An improved implementable process for the synthesis of zeolite 4A from bauxite tailings and its Cr^(3+) removal capacity

A simple and practical method for the synthesis of zeolite 4A from bauxite tailings is presented in this paper. Systematic investigations were carried out regarding the capacity of zeolite 4A to remove Cr（III） from aqueous solutions with relatively low initial concentrations of Cr（III）（5–100 mg·L^（-1））. It is found that the new method is extremely cost-effective and can significantly contribute in decreasing environmental pollution caused by the dumping of bauxite tailings. The Cr（III） removal capacity highly depends on the initial p H value and concentration of Cr（III） in the solution. The maximum removal capacity of Cr（III） was evaluated to be 85.1 mg×g^（-1） for zeolite 4A, measured at an initial p H value of 4 and an initial Cr（III） concentration of 5 mg·L^（-1）. This approach enables a higher removal capacity at lower concentrations of Cr（III）, which is a clear advantage over the chemical precipitation method. The removal mechanism of Cr（III） by zeolite 4A was examined. The results suggest that both ion exchange and the surface adsorption-crystallization reaction are critical steps. These two steps collectively resulted in the high removal capacity of zeolite 4A to remove Cr（III）.

铀尾矿库渗排水中氨氮电氧化去除影响因素研究

氨氮废水是全球水处理难点之一。在铀矿开采、选冶过程中会产生放射性固体废物并存储在铀尾矿库中,由于雨水的作用尾矿库产生大量废水,将有害物质浸出到水中形成渗排水,铀尾矿渗排水具有高盐、高氨氮、可生化性差、含较高氯离子的特点,现有方法无法有效处理此类废水。电氧化法可清洁高效地去除废水中的氨氮,氨氮去除率主要受Cl−浓度、极板材料、电流密度、pH等的影响。本文通过单因素实验对这些因素进行研究,通过正交分析,探索各因素对氨氮去除率的影响程度,根据影响程度由高到低排序为Cl−浓度>极板材料>电流密度;pH为次要影响因素,为电化学反应提供碱性环境。通过比较各条件对氨氮去除率提高的明显程度,推荐使用Ti/RuO_(2)-IrO_(2)-SnO_(2)电极组,其最优条件为Cl−浓度1000 mg/L、电流密度20 mA/cm^(2)、电解时间3 h、pH=9~11,在此条件下氨氮的去除率达100%,氨氮出水满足《铀矿冶辐射防护和辐射环境保护规定》(GB 23727—2020)和《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的要求。

焦化废水生化尾水特征及其深度处理技术进展

焦化废水污染负荷高、有机污染物组成复杂、生物毒性强,是一类非常难处理的煤化工废水。经传统的“物化+生化”工艺处理后,其生化尾水中仍残留部分难降解有机物与一定的生物毒性,COD难以达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012)的限值要求,需进一步处理。分析了焦化废水生化尾水中的残余有机物和生物毒性特征,归纳总结了混凝、吸附、膜过滤等分离技术,Fenton、催化臭氧氧化、电磁强化氧化、过硫酸盐氧化与电化学氧化等转化技术及分离转化协同工艺对生化尾水中难降解有机物的去除效能和不同有机组分及生物毒性的变化规律,指出在认识水质特征与生物毒性转化规律的基础上,兼顾有机物高效去除和处理出水的生物安全性,开发协同组合工艺与短流程技术是焦化废水生化尾水深度处理技术的发展方向。

尾矿综合处理厂水处理升级改造工程实例

云南某锌业有限公司采矿废水产生量大,出水铅、镉含量无法稳定达标,其治理和改造难度大。针对该厂废水的来源及特性,结合综合处理厂的处理工艺,在生产实践及技术改造过程中,构建形成了一套具有处理流程简单、自动化程度高的尾矿废水处理技术。根据雨量采用应急池、通过试验减少药剂种类、利用现有池体,对其进行改造,实现了水处理车间内处理废水量提高、处理成本下降。实际运行结果表明,废水中重金属污染物均优于执行标准《铅、锌工业污染物排放标准》(GB 25466—2010)的要求,此提标扩容改造工程保证了最终出水稳定达标。与之相关的先进技术及成功生产经验,可为类似尾矿废水处理提供借鉴和参考。

某铀尾矿库渗滤液综合处理工艺研究

针对含铀、锰、氨氮等多种污染物的铀尾矿库渗滤液,采用离子交换法回收铀、电絮凝除重金属和气膜回收氨氮工艺进行综合回收处理。验证了离子交换法回收铀的效果;考察了电絮凝法在不同原水pH、曝气时间和电絮凝时间等条件下,对铀、锰等重金属离子的去除效果;研究了在不同氨氮浓度下,气膜对废水中氨氮的分离效果。结果表明,树脂对铀的一级去除率可达95.7%;在不调整原水pH(pH=7.5)和不曝气的条件下,电絮凝效果较好,电絮凝5 min出水中的铀和锰质量浓度分别降至99.79μg/L和0.06 mg/L;当原水中氨氮质量浓度低于297.00 mg/L时,经过气膜一次处理对氨氮的去除率大于99%,出水氨氮质量浓度降至1.91 mg/L。该渗滤液综合处理工艺可实现铀和氨氮的回收,以及多类污染物的达标。

