小球藻引发水中Cr（Ⅵ）的光化学还原研究

重点研究了在金属卤化物灯(λ≥365nm,250W)光照下由小球藻类引发水体中Cr(Ⅵ)的光化学还原反应,考察了小球藻浓度、光照时间Cr(Ⅵ)初始浓度及pH值在通N2的条件下对Cr(Ⅵ)还原的影响.结果表明:随着小球藻浓度的增大,Cr(Ⅵ)的还原速率及还原率均增大;随着小球藻浓度的增大,光照时间的增加,Cr(Ⅵ)的初始浓度降低以及溶液pH值的降低,Cr(Ⅵ)的光化学还原率逐步增大.当pH≥6时,Cr(Ⅵ)的光化学还原反应基本消失;当pH=4时,六价铬的浓度在0.4~1.0mg/L范围内,小球藻浓度对应的吸光度Aalga在0.025~0.180范围内,Cr(Ⅵ)的初始还原速率拟合方程为V0=kC00.1718A0al.5ga235.     

微波辅助球磨还原含Cr(Ⅵ)废水的研究

通过微波辅助球磨法还原含Cr(Ⅵ)废水及单因素法观察铁球质量的改变、还原铁粉量、pH值对还原Cr(Ⅵ)的影响.实验结果表明,球料比和还原铁粉量越大,pH值越小,Cr(Ⅵ)的还原速度越快.在中性溶液中,通过微波辅助球磨,能在55min内,将六价铬质量浓度从50mg/L还原到0.473 mg/L,产物经XRD和XPS检测为FeCr2O4;当pH=2时,将初始质量浓度为300mg/L的含Cr(Ⅵ)废水还原到0.5mg/L以下只需6min,所以采用微波辅助球磨装置能够高效处理含Cr(Ⅵ)的工业废水.     

黑曲霉分泌微生物絮凝剂的效果及其絮凝特性

为了降低黑曲霉分泌絮凝剂的培养成本,提高微生物絮凝剂活性和产量,优化了培养条件,获得该菌产絮凝剂的最佳培养条件为:初始pH 7条件下,25℃恒温培养48 h,此时制备的絮凝剂对高岭土絮凝率达到96%以上.利用红外光谱法分析絮凝剂成分,推断其主要由多糖、核酸和蛋白质构成.在此基础上研究微生物絮凝剂对污泥脱水和Cr(Ⅵ)还原能力,结果显示黑曲霉分泌的微生物絮凝剂对污泥脱水有良好效果,当其投加质量浓度为27mg/L时,污泥含水率从97.1%降至78.2%.微生物絮凝剂处理Cr(Ⅵ)溶液时,对低质量浓度Cr(Ⅵ)还原效果较好,在pH值1~5,还原能力均较高,对质量浓度为20 mg/L的Cr(Ⅵ)的还原率均大于99%.     

Ch-1菌还原碱性介质中Cr(Ⅵ)的反应动力学

通过研究Ch-1菌还原碱性介质中Cr(Ⅵ)过程Cr(Ⅵ)浓度的变化规律,确定初始pH值和细菌接种量对反应速率的影响,建立不同条件下的反应动力学方程,计算相应的反应表观活化能,得到了按细菌接种量划分的Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应控制区域图。研究结果表明:当初始pH值为8～10时,Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应速率基本相同,当pH<8和pH>10时,反应速率逐渐减小。Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应为零级反应,但细菌接种量减少,反应速率减小,反应表观活化能增大。细菌接种量分别为50%,30%,20%,10%和5%时对应的反应速率常数分别为57.521 1,51.630 6,45.976 4,24.002 5和7.326 5,表观活化能分别为6.89,14.75,19.24,33.54和72.52 kJ/mol;Cr(Ⅵ)的细菌还原反应随着细菌接种量的增加逐渐由内扩散控制区转入混合控制区,当细菌接种量减少至近9%时,转入化学反应控制区,并由此确定了Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件:温度为30℃,pH值10,细菌接种量为20%。     

