Mextral V10–Mextral 973H体系脱除酸性矿山废水中重金属的研究

矿山选、冶废水成分复杂、水量大,目前所用方法对重金属的脱除效果不理想、成本高,为解决矿山废水重金属污染问题,开发适用于酸度较高、重金属浓度较低、对钙、镁离子有抑萃作用的协同萃取法脱除并回收废水中的重金属。通过绘制萃取等温线、FT-IR及紫外吸收光谱对Mextral V10–Mextral 973H协同萃取体系进行分析,研究了萃取剂浓度、有机相和水相体积比(简称相比,O/A)和Mextral V10皂化率对废水中重金属分离影响。结果表明,Mextral V10–Mextral 973H协同萃取体系能有效脱除酸性废水中Cu2+, Pb2+, Cd2+和Zn2+。在10vol% (Mextral V10+Mextral 973H)+90vol% Mextral DT100,Mextral V10:Mextral 973H=1:1的最佳实验条件下连续萃取六次,萃后废水中Cu2+, Cd2+, Zn2+, Pb2+, Mg2+和Ca2+的萃取率分别为99.1%±0.1%, 99.9%±0.02% 99.5%±0.05%, 97.6%±0.03%, 10.11%±0.1%和18.3%±0.05%,废水中残留Cu2+, Zn2+, Cd2+和Pb2+浓度分别为1.720±0.10, 0.256±0.03, 0.054±0.01和0.929±0.01 mg/L,低于GB8978-1996中第一类污染物最高允许排放标准值。     

含铅低温玻璃釉料表面析铅的研究

以PbO-B2O3-SiO2系统为基础,在PbO质量分数为60%时,对釉料表面析铅问题进行了研究。结果表明,析铅的实质是釉料表面被空气中所含水分侵蚀,Pb2+在釉料中的结构受到破坏,与H2O和CO2发生反应,形成了碱式碳酸铅。     

铅离子印迹聚合物微球的制备及其吸附性能研究

以Pb2+为模板,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为分散剂,采用乳液悬浮聚合法制备了铅离子印迹聚合物微球。通过静态平衡吸附实验和Scatchard分析法研究了聚合物微球的吸附性能和选择性。结果表明,铅离子印迹聚合微球能有效去除溶液中的铅离子,最大吸附容量为15.29 mg/g。在竞争离子Cd2+存在的溶液中,铅离子印迹聚合物微球呈现出对铅离子的高选择性。Pb2+/Cd2+的识别因子为19.01,结合位点的离解常数Kd=35.61 mg/L,最大表观结合量Qmax=25.19 mg/g。     

多孔氮化硼对Pb2+的吸附特性研究

以前驱体法制备多孔氮化硼,研究其去除废水中Pb2+性能.结果表明,随着pH的增加,多孔氮化硼对铅的吸附先增加后减少,在pH为4时达到最大吸附量168.7mg/g.铅的吸附率随温度增加而先增加后减少,在25℃时达到峰值.氮化硼对Pb2+的吸附很快,在240min时达到平衡.干扰实验通过添加1 mmol/L的Zn2+、Cu...     

氧化石墨烯/二氧化锰的制备及应用

以氧化石墨烯、氯酸钡和硫酸锰为原料合成氧化石墨烯/二氧化锰(GO/MnO2).通过研究投加量、pH值、Pb2+的浓度对去除率的影响,探究材料对水体中Pb2+的吸附特性.结果表明,投加量为0.2g/L,pH=7时,GO/MnO2对20mg/L的Pb2+的去除效率最高达到96.92％.同时对GO/MnO2进行SEM和XRD...     