铁选尾矿废水处理及资源化利用的研究

铁选尾矿废水排水量大,但硬度较高,难以进行回收利用。为减少废水外排,实现废水资源化利用,同时降低吨钢耗新水量,污水处理厂在现有工艺基础上增加“石灰+碳酸钠”除硬工艺处理尾矿废水,出水的硬度、总铁等指标可满足《城市污水再生利用工业用水水质》(GB-T 19923-2005)标准,出水回用至选矿厂作为生产补水,年节约生产新水消耗量为645万m^(3)。自此,产生的工业废水全部得以回用,无废水外排。

臭氧催化氧化处理焦化废水尾水的催化剂适配研究

为解决焦化废水尾水中有机物难降解问题,采用浸渍-煅烧法制备了负载活性金属氧化物的活性氧化铝型催化剂,通过臭氧催化氧化实验探索了载体和活性组分种类对COD去除率的影响,并对去除效率最高效的催化剂进行了表征分析。结果表明:BET分析发现Mn-Ni/γ-Al_(2)O_(3)(n_(Mn)∶n_(Ni)=2∶1)保留了γ-Al_(2)O_(3)的介孔结构,具有较大的表面积和孔体积,但负载后催化剂的比表面积和孔体积都有所降低,孔径变大;XPS和XRD分析发现锰主要以α-MnO_(2)形式存在,镍主要以复合价态存在,且二者存在强烈的相互作用;煅烧温度为450℃,煅烧时间为4 h,活性氧化铝载体催化活性最高;单组分催化剂相比于多组分催化剂,催化活性较低,其中Mn-Ni/γ-Al_(2)O_(3)的催化活性最好,60 min COD的去除率能达到43.26%,且重复使用6次后,COD的去除率仍达35.65%,催化活性仅降低17.60%,且Mn和Ni溶出量较低,表明催化剂具有良好的稳定性和重复使用性。

某金属矿区尾矿库水环境治理方案

为了解决金属矿区“磺水”污染的突出问题,采集了陕西省某金属矿区尾矿库废水,分析其水质现状,结合废水污染特点、废水处理方法和废水处理经济性等因素,提出合理的处理工艺。结果发现:尾矿库废水中NH_(3)-N、COD、F^(-)、SS、Zn、Cr^(6+)存在不同程度超标,但“磺水”产生的主要原因是由于Fe^(3+)生成的沉淀。提出了“中和+曝气+沉淀”处理工艺,Fe^(2+)将Cr^(6+)还原为Cr^(3+),Fe^(2+)被氧化为Fe^(3+),Cr^(3+)和Fe^(3+)最终分别转化为Cr(OH)_(3)沉淀、Fe(OH)_(3)沉淀,废水中的Fe^(3+)和Cr^(6+)被有效去除,实现达标排放。

TiO_(2)/活性炭光催化剂降解乙黄药的综合实验设计

光催化降解是一种非常生态友好的技术,为许多有机污染物降解的提供了新的处理途径。针对尾矿、尾矿废水有机药剂残留难以处理的瓶颈问题,设计了二氧化钛/活性炭光催化剂降解乙黄药的综合性实验,内容包括二氧化钛/活性炭光催化剂的制备和表征、乙黄药浓度的测定、光催化降解实验和复合光催化剂的回收利用。实验结果表明,活性炭可以很好地负载二氧化钛,二氧化钛/活性炭光催化剂的最佳煅烧温度为500℃,活性炭最佳掺杂比为20%。该实验涉及物理化学、材料化学、仪器分析等课程知识,有助于锻炼学生的实验操作能力、培养学生创造性思维。

某钨铜矿选矿废水处理与分质回用工艺研究

对某钨铜矿选矿废水进行了“分支处理-分质回用”工艺研究。铜尾矿沉降水、铜精矿过滤水回用于铜浮选,钨精矿过滤水回用于钨精选段浮选,均满足选矿工艺用水要求;钨尾矿水经石灰絮凝、芬顿氧化工艺深度处理后可回用于磨矿及钨浮选;各股选矿废水分质回用至分系统分选工段,闭路试验可获得与清水相当的技术指标。

