由生产高锰酸钾过程中产生的锰泥制取碳酸锰

本文提出了用轧钢废酸处理高锰酸钾生产过程中产生的废渣—锰泥—制取工业级碳酸锰的方法。其流程可分为三段:(1)还原浸出与沉铁;(2)浸出液的净化;(3)工业级碳酸锰的制备。 在第一段中,只要控制好轧钢废酸中的[H~+]/[Fe~(2+)]比就可使浸出、沉铁同时进行,使沉铁的碱用量大大减少,加Na_2S除去浸出除铁液中其它重金属。用NH_4HCO_3制取MnCO_3避免水中Ca~(2+)带入MnCO_3。所得碳酸锰符合工业级碳酸锰部颁标准的要求。     

疏浚泥浆的混凝沉降特性及絮体形态

疏浚工程中会产生大量的疏浚泥浆,其浓度低、颗粒细小、长期悬浮难以沉降,占用大量土地。利用聚丙烯酰胺(PAM)为混凝剂加速泥浆泥水分离,通过沉降界面高度、沉降速率及沉降后上覆水的浊度,确定混凝剂的最佳投加量,利用激光粒度仪和显微镜对絮体粒径及絮体形态进行分析,探究疏浚泥浆的混凝沉降特性及混凝机制,并提出混凝沉降模式。结果表明,在PAM作用下,疏浚泥浆在高混合强度、短时间内即形成较大、较密实的絮体,5 min内基本处于沉降稳定状态;PAM最佳投加量与泥浆含固量有关,为0.8wt%,此时沉降高度最高、沉降速度最快、上覆水浊度最低、絮体粒径基本保持不变、絮体分形维数为最大值。疏浚泥浆的混凝沉降过程经历快速沉降、缓慢沉降、稳定三个阶段,即絮团的沉降、压缩、自重固结过程。     

三峡库区细颗粒泥沙絮凝的试验研究

在三峡库区的忠县和奉节河段实施现场测量,并对床沙取样开展絮凝和非絮沉降的室内试验.库区悬移质和床沙的中值粒径均为0.01mm,且淤积物为浮泥和类似絮凝结构,表明絮凝可能发生.含沙量垂线分布在小流速时比Rouse公式不均匀,说明实际的泥沙沉速较大,且实测的泥沙沉速约是Stokes沉速的10倍,证明库区存在絮凝.非絮凝沉降试验时泥沙沉速约为0.033mm/s,而絮凝沉降试验中观测到絮凝结构,沉速约为0.3mm/s,是非絮凝沉速的9倍左右.由Stokes公式推算三峡库区最大絮团粒径约为80μm.     

固定床阳离子交换器逆流再生试验

我厂脱盐水原有φ1974毫米总高4476毫米固定床阳离子交换器三台,阴离子交换器三台,混合床二台,脱碳器一台,日制水量为1500—2000吨,主要供造纸车间生产电容器纸用,该套设备自从1964年投入运行以来,一直沿用传统的顺流再生法,虽然对再生时多余的废酸进行回收应用,但每年仍须消耗大量酸、碱,据72年统计,阳离子交换器全年再生耗用盐酸194.08吨(折合31%工业盐酸627吨),阴离子交换器全年再生消耗烧碱81.33吨(折合30%液碱271吨),阳床出水钠离子含量一般在230—115μg/l(不使用废酸时为166—761μg/l),     

α-Bi_2O_3/TiO_2纳米粒子的制备及其光催化性能的研究

采用两步水热法合成了α-Bi2O3/TiO_2纳米粒子,利用透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见固体漫反射光谱(DRS)对其进行了表征,以罗丹明B(Rh B)为模型污染物评价了其光催化活性,结果表明:在模拟可见光源的照射下,α-Bi2O3/TiO_2比α-Bi2O3、TiO_2单体具有更好地光催化活性,当α-Bi_2O_3与TiO_2的摩尔比为1︰5时复合纳米粒子的光催化活性最佳,光照150 min降解率为98.5%.经过3次循环利用,α-Bi2O3/TiO_2纳米粒子具有较好的稳定性.     

