即时合成层状双氢氧化物处理酸性大红GR染料实验研究

印染废水是重要的工业污染源之一,研究新的印染废水脱色技术是水污染控制技术领域重要课题之一。以酸性大红GR为典型代表,初步研究了镁-铝盐水解共沉淀法即时合成层状双氢氧化物(LDH)处理阴离子型染料溶液的效果、影响因素和染料去除机理。结果表明,镁-铝盐水解共沉淀法即时合成LDH对酸性大红GR染料溶液有非常好的脱色效果,影响处理效果的主要因素是Mg/Al比和pH值。在pH值8.5~10.0,Mg/Al比2∶1~4∶1,都可以获得较好的净化效果,酸性大红GR染料浓度0.65 mmol/L时,染料去除率达99%。其净化机理是,当在染料溶液中投加Mg2 、Al2 溶解盐和NaOH时,Mg2 、Al3 水解共沉淀形成LDH的同时,染料阴离子以平衡LDH结构电荷的形式进入LDH结构层间,含有染料的LDH通过沉淀分离从溶液中去除。     

铁锰氧化物在碱性条件下对镉的吸附特征研究

实验研究了不同的pH值、初始离子浓度、矿物用量、温度以及时间等因素对针铁矿和软锰矿吸附镉的影响。结果表明:在pH值从酸性到近中性的范围内,两种氧化矿物对镉的吸附量增加较快,然后在碱性条件下吸附量保持着最大值;反应前后两种氧化矿物溶液的pH值均有不同程度的变化,其中针铁矿和软锰矿的临界pH值分别为8和6.5;两种矿物对镉的吸附在6 h左右达到了吸附平衡,吸附等温线都较好地符合Freundlich等温方程式;随着两种氧化物用量的增加,其吸附量也有增加;室温下,针铁矿和软锰矿对镉的吸附效果较好。     

天然锰钾矿处理印染废水实验研究

利用天然锰钾矿处理印染废水，讨论了介质pH值、样品用量、样品粒径、反应时间、光照和同存电解质等实验条件对活性艳红X—3B印染废水脱色速率的影响。处理了工业中常用的10种活性染料印染废水和华丰印染厂实际废水，大部分染料的脱色率达到了95％，处理后的华丰印染厂的CODcr和色度都达到了纺织染整工业废水排放一级标准，且天然锰钾矿可以被重复使用。锰的溶解情况研究结果表明，加入染料后，溶液中Mn(Ⅱ)的浓度大大提高，表明染料能将Mn(Ⅳ)还原为可溶的Mn(Ⅱ)，即染料与锰钾矿颗粒物界面发生了氧化还原反应，使染料的发色基团破坏而导致脱色。     

天然锰钾矿氧化降解水体中的苯胺研究

天然锰钾矿去除水体中苯胺的影响因素及其机制的研究表明，酸度是影响苯胺降解反应的主要因素，温度、振荡速度、矿物用量、矿物粒径及电介质浓度都不同程度地影响苯胺的降解；当介质pH值为3．0时，160～200目锰钾矿用量为10g／L、反应温度为25℃、振荡速度为200r／min、反应4h可以使50mL浓度为20mg／L的苯胺去除95％，达到工业废水一级排放标准；天然锰钾矿在酸性条件下具有强氧化性。可以使苯胺逐步降解为无机物质。以上结果都说明天然锰钾矿降解苯胺废水是一种经济有效的方法。     

天然锰钾矿氧化降解水体中苯酚实验研究

在酸性条件下进行了锰钾矿氧化降解水体中苯酚的实验研究，结果表明：室内自然光照和氧气环境不影响苯酚降解；反应溶液酸度越大，反应进行得越快；样品用量越多、粒径越小，越有利于降解反应；反应温度升高与振荡速度增大也有利于降解反应的进行；共存电解质氯化钠、氯化钙不影响降解反应，而磷酸钠与醋酸钠则不利于降解反应。当介质pH值为2、1，160～200目锰钾矿用量为10g／L，反应温度为25℃，振荡速度为200r／min，反应8h，对50mL浓度为100mg／L苯酚的降解率基本上达到100％，达到了工业排放标准。从反应产物初步推断，苯酚降解的实质是锰钾矿氧化降解作用，为处理苯酚废水增加了一种有效的方法，并拓宽了天然锰钾矿的开发应用前景。     

