软化+微滤膜工艺处理填埋场渗滤液的中试研究

以阜阳市某生活垃圾填埋场渗滤液为研究对象,针对渗滤液高硬度、低碱度的特点,考查软化+微滤膜中试工艺对填埋场总硬度的处理效能,分析微滤膜运行参数对膜通量和产水流量的影响.中试结果表明:软化+微滤膜工艺可有效去除水源中钙镁离子污染问题,控制软化装置的反应池pH在11.5,总硬度(以CaCO3计)的去除率在94％以上,出水总硬度(以CaCO3计)稳定<100 mg/L.软化微滤工艺对渗滤液中COD的平均去除率为16.2％.单支微滤膜正常运行,反洗频率30 min时,可将膜通量恢复至初始通量的90％以上.由中试可知,微滤膜具有良好的抗污染性能,在进膜污泥浓度为4.97 g/L及以上时,初始膜通量仍能保持较高值.     

电化学法处理钢厂循环冷却水的中试研究

为研究电化学法对循环冷却水的处理性能,以钢厂循环冷却水为处理对象,考察不同电流密度和循环流量对处理效果和运行成本的影响。结果表明,在初始硬度(以CaCO₃计)为350 mg/L,电流密度为3 mA/cm²,循环流量为18 m³/h时,硬度去除率为25.95%, COD去除率为50.3%,能耗分别为25.29 kW·h/kg[Mg(OH)2]和70.17 kW·h/kg[COD]。电化学处理法能够影响污垢的晶型,降低Mg(OH)2晶体的完整度,使其结构疏松,有利于后续对污垢的处理。     

电化学水处理技术降低循环水硬度的实验研究

使用电化学法处理某焦化企业实际循环水的实验,探究了循环水的硬度和碱度去除率随处理时间的变化情况。分析了电流密度、水力停留时间、极板间距等实验操作参数以及商用阻垢剂对电解效果和能耗的影响。结果表明：硬度和碱度去除率随处理时间呈现先上升后平稳的趋势,且碱度去除率总是高于硬度去除率;电流密度为70 A/m²、水力停留时间为6 min、极板间距为3 cm时电解效果最佳,硬度和碱度去除率可达27%以上,单位能耗低至13 kWh/kg;商用阻垢剂对电解效果具有阻碍作用。     

电流密度对电沉积钴-铁-二氧化锆复合镀层性能的影响

在由FeSO₄·7H₂O 30 g/L、Co SO₄·7H₂O 30 g/L、H₃BO₃ 30 g/L和抗坏血酸1 g/L组成的Co–Fe合金镀液中添加10 g/L自制纳米Zr O₂溶胶,电沉积得到Co–Fe–Zr O₂复合镀层。研究了电流密度对Co–Fe–Zr O₂复合镀层微观结构、厚度、显微硬度和耐蚀性的影响。结果表明,随电流密度从5 mA/cm²增大到30 mA/cm²,Co–Fe–ZrO₂复合镀层的晶粒细化,ZrO₂颗粒复合量、厚度和显微硬度均增大,耐蚀性先改善后变差。当电流密度为25 mA/cm²时,Co–Fe–ZrO₂复合镀层的厚度为18.6μm,显微硬度为349 HV,表面平整致密,耐蚀性最佳。     

双极膜电渗析法连续制备聚合硫酸铁

研究了双极膜电渗析法连续制备聚合硫酸铁（PFS）的工艺。主要考察了电流密度、原料补充液中硫酸亚铁和硫酸的摩尔比以及原料补充液流速对产品PFS各性能指标（盐基度、全铁含量、pH、密度等）和过程能耗的影响。研究结果表明：电流密度从10mA/cm²增加到20mA/cm²时,盐基度从8.59%显著增加到11.32%,去浊率从84.31%逐渐增加到95.34%,但当电流密度大于20mA/cm² 时,盐基度和去浊率稍有下降,过程能耗最高可达4.26kW·h/kg H₂SO₄,酸液罐酸浓度最高可达0.45mol/L;原料补充液中硫酸亚铁和硫酸的摩尔比从2.01增加到4.08时,盐基度从8.69%增加到11.38%,去浊率从94.96%逐渐增加到95.88%,能耗在3.05~3.15kW·h/kg H₂SO₄ 范围内变化,酸液罐酸浓度约为0.38mol/L;原料补充液流速从1mL/min增加到3mL/min时,盐基度从11.52%下降到6.75%,去浊率从95.92%逐渐降低到75.61%,同时,能耗从3.09kW·h/kg H₂SO₄下降到2.77kW·h/kg H₂SO₄。     