双室MFC对含Cu（Ⅱ）废水处理效能及其产电性能的影响

微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)可利用微生物将化学能转化为电能,并实现重金属的去除与还原回收。本研究构建了一种双室MFC用于处理含Cu²⁺的重金属废水,以探究不同初始浓度及阴极电极材料下MFC的产电性能和Cu²⁺的去除效果。结果表明,当阴极电极材料为不锈钢且阴极中Cu²⁺的初始浓度由10 mg/L增大至200 mg/L时,Cu²⁺的去除率由85.37%增大至98.16%(120 h),最大输出电压和功率密度分别为257 mV和36.75 mW/m2。当阴极电极材料为石墨板、钛片时,Cu²⁺的去除率分别为99.02%、98.27%,此时的最大输出电压和功率密度分别是不锈钢的1.45倍、1.18倍和1.71倍1.28倍。对阴极上附着的产物进行扫描电镜分析,Cu²⁺在阴极发生了还原反应,生成了单质铜。本研究可以为实现MFC高效回收重金属提供理论依据,对利用MFC解决环境污染和能源短缺问题有重要意义。     

生物质固定化硫酸盐还原菌处理废水中重金属离子

采用海藻酸钠和3种生物质载体(稻壳、玉米芯、秸秆)固定化的硫酸盐还原菌(SRB)处理单一重金属(700 mg/L Fe2+, 75 mg/L Cu2+, 120 mg/L Pb2+, 80 mg/L Cd2+)废水,筛选出稻壳为效果较优的固定化载体,并对合成重金属废水(含400 mg/L Fe2+, 30 mg/L Cu2+, 50 mg/L Pb2+, 40 mg/L Cd2+)的处理效果作了进一步研究. 结果表明,稻壳固定化SRB去除单一重金属时,Fe2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+去除率分别为99%, 100%, 100%, 100%;处理合成重金属废水时,4种重金属去除率分别为98.06%, 100%, 99.35%, 100%.     

高钙煤气化渣和燃烧渣对模拟废水中Pb2+的脱除作用对比研究

以高钙煤气化渣和煤燃烧渣为原料开展对Pb²⁺脱除的对比实验研究,考察了接触时间(0 h～72 h)、灰渣投加量(0.05 g～0.20 g)、Pb²⁺溶液初始pH值(2.5～6.0)对Pb²⁺脱除的影响,分析了钙元素在Pb²⁺脱除过程中的作用,并对比分析了两类灰渣的脱除机制。结果表明：Pb²⁺初始质量浓度为100 mg/L、模拟废水体积为50 mL、接触时间为24 h、灰渣投加量为0.20 g、Pb²⁺溶液初始pH值为5时,灰渣对Pb²⁺脱除效果最优,燃煤渣和气化渣对Pb²⁺的脱除率分别高达94.5%和99.5%;燃煤渣脱除Pb²⁺的过程包括灰渣水解产OH^-,析出Pb(OH)₂晶粒,吸收空气中CO₂转变为碱式碳酸铅[Pb₃(CO₃)₂(OH)₂     

螯合剂PADC的合成及其性能研究

以聚丙烯酰胺为初始原料,通过两步反应合成了聚一烃基二硫代氨基甲酸钠(PADC)重金属离子螯合剂,用IR、1H NMR对目标物的结构进行了表征,考察了PADC对Pb2+的螯合去除能力,得到最佳螯合去除条件为:对5 mg/L的Pb2+溶液,搅拌时间8 min,体系pH=4,PADC投加质量浓度为24 mg/L,此时PADC对Pb2+的最高去除率达到95.4%。     

LS-5000氨基磷酸型螯合树脂吸附Pb~(2+)的研究及应用

研究了LS-5000型氨基磷酸型螯合树脂对Pb2+的吸附性能及在模拟浓缩果汁铅的去除中的应用。结果表明,LS-5000型氨基磷酸型螯合树脂在酸性条件下对Pb2+具有良好的吸附性能,静态吸附平衡时间为1 h,最大吸附量为5 527.45μg/g树脂,负载Pb2+的树脂可用1 mol/L的HNO3解吸,解吸后的树脂可以再利用。LS-5000氨基磷酸型螯合树脂可用于果汁、浓缩果汁中Pb2+的去除,用0.5 g树脂处理50 mL含Pb2+4.0μg/mL果汁,Pb2+的一次去除率可达99%。     

