高铁酸钾水处理剂的制备及稳定性研究

通过次氯酸盐氧化法制备高铁酸钾的工艺,探讨了次氯酸盐浓度、铁盐投加量、反应温度等对高铁酸钾纯度、产率的影响,研究发现当初始ClO-浓度为137.3g/L,除盐工序温度控制在10℃左右,铁盐投加量为化学计量的30%时,可得到纯度为96.4%、产率为45.3%的高铁酸钾固体.用XRD、FIRT和SEM对高铁酸钾进行了表征分析.初步研究了高铁酸钾母液中KOH、KCl、KNO3、Fe(NO3)3、KClO等杂质对高铁酸钾溶液稳定性的影响,结果表明碱度越高,高铁酸钾溶液稳定性越强, KCl、KNO3使高铁酸钾溶液稳定性略有降低, KClO对高铁酸钾溶液具有强稳定性,三价铁盐的存在能促进高铁酸钾溶液的快速分解.     

油墨污泥热解实验及能量平衡分析

油墨污泥作为危险废物,实现其低成本减量化、无害化处理处置具有重要意义。采用固定床反应器对油墨污泥在500～900℃内进行了热解实验,研究了油墨污泥热解产物的特性,并分析了其低成本处理处置的可能性。结果表明,实验用油墨污泥挥发性有机物含量高达60. 43%,热解后干污泥减容率可达55%～62%。含水率约80%的污泥经干燥、热解后,固体减容率达到90%,且固体残渣浸出毒性小,可安全填埋。随着反应温度的升高,气体产率增加,热解残渣产率减小,在500℃时气体、热解残渣产率分别为21. 7%、48. 5%,900℃时分别为44. 3%、37. 4%; 600℃时焦油产率最高,达到30. 5%。根据800℃下热解结果进行了能量平衡分析,结果表明:焦油和气体燃烧产生的能量可满足含水率65%的污泥干燥和热解所需,从而实现污泥热解过程的能量自给。     

利用铁粉和硫化亚铁处理废旧干电池制取硫酸锰

在实验室条件下分别利用铁粉和硫化亚铁(FeS)作为还原剂处理废旧电池制取MnSO4的工艺进行了系统的研究,并对反应过程中影响MnSO4产量的各种因素进行了探讨和归纳.实验结果表明:硫酸浓度和还原剂的用量对反应影响很大,同时得出以FeS为还原剂制取MnSO4的最佳反应条件:硫酸用量为15 mL,反应温度70℃,FeS用量为0.8 g和反应时间3 h时,MnSO4的产率可达80%以上.而以铁粉还原剂制取MnSO4的最佳反应条件:硫酸用量为15mL,反应温度70℃,铁粉用量为0.3 g和反应时间4 h,MnSO4的产率可达80%以上.     

尿素溶液热解制取氨气特性研究

目前采用尿素作为还原剂进行SCR脱硝已经成为一种趋势,利用热解尿素溶液制备SCR还原剂NH3即尿素热解制氨技术在运行管理等方面的优势,使得越来越多的电厂倾向于采用尿素热解技术。利用热重分析方法对尿素溶液的热失重规律进行了实验研究,在简易管式炉和小型尿素热解实验台上研究了尿素溶液高温热分解特性,不同工况(热解温度、尿素溶液浓度、载气流量、添加剂)下尿素溶液热解的氨气产率,从而为尿素溶液热解制氨提供一些基础性的理论依据。结果表明:尿素热重分析发现尿素从室温升至600℃过程中,涉及众多中间反应;热解温度对尿素温度有着显著的影响,随着温度升高,热解效率增大,温度达到650℃时,效率最高;尿素溶液初始浓度对尿素热解效率影响不大,推荐采用50%的初始溶液浓度。     