电化学阴阳极协同降解有机磷及同步回收磷酸钙

为解决工业循环水系统中有机磷阻垢剂添加引发的磷污染和磷资源短缺等问题,本文构建了电化学阴-阳极协同反应体系,利用硼掺杂金刚石（BDD）阳极氧化反应实现有机磷的降解,同时阴极电解反应营造的局域强碱性氛围有利于磷酸钙在阴极的富集。以乙二胺四亚甲基膦酸（EDTMP）为目标阻垢剂,研究了不同参数对EDTMP降解和无机磷回收性能的影响,结果表明：BDD阳极电化学反应产生的强氧化性?OH是氧化EDTMP的主要活性物种,增加电流密度有利于EDTMP的降解,电流密度从3mA/cm²增加到30mA/cm²时,总有机碳（TOC）去除率从14%增加到72%,无机磷产量从6.5mg/L增加到9.9mg/L,磷回收效率从21%同步增加到83%。初始pH（3.0～12.0）对磷回收效率影响较小。Ca²⁺浓度增加有利于水体中磷的回收,Ca²⁺浓度从25mg/L增加到100mg/L时,磷回收效率相应地从46%提升到83%。电化学反应体系内,磷主要以非晶态的磷酸钙形式在阴极表面富集,沉积物种Ca/P物质的量之比约为0.6。     

不同水质特点的脱硫废水对管式微滤运行的影响研究

本文采用多家电厂不同水质特点的脱硫废水进行化学沉淀与微滤膜一体化试验研究,探究不同水质特点的火电厂脱硫废水对管式微滤运行的影响及适用性,结果表明不同水质特点的火电厂脱硫废水在相同微滤系统运行条件下,经微滤系统处理后的脱硫废水硬度去除效果均较好,水中的Ca²⁺、Mg²⁺离子可降至较低水平,TOC去除率相比传统混凝澄清处理效果有所提高;但当脱硫废水中Mg²⁺离子含量占比超过60%以上时,易造成微滤系统污堵现象,导致产水水量和微滤膜通量衰减严重。     

微弧氧化表面的溶胶-凝胶涂料封孔及其耐腐蚀性研究

使用紫外光辅助溶胶 -凝胶的光化学工艺,在微弧氧化的铝合金纤维表面涂敷一层封孔层,封孔层能够有效地将多孔的微弧氧化膜封闭,显著提高铝合金纤维的耐腐蚀性能。对微弧氧化后和封孔后的铝合金纤维进行电化学分析,结果显示,封孔后铝合金纤维的腐蚀电位从 -0.651 V正移至 -0.368V。腐蚀电流密度 Icorr从 6.02×10^-6 A/cm²降低到 9.58×10^-10 A/cm²,极化电阻 R_p从 5.4×10³ Ω·cm²增加到 4.5× 10⁴Ω·cm²,紫外光处理过的封孔膜层的腐蚀速率显著降低,铝合金纤维的耐腐蚀性能显著提高。     

竹制生物炭负载TiO2-SnO2电化学处理焦化废水

制备了一种新型竹制生物炭负载TiO₂-SnO₂的颗粒电极，采用SEM、FT-IR、BET及XRD对其进行表征，并对其在三维电化学系统中处理焦化废水的性能进行了研究。结果表明：竹制生物炭拥有致密的微孔空间结构，改性后其表面和内部存在大量的Ti-Sn氧化物；在电流密度为30 mA/cm²，经过150 min电解处理后，焦化废水的COD去除率达到73.96%，DOC去除率达到66.72%，UV₂₅₄由6.65 cm^-1降至3.00 cm^-1；三维荧光光谱结果表明：焦化废水中大部分有机化合物和可溶性微生物副产物被降解和转化。Ti、Sn的加入提高了颗粒电极电氧化、电吸附和电催化的性能，改善了焦化废水的处理效果。此外，本研究为电化学氧化法处理焦化废水的工程实践提供了基础研究的可能性。     