利用微生物燃料电池同步降解沼液和三苯基氯化锡

微生物燃料电池(MFC)作为一种同步产电和除污的新型电化学装置,为有效处理难降解有机污染物提供了一种途径。基于阴极Fenton反应,提出了一种耦合典型双室MFC中阳极沼液产电及阴极降解有机锡的新方法。结果表明,阳极产电生物膜经驯化后MFC的最高电压提高了50.32%,而且电压稳定时间延长了1倍。MFC运行结束后,阳极沼液COD、总氮、总磷的去除率分别为85.35%±1.53%、59.20%±5.24%、44.98%±3.57%。阴极三苯基氯化锡(TPTC)的降解率随其初始浓度增加而降低。在添加100 μmol·L^-1 TPTC时,MFC的最高输出电压为280.2 mV,最大功率密度为145.62 mW·m^-2。TPTC在14 d后完全降解,降解效率为91.88%,降解速率约为0.273 μmol·L^-1·h^-1。研究结果可为利用MFC同步处理阳极有机废水和阴极有机污染物的实际应用提供基础支持。     

污泥转移SBR工艺中EPS对生物除磷的作用

采用新型强化生物除磷工艺--污泥转移SBR处理合成废水,探讨胞外聚合物（EPS）在工艺强化除磷过程中的作用。当污泥转移量为0、15%及30%时,污泥中的EPS含量分别为（108.14±9.68）mg·（g MLSS）^-1、（128.17±1.45）mg·（g MLSS）^-1和（123.35±22.98）mg·（g MLSS）^-1;工艺的除磷率分别为82.14%±0.85%、96.35%±1.25%及98.99%±0.98%,反应末端EPS中TP含量占污泥中TP的比重分别为27.9%±2.55%、57.23%±2.33%和63.88%±2.87%。此外,污泥中EPS在该工艺的好氧吸磷过程中吸磷量分别为（2.04±0.32）mg·（g MLSS）^-1、（5.90±0.38）mg·（g MLSS）^-1和（6.00±0.52）mg·（g MLSS）^-1,在污泥吸磷量中的贡献率均达到90%以上。研究结果表明：污泥转移SBR工艺中随着污泥转移量的增大有利于提高EPS中的磷含量,从而提升了工艺的除磷性能,EPS在该工艺的吸磷过程中起主要作用。但污泥转移对污泥中EPS含量影响不显著。     

粘质沙雷氏菌HB-4吸附重金属镉的机制

从重金属污染土壤中筛选出1株对Cd²⁺具有高耐受能力和高吸附容量的菌株HB-4,经16S rDNA序列分析鉴定为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）。该菌株能在Cd²⁺浓度为300 mg·L^-1的条件下正常生长;对Cd²⁺的最大吸附量为（154.7±0.9（ mg·g^-1。考察了Cd²⁺初始浓度、pH、盐浓度以及共存离子对HB-4吸附Cd²⁺的影响,结果表明：pH=3.0~8.0时,对吸附效果无影响;NaCl含量为8.0%时,菌株对Cd²⁺的去除率仍可达到49.9%±0.1%;Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺与Cd²⁺共存时,几种重金属离子的去除率分别为98.7%±0.2%（Pb²⁺）、44.6%±0.6%（Zn²⁺）、52.7%±0.1%（Cu²⁺）和64.2%±0.3%（Cd²⁺）。解吸实验证明了HB-4对Cd²⁺极强的吸附能力,洗脱液pH=7.0时,解吸率小于2%。检测了细胞内外镉的分布情况,并利用SEM、XPS和FTIR对吸附机理进行了研究,推断HB-4对Cd²⁺的吸附机理为胞外吸附和胞内摄取。     

CANON工艺处理实际晚期垃圾渗滤液的启动实验

针对晚期垃圾渗滤液NH₄^--N浓度高、C/N低、深度脱氮困难的问题,采用CANON工艺在曝气/缺氧搅拌循环交替的运行方式下,处理晚期垃圾渗滤液实现了深度脱氮。系统经过130 d的驯化培养后成功启动,长期试验研究结果表明,在进水COD、NH₄^--N、TN浓度（mg·L^-1）分别为2050±250、1625±75和2005±352情况下,出水COD、NH₄^--N、TN浓度（mg·L^-1）能达到407±14、8±4和19±4,总氮去除率达到了98.76%。在未投加外碳源的情况下,CANON工艺在曝气/缺氧搅拌的运行方式下实现了对晚期垃圾渗滤液的深度脱氮。此外,经荧光原位杂交（FISH）检测表明,在该运行方式下能够成功富集氨氧化菌和厌氧氨氧化菌,各占总菌数的19.5%±1.3%和42.7%±5.02%,为CANON工艺用于处理晚期垃圾渗滤液的工程应用提供参考。     

