硫酸盐还原菌SRB除砷的影响因素

环境中砷的存在往往对人类健康产生不利影响,从而一直受到人们的广泛关注。在厌氧条件下硫酸盐还原菌(SRB)利用有机物还原硫酸根生成硫化物,进一步通过硫化物与溶液中砷反应产生沉淀从而实现砷的最终去除。为了探讨不同因素对SRB除砷的影响,该实验研究了在不同初始pH值、碳源和初始砷浓度条件下的SRB活性及其对砷的去除效果。提取在UASB反应器中长期驯化的富含SRB的厌氧污泥进行批次实验。研究表明,在选取乳酸、乙酸、葡萄糖作为不同外加碳源的对比实验中,微生物利用乳酸作为基质反应相对缓慢(COD分解速率低),SRB具有较高的反应活性(对硫酸根去除率最高),同时保持较好的砷去除率(大约60%);SRB利用不同有机物反应过程中产生碱度导致系统内pH逐渐升高,其中以乳酸作为碳源时系统内pH升高到8.5左右;随着初始pH的升高,砷的去除效果降低,硫化砷沉淀在弱酸性条件下更易稳定存在;随着初始砷浓度的增加,SRB的活性受到抑制,当初始砷浓度达到40 mg·L~(-1)时,SRB基本失去反应活性;利用驯化污泥除砷过程中,部分砷价态发生了变化。     

铜氰溶液的电子束辐照降解

研究了铜氰溶液中总氰初始浓度、pH、铜浓度等对总氰降解效率的影响,比较了KCN溶液和铜氰溶液的总氰降解率,初步推断了铜氰溶液在辐照过程中的降解机制.实验结果表明,在同样的辐照剂量下,随着总氰初始浓度的增加,总氰降解率降低,相应的总氰降解G值增大;铜浓度越低,总氰降解率越高;pH越小的铜氰溶液总氰降解率越高.电子束辐照KCN溶液和铜氰溶液的总氰降解反应属于表观一级反应.在相同的辐照剂量下,KCN溶液的总氰降解率比铜氰溶液要高得多.铜氰溶液的电子束辐照降解过程非常复杂,主要是铜氰络合离子逐步离解出的CN-与·OH的反应.     

膜电解法从模拟酸性蚀刻废液中回收铜粉

酸性蚀刻废液是一种印制电路板制作过程中产生的强酸、高铜的工业废水,对其回收利用具有较高的经济价值。采用膜电解法处理模拟酸性蚀刻废液,在阴极区回收铜粉。研究了铜粉的形成条件,考察了阴极液铜浓度、温度和电流密度对阴极电流效率的影响。结果表明,阴极液的铜浓度在20~25 g/L,温度为45~50℃,电流密度在11~12 A/dm2,阴极的电流效率最高。随着阴极液酸度的增加,铜粉的纯度提高,但阴极电效会降低。为保证较高的铜粉纯度及阴极电效,阴极液的酸度在0.32~0.36 mol/L为宜。     

利用废旧线路板回收金属富集体再造超细铜粉

实验以氨性溶液溶浸废线路板中回收的金属富集体产出高浓度含铜浸出液作为电解原液,采用电沉积法循环再造超细铜粉。主要考察了电沉积过程中硫酸浓度、电流密度、电沉积时间和电沉积温度等条件对超细铜粉回收率的影响。实验结果表明,在硫酸浓度为12 g/L,电流密度为4 A/dm2,电沉积时间3 h,溶液温度为40℃的条件下,电沉积超细铜粉的回收率超过97%,所得铜粉的树枝状形貌完整,纯度高,粒径小,约为3～6μm。     

废弃液晶显示器中铟的溴化法浸出研究

液晶显示器(LCD)是电视、电脑和手机等电子产品的重要部件,资源化回收所含的稀有金属铟具有重要意义。结果表明:(1)采用溴化法浸出LCD中的铟,在采用Br2、溴化钠及硫酸质量浓度分别为20、16、55.2g/L的溴水浸出剂、浸出时间3h、温度50℃的条件下,铟浸出率可达99.2%。(2)采用双极室阴离子膜电解槽电解回收Br2,当电解电压为1.8V、电解时间为300min时,采用四氯化碳对浸出液中未参加反应的Br2进行萃取回收,Br2的回收率为83.5%;电解阴极液中的Fe3+被还原为Fe2+以达到屏蔽目的,电解240min后Fe2+生成量达1 801mg/L,转化率为90.9%。(3)采用氢氧化钠沉淀法粗提取铟,当pH为4.78时,沉淀物的主要成分为In(OH)3,滤渣中In3+占总金属离子质量的47.9%,铟的回收率为94.8%。     

