Fe(Ⅱ)非生物氧化-沉淀联合工艺对As(Ⅴ)去除的研究

由于现代化工业进程快速发展,大量砷污染物进入水体,引起水质恶化。提出了氧诱导Fe(Ⅱ)非生物氧化与As(Ⅴ)共沉淀,是一种节省成本、时间且高效的As(Ⅴ)去除方法。考察了pH、Fe(Ⅱ)/As(Ⅴ)摩尔比、溶解氧(DO)浓度、温度及共存离子对As(Ⅴ)去除的影响。结果表明,同步氧化Fe(Ⅱ)可显著提高亚铁除砷效率。随着pH从5.3增加到8.0,As(Ⅴ)去除能力先增大后减小,最佳pH为6.4;溶解氧质量浓度从0提高到4 mg/L,反应60 min后As(Ⅴ)的去除率提升了37.85%;反应体系中共存离子(Cu^(2+)、Ni^(2+)、Mn^(2+)、Cl-、NO_(3)^(-)、PO_(4)^(-))存在时,Mn^(2+)促进As(Ⅴ)的去除,Mn(Ⅱ)=0.5 mg/L,As(Ⅴ)的去除率提高了11%;提高温度和亚铁浓度均能增加As(Ⅴ)的去除率。SEM-EDS结果表明,氧气存在时固体颗粒由松散细小转化为轮廓清晰、簇团密实的球形团聚,颗粒粒径增大,增强了As(Ⅴ)的固定。以活性氧(ROS)为氧化剂,与Fe(Ⅱ)发生类Fenton反应是Fe(Ⅱ)氧化的机理,砷酸铁和含砷的铁(氢)氧化物是砷固定的主要形态。

生物炭负载纳米零价铁活化过硫酸盐去除废水中环丙沙星

以稻壳和FeCl_(3)为原料,一步法制得生物炭(BC)负载纳米零价铁(BC@nZVI),并对其结构、形貌等进行了表征。以环丙沙星(CIP)为目标污染物,考察了BC@nZVI制备条件、BC@nZVI投加量、初始溶液pH、反应温度和无机阴离子等对BC@nZVI活化过硫酸盐(PS)去除CIP效果的影响,并探究了体系中起主要作用的自由基种类。结果表明,在热解温度为900℃、FeCl_(3)浓度为1.5 mmol/L、BC@nZVI投加量为0.4 g/L、反应温度为45℃、初始溶液pH约为6.2(未调整溶液pH)的优化条件下,反应180 min BC@nZVI活化PS对CIP的去除率高达98.53%。在该体系中加入SO_(4)^(2-)使CIP去除率明显下降,加入NO_(3)^(-)和Cl-对CIP去除率影响稍小。体系中存在SO_(4)^(-)·和·OH自由基,且SO_(4)^(-)·起主要作用。

秸秆生物炭活化过硫酸盐氧化降解苯酚

以苯酚为目标污染物,高粱秸秆生物炭(S-BC)作为催化剂研究其活化过硫酸盐(PS)降解苯酚的效果.对影响降解的因素(包括PS浓度、S-BC质量浓度、初始pH值以及自由基清除剂)进行探讨,同时研究了生物炭的重复使用效果.研究结果表明,S-BC/PS体系对苯酚的去除率显著高于单一S-BC和PS体系.在n(PS):n(phenol)为50:1,S-BC质量浓度为1.5g/L,pH值为11的条件下,15h内苯酚的去除率高达99.7%;自由基清除剂(叔丁醇(TBA),甲醇(MeOH))测定×OH和SO_4^-×是苯酚降解的主要活性物种;S-BC重复使用4次时对苯酚的去除率仍能达到100%.综上所述,生物炭可作为一种高效催化剂活化过硫酸盐降解苯酚.