氰化尾渣制备铁碳微电解填料降解苯甲羟肟酸废水

氰化尾渣是黄金氰化提金过程中产生的主要危险固体废弃物。以氰化尾渣为原料,利用其较高的铁品位,通过还原焙烧制备铁碳微电解填料,通过探究填料制备条件和降解条件对苯甲羟肟酸废水降解效果的影响,考察该填料用于处理苯甲羟肟酸废水的可行性。结果表明,最佳焙烧条件为:焙烧温度1200℃、无烟煤用量20%、焙烧时间10 min;最佳降解条件为:铁碳微电解填料用量3.75g/L、溶液pH=4,该条件下,废水中的苯甲羟肟酸去除率可达80%以上。该方法不仅实现了氰化尾渣的资源化利用,而且可以有效降解苯甲羟肟酸废水,实现了“以废治废”的目的。

厌氧氨氧化包埋填料处理稀土尾矿废水的中试脱氮和优化

针对稀土尾矿废水的成分复杂和低化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)的水质条件,采用厌氧氨氧化包埋填料进行处理。首先进行了厌氧氨氧化包埋填料的适应和驯化,然后分别探究了厌氧氨氧化包埋填料单独处理稀土尾矿废水和耦合反硝化包埋填料处理稀土尾矿废水的脱氮性能。结果表明,厌氧氨氧化包埋填料对稀土尾矿废水有良好的适应性,采用阶梯式底物和缩短水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)的运行策略进行适应和驯化后,总氮去除负荷(nitrogen removal load rate,NRR)最高可达0.99kg N/(m^(3)·d),较适应和驯化前提高了8.39倍。高通量测序结果表明,厌氧氨氧化优势菌属(Candidatus Kuenenia)的相对丰度从5.53%上升至35.67%,实现了有效富集,而适应和驯化前的优势菌属(Candidatus Brocadia)不适应环境被淘汰。面对原水氨氮浓度波动时,厌氧氨氧化包埋填料单独处理稀土尾矿废水的NRR最高可达1.02kg N/(m^(3)·d),出水氨氮的平均浓度为3.98mg/L,氨氮和亚硝酸盐氮的去除率达到94.43%,可以节省60%的有机碳源。控制C/N比为1.5∶1,成功实现了厌氧氨氧化包埋填料与反硝化包埋填料的耦合,厌氧氨氧化包埋填料的活性没有受到明显影响。出水总氮的平均浓度为0.65mg/L,总氮去除率平均为95.6%,理论上可以节省84%的有机碳源。

氨氮废水处理用新型沸石化陶粒的制备

以粉煤灰、铁尾矿为主要原料,采用高温烧结活化-水热合成工艺制备了新型沸石化陶粒。利用高温烧结得到烧结陶粒的同时对原料中的莫来石等惰性相产生活化作用,后续采用水热反应对基础陶粒进行沸石化改性,增加其比表面积及吸附能力。研究表明最佳的制备工艺条件为:m(粉煤灰)∶m(铁尾矿)∶m(石英砂)=7∶1∶2,烧结温度1040℃,烧结时间30 min,NaOH溶液浓度1.5 mol/L,水热温度160℃,水热时间12 h。XRD、SEM、FT-IR和Raman结果表明,制备的沸石化陶粒的主晶相为P型沸石和方沸石,其比表面积从基础陶粒的1.068 m^(2)/g增加至35.770 m^(2)/g,同时,对NH_(4)^(+)-N离子的最大吸附容量由基础陶粒的1.82 mg/g增加至13.34 mg/g,分别增加至基础陶粒的33.49倍和7.33倍,结果表明沸石化陶粒在废水处理中具有潜在的应用前景。

吸附法处理污水厂尾水的性能以及再生利用简析

水资源是制约经济发展的重要因素,再生水循环利用是解决这一问题的主要途径,再生水用于景观用水时,氨氮、总磷、总氮及化学需氧量指标常常成为限制因素。以某生活污水厂二沉池出水为处理对象,研究了活性炭投加量、吸附时间、初始pH和温度对吸附效率的影响,分别采用拟一级动力学方程和拟二级动力学方程对NH_(4)^(+)-N、TP、TN和COD吸附实验的动力学进行研究,通过采用三维荧光光谱法及荧光区域积分分析(FRI)对二沉池出水进行定量分析,考察活性炭吸附效果。结果表明:在温度25℃,活性炭投加量1.5 g/L,吸附时间80 min,pH=7条件下,NH_(4)^(+)-N、TP、TN和COD去除率分别为98.01%、94.04%、32.40%和82.14%,处理效果良好,技术经济可行,满足再生水景观回用标准。动力学研究表明,Langergren准二级动力学方程能较好地反映出活性炭吸附NH_(4)^(+)-N、TP、TN和COD的动力学过程,吸附存在化学吸附。三维荧光光谱法研究表明,活性炭吸附对二沉池出水中有机物具有较好的降解作用。