微米级浓悬浮体系中粒子的沉降稳定性及其表征方法

以具有机电耦合效应的磁性粒子浓悬浮溶液体系为例,讨论微米级粒子在悬浮体系中的沉降稳定性及其表征方法。实验结果表明,在微米级磁性粒子浓悬浮体系中加入一定量纳米粒子,不但能增强其磁流变效应,而且使微米粒子的沉降稳定性显著增加。后者类似结果也适用于具有电流变效应的其它浓悬浮溶体系。     

纳米TiO_2，ZnO，SiO_2改性内墙涂料性能

将纳米TiO_2,ZnO,SiO_2,TiO_2/ZnO,TiO_2/SiO_2,TiO_2/ZnO/SiO_2按一定的质量配比添加到涂料中充分搅拌,制备纳米复合涂料,测定其粘度、甲醛质量分数、抗菌性能、重金属质量分数等,通过透射电子显微镜观察微观形态,分析纳米粒子在涂料中的分散性.结果表明,加入纳米TiO_2/ZnO和纳米TiO_2/SiO_2,比加入单一纳米粒子具有更优越的性能.     

污染物纳米二氧化钛对污泥厌氧溶解性及产气效率的影响

在连续流反应器中探究了纳米二氧化钛(TiO_2 NP)对污泥厌氧溶解及产气的影响。实验结果表明TiO_2 NP对污泥厌氧消化的影响与TiO_2 NP的浓度有关,低浓度TiO_2 NP对污泥的溶解及产气影响不明显,然而高浓度TiO_2 NP严重抑制污泥溶解及甲烷产量。当TiO_2 NP的浓度由0增加至200 mg/L时,甲烷产量由161 mL/g挥发性悬浮固体(VSS)下降至124 m L/g VSS。机理分析表明高浓度TiO_2 NP能够抑制关键酶的活性并对产甲烷化产生严重的抑制作用。     

分级混凝过程的效能与影响因素

对比常规混凝过程和分级混凝过程的絮体特性和混凝效能,对分级混凝过程中混凝剂的分级投加间隔和分级投加比等参数进行研究。研究结果表明,混凝剂分级投加可降低沉后水浊度,形成更大的絮体,且絮体结构更松散;混凝剂分级投加间隔对浊度和絮体特性有显著影响,当投加间隔为60 s时,沉后水浊度达到最低值,为2.06 NTU,絮体的成长比速率和当量直径均达到最大值,分别为49.60×10-4 s-1和123.0μm;混凝剂分级投加比对沉后水浊度和絮体特性也有一定的影响,当分级投加比为4/8,3/9和2/10时,易形成结构较松散、粒径较大的絮体,沉后水浊度较低,其中,当投加比为4/8时,浊度达到最低值,为1.81 NTU,比常规混凝低40.85%;分级混凝过程显著提高了混凝效能和浊度去除率。     

钙基水合改性飞灰吸附剂脱除模拟烟气中SO2的实验研究

对燃煤电厂废弃物飞灰进行水合改性制备飞灰吸附剂,并将其用于模拟烟气中进行SO_2的脱除。实验结果表明,飞灰经水合改性后,其脱硫能力得到极大提高。在水合过程中,水合时间、飞灰、CaO和CaSO_4所占比例对改性飞灰吸附剂的脱硫效率都有一定影响。其中影响最大的因素是水合时间,水合时间越长,其脱硫效果越好。CaO和CaSO_4的加入,可以有效改善飞灰吸附剂的表面结构,从而提高吸附剂脱硫能力;BET和FTIR结果表明,水合时间越长,其孔隙结构越好,脱硫能力也越强;SO_2的主要活性吸附位为C—O—C和—OH。该改性飞灰吸附剂脱除SO_2既包括物理吸附又包括化学吸附。在最佳制备条件下制得的水合改性飞灰吸附剂的最大硫容为1430.1μg/g。     

絮凝剂和溶菌酶联用促进污泥脱水性能

通过小试试验考察了絮凝剂(聚丙烯酰胺)和溶菌酶联合使用对污水厂二沉池回流污泥的脱水性能、沉降性能及絮体特性的影响,并与2种药剂单独作用时进行了对比研究.结果表明,絮凝剂和溶菌酶分别单独作用于污泥脱水时,均可改善污泥的脱水性能;但2种药剂共同作用时,能同时提高污泥沉降性能和脱水速度,且脱水程度较2种药剂单独处理时进一步提升.2种药剂联用时的最佳投加量为20 mL/L絮凝剂+0.05 g/g溶菌酶,且最优添加顺序为先絮凝剂再溶菌酶.此时污泥抽滤泥饼含水率和比阻分别为65.7%和0.8×1012 m/kg,与原泥相比下降25.3%和75.8%.通过污泥胞外聚合物(EPS)含量与污泥絮体形态分析可知,溶菌酶可以有效破坏污泥絮体结构,改变污泥EPS的分布;高分子絮凝剂的吸附架桥作用则加快了污泥过滤脱水速度.而两者联合使用增大了污泥絮体二维分形维数,可使污泥絮体结构更加细密紧实,并提高污泥可脱除水分的比例,从而提高了污泥脱水性能.研究结果表明,絮凝剂和溶菌酶联用调理污泥脱水具有较好的应用前景.     