实时合成含铅类水滑石处理含铅废水的研究

在模拟的含铅废水中同时加入Mg2＋和Al3＋，以NaOH和Na2CO3为沉淀剂，在Mg2＋、Al3＋共沉淀过程中Ph2＋能部分取代Mg2＋实时制备含铅类水滑石，并达到同时去除铅离子的目的。探讨了nMg＋Pb/nAl、nPb／n[Mg＋Pb]、pH值、晶化时间、铅初始浓度对去除率的影响。当n[Mg＋Pb/nAl、nPb/n[Mg＋Pb]为4和0．2，pH值为8-10，晶化时间12h以上，初始浓度在1000mg／L以下，铅去除率高达97％以上。XRD、Fr-IR对沉淀产物结构分析证实，实时合成的产物为含铅类水滑石。     

PBMA/GMA-SiO2吸附剂的制备及其高效去除铅离子

以甲基丙烯酸丁酯(BMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)功能化的纳米SiO2为单体,通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)法制备了PBMA/GMA-SiO2有机/无机复合吸附材料,并将其用于吸附含Pb2+的水溶液。考察了吸附时间、温度、pH以及Pb2+初始质量浓度对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和热力学特性进行了探讨。结果表明,PBMA/GMA-SiO2对Pb2+具有良好的吸附性能,其对Pb2+的饱和吸附量为423.84mg/g,吸附最佳pH=5~6,平衡时间为1 h,去除率随Pb2+初始质量浓度的减小而增加。优化实验条件下,50 mg吸附剂在298 K时,对pH=6的50 mL 0.02 g/L含Pb2+溶液的去除率高达100%。热力学和动力学过程模拟结果表明,吸附的动力学过程比较符合准二级动力学速率方程,Langmuir等温方程比Freundlich等温方程更适合于描述此吸附行为。颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤,但不是唯一的速率控制步骤。吸附剂经过5次脱附、吸附后,依然具有较强吸附Pb2+的能力。     

松果对废水中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)的吸附特性研究

以松果作为吸附剂进行了去除废水中Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附及解吸试验,研究了溶液pH值、吸附剂投加量、反应时间、溶液初始浓度对吸附效果的影响,以及不同pH值对达到吸附平衡的松果的解吸影响。结果表明:当pH值为5.0～5.5,Cu2+、Pb2+、Zn2+初始质量浓度约为25 mg/L时,吸附剂的最佳投加量分别为3、1.5、3 g/L,去除率分别为55.32%、86%、39.96%。3种重金属离子的吸附动力学方程符合Lagergren准二级动力学方程,R2均大于0.998。等温吸附研究表明:Freundlich方程能较好地描述Cu2+的等温吸附过程,Langmuir方程则能更好地描述Pb2+和Zn2+的吸附过程,用Langmuir方程拟合等温吸附数据得出松果对Cu2+、Pb2+、Zn2+的最大吸附量分别为9.10、31.65和9.60 mg/g。强酸是一种理想的Cu2+和Zn2+解吸剂。     

聚丙烯酸-丙烯酸钠钙基复合膨润土的制备及其对铅和氟离子的吸附

以钙基膨润土为主要原料,部分中和的丙烯酸为聚合单体,采用水溶液聚合法,制备了膨润土与未中和丙烯酸单体的质量比例为8:2的聚丙烯酸-丙烯酸钠钙基复合膨润土,并对其进行表征. 结果表明,单体插层在膨润土层间发生聚合反应,但未破坏钙基膨润土的片层结构. 复合膨润土产品对铅离子和氟离子具有良好的吸附和再生性能,吸附量优于钙基膨润土和文献报道的其他改性膨润土;0.5 g复合膨润土处理50 mL浓度为80 mg/L的Pb2+溶液和16.104 mg/L的F-溶液时,平衡吸附量和去除率分别为6.70 mg/g, 83.69%和1.01 mg/g, 62.95%. 复合膨润土对Pb2+和F-的平衡吸附分别符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程.