Ti/SnO_2-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/SnO_2-Sb阳极的电化学活性,在电流密度40 mA/cm²时,经过48 h的电解,COD由51 100 mg/L降低至6 880 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K_1为0.039 5 h2时,经过48 h的电解,COD由51 100 mg/L降低至6 880 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K_1为0.039 5 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。     

L-赖氨酸改性聚天冬氨酸的阻垢缓蚀性能与生物降解性

L-赖氨酸经过氨解反应合成一种改性聚天冬氨酸衍生物（Lys-PASP）,用FTIR红外谱图证明了Lys-PASP分子中同时含有羧基和酰胺基等基团。扫描电子显微镜（SEM）的分析结果可知：Lys-PASP的加入使溶液中CaCO₃和CaSO₄的钙垢晶体的生长过程和形态发生变化,使得钙垢疏松、细小,抑制了它们长成致密结构的钙垢,从而达到很好的阻垢效果;Lys-PASP的加入使钙垢晶型变化,减缓了试片表面点蚀的发生;另外通过化学和物理的吸附作用在试片表面形成一层吸附膜而达到较好的缓蚀效果。探讨了Lys-PASP接枝聚合物对CaCO₃和CaSO₄垢的阻垢能力与Lys-PASP的投加量、Ca²⁺的浓度和测试体系的温度之间的密切联系。当Lys-PASP的投加量为10 mg·L^-1时,对CaCO₃的阻垢率为98.7%,对CaSO₄阻垢率接近于100%,而在温度达到80℃、Ca²⁺分别达到500 mg·L^-1和7000 mg·L^-1的浓度时,Lys-PASP也表现出很好的阻垢效果。另外,用失重法研究了当Lys-PASP和PASP均为150 mg·L^-1时,Lys-PASP的缓蚀率比PASP高13%;用摇床实验法证明了Lys-PASP属于易生物降解的物质。     

密度和黏结性可控的PE/POE/CaCO3体系颗粒流道调整剂的制备

采用聚乙烯（PE）、聚烯烃弹性体（POE）和碳酸钙（CaCO₃）共混制备了聚合物类颗粒流道调整剂，考察了不同CaCO₃含量和PE与POE比例条件下的PE/CaCO₃、POE/CaCO₃、PE/POE/CaCO₃三类颗粒流道调整剂的密度、熔点熔程、黏结性能、力学性能差异。结果表明，颗粒流道调整剂的密度随CaCO₃含量增加而增大，实现了1.05~1.20 g/cm³范围内可调；结合PE的熔融特性和POE的黏结性能，实现了黏结性能由PE/CaCO₃共混物熔融黏结转为POE/CaCO₃、PE/POE/CaCO₃体系软化黏结的可控调节；通过调节CaCO₃含量、PE与POE比例可以改变流道调整剂颗粒的熔点熔程和拉伸强度，相同CaCO₃含量时PE/POE/CaCO₃体系颗粒的拉伸强度随PE含量升高而增大。     

质子交换膜水电解一体化析氧电极载体催化剂

以氯铱酸为前体,钛网为支撑体,二氧化钛为载体,采用浸渍-热分解法首次成功制备了一体化IrO₂-TiO₂/Ti析氧电极,进一步采用热压法制备膜电极(MEA)。综合扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)以及单池极化曲线测试,研究了载体对于析氧电极形貌以及性能的影响。结果表明:未加入载体二氧化钛的析氧电极表面以裂缝为主,孔隙率较低;而加入载体二氧化钛的析氧电极表面裂纹基本消失,取而代之的是大量的催化剂簇以及孔结构的生成,极大地提高了析氧电极的电催化活性。单池测试表明,电流密度为1000mA/cm²时,添加载体二氧化钛后制备的析氧电极的析氧电位大约是1.70V。     