Fe(0)-EDTA-空气体系降解活性黑染料废水

利用Fe(0)-EDTA-空气(ZEA)体系处理活性黑模拟染料废水。考察了活性黑初始浓度、反应温度、EDTA浓度和溶液酸度对降解效果的影响,用紫外可见吸收光谱检测了染料的降解过程。结果表明,Fe(0)-EDTA混合物在室温常压下,能够活化空气中的氧分子,进而使染料快速降解,升高温度和增加溶液酸度均能提高降解率。在pH为5.35,活性黑初始浓度为25 mg/L,EDTA浓度为0.1 mmol/L,Fe粉用量0.20 g,温度25℃时,脱色率达到95.60%,符合1级反应动力学。     

矿区含砷尾矿及废渣稳定化研究

通过"硫酸-硝酸法"浸出实验,以砷的浸出浓度为控制指标,选用Fe Cl2为稳定药剂,对矿区砷渣进行药剂稳定化研究。考察Fe/As摩尔比、p H值、粒度、温度及稳定时间对砷浸出浓度的影响,通过研究稳定化前后砷形态的变化,探讨重金属迁移转化规律。结果表明:砷浸出浓度随Fe Cl2投加量增加而降低,当Fe/As摩尔比为1,p H=6.5~7.5时,常温下稳定化1 h后,砷浸出浓度低于2.5 mg/L且基本达到稳定,达到《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2001)的入场要求;随反应温度升高,砷浸出浓度略有升高;矿渣稳定化处理后,砷从生物有效性高和毒性大的形态逐渐转化为毒性小、稳定性强的形态,但矿物组成和化学组成不同,砷形态的迁移转化也略有不同。     

载铁活性炭烧结滤芯的制备及其除砷性能

为实现高砷地下水分布区居民饮用水高效除砷,通过氧化法对椰壳活性炭进行载铁改性处理,采用成型活性炭烧结加工工艺,制备高效除砷滤芯。结果表明:所制得的长度为25.4 cm的除砷滤芯可将初始浓度为500μg·L~(-1)的高砷水,以1 L·min~(-1)的流量过滤处理为砷含量在10μg·L~(-1)以下的安全饮用水,使用寿命达260 L,相对于普通活性炭烧结滤芯,使用寿命提高了4倍;通过SEM和EDS分析,改性处理后的活性炭表面负载了铁的氧化物,导致其对砷的吸附能力提高了50%;同时滤芯加工过程中的高压处理使得载铁活性炭颗粒之间呈片状紧密堆叠在一起,含砷溶液透过致密活性炭层中的5～20μm孔隙时,溶液中的砷与活性炭及铁的氧化物接触而被吸附去除。该滤芯可应用于高砷地下水分布区居民家庭分散式净水除砷。     

水环境中腐殖酸与镉离子结合作用的影响因素

通过测定不同化学条件下腐殖酸与镉离子作用后的游离态镉离子浓度及其结合率,研究各因素对腐殖酸与镉离子作用的影响。研究结果表明,pH值、离子强度、投加镉离子总浓度、腐殖酸浓度和反应温度均影响腐殖酸与镉离子的结合。pH值在4.5~6.5范围内,随pH值升高,腐殖酸与Cd²⁺的结合率增大,游离态Cd²⁺浓度减少。溶液的离子强度增大对结合反应有抑制作用。投加Cd²⁺总浓度的增大会导致结合态Cd²⁺浓度和游离态Cd²⁺浓度逐渐增加,而其结合率逐渐减小。腐殖酸浓度逐渐增大,使Cd²⁺和腐殖酸的结合率逐渐增大。在20℃~50℃范围内时,随反应温度升高,游离态Cd²⁺浓度逐渐减小,其结合率逐渐增加。     

气升式反应器中微生物烟气脱硫研究

基于微生物酸性铁溶液烟气脱硫特性,实验构建了一套内循环气升式反应器.在反应器中,利用处于对数生长期的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)酸性铁溶液进行了模拟烟道气SO2脱除实验研究.为寻求高脱硫率,实验研究了铁离子浓度、入口氧含量、细菌数和pH值的变化对脱硫率的影响.考察了反应液中Fe(Ⅱ)离子浓度的变化规律.实验表明,含T.f菌酸性铁溶液的脱硫效果较高;Fe离子浓度在7.67 g/L左右时脱硫率最佳;入口气中氧含量、反应液中细菌数和pH值越高,反应液的脱硫率也就越高.反应液中的Fe(Ⅱ)离子浓度是一先扬后抑的变化过程.     