利用氢基质生物膜反应器去除地下水中的Cr(Ⅵ)

采用氢基质生物膜反应器(hydrogen-based membrane biofilm reactor,MBfR)生物去除地下水中的Cr(Ⅵ).MBfR膜表面氢自养还原菌利用氢气作为电子供体,进行自养还原反应,使水中Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),形成沉淀而去除.通过培养生物膜、改变进水Cr(Ⅵ)质量浓度和氢分压,启动驯化120 d后Cr(Ⅵ)去除率达83%,NO3--N去除率高于99%.3种影响因素的试验研究表明:氢分压、NO3--N负荷和pH值对Cr(Ⅵ)的去除有影响.增加氢分压有利于Cr(Ⅵ)的去除;而NO3--N负荷的增加则导致Cr(Ⅵ)去除效率降低;Cr(Ⅵ)还原对pH值较为敏感,最佳pH值为7.0(最高去除率达78.2%),pH值小于7.0或大于8.0时都会造成去除率显著降低.试验表明,利用氢基质生物膜反应器处理含Cr(Ⅵ)以及NO3--N和Cr(Ⅵ)污染共存的地下水体具有一定应用潜力,关键控制因素有氢分压、NO3--N质量浓度和pH值.     

六价铬还原菌的筛选及其还原特性研究

从福州污水处理厂的活性污泥中筛选到一菌株,高效抗Cr(Ⅵ),能把水体中高毒的Cr(Ⅵ)还原成低毒的Cr(Ⅲ).研究了该菌的生长条件,探讨了pH值、温度、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、接种量及共存金属离子对Cr(Ⅵ)还原的影响.研究结果表明:该菌株为革兰氏阳性杆菌,有较强的还原Cr(Ⅵ)的能力;在有氧、pH8.0、温度30℃及5.0g/L葡萄糖的条件下,20mg/L的Cr(Ⅵ)可完全被还原;且Cr(Ⅵ)的还原不受共存重金属离子的影响.     

硫掺杂TiO2光催化处理模拟废水Cr(Ⅵ)和2-萘酚

采用自制的S/TiO2作为光催化剂,在可见光下进行光催化降解2-萘酚和还原Cr(Ⅵ)的实验.考察了S/TiO2投加量、2-萘酚初始浓度和pH值对2-萘酚降解光催化性能的影响及Cr(Ⅵ)～2-萘酚混合体系光催化反应的研究.结果表明:S/TiO2投加量为2.0 g/L,2-萘酚溶液初始浓度18.75 mg/L,pH值为6～7时2-萘酚光催化降解效果最好;混合体系中的2-萘酚的降解率及Cr(Ⅵ)还原率均较相应的单一体系高,Cr(Ⅵ)的还原与2-萘酚的氧化之间产生了协同效应.Cr(Ⅵ)和2-萘酚的光催化反应均为拟一级反应动力学.     

酒石酸化学改性松针粉对Cr(Ⅵ)的吸附性能

本文选用松针粉(PNP)为原料,通过酒石酸化学改性制备出了一种新型生物吸附材料(TA-PNP)。考察不同pH值、吸附反应时间和Cr(Ⅵ)溶液初始浓度等因素影响下,TA-PNP对Cr(Ⅵ)的吸附性能;并建立了动力学模型和等温线模型。实验结果表明:室温条件下,pH=2.0,吸附反应时间是60 min,Cr(Ⅵ)初始体积质量为750 mg/L时,TA-PNP对Cr(Ⅵ)吸附效果最佳。此外,TA-PNP吸附方式为化学吸附,颗粒内扩散模型表明总吸附反应速率为膜扩散和内扩散两者共同控制。TA-PNP对Cr(Ⅵ)的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附量为98.62 mg/g。     