水钠锰矿氧化硫化物的过程与动力学研究

水钠锰矿是表生环境中常见的氧化锰矿物之一,影响土壤溶液中硫化物的迁移、转化和归趋。本文考察了酸性水钠锰矿氧化硫化钠溶液的反应过程,采用分光光度法、离子色谱法分析S2-及其氧化产物的浓度和变化趋势,用XRD、SEM表征酸性水钠锰矿粉末反应前后的晶体结构和微观形貌,探讨了温度、pH值、矿物用量对S2-氧化速率的影响。结果表明,S2-的氧化产物主要为单质S,其氧化速率符合准一级动力学规律,且氧化速率随着温度升高、pH值降低和矿物用量增加而增大;酸性水钠锰矿首先被还原生成Mn(OH)2,Mn(OH)2在空气中与O2作用转化成Mn3O4,Mn3O4可进一步转化生成MnOOH。     

天然金红石光催化降解藏红T实验研究

以低压汞灯为光源研究了天然金红石悬浆体系中藏红T的脱色条件及其光催化反应动力学，讨论了溶液初始pH值、催化剂投入量、光强、气流量、催化剂粒径、反应气氛等实验条件对藏红T脱色速率的影响，阐述了实验过程中无机离子的生成情况。结果表明，该反应基本上符合一级反应动力学；在酸性条件下尤其是当溶液初始pH值为2．5时，藏红T的脱色速率要比在碱性和中性条件下快得多；增加光强度能较大地提高反应的降解速率；催化剂最佳投入量为1．3g／L；在氧化气氛下该反应比在非氧化气氛快得多；通入气体的流量在40L／h最合适；反应溶液中有氯离子溶出说明有机物中的含氯部分被降解。本研究为光催化作用降解有机污染物提供了新的途径。     

Fe2O3-TiO2复合光催化剂的制备及其对染料酸性大红降解的光催化活性研究

以氧化铁红粉末为载体,钛酸四丁酯为前驱体,无水乙醇为溶剂,制备了Fe2O3-TiO2光催化剂。用XRD、TEM等对催化剂的物相、形貌进行了表征,并通过对酸性大红GR染料废水进行光催化降解实验,研究了催化剂的投加量、光照时间以及起始浓度、pH值、回收方法及催化剂重复使用次数对酸性大红染料废水光降解作用的影响。实验结果表明,氧化铁红粉末负载TiO2催化剂有很好的吸附和光催化性能,并可以多次回收重复使用,在投加量为0.4g/L的条件下,光催化效果最好,1h后的脱色率可达95%以上。     

海洋铁锰结核对次甲基蓝的氧化性脱色

利用锰氧化物具有高的吸附与氧化还原化学活性的特点,研究了采自东太平洋的铁锰结核对阳离子染料次甲基蓝氧化性脱色特征。结果表明,铁锰结核表面的非均相氧化是次甲基蓝脱色的主要机制。在通常的染料废水浓度范围内,铁锰结核可有效地对次甲基蓝染料废水氧化脱色。随染料浓度降低,铁锰结核投放量增加和粒度减小,次甲基蓝的脱色率明显提高。次甲基蓝的矿化程度(TOC去除率)较高,但仍低于脱色率。pH对次甲基蓝脱色的影响主要体现在对表面配位体形成和对体系还原电位的影响,当pH<4.0时,脱色率随酸度的增加明显提高;当pH在4.0~10.0时,溶液pH值对脱色率影响有限。在铁锰结核连续循环体系中,溶解Mn2 浓度和pH的增加是脱色率不断下降的主要原因。     

掺铁-TiO2/膨润土复合光催化材料制备及性能

采用酸性溶胶法制备掺铁-TiO₂/膨润土复合光催化剂,利用XRD﹑IR等测试手段对其进行了表征。通过测试甲基橙溶液的脱色率和COD去除率对复合光催化剂的光催化活性进行了评价。结果表明,该催化剂有较高的催化氧化性能,在太阳光照射下,对pH=4﹑质量浓度为20 mg/L的甲基橙溶液进行降解时,其脱色率可达95%以上,COD去除率可达85%以上。该催化剂在经过200℃焙烧活化2.5 h后可多次重复利用。     

