天然矿物复合陶瓷材料制备及对印染废水脱色的研究

印染废水是水污染的重要来源之一,是目前较难处理与急需处理的工业废水。天然矿物材料通过吸附、光催化降解等作用可有效去除印染废水中的染料分子。为了开发新型环境矿物材料,采用白云石、菱镁矿等天然矿物作为原材料经粉碎、配料、造粒、烧结、水洗合成天然矿物复合陶瓷材料,用于印染废水的脱色。对酸性黑10B和直接混纺蓝D-3GL2种不同性质的染料废水进行了定量脱色研究。研究表明,当材料投加量为8 g/L,处理时间12 h,pH2~8,对2种废水均有95%以上的去除率;经800℃煅烧15 min的工艺进行再生活化,实现了陶瓷材料的循环使用。此方法制得的天然矿物复合陶瓷材料微孔结构明显,机械强度高,散失率低,解决了粉末材料在废水脱色过程中存在的固液难以分离的问题。     

污染底泥及其间隙水分层特性的模拟实验研究

底泥冲刷沉降、再悬浮是作用于水环境内源污染的主要因素，而底泥间隙水的污染释放则是主要途径。通过底泥培养实验，研究了污染底泥及其间隙水的分层特性。结果表明，底泥及其污染物具有显著的分层特性。底泥间隙水中CODMn随深度的增加略有下降的趋势；底泥湿容重和干容重呈增大的趋势；含水率随底泥深度的增加而减小。底泥深度对底泥泥沙颗粒的级配有很大影响，在表层以细颗粒为主，随着深度的增加．底泥粒径增加，但趋势衰减较快。这对底泥冲刷作用下的再悬浮有很大影响。     

催化湿式氧化复合催化剂对偶氮染料废水的降解

以C包覆海绵铁(SI-C)为载体,La、Mn、Ni的硝酸盐为前驱物,采用混合浸渍焙烧法制备了SI-C表层负载金属催化剂(Mn-Ni/C、Mn-La/C、Ni-La/C、Mn-Ni-La/C),以H2O2为氧化剂,研究常温常压下H2O2与催化剂协同作用处理偶氮染料模拟废水的效果,并对其制备条件和性能进行探讨.结果表明,负载型Mn-Ni-La/C在催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)中降解效果最好,且0.02 mol·L-1的La、Mn、Ni硝酸盐金属浸渍液以体积比1:1:1均匀混合,300℃焙烧2 h条件下制得的催化剂效果最佳;通过海绵铁固定床外加高频交变磁场,实现一种新型热传递方式下的感应热非均相反应处理有机废水.以海绵铁为感应磁核,形成固-液界面高温微反应区,促进非均相催化反应的进行.实验结果显示直接蓝D-3GL的去除率达98.39%,对直接紫D-BL的去除率达97.56%,对直接大红D-GLN的去除率达92.18%.     

镧掺杂纳米材料合成及其高氟选择性吸附特性

采用共沉淀法制备了镧渗杂的纳米镁铝层状双氢氧化物材料(LDHs),获得了一类对氟具有选择性的新型吸附材料.实验表征了LDH、其焙烧产物(LDOs)以及吸附氟后的材料(F-LDHs)的微观形态、体相组成等性质的变化,通过批处理试验和吸附柱试验对其工艺特性及影响因素进行了深入分析.实验结果表明,材料经600℃焙烧10min,在含200mg·l~(-1)SO_4~(2-),氟浓度为10mg·l~(-1)的配水中投加0.1g LDOs吸附240min,最高除氟率可达93.53%;在含200mg·l~(-1)SO_4~(2-)的氟溶液中,镁铝铜LDOs吸附氟的容量高于镁铝LDOs;吸附柱实验中,14h时出水氟含量小于国家标准(1 mg·l~(-1));共存阴离子对材料的除氟干扰强度排序为:Co_3~(2-)>PO_4~(3-)>NO_3~->Cl~-.材料吸附氟后可用0.5mg·l~(-1)的Na_2CO_3洗脱,并经600℃焙烧10min再生,再生4次后选择性除氟效果稳定.     

基于感应热固定床的CWPO降解偶氮染料实验研究

感应热固定床(IHFB)作为新型热传递方式下非均相反应器,利用感应加热铁磁材料将热量传递至液相,形成固液界面高温微反应区,促进有机废水降解.实验以海绵铁为感应内核,采用浸渍焙烧法制备了C包覆表层负载NiO的感应热催化剂(mNiO/C),在传统催化湿式过氧化氢法(CWPO)中引入感应热代替传统加热,建立新的基于感应热固定床的CWPO工艺(iCWPO),使其在常温常压下实现对有机底物的高效降解.以直接紫D-BL模拟废水为目标污染物,考察了进水条件对iCWPO降解染料的影响,对感应热微观作用进行了分析,并用UV-Vis对降解产物进行了检测.结果表明,依赖于微界面高温的iCWPO降解效率明显高于常规加热的CWPO,彻底破坏了可见光区染料的显色基团NN键,对紫外光区苯环也具有一定的降解作用.     