碘化钾添加剂对直接电合成高铁酸钾的影响

提出了一种在氢氧化钾溶液中使用碘化钾添加剂直接电合成固态高铁酸钾的方法,使用CV、EDX、FT-IR和SEM等手段对铁电极和高铁酸钾样品进行表征。结果表明,在65 ℃可以得到最高电流效率（76.6%）,产品纯度为95.3%~97.8%,高铁酸钾质量浓度为66 g/L;在保持电流效率为63%以上的条件下,可将电流密度从2.5 mA/cm2提高到4.5 mA/cm2,与空白样品相比提高了80%。EDX和IR检测表明,使用添加剂所得到的样品不含碘,与空白样品相比其晶体外貌为较长的多面体。     

脱乙酰基改性乙酸纤维薄膜对乳化油分离及积垢机理的探究

利用静电纺丝制造乙酸纤维素膜（CA纤维膜）,并利用添加TiO₂及脱乙酰基（d-CA）对CA纤维膜进行改性,后续对膜过滤特性、渗透通量、油水乳化液去除效率、反洗特性及积垢机制进行讨究。结果显示,CA纤维膜通过TiO₂及d-CA改性后可以提高膜的热稳定性及亲水性能,并得到稳定的纯水通量和过滤通量;最佳的比例为TiO₂@d-18.5%CA纤维膜,在40kPa跨膜压差、60min的操作条件下,其纯水通量、过滤通量、1g/L油水乳化液去除效率以及反洗后通量分别为824.8L/(m²·h)、(311.3±12.5)L/(m²·h)、93.6%±1.1%、451.5L/(m²·h);另外,添加TiO₂可能导致油水乳化液在膜表面不可逆阻力比例的增加,脱乙酰基改性CA纤维膜则可以降低膜自身阻力及增加可逆阻力的比例,提高CA纤维膜在油水分离方面的潜力。     

活性炭纤维氧化改性后的脱硫性能

为了将活性炭纤维（ACF）应用于空调领域实现新风的过滤优化以及提高吸附极性分子SO₂的效率,对ACF进行液相氧化改性制成了具有极性的折叠式复合体滤网,并进行了SEM、BET和FTIR分析;搭建了直流式系统实验台,选用甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法检测室外空气进入滤网前后SO₂的浓度,定量研究了在不同初始SO₂浓度下改性前后滤网的动态脱硫效率。结果表明：① ACF经HNO₃氧化改性处理后,表面微观结构有显著变化,比表面积、孔容、孔径分别由653.70m²/g、0.43cm³/g、2.64nm降低至488.84m²/g、0.32cm³/g、2.58nm,O—H和C—O的透射率分别由96%、95%降低至65.5%、75%,即表面酸性含氧官能团（羟基、羧基和醚基）含量增加;② 改性前后ACF对低浓度SO₂的平均动态脱硫效率分别为33%和75%,即改性后ACF的表面极性增强,滤网的动态脱硫效率提高了42%,应用于空调过滤网可有效改善室内空气品质。     

同质增强型PMIA中空纤维膜污染及其MBR工艺处理城市生活污水

以碳酸钙悬浮液、活性污泥混合液及蛋白溶液作为过滤介质,采用标准堵塞过滤和沉积过滤数学模型预测3 h内膜污染类型,结合膜孔径分布、过滤介质粒径分布和污染阻力分布,研究同质增强型聚间苯二甲酰间苯二胺（PMIA）中空纤维超滤膜污染机理。将同质增强型PMIA中空纤维膜应用于MBR系统处理城市生活污水,监测其长期运行的出水水质;借助场发射扫描电镜和特征X射线能谱仪对比分析水洗和化学清洗效果。研究结果表明,当过滤介质为蛋白时,t-t/V线性相关系数为0.9940,膜污染符合标准堵塞模型;当过滤介质为碳酸钙悬浮液和污泥混合液时,V-t/V线性相关系数分别为0.9733、0.9994,二者较为符合沉积模型。应用于MBR中的同质增强型PMIA中空纤维膜对COD、NH₄⁺-N、TP的平均去除率分别为97.78%、96.71%、49.81%,出水水质较好。经化学清洗后膜表面元素接近于原膜,清洗效果较佳。