利用硫铁矿烧渣和硫酸铵废液制备铵铁蓝

将氨法制铁黄所产生的硫酸铵废液净化后,加入硫铁矿烧渣制备得到的硫酸亚铁得到硫酸亚铁和硫酸铵混合溶液,其硫酸亚铁和硫酸铵Ё浓度分别为0.346和0.173 mol·L-1.按照硫酸亚铁与亚铁氰化钠物质的量比为1.15:1,将硫酸亚铁和硫酸铵混合溶液加入浓度为0.200 mol·L-1的亚铁氰化钠溶液中,80℃下反应10 min得到白浆.将所得白浆在100℃下热煮1 h,加入质量分数为50%的硫酸溶液酸煮2 h,降温至70℃后加入质量分数为10%的氯酸钠溶液氧化3 h得到铁蓝.将铁蓝过滤、洗涤、干燥、研磨得到铵铁蓝粉末.实验所得铵铁蓝质量优于国家标准GB 1860-88及HG/T 3001-1999行业标准.SEM实验表明,铵铁蓝颗粒大小均匀、粒径约为20 nm;XRD实验表明,铵铁蓝具有与Fe4[Fe(CN)6]3相同的立方晶体结构.     

甘蔗渣和稻草秸在亚/超临界水中液化的初探

采用亚/超临界水解方法进行了甘蔗渣和稻草秸液化的实验研究,考察了反应温度、质量比(秸秆/水)对纤维素液化转化所得还原糖产率的影响.研究结果表明:(1)反应温度为350℃,固液比为1∶4时,甘蔗渣转化为还原糖的产率与浓度最大,产率达31.8%,浓度为127 g/L;(2)稻草秸在333℃,固液比为1∶3.6时,还原糖产率...     

水溶液中的甲苯在功率超声场中的降解动力学

研究了水溶液中密闭体系内功率超声场降解甲苯的行为,并探讨了反应动力学方程.试验表明,超声照射时间对甲苯的降解影响较大,40min后可以获得90.8%左右的去除率,而溶液的初始浓度、体系的温度等也有一定的影响;饱和氧的溶液中甲苯的降解过程符合一级反应,动力学方程为-dC=KC0-0.2394@C,在20～50℃时的表观活化能Ea为41.06kJ/mol.     

高铁酸钾氧化降解三氯生的动力学模拟及反应机制研究

对高铁酸钾氧化降解水中微量三氯生（TCS）的反应动力学、反应机制及降解效果进行了实验研究.结果表明,高铁酸钾氧化降解TCS符合二级反应动力学模式,pH 8.5时表观二级反应动力学速率常数为531.9 L.（mol.s）-1,以10 mg.L-1的高铁酸钾计算,反应的半衰期是25.8 s.表观二级反应动力学速率常数随着p...     

流化床污泥热解实验及产物性质研究

采用流化床反应器对城市污水污泥在400~600 ℃及800~950 ℃温度区间内进行了热解实验.结果表明,污泥受热升温过程经过干燥脱气、分解解聚和裂解缩聚3个阶段,在此过程中发生复杂的化学反应,生成热解气、焦油和半焦.热解温度为550 ℃时液体产率达到最大值,为50.35%,热解气产率在950 ℃时为51.58%,半焦产率随着热解温度升高而逐渐降低,950 ℃时为36.92%.污泥低温热解焦油含有较高百分含量的脂肪族碳氢化合物和类固醇类化合物,经加工可作为液体燃料利用,高温热解焦油可提取多种化工原料.热解气可作为合成气或燃烧利用.     

高铁酸钾处理废水中硝基苯的研究

本实验以高铁酸钾为水处理剂,对其在废水中的硝基苯的去除进行了研究,考察了高铁酸钾的用量、pH值、反应时间及硝基苯的初始浓度四个影响因素对硝基苯去除率的影响,最终确定了高铁酸钾去除硝基苯的最佳反应条件为：初始pH值为9,高铁酸钾与硝基苯的摩尔比为10：1,反应时间30min,初始浓度小于254．5mg/L时,硝基苯的去除率最佳,达到到6．2％。     