多功能氧化剂高铁酸钾对砷类复合污染废水的治理

以复合污染废水中有机砷〔洛克沙胂(ROX)〕及其降解产物无机砷〔As(Ⅲ)/As(Ⅴ)〕为研究对象,探讨了多功能处理剂高铁酸钾去除砷类复合污染废水的技术与机理。结果表明,最佳去除条件:pH为4,温度为30℃,铁砷质量比为10∶1,反应时间为8 h,调节pH的碱性物质为Ca(OH)2,此条件下,无机总砷去除率达到96.66%,ROX去除率达到66.38%。氧化动力学研究结果表明,表观二级反应动力学速率常数为0.00018,相关系数为0.90603。

高铁酸钾同时去除废水中砷(Ⅲ)与4-羟基-3-氨基苯砷酸的技术

有机砷和无机砷因各种人为和自然因素导致它们常常在土壤/废水中共存,并通过物理、化学和微生物过程发生各种交互作用,对生态环境造成极大威胁。以有机砷[4-羟基-3-氨基苯砷酸(HAPA)]和无机砷[As(Ⅲ)]为研究对象,探讨了多功能氧化剂高铁酸钾同时去除有机砷与无机砷复合污染废水的技术与机理。结果表明:当复合污染废水的pH值为5.5,温度为25.0℃,铁砷质量比为5∶1,反应时间为4 h时,As(Ⅲ)和HAPA的综合处理效果最好。利用SEM和红外光谱协同阐释了高铁酸钾同时高效去除有机砷与无机砷复合污染废水的机理。

棒状FeMoO4材料的制备及其活化性能

以FeSO4·7H2O和Na2Mo O4·2H2O为原料,采用水热法合成了棒状FeMoO4,通过XRD、Raman光谱、SEM对其结构和形貌进行了表征,研究了其对Na2S2O8的活化性能。以苯酚为目标污染物,考察了Na2S2O8浓度、苯酚溶液初始质量浓度、溶液初始pH和反应温度对苯酚降解率的影响,初步探究了体系中起主要作用的自由基种类。结果表明,pH在2.00~11.00内,FeMoO4活化的Na2S2O8对苯酚表现出良好的降解性能,铁离子最大溶出量为1.663 mg/L。最佳降解条件为:溶液初始pH 3.00,反应温度30℃,FeMoO4质量浓度0.4 g/L,n(Na2S2O8)∶n(苯酚)=25∶1,6 h内苯酚降解率达97.20%;非均相FeMoO4活化Na2S2O8体系降解苯酚符合一级反应动力学,反应活化能为53.49 kJ/mol;自由基淬灭实验结果表明,SO4^–·是降解苯酚的主要氧化剂。

多面体Fe_(3)O_(4)类芬顿反应去除罗丹明B性能研究

Fe_(3)O_(4)是较典型的n型半导体,被广泛应用于光催化领域,但现阶段制备多面体Fe_(3)O_(4)的步骤比较复杂.本文创新性地采用硫酸亚铁和钼酸钠通过水热法制备磁性多面体Fe_(3)O_(4),与双氧水构建类芬顿体系,以罗丹明B(RhB)模拟污染废水,在可见金卤灯下进行光催化去除RhB实验.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和磁性能测试等手段对样品进行了充分表征,并探究了不同的pH值、样品浓度、双氧水浓度、RhB初始浓度对RhB去除的影响.结果表明:所制备的样品为结晶度较高的Fe_(3)O_(4)晶体,粒径在300 nm左右;在pH=3、质量浓度为60 mg·L^(-1)、双氧水浓度为100 mmol·L^(-1)、RhB初始质量浓度为20 mg·L^(-1)时,在室温下反应60 min对RhB的去除率可达到94%以上;经反应动力学拟合发现该体系符合一级反应动力学,样品经过4次循环性测试仍具有较高的光催化活性.