改性纤维素吸附剂的合成及其对铜离子的吸附

建立了一种简单方便的纤维素改性的固相合成方法。采用普遍廉价的滤纸作为原料,用固相合成法将预处理后的滤纸纤维经琥珀酸酐进行酯化改性,制备成新型的纤维素吸附剂,通过质量增比、扫描电镜、傅里叶红外光谱仪和X射线衍射仪对制备的吸附剂进行了分析表征,并且探究了离子初始浓度、溶液p H和吸附时间对改性纤维素吸附铜离子的影响。结果表明,在室温下初始离子浓度为1 000 mg/L,离子溶液体积为50 m L,加入0.1 g纤维改性剂,p H为4.0~5.0,吸附平衡时间为50 min时,滤纸纤维改性后最大吸附铜离子质量可达470 mg/g,铜离子去除率达到94%。     

US/Zn~0体系降解水中的对硝基苯甲酸

为高效去除水体中的对硝基苯甲酸、开发新型水处理技术,提出以超声与单质锌联用降解水中的对硝基苯甲酸。考察了锌投加量、溶液初始pH、声功率及溶液初始浓度对拟一级反应速率常数(k0US/Zn)的影响,比较了US、Zn0和US/Zn03体系下的降解常数,并对US/Zn0体系的降解机理进行了初探。结果表明,以上4种因素对k0US/Zn均有很大影响,k0US/Zn分别在溶液初始pH为5、声功率为120 W、溶液初始浓度为0.04 mmol/L时达到最大值,且随着锌投加量的增加而增加。超声与单质锌在降解对硝基苯甲酸的过程中存在很好的协同作用,在最优条件下,k0US/Zn=0.052 min-1,分别是单独超声降解及单独锌降解的21.5倍和2.53倍。在联用体系中,主要是依靠OH·氧化及单质锌还原的相互加强来去除对硝基苯甲酸。     

改性锰矿的除砷性能研究

利用共沉淀—煅烧法对天然锰矿进行改性,研究了铁锰摩尔比(Fe/Mn)、pH、温度、共存离子对改性锰矿除砷效果的影响。采用X射线荧光光谱(XRF)、傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)对其进行表征,探究改性锰矿除砷机理。结果表明:(1)Fe/Mn为12∶1时对As(Ⅲ)有最大去除率(88.63%),4∶1时对As(Ⅴ)有最大去除率(84.25%)。(2)弱酸性、中性及弱碱性的溶液反应环境有助于改性锰矿对砷的吸附。(3)Ca~(2+)促进砷吸附,HCO_3~-抑制砷吸附。(4)改性锰矿对砷的吸附过程符合Langmuir吸附等温方程和二级动力学方程。(5)可利用Na_2CO_3溶液对改性锰矿进行再生解吸,再生5次后的改性锰矿对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除率分别为81.27%、75.99%。     

次氯酸钠-溴离子体系氧化水中的扑热息痛

扑热息痛是一种非甾体抗炎药,本文研究了次氯酸钠-溴离子体系对扑热息痛的氧化降解。为了对比次氯酸钠和次氯酸钠-溴离子体系对水中扑热息痛的氧化降解作用,进行了两种氧化体系的对比研究。结果表明,次氯酸钠-溴离子体系对扑热息痛的氧化反应速率明显快于次氯酸钠体系,且加入的溴离子浓度越大反应速率越快。次氯酸钠体系、次氯酸钠-溴离子体系中TOC的去除率都显著滞后于扑热息痛降解率,表明两体系都产生了比扑热息痛更难降解的中间产物,次氯酸钠-溴离子体系中TOC的去除率略高于次氯酸钠体系。pH值对次氯酸钠-溴离子体系的反应速率有影响,pH值越低速率越快。扑热息痛的初始浓度对氧化反应有影响,初始浓度越低的氧化降解率越高,达到平衡降解率的时间越短。     

冷原子汞吸收法间接测定痕量砷的探讨

本文探索了用冷原子汞吸收法间接测定痕量砷的新方法。它是基于砷酸被硼氢化钠还原为胂,胂再把相应量的汞离子还原为原子态的汞,然后用测汞仪表测定汞蒸汽的浓度。在一定的实验条件下,由测汞仪上读得的吸光度与样品液中的含砷量成正比。主要反应式如下:     