高铁酸盐溶液的制备与去除氨氮的实验研究

根据现场制备要求,优化传统高铁制备工艺,得出工业化现场制备液体高铁的最佳工艺条件,进而用于水库水氨氮的去除研究。实验结果表明,通过优化工艺所制得高铁浓度为24 g/L左右,铁转化率为80%左右。高铁对氨氮的去除效果随高铁与氨氮的摩尔比增大而增大,当摩尔比为0.45时,高铁对水源水中氨氮的去除率可达75%;在保证高去除率的基础上,通过延长絮凝反应时间,可降低高铁投加量;如果采用高铁预氧化,聚合铝或三氯化铁作絮凝剂,可提高对氨氮的去除率,还能大幅度降低高铁投加量,缩短反应时间。     

高铁氧化去除饮用水中邻氯苯酚的研究

采用自制的固体高铁酸钾作为氧化剂，研究高铁对水中微量邻氯苯酚的去除效果及主要影响因素。结果表明，当水中邻氯苯酚的含量为4mg/L时，加入60mg/L的K2FeO4氧化处理10min，对邻氯苯酚的去除率可达99．3％。取得高铁酸钾对邻氯苯酚的最佳氧化去除效果的pH范围为9－10，高铁氧化邻氯苯酚近似的二级动力学反应。     

高铁酸钾氧化去除水中三氯生的研究

采用高铁酸钾对水中三氯生（TCS）的去除进行了研究,探讨了TCS的降解机理,考察了高铁酸钾投加量、pH值、天然有机物（NOM）和双氧水等因素对TCS去除和中间产物2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）生成的影响.结果表明：TCS通过醚键断裂降解生成2,4-DCP,TCS浓度为550μg/L,高铁酸钾浓度为15mg/L时,600s后TCS去除率可达96.48%.增加高铁酸钾投加量可以提高TCS的去除,TCS的去除率随pH值升高呈现出降低的趋势,酸性环境有利于TCS的去除,pH值为4时,TCS的去除达100%,腐殖酸和双氧水对TCS的去除有抑制作用.高铁酸钾可以有效降解TCS并降低溶液的急毒性,降低水质健康风险.     

高铁酸钾调理改善活性污泥脱水性能的反应机制研究

研究了高铁酸钾(K_2FeO_4)对处理活性污泥脱水性的效果,重点考察了不同pH和剂量条件下,K_2FeO_4调理对污泥过滤脱水特性和胞外聚合物(EPS)分布和组成的影响,以深入认识K_2FeO_4调理污泥的反应机制.研究表明,K_2FeO_4调理效果随pH值的降低而改善,其不仅有氧化裂解作用导致结合型EPS(BEPS)释放,同时其还原产物三价铁离子兼具混凝功效,能够通过电中和与界面吸附去除部分溶解性EPS(SEPS),同时压缩EPS结构,增强污泥絮体结构.此外,当pH值为3,K_2FeO_4投加量为0.1 g·g~(-1)(以TSS计)时,污泥过滤脱水速率和程度均达到最佳.过量投加K_2FeO_4(0.2 g·g~(-1),以TSS计)后,BEPS大量释放,污泥过滤阻力增加,脱水性能恶化.     

工业园区污水处理厂的深度处理试验研究

针对河南某产业集聚区已建污水处理厂出水不能稳定达标问题,分别采用聚合硫酸铁混凝、高铁酸钾氧化协同聚合硫酸铁混凝、芬顿试剂氧化等方法对该厂的二沉池出水进行深度处理,研究了这三种方法对污水中CODcr和TP的去除效果.结果表明,聚合硫酸铁混凝不能将污水中的CODcr和TP处理达标;高铁酸钾氧化协同聚合硫酸铁混凝可以将污水中的CODcr处理达标,但是不能将污水中的TP处理达标;芬顿试剂氧化可以将污水中的CODcr和TP均处理达标,符合城镇污水处理厂污染物排放标准一级A排放要求.     