铬渣NaCl浸出动力学

通过研究铬渣NaCl浸出过程中Cr(Ⅵ)浓度随时间的变化,建立该反应的动力学方程,确定初始pH值、振荡速度对反应速率常数的影响,并计算相应的反应表观活化能。结果表明,铬渣NaCl浸出过程为0.26级反应,反应速率常数为3.38×10-7 mol/(L.s);pH值和振荡速度增大,反应速率常数不断增大,CaCrO4溶解率增加,溶解速率加快;该反应的表观活化能为34.24 kJ/mol,Cr(Ⅵ)浸出速率受温度影响较大。     

改性锯末对含Cr(Ⅵ)废水的吸附性能研究

以氢氧化钾溶液浸泡制备改性锯末作为含Cr(Ⅵ)废水的吸附剂,用傅里叶红外光谱仪对改性前后锯末的化学性能进行分析.探讨了吸附剂投加量、Cr(Ⅵ)初始浓度、溶液初始pH值、吸附温度、吸附时间等因素对吸附效果的影响.实验证明:吸附剂对低浓度的含Cr(Ⅵ)废水的吸附效果较佳,在实验中溶液pH值对吸附效果的影响较大;吸附处理Cr(Ⅵ)的最佳条件为:吸附剂的投加量24g/L、Cr(Ⅵ)初始浓度25mg/L、溶液初始pH值为2,吸附温度50℃、吸附时间为2h,吸附率可达到98.73%;改性锯末对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学模型(R~2=0.9981);吸附过程可用Freundlich吸附等温线来描述;通过再生实验表明,改性锯末可进行解析再生.     

改性花生壳对重金属Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

为了解决处理含铬等重金属废水时成本高和效率低等问题,采用吸附法去除Cr(Ⅵ),筛选廉价且吸附性能较好的吸附剂成为研究中的热点问题.而纤维素类农作物废弃物是廉价吸附剂的重要来源,文中选用花生壳为吸附剂原料,采用盐酸对其表面进行酸化改性.考察了pH值、温度、Cr(Ⅵ)初始浓度、改性花生壳投加量和吸附时间对铬离子吸附效果的影响.结果表明,最佳吸附条件为pH=l,温度为50℃,铬离子浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为10 g/L,吸附时间为140 min.通过考察反应动力学过程,发现改性花生壳吸附符合准二级反应动力学方程,Freundlich等温吸附模型也能较好地描述改性花生壳对铬离子溶液的等温吸附过程.经过分析研究和实验验证,改性花生壳对吸附废水中的Cr(Ⅵ)是可行有效的.     

淀粉水热还原铬酸钠过程动力学研究

为避免传统氧化铬工艺所产生的含铬副产物对环境的污染,本文提出了用淀粉水热还原铬酸钠生产氧化铬的新工艺。在对水热还原过程的反应规律及反应机理进行分析的基础上,对淀粉水热还原铬酸钠过程的动力学进行了研究,调查了影响六价铬还原转化率的因素。结果表明,反应温度、反应物浓度和反应时间是主要因素。选择等温、恒容、不可逆反应动力学模型来描述其反应过程,其动力学方程为：r=-d［Cr(Ⅵ)］/dt=1.367×10¹³e^{-100.566×1000/RT}［Cr(Ⅵ)］［St］,即指前因子、表观活化能和总反应级数分别为1.367×10¹³L/(mol·h)、100.566kJ/mol和二级或拟二级。该反应属化学反应控制,对Cr（Ⅵ）和淀粉均表现为一级或拟一级。     