工业糖浆处理地下水中六价铬的实验研究

利用廉价工业糖浆还原水中的六价铬,研究了反应初始pH、温度、工业糖浆浓度、地下水常见溶解性离子、地下水介质等因素对反应的影响。结果表明,工业糖浆还原六价铬的反应符合一级反应动力学模型。较低的初始pH、较高的工业糖浆浓度和温度对反应均有促进作用;由于地下水介质对工业糖浆具有吸附作用导致工业糖浆损失不利于反应,而地下水常见溶解性离子对反应的影响不大。     

共存离子对EK/PRB联合修复砷污染土壤的影响

以砷含量为500 mg·kg~(-1)的模拟土壤为研究对象,采用电动/渗透性反应格栅(EK/PRB)联合技术对土壤中的砷进行去除。研究土壤共存离子Fe~(3+)、Ca~(2+)、Al~(3+)、HCO_3~-、NO_3~-和PO_4~(3-)等的影响下电流密度、土壤pH分布、砷残余量的变化,重点研究土壤中不同形态砷之间的迁移转化规律。结果表明:添加共存离子后,土壤砷残余量增加,去除效率降低,由68%降低到41%;土壤电流密度变化幅度增加,由3 mA·cm~(-2)在24 h后升高到9.5 mA·cm~(-2),然后在12 h内迅速下降,最后稳定在0.6 mA·cm~(-2);pH变化幅度增加,变化趋势未发生变化,均是靠近阴极侧呈碱性,靠近阳极侧呈酸性;土壤中砷残渣态由11.98%升高到39.81%,残渣态的升高是土壤中砷去除率降低的原因。     

绿色合成纳米铁去除水中铬离子

以桉树叶提取液作为还原剂和稳定剂,绿色合成纳米铁(EL-Fe NPs),用于去除水体中的铬离子。通过SEM、XRD、FT-IR等技术方法对绿色合成的纳米铁去除铬离子反应前后的微观结构进行表征和分析,观察其反应前后的形态结构。主要探究了p H、Cr(VI)溶液初始浓度、EL-Fe NPs投加量和反应温度等因素对EL-Fe NPs去除铬离子效果的影响,研究其吸附动力学并且进行了EL-Fe NPs重复利用实验。实验结果表明:降低溶液初始p H值、升高温度均能提高铬离子的去除率;在铬离子初始浓度10 mg·L~(-1),EL-Fe NPs投加量1 g·L~(-1),初始p H=6,反应温度298 K条件下,铬离子的去除率能达到77.2%,其去除过程符合伪一级动力学,反应表观活化能为28.23 k J·mo L~(-1),表明其为化学控制过程;EL-Fe NPs在重复使用3次之后,铬离子去除率仍能达到35.2%。     

饮用水除砷材料吸附特性及影响因素分析

采用活性氧化铝、零价铁粉和载铁沸石作为吸附剂,通过静态吸附实验,研究3种饮用水除砷材料的吸附特性及影响因素。结果表明,在pH值为6.5,砷浓度为1 mg/L,投加量为2 g/L,25℃恒温的条件下,活性氧化铝、零价铁粉和载铁沸石分别在90 min、150 min和90 min达到吸附平衡状态,均较好符合langmuir等温吸附模型,对砷的最大吸附容量依次为7.3、3.3和3.9 mg/g。pH值和竞争性阴离子对砷的去除均有显著影响。降低溶液pH值能明显提高3种材料的除砷效率;水中磷酸根离子的存在,能够明显降低活性氧化铝和零价铁粉的除砷效率;水中硅酸根离子的存在,能够明显降低零价铁粉和载铁沸石的除砷效率。     

砷污染土壤柠檬酸萃取修复技术研究

伴随着砷工业的发展,含砷化学品引发的重大环境污染事故时有发生。一般砷污染事件发生后,土壤是其最直接的受害者,有必要寻找一种快速且行之有效的方法对砷污染土壤进行控制修复。针对此问题,通过实验探讨了柠檬酸萃取修复砷污染土壤的效果,研究了柠檬酸浓度、液土比、萃取时间及土壤共存离子对柠檬酸萃取砷的效果的影响,为砷污染土壤的治理提供依据。结果表明,柠檬酸是一种高效的砷萃取剂;随着柠檬酸浓度、液土比、萃取时间的增加,砷的萃取率均有所升高;当柠檬酸摩尔浓度为0.25 mol/L、液土比为20 mL/g、萃取时间为21 h时,柠檬酸对砷的萃取率达到最高值(70.58%);土壤中共存的PO43-、Zn2+、Fe2+,由于其竞争作用,能使柠檬酸对砷的萃取率降低。