含方解石铜矿石微生物氧化作用的实验研究

矿山固体废物中硫化物经微生物作用形成的酸性矿山排水及其引起的重金属污染是备受关注的环境问题,而岩石和矿石中的方解石能够影响酸性矿山排水的生成和迁移。为了考察方解石对硫化物-微生物氧化作用的影响,开展了系统的模拟实验,利用ICP-AES、XRD、XRF等分析手段,测定了实验溶液的pH值、Eh值、离子浓度和次生沉淀成分。结果表明,在无方解石或方解石含量低时,黄铜矿的微生物氧化过程中,pH值下降、Eh值上升,有多种重金属离子进入溶液,并生成大量黄钾铁矾、自然硫等次生沉淀。添加过量方解石能有效中和氧化过程产生的酸并能显著抑制氧化菌的活动。因此通过添加碳酸盐矿物的方法可使溶液pH调节至微碱性,降低微生物的活性、阻滞铜矿石的氧化,能够有效降低重金属的释放。     

水滑石对水溶性染料活性深蓝ST-2GLN脱色性能研究

研究了水滑石(LDH)及其焙烧产物(LDO)吸附脱除水溶液中活性深蓝ST-2GLN的性能。考察了pH值、吸附剂投加量、时间等因素对吸附的影响。结果表明:LDH及LDO对活性深蓝ST-2GLN染料具有良好的脱除效果,室温下,1 g/L的LDH和0.5 g/L的LDO对浓度为100 mg/L的染料的脱色率分别达到96.11%和98.58%。pH值是影响吸附能力的关键因素,吸附剂对溶液pH值有一定缓冲作用。LDH及LDO对活性深蓝ST-2GLN吸附结果均符合Langmuir吸附等温式。饱和吸附后的LDH用高温热解法再生,再生产物吸附性能良好,随再生次数增多,脱色率下降。     

保险粉-H2O2对棉布脱色的实验研究

常用的次氯酸脱色法是在酸性条件下用次氯酸或次氯酸钠对棉布进行处理。实验研究用保险粉-H2O2多段脱色法对棉布进行脱色。保险粉处理段是在保险粉溶液中添加NaHCO3作缓冲剂，加热沸腾40min对棉布进行处理，H2O2则是在碱性H2O2溶液中，添加NaSiO3作添加剂，使棉布加热沸腾30min。与次氯酸脱色法相比，不仅脱色后的棉布强度没有减弱，而且脱色效果能达到或接近次氯酸法的脱色效果。同时脱色后的废水中不含有机氯化物，避免了致癌物质的产生。     

结晶膜蒸馏处理吸收炼矿烟气酸性废水的研究

采用天然碳酸钙中和烟气吸收酸性废水,研究中空纤维结晶膜蒸馏技术对中和后废水处理的效果。考察了料液温度、起始浓度、流速、pH值等因素对膜通量的影响。在选定的条件下对水样进行连续膜蒸馏处理。结果表明,在料液温度50℃,料液速度为18.5mL/min,pH值为7,运行18h后,浓缩溶液开始出现结晶,结晶效果较好。截留率均接近100%。     

黄铁矿净化水中低浓度磷

以产自安徽铜陵新桥矿的黄铁矿为典型样品,研究黄铁矿对磷的吸附作用。静态实验考察黄铁矿粒度、固液比、pH值、离子强度、温度、吸附时间等因素对黄铁矿去除磷效果的影响,XPS和FE-SEM研究吸附磷后黄铁矿颗粒表面形貌和成分特征。结果表明：黄铁矿粒径越小（50～180目）,去除磷效率越高（9.3%～90.7%）;提高固液比（0.2～2 g/L）,磷的去除率增加（6.5%～97.1%）;在pH值3～9.65范围内黄铁矿对磷都有很好的去除效率（95%以上）;NO3-对磷的去除效果表现为微弱的促进作用,Cl-有微弱的抑制作用,溶液中SO42-、HCO3-对黄铁矿吸附磷表现出较强的抑制作用。温度对黄铁矿吸附效率基本没有影响。黄铁矿对磷吸附动态实验表明除磷效率在16 h后接近最大值。除磷作用机理是黄铁矿表面缓慢氧化产生的三价铁对磷的化学吸附。成果表明黄铁矿用于净化污水中低浓度磷具有很大的潜力。     