植酸改性黑曲霉菌对水中U(Ⅵ)的吸附试验研究

以黑曲霉和植酸为原料,制备了富含磷酸基团的黑曲霉改性材料。试验探讨了U(Ⅵ)的初始浓度,p H值、植酸与黑曲霉用量比、投加量等因素对植酸改性黑曲霉吸附U(Ⅵ)的影响。试验结果表明:在p H=5,投加量为0. 3 g/L,U(Ⅵ)初始浓度为5 mg/L,30℃的条件下,植酸改性黑曲霉菌对U(Ⅵ)的吸附量达到16. 19 mg/g,吸附时间90 min后趋于平衡。研究植酸改性黑曲霉对U(Ⅵ)的吸附行为规律,结果表明吸附等温线符合Langmuir等温模型,以单层吸附为主;动力学模型符合准二级动力学,吸附过程主要是化学吸附。扫描电镜(SEM-EDS)和红外光谱(FTIR)等手段分析植酸改性黑曲霉吸附U(Ⅵ)的机理,结果表明植酸成功引入黑曲霉表面,主要反应官能团为OH、PO3-4、CONH。     

改性黑木耳对重金属Cr(Ⅵ)的吸附影响因子研究

以盐酸为改性剂,对木耳进行改性制备吸附剂,用改性木耳吸附水溶液中的Cr(Ⅵ),考察了改性盐酸浓度、改性时间、改性温度、溶液pH值、吸附时间、温度等因素对改性木耳吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。结果表明,采用5%的盐酸在35℃的条件下改性20 h的木耳对Cr(Ⅵ)的吸附效果较好;当温度为30℃、Cr(Ⅵ)溶液初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0时,在改性木耳用量为2.5 g/L、吸附时间为300 min的条件下,Cr(Ⅵ)吸附量可达266 mg/kg;Lagergren一级动力学模型能很好的描述改性木耳吸附水溶液中的Cr(Ⅵ)的吸附动力学过程。     

零价纳米铁对水中Cr(VI)的吸附动力学研究

 为开发新型环境材料,改进治理技术以控制或修复污染水体中Cr(Ⅵ),采用NaBH₄还原Fe³⁺制备纳米级零价铁(NZVI).X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)测试表明,制备的纳米铁颗粒纯度高、粒径小、粒度均匀.以Cr(VI)为研究对象,批试验考查了溶液初始浓度、NZVI投加量、温度等条件对去除效果的影响,研究了NZVI对Cr(VI)的吸附动力学.结果表明,室温、pH值为6-7时,NZVI加入量为0.15g/L,水体中Cr(VI)浓度为30.0mg/L时,Cr(VI)最大吸附量为198.02mg/g,Cr(VI)在NZVI上的吸附符合准二级动力学方程.实验结果显示,纳米零价铁能快速去除水体中Cr(VI);溶液初始浓度、NZVI投加量等是影响Cr(VI)脱除的主要因素,Cr(VI)去除率随反应温度和NZVI投加量升高而升高,随初始浓度升高而降低.实验表明,该纳米铁在废水除铬领域具有较好的应用前景.     

基于PHREEQC程序的地下水Cr(Ⅵ)的亚铁还原去除研究

采用实验探究与程序模拟的双重方法考察地下水中含Cr(Ⅵ)的亚铁还原去除过程,考察pH、原料投量与共存阴离子对反应进程的影响,并运用PHREEQC 程序对实验结果的内在机制进行解释.结果表明:Fe(Ⅱ)还原去除Cr(Ⅵ)在碱性条件下可以获得较好的去除效果;同时投加的FeSO₄·7H₂O 与Cr的质量比在80∶1时,去除过程达到较经济有效的处理效果.其原因是不同的反应条件影响铬化合物形成的种类与饱和指数(SI),从而影响其去除效果.地下水中存在大量的共存阴离子,其中Cl-易与Cr(Ⅲ)形成不稳定复合物从而对反应进程产生抑制作用;SiO₂3- 因其在不同pH 条件下存在形式不同而对反应进程影响不同,在酸性与中性条件下产生抑制作用,在碱性条件下呈现促进作用.      