K+对Fe(Ⅵ)生成的稳定促进作用和机理研究

研究了在生成高铁酸盐反应过程中K⁺对Fe(Ⅵ)的稳定促进作用和机理.结果表明,当反应温度大于50℃时,K⁺比Na⁺更有利于高铁酸盐的生成.K⁺促进高铁酸盐溶液生成的最佳反应温度为65℃.在生成高铁酸盐反应过程中,增加K⁺浓度能提高高铁酸盐的产率,并且随着硝酸铁投加量的增加,K⁺影响显著.在硝酸铁投加量为85 g/L时,采用4.4 mol/L KOH制备的Fe(Ⅵ)浓度为0.05 mol/L;加入2 mol/L K⁺后,Fe(Ⅵ)浓度增加到0.15 mol/L.K⁺对高铁酸盐溶液生成浓度的影响在硝酸铁投加量大于75 g/L,反应温度低于55℃,ClO^-浓度低于1.16 mol/L时较为显著.K⁺在一定程度上可替代部分碱度,降低OH^-用量.在反应过程中K⁺能包裹在FeO^2-₄周围,减少Fe³⁺与FeO^2-₄接触,从而减缓Fe³⁺对FeO^2-₄的催化分解作用;同时K⁺能与FeO^2-₄生成K₂FeO₄晶体沉淀析出,降低溶液中FeO^2-₄浓度,Fe(Ⅵ)分解速率减缓,稳定性增加,Fe(Ⅵ)生成浓度增加.     

高铁酸钾-微波耦合对印染污泥脱水性能的影响研究

分别采用微波、微波耦合高铁酸钾对印染污泥进行脱水预处理.结果表明,适宜的微波辐射可改善污泥脱水性能.2320、3240、4000 W·L-1对应的最适时间分别是140 s、100 s和80 s.在3240 W·L-1的微波下辐射100 s后,污泥的沉降速率(SV30)、污泥比阻(SRF)和粘度较原污泥分别减少4.00%、18.89%、35.05%.同时,高铁酸钾的加入能更好地提高污泥脱水性能,其最佳投加量为0.1767 g·g-1(以SS计,下同),对应的污泥SV30、毛细吸水时间(CST)、粘度相比原污泥分别降低了13.50%、51.18%、40.79%.泥饼含固率相比原污泥则增加14.58%.微波耦合高铁酸钾能有效破坏污泥絮体结构.随着高铁酸钾投量增加,上清液的蛋白质含量持续增加,多糖含量则先增加后减少.     

高铁酸钾氧化处理垃圾渗滤液实验研究

高铁酸钾不仅可以消毒,而且对环境友好,是一种集氧化、吸附、絮凝、助凝、杀菌、杀虫、除臭为一体的新型高效多功能绿色水处理剂。本文采用高铁酸钾处理垃圾填埋场渗滤液,改变高铁酸钾的投入量、渗滤液pH值和处理的反应时间来考查处理效果,结果表明,COD和氨氮的去除效果均有显著的影响。当pH值为8,高铁酸钾投入量为6 g,反应时间为60 min时对COD的去除效果最佳。当pH值为8,高铁酸钾投入量为6 g,反应时间为40 min时氨氮的去除效果最佳。     

高铁-光催化氧化协同去除藻毒素的研究

研究了高铁-光催化氧化体系去除水中藻毒素的效能.结果表明,通过投加10mg/L的高铁到光催化体系中,由于高铁的强氧化性及其还原产物可作为电子捕获剂的特点,可将光催化效率从63%提高到100%,实现快速完全去除藻毒素的目的.同时对照研究了高铁、光催化、Fe³⁺-光催化、高铁-光催化4种不同反应体系对藻毒素去除的效能.结果显示,单纯的高铁或光催化都可以降解一部分藻毒素,但去除率低,分别为54%和63%,且需大剂量的高铁投加或大大延长光照时间.而在Fe³⁺-光催化、高铁-光催化体系中,只需投加10mg/L的三价铁或高铁,就可以将藻毒素去除率提高到73%和100%,但采用高铁协同光催化体系比三价铁协同光催化体系更有效.也就是说在本体系中,高铁具有十分重要的作用,明显存在着高铁与TiO₂光催化的协同效应.