膨润土基多孔材料在染液脱色处理中的应用

本文研制了成型化的膨润土基多孔粘土材料，应用于染液废水的脱色处理。初步探讨了该材料对染料阳离子红X－GRL、直接大红FαG和次甲基蓝的脱色作用及其影响因素。结果表明，该多孔材料对染液具有良好的脱色效果，用于染料阳离子红X－GRL的脱色可以多次再生循环使用。     

坡缕石对Zn^2＋的吸附性能及吸附工艺条件优化研究

从坡缕石粘土提纯人手，进行了坡缕石吸附Zn^2 的实验研究，结果表明坡缕石对水中Zn^2 的吸附性能主要受振荡速度、吸附时间、溶液pH值、吸附剂用量等因素影响，30℃时坡缕石对Zn^2 的等温吸附曲线同时符合Langmuir方程和BET方程。在本实验条件下，坡缕石对水中的Zn^2 (20mL，Zn^2 浓度均为50mg／L)的最佳吸附工艺条件为：振荡速度150r／min，吸附时间120min，吸附剂用量0．120g，溶液pH为6．2，此条件下去除率达到T95．5％。     

酸碱环境下红层软岩泥质页岩的崩解特性试验研究

为了研究酸碱环境对泥质页岩崩解特性的影响,分别对同一风化程度的泥质页岩进行了不同pH溶液中的静态崩解试验和耐崩解试验,得到了pH值变化对泥质页岩崩解的影响规律。结果表明:pH值对泥质页岩的崩解性影响较大,pH值越小的泥质页岩的崩解性越强。崩解物的耐崩解指数随着崩解物粒径减小而增大,随着pH值的减小而减小,酸性条件对泥质页岩耐崩解性的作用效果更明显。     

铁锰氧化物对苯酚氧化降解的实验研究

为了考察铁锰氧化物对酚类污染物的氧化降解能力,采用天然以及合成的铁锰氧化物对苯酚的氧化降解进行对比实验研究。土壤中铁锰氧化物样品分别为天然针铁矿及氧化锰,合成铁锰氧化物样品分别为合成针铁矿及软锰矿。结果表明：苯酚与铁锰氧化物发生氧化还原作用时,还可能与土壤中杂质发生吸附等作用;铁锰氧化物还原反应强度随着反应介质pH值的升高而迅速下降;可用零级反应动力学方程拟合铁氧化物还原溶解反应,针铁矿溶解反应的强度与介质的pH值呈负相关关系;天然针铁矿对酚类污染物的氧化降解能力明显高于合成针铁矿,pH值对天然针铁矿溶解反应影响较大;可用一级指数衰减方程拟合锰氧化物还原溶解反应,锰氧化物溶解反应的强度与介质的pH值呈指数衰减关系;pH值对软锰矿还原溶解反应的影响大于对土壤中氧化锰的影响,pH值越小,影响越显著;对比pH值对铁和锰还原作用的影响发现,在pH=6.5时,锰氧化物仍有较强的氧化性能。     

Fe/Al交联改性膨润土(MB)对偶氮染料的脱色研究

以铁铝双金属离子低聚物为交联剂,制备了Fe/Al交联改性膨润土(MB),用于处理含偶氮染料的废水。通过改变吸附时间、pH和甲基橙废水浓度及掺加共存无机阴离子等因素,研究了MB对甲基橙的脱色效果。结果表明,改性后的膨润土吸附能力显著增强,对甲基橙有较好的吸附脱色性能。当材料用量0.0200 g,处理甲基橙废水20 mL,废水pH值小于4,处理时间2 h,甲基橙的脱色率可达95%。其吸附甲基橙的过程符合Fre-undlich等温吸附模式,对甲基橙的最大饱和吸附容量为384 mg/g。我国膨润土储量大、价格低,以Fe/Al交联剂为改性剂对天然膨润土进行了改性,得到的MB材料是一类很好的环境友好型吸附剂。