铝锆柱撑蒙脱石处理Cr(Ⅵ)废水的应用研究

比较了膨润土原土及铝锆柱撑蒙脱石处理Cr(Ⅵ )废水的性能 ,探讨了蒙脱石用量、Cr(Ⅵ )废水浓度、pH值等因素对膨润土吸附Cr(Ⅵ )实验的影响 .结果表明 :铝锆柱撑蒙脱石对Cr(Ⅵ )的吸附效果比原土有较大提高 ;Cr(Ⅵ )废水的pH值、膨润土用量对Cr(Ⅵ )吸附效率影响较大 .当pH =2 ,柱撑膨润土用量为 6g·L- 1 ,对浓度为 5 0mg·L- 1 Cr(Ⅵ )吸附率几乎达 10 0 % .铝锆柱撑蒙脱石应用于化工厂的铬渣浸出液中Cr(Ⅵ )的吸附效果显著 .铝锆柱撑蒙脱石对Cr(Ⅵ )的吸附包括表面物理吸附与层间离子化学吸附 .     

铁观音茶梗对废水中Cr(Ⅵ)的还原吸附

通过单因素实验,研究了铁观音茶梗作为一种新型吸附剂,将水体中毒性极强的重金属Cr(Ⅵ)还原为低毒性甚至无毒的Cr(Ⅲ)的去除效果。通过吸附等温模型和吸附动力学模型对试验参数进行拟合,并通过SEM、BET、FTIR、XPS等多种表征方法对吸附机理进行探讨。结果表明:茶梗粒径越大、投加量越多,pH≤11时,茶梗对Cr(Ⅵ)都有较高的去除率;且共存离子Ca(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)对茶梗还原吸附Cr(Ⅵ)的影响很小。吸附过程较好地符合Freundlich吸附等温模型和准二级动力学模型。一定条件下,铁观音茶梗、普洱茶茶梗、甲醛改性茶梗对Cr(Ⅵ)的去除效果优于活性炭。表征结果证明茶梗主要通过还原吸附作用去除水中的Cr(Ⅵ),羟基、氨基和酰基等活性基团参与了Cr(Ⅵ)的还原吸附。     

菠萝皮生物炭负载纳米零价铁去除水中的铬

以菠萝皮制成的生物炭为载体负载纳米零价铁(n ZVI)合成功能性生物炭(n ZVI/BC),采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等方法对材料进行表征,考察了p H和初始Cr(Ⅵ)浓度对Cr(Ⅵ)的去除率的影响,并对其机理进行研究。结果表明:n ZVI/BC对Cr(Ⅵ)的去除效率在p H=3时达到峰值90. 3%,而在p H=9时去除效率最低。吸附动力学实验数据符合准二级动力学(PSO)模型;当Cr(Ⅵ)的初始浓度由10 mg/L增加到30 mg/L时,速率常数由0. 466 0 min-1减小到0. 237 1 min-1,说明反应速率随着溶液Cr(Ⅵ)初始浓度的增大而减小。SEM图像显示n ZVI与生物炭的表面结合良好。反应前后的XRD和XPS分析表明,在反应过程中,n ZVI和Cr(Ⅵ)发生吸附,还原和共沉淀。因此,菠萝皮生物炭负载n ZVI可作为水中Cr(Ⅵ)去除的有效复合材料。     

土著微生物柱浸修复铬渣堆场土壤污染

采用柱浸试验研究土著微生物对铬渣堆场污染土壤中Cr(Ⅵ)的修复.通过单因素实验测定土壤初始Cr(Ⅵ)浓度、浸出液pH值及循环淋溶时间对修复效果的影响,结果表明：加入培养基能完全修复铬渣堆场污染土壤中水溶性Cr(Ⅵ),柱浸实验结束后,浸出液中Cr(Ⅵ)浓度由初始的700.3 mg/kg降低至检出限以下;土壤中初始Cr(Ⅵ)浓度越低修复效果越好;培养基最佳pH值范围为7.5~8.5;循环淋溶修复效果好于非循环柱浸修复,循环时间越长,修复效果越好,最佳循环时间为全天循环.