在静态浓密沉降试验基础上,对全尾砂浆进行浓密机动态絮凝沉降模拟试验。结果表明:以固体通量作为评价指标,全尾砂浆絮凝沉降过程,全尾砂浆质量浓度与絮凝剂单耗之间基本不存在交互作用,全尾砂浆质量浓度对固体通量值影响显著性水平高于絮凝剂单耗;当全尾砂浆质量浓度为14.7%和絮凝剂单耗为10.8 g/t时,响应曲面预测固体通量达到最大值为4.18(t/(h·m^(2))),与试验所测实际值误差小于3.5%;浓密机给料速度与底流浓度和屈服应力成负相关关系,与溢流水含固量成正相关关系。试验结果及动态沉降机理分析可为同类型矿山全尾砂浓密系统设计提供试验依据及理论指导。

聚硅酸钛铁锌的优化制备及其对偶氮染料废水的絮凝性能

以硅酸钠、硫酸钛、硫酸铁、硫酸锌为原料制备复合絮凝剂聚硅酸钛铁锌(PTFSZ)。以50 mg/L刚果红染料废水为处理对象,通过单因素实验与响应面实验优化PTFSZ的制备条件,探讨了优化条件下制备的絮凝剂对染料废水的絮凝性能。结果表明,PTFSZ的最佳制备条件为n(Si)∶n(Fe)=1,n(Si)∶n(Zn)=1∶0.33,n(Si)∶n(Ti)=1∶0.61,聚合pH=5,聚合时间1.23 h;PTFSZ对偶氮类染料废水处理效果好,当絮凝剂投加量为0.175 mmol/L时,刚果红去除率高达99.16%;在一定范围内,原水浊度对废水中偶氮染料的去除有一定的促进作用;PTFSZ可用于偶氮染料废水的处理。

响应面法优化煤矸石基PASC制备及絮凝机理研究

利用煤矸石为原料制备聚硅酸氯化铝(PASC)絮凝剂,以PASC对煤泥水的去浊率为指标,通过单因素实验探究pH、聚合时间、聚合温度对PASC絮凝性能的影响,在此基础上进行响应面实验优化制备参数。利用XRD,FTIR,SEM和Zeta电位等测试方法对PASC进行理化表征,探究其絮凝机理。结果表明:响应面实验模型的相关系数R^(2)=0.9890,响应面优化模型可靠,在pH=3.32,温度44.3℃下聚合2.2 h,所得PASC对煤泥水的去浊率预测值为99.13%,3次验证实验显示PASC对煤泥水去浊率的平均值为99.11%,预测值与实验值仅有0.02%的误差;三因素按对煤泥水去浊率显著性由大到小依次为pH、聚合时间、聚合温度;XRD分析显示PASC中主要是NaCl衍射峰,非晶态衍射峰表明其形成了新的无定型聚合物,FTIR分析表明PASC内部存在Al—O—Si等多种成键作用,SEM分析表明PASC形貌呈高聚集度的簇团网状或分枝状结构;PASC为阳离子型无机高分子絮凝剂,粒度分布分析结果预示着PASC通过吸附电中和、吸附架桥以及网捕卷扫作用使得煤泥胶粒絮团,最终沉降。

絮凝沉淀法处理煤化工废水的研究进展

絮凝沉淀法在水处理中的应用非常广泛,在煤化工废水处理中也占有一席之地。此法既可以降低废水的浊度、色度,又可以除掉有毒有害的各类有机污染物和悬浮物。通过查阅总结近年来关于絮凝沉淀法处理煤化工废水的研究的文献以及其他相关资料,对目前絮凝沉淀法所用各类絮凝剂的研究情况进行了总结。并对处理煤化工废水絮凝剂的发展前景进行了展望。

一体化高效澄清法处理脱硫废水的实验研究

一体化高效澄清法作为脱硫废水预处理单元,为了确定该技术在工程项目的最佳运行参数,通过现场小试实验和中试模拟研究在PAC投加量相同条件下,设置不同p H、投加不同量PAM、改变重介质粒径分别进行相关实验,观察污泥沉降、测试出水浊度、计算Mg^(2+)去除率,以验证废水絮凝沉降及出水效果,从而确定最佳运行参数。结果表明:一体化高效澄清法处理脱硫废水最佳的参数为10%PAC投加量20 mg·L^(-1)、重介质粉末投加量5 mg·L^(-1)、p H为10.3、1500万相对分子质量阴离子型PAM投药量3.2 mg·L^(-1),此时污泥沉降达30%,出水效果0.65NTU,Mg^(2+)去除率58%,大大减轻后端处理工艺压力,为系统稳定运行做了足够准备;采用100~500目(0.025~0.150mm)几种重介质粉末进行实验,结果表明,重介质粉末粒径对絮凝沉降和出水效果影响不同。120~200目(0.075~0.120mm)是重介质粉末的有效粒径范围,在此范围的重介质都有助沉效果。由以上结果可知,一体化高效澄清法应用于脱硫废水预处理,系统出水浊度低,絮凝沉降效果好,对镁离子有一定去除率,大大减轻后续处理系统压力,能保证系统稳定运行,可以在脱硫废水处理系统中推广应用。

含油污泥减量化处理技术在油气集输过程中的应用

为了提高油气集输过程中含油污泥的减量化处理效率,以某原油集输系统中沉降罐底部的含油污泥为研究对象,开展了絮凝+化学破乳的减量化处理技术研究,并评价了絮凝剂加量、破乳剂加量、液固比、p H值、温度和搅拌时间对含油污泥处理后残渣中含水率和含油率的影响。结果表明:絮凝剂PFH-1和破乳剂PR-Y的最佳加量分别为2.5%和0.6%,最佳液固比为3:1,最佳p H值为5,最佳实验温度为60℃,最佳搅拌时间为40min;含油污泥在最佳实验条件下经过絮凝破乳减量化处理后的含水率和含油率可由初始的78.2%和10.3%分别降低至55.3%和4.2%,处理效果较好。含油污泥的现场处理效果较好,含水率和含油率大幅降低,达到了减量化处理的目的。

基于SPSS回归分析的全尾砂絮凝沉降速率研究

针对全尾砂絮凝沉降影响因素多、最优参数计算繁琐的难题,采用均匀设计实验方法,进行多因素影响下絮凝沉降实验研究,探究某矿区全尾砂最佳沉降效果的条件。利用统计软件SPSS进行多元回归分析,得出沉降速率与絮凝剂单耗、尾砂浓度、pH值之间的非线性关系,同时确定了全尾砂最佳沉降参数,实现尾砂高效快速脱水目的。通过研究得出了含泥量高、粒径细的全尾砂的沉降规律,为矿区低浓度尾砂浆的高效利用提供技术支撑。