γ-Al2O3固载水滑石的制备及其动态吸附Cr(Ⅵ)的性能研究

以γ-Al2O3、硝酸镁、尿素为主要原料,通过水热法制备γ-Al2O3固载水滑石吸附去除Cr。动态吸附实验的最佳条件为:C=100mg·L-1、V=15mL·min-1、pH=3、m=20g,在此条件下饱和吸附量达到最大值49.2mg·g-1。通过理论分析、实验结果和Thomas模型非线性拟合表明,γ-Al2O3固载水滑石对铬的动态吸附效果良好,是治理水环境中铬污染的一种有效方法。

Fe（OH）3或Fe2O3多孔微球的制备及对含磷废水的处理

以开发新型高效除磷吸附剂为目的,利用Fe(OH)3或Fe2O3多孔微球作为吸附剂对模拟含磷废水进行吸附除磷实验,研究Fe3O4与Fe(OH)3或Fe2O3的质量比、铁盐浓度、焙烧温度、吸附剂用量、pH、吸附时间、磷的初始质量浓度、温度等因素对HPO4^2-吸附效果的影响.结果表明:在吸附剂用量为0.8g/L,pH为3,磷的初始质量浓度为2mg/L,吸附时间为150min时,除磷效果最好,磷去除率达98%以上;Langmuir等温方程能更好地描述吸附剂对HPO4^2-的吸附平衡,最大吸附量为9.49mg/g,且随着温度的升高最大单层吸附容量也随着升高,表明此反应为吸热反应.

铁钒共沉淀法对含钒废水的处理

化学沉淀法对于含钒废水的处理具有操作便捷、成本费用低廉、废渣稳定性好、无二次污染等特点,近年来表现出良好的应用前景.将三价铁离子对含钒废水的处理表现出一定优势,在应用不同碱液对共沉淀反应体系pH的调节过程中,铁钒共沉淀逐渐形成.随着pH的逐渐升高,无定型态氢氧化铁也会产生,该物质可作为吸附剂同样将钒离子固定达到更好的除钒效果.实验结果表明:在钒溶液初始质量浓度200 mg/L,铁钒摩尔比为2,使用CaO乳浊液中和溶液,控制反应体系pH为4的最佳共沉淀除钒条件下,反应100 h左右时钒去除率可达99%以上,且稳定不变.动力学实验结果表明:将反应延续到378 h,钒去除率仍没有改变,铁钒共沉淀体系稳定.这一实验对含钒废水的大规模去除具有良好的指导作用.

Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)对砷与不同分子量腐植酸络合性能的影响

以腐植酸(HA)代表天然有机质,采用平衡透析和超滤的方法研究铁离子(Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ))对不同分子量HA与砷离子(As(V)、As(Ⅲ))络合作用的影响,并利用红外光谱(FT-IR)表征其络合特征.结果发现,Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)均能增强HA络合As能力,且对As(V)络合能力的增强作用大于As(Ⅲ);pH值显著影响HA络合As能力;溶解性有机碳(DOC)浓度由5mg/L增大到200mg/L,As络合百分比随之增加,此时HA-Fe(Ⅲ)络合As(Ⅲ)百分比最大,为24.55%;初始As浓度由10μg/L增加1000μg/L,As络合百分比随之降低,其中HA-Fe(Ⅲ)络合As(Ⅲ)百分比最低,为3.11%.相同环境条件下,分子量>100kDa络合As百分比最大,其中HA-Fe(Ⅱ)络合As(Ⅲ)的百分比最高为26.43%;分子量小于10kDa的HA络合As百分比明显高于其他分子量的HA.Fe的增强作用主要源于Fe与羧基形成桥梁再与As络合形成三元络合物.

基于问卷调查的环境监测课程教育现状分析

为了更有效地实现环境监测课程的培养目标,从课程内容、学习方式、实验训练和考核形式四个方面对学生进行问卷调查,发现该课程现存的问题如下:学生对课程内容偏好严重,学习方式习惯于教师"填鸭式"的讲解,学习实验课程后的实践能力一般,考核方式偏向单一的卷面形式.针对以上问题提出如下改进措施:增加水污染监测实验课程比重、调整土壤污染内容设置等,使课程内容进一步优化;采用案例分析、小组讨论等教学方式加强对学生逻辑思维能力的培养;引导学生采取独立和合作相结合的形式完成实验操作,提高实践能力;增加实践考试和卷面考试中开放式题目比例来考查学生综合能力.通过这些措施的实施,提高了学生分析和解决实际问题的能力.