某钼矿集中开采区尾矿库排水重金属环境风险等级及其贡献率分析

为研究具有20年采矿历史的陕南某钼矿集中开采区对外环境的水污染效应,笔者采集25个尾矿库酸性外排水的水量及水质测试数据,包括Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Mn、Fe、Mo等9种重金属元素含量,对多污染源多种重金属复合污染进行评价。采用单项污染指数法和综合污染指数法与《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)和《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)进行对标分析,结合外排水水量计算单项重金属元素污染负荷;在等权指标法的基础上,以地表水环境质量标准为基准,按照“标准值大小决定其重要性”的原则,根据两基点相对重要程度,引入三标度间接矩阵,计算得出含Fe元素在内的9种元素相对权重,与其污染负荷共同给出某一尾矿库环境风险值。在此基础上,计算得出25个尾矿库对受纳水体的污染贡献率,为制定尾矿库污染源优先治理方案提供参考。

土著微生物菌群对某模拟铀尾矿废水中U(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的去除机制

土著微生物因种类多、适应性强、共代谢作用等优势,用于原位治理铀尾矿废水中U(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的污染。本文研究了筛选并驯化后的土著微生物菌群对低浓度铀、锌的去除效果,考察了菌液用量、温度、pH值、U(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)初始浓度对土著微生物菌群除铀、锌性能的影响。结果表明,对于含1 mg/L U(Ⅵ)和10 mg/L Zn(Ⅱ)的中性混合溶液,土著微生物菌群(不动杆菌属44.69%、醋菌属31.48%、金黄色杆菌属14.71%)在温度35℃、菌液投加量10%时对2种重金属元素去除效果最好,U(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的去除率均可达到94%以上,且反应迅速,在60 min基本达到平衡。微生物的表征分析表明菌落在与金属离子反应后的细胞周围出现一定量片状物质,新出现的U峰和Zn峰分别占据细胞比重的6.6%和0.62%。该研究为铀尾矿库废水中铀和重金属的治理提供了一定的技术支持。

上海某污水处理厂碳排放分析及减碳路径探索

文章研究了污水处理厂碳排放路径,掌握污水处理厂碳排放情况,为未来实现“双碳”目标提供理论数据支撑。以上海一家污水处理厂为例,年度碳排放量采用《城镇水务系统碳核算与减排路径技术指南》推荐方法、《国家温室气体清单指南》(IPCC)提供的部分温室气体排放因子和国内公开的相关排放因子进行核算。分析了各范围年度碳排放量,电能产生的间接碳排放为该污水处理厂年度温室气体排放总量的47%,是污水处理厂主要温室气体产生源头,是该厂碳排放减排重点对象。并结合污水厂实际情况提出减碳可行性路径,但实现污水处理厂的碳中和要充分利用污水中隐藏的能量,需探索污水厂出水中的余温热能在外供方面的应用路径。研究结果将对其他污水处理厂的减碳工作起到一定的借鉴作用。

银多金属矿浮选尾矿回收技术研究

随着人类对矿山的持续开发的脚步,其周遭的生态环境破坏的日益严重,对矿山废水的回收处理技术受到越来越多的研究者关注。同时,矿山企业对生产用水也需要进行综合回收利用,实现清洁生产。这就需要对矿山浮选后的尾浆废水进行有效处理。而有色金属矿物加工过程中产生的废水含有以下物质的复杂混合物Fe^(2+)、Fe^(3+)、Cu^(2+)、Cd^(2+)、Zn^(2+)、Mn^(2+)、Sn^(2+)、Pb^(2+)、Al^(3+)、Ni^(2+),主要存在浮选后尾浆废液出现胶粒化难以沉降,后续压滤困难,废水回用率不高等问题。目前为止,这些问题仍然是全球整个有色金属采矿业中的普遍级难题。本文回顾总结了近些年来对银多矿山浮选后的尾浆废水的回收工艺方法,包括中和沉淀法、硫化沉淀法、离子交换法以及絮凝剂的应用。

以企业尾水为来水的城镇污水处理厂的技术调控

某城镇污水处理厂来水主要是工业企业处理后尾水,废水B/C在0.1左右,可生化性差,易造成氧化沟内污泥生长不佳、污泥浓度低,导致出水不能达标排放。针对该污水处理厂现存问题通过中试研究提出了添加碳源与运行调控相结合的技术方案。结果显示,以乙酸钠为补充碳源对氧化沟内的污泥增长、污水处理厂的出水水质以及运行成本等最为有利。经现场调控,确定污水处理厂最终技改方案:1)乙酸钠投加量为135 mg/L,投加位置为污水处理厂缺氧池进水口处;2)在缺氧池前1/3段底部敷设穿孔管,通过曝气使缺氧池内污泥的氧化还原电位(ORP)维持在-50 mV左右。此方案可使污水处理厂氧化沟内的污泥质量浓度维持在2 700~3 000 mg/L,出水COD、NH3-N与TP满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。