中、低温颗粒物料余热利用研究

通过冷、热态模拟试验,研究了石煤沸腾燃烧锅炉的沉降灰绕流管束的运动及传热规律;确立了竖立灰管式余热锅炉结构,并进行了现场试验。其结果为:沉降灰温由673K降至473K以下,折合沉灰量10t/h时可产生压力3—4kg/cm~2的蒸汽800kg/h。此种余热锅炉热效率可达51—61％。该项研究成果为中、低温颗粒物料的余热利用开拓了新的途径。     

纳米TiO_2对土壤中自生固氮菌活性的影响

利用盆栽实验方法,考察砂土、黑土和泥炭土中纳米TiO_2对自生固氮菌活性的影响.结果表明:在不同类型土壤中纳米TiO_2对自生固氮菌活性均产生抑制作用,作用大小为砂土黑土泥炭土;在砂土和泥炭土中掺杂不同剂量(0.5,1.0,2.0g/kg)的纳米TiO_2,自生固氮菌的抑制率随添加剂量的增加而增大;砂土和泥炭土中添加2.0g/kg纳米TiO_2在第15天抑制率达到最大值,分别为25.73%和12.76%;3种土壤中种植紫花苜蓿后其根际作用和根系分泌物均可间接减少纳米TiO_2对自生固氮菌的抑制作用,且在黑土和泥炭土中种植组和未种植组差异极显著(P0.01),在砂土中种植组和未种植组差异显著(P0.05).     

激光光梯度力消除雾霾的实验研究

利用激光光梯度力破坏雾霾粒子的力平衡体系从而加速雾霾沉降的新机理,搭建了模拟动态雾霾的实验舱。通过向悬浮的雾霾粒子辐射激光的方式验证了激光消除雾霾的可行性。大气中的雾霾粒子由于受到曳引阻力、范德瓦尔斯斥力、旋转升力等的作用,处于稳定的网状力平衡状态。激光与雾霾粒子的相互作用过程即为利用激光光梯度力俘获电介质粒子的过程。当激光产生的光梯度力打破雾霾粒子所处的平衡状态时,激光对雾霾粒子的捕获能力大于大气的悬浮能力,雾霾粒子便会脱离原有的力平衡体系而坠落。实验数据表明,功率为2.6mW的氦氖激光器产生的光梯度力足以打破直径分别为0.3、0.5和1.0μm的雾霾粒子原有的力平衡体系。激光开启时,实验舱内粒子浓度急剧衰减,衰减速率明显高于粒子的自然衰减速率,成功达到了加速粒子沉降的目的。实验结果还表明,烟雾粒子粒径越大沉降的效果越明显。这种治理雾霾的新机理对净化大气、消除工厂粉尘以及对人们的健康生活、经济持续发展等具有重要意义。     

含砷废酸制备亚砷酸铜及其在铜电解液净化中的应用

利用含砷废酸制备亚砷酸铜,并将所得亚砷酸铜应用到铜电解液的净化。研究结果表明:使用NaOH溶液调节废酸pH值为6.0时,废酸中Pb,Cu,Fe和Mg杂质的去除率达到90%以上,砷保留率为89.0%;除杂后,加入CuSO4和NaOH溶液,当pH=8,n(Cu):n(As)=2:1,反应温度为20℃,反应时间为1h时,亚砷酸铜的产率达到98.2%;所得亚砷酸铜为非晶体,其中Cu与As的物质的量比为2.15;当铜电解液中加入20g/L亚砷酸铜时,铜电解液中Sb和Bi分别从0.65g/L和0.15g/L降到0.30g/L和0.07g/L,Sb和Bi去除率分别达到53.85%和53.33%。     

电絮凝处理压裂返排液中絮体及气泡的分形成长特征

利用絮体分形理论阐述了电絮凝处理胍胶压裂返排液中颗粒絮体和气泡的分形成长特征,研究了电絮凝时间对其形成的影响,用分形维数表征了处理时间对二者的影响及变化规律。结果表明,絮体形态、气泡粒径与其分形维数之间呈良好的正相关性,絮体分形维数Df达到1. 90后稳定,絮体聚集更加紧实,易于沉降;气泡的分形维数Df快速达到2. 0后不随处理时间延长而变化,其当量圆直径为36. 1～49. 9μm,产生微气浮作用,强化了絮体的快速分离。     

笼形水合簇中水分子对与氢键能的关系

对随机产生的一系列5¹²、5¹²6²和4³5⁶6³笼形水合簇,使用