海绵铁转化地下水中硝酸盐的试验研究

利用海绵铁的还原性及其表面疏松多孔的特性,研究其转化地下水中硝酸盐的各项性能.通过静态试验研究了海绵铁粒径、固液比以及共存离子对硝酸盐转化效果的影响,对转化产物和溶出的总铁量进行分析,并通过动态试验研究了接触时间和进水NO3- -N浓度对硝酸盐转化的影响.结果表明:在pH为2.5时,海绵铁的粒径越小,硝酸盐的转化率越高；在一定范围内,增加固液比,有利于硝酸盐的转化,试验最佳的固液比(以每毫升硝酸钾溶液中投加海绵铁的质量计,g/mL)为1.0:25.0;溶液中存在的Cl-和SO24-在一定程度上对硝酸盐的转化有抑制作用.产物分析表明,NH4+-N是硝酸盐转化的主要产物,转化产物中NO2--N浓度很低,同时有一部分气体产生.动态试验表明,在试验条件下,最佳的接触时间为7.7 min；增加进水NO3- -N浓度,硝酸盐的转化率降低.     

干旱区流域生态需水量估算原则分析

运用河流廊道原理 ,提出了生态需水量计算公式。以额济纳地区为例 ,分析研究了该地区不同景观的生态需水量。结果表明 ,河流两岸的乔灌木林和灌丛草甸的生态需水量为 3 .91× 1 0 8m3,占总需水量的 39.388% ,加上河流和湖泊的蒸发耗水量 0 .55×1 0 8m3及河流自身生态用水 ,四者占总需水量的 73 .61 %。可见 ,只要保证了四者的生态需水量 ,即可保证现状河流廊道的基本功能。但从长远来考虑 ,河道的流量要确保抗性最小面积对生态需水量的要求。     

河流底泥冲刷悬浮对水质影响途径的实验研究

进入天然水体的大部分污染物会在河流，湖泊底部形成富含各种污染物的沉积物层，在一定的水流流速及紊动作用下发生底泥冲刷及再悬浮。大量的污染物被重新释放出来造成河湖水体的二次污染，这种情况是外源污染得到治理后影响水质的主要因素。建立这种影响条件下的水质模型需要对沉积物的污染释放机理有充分的认识。采用富含污染物的天然河湖底泥，通过衡温静态培养等手段，在不同的水力条件。瞬彰服，连续悬浮和静止状态下，研究了污染物的释放，并对实验结果进行了分析。确定了底泥冲刷悬浮影响水质的主要途径，即在底泥间隙水污染物浓度接近平衡时，其与上层大水体的混合作用是影响水质的主要作用，其次是下部底泥的静态释放，而悬浮颗粒的污染物扩散释放作用则较小，这为底泥冲刷悬浮影响下的水质模型的建立提供了理论依据。     

船舶螺旋桨射流扰动下的污染底泥起悬研究

河流、湖泊中船舶的航行对于水体底部的污染沉积物具有很强的扰动作用,特别是船舶尾部的螺旋桨射流。通过一个新近提出的射流速度分布统一公式,结合考虑底泥的起动、冲刷特性,进行船舶螺旋桨射流扰动下污染底泥起悬的计算研究。结果表明,螺旋桨距河流底面的深度、螺旋桨射流出口流速、螺旋桨直径对底部流速的分布影响显著;同时发现,周围水体流动方向及流速等对于底泥扰动范围也有显著影响;最后定量计算了螺旋桨作用下污染底泥扰动悬浮速率。     

复合磷酸盐水氟吸附特性及其影响因素

采用静态吸附法研究了不同比例钙铝、铁铝、锰铝的磷酸盐共沉物的除氟性能,比较发现,铝与铁的磷酸盐共沉物除氟效果最好,锰离子对磷酸铝的除氟效果则有明显的抑制作用。以吸附性能较好的1∶100铁铝比例的磷酸盐共沉物为吸附剂,研究了接触时间、pH值、吸附剂量等对其除氟效果的影响,结果表明,在25℃、氟离子初始质量浓度为10 mg.L-1、pH值为6~8、振荡时间为90 m in、投加量为2.5 g.L-1条件下,1∶100铁铝比例的磷酸盐共沉物对氟的吸附量可达2.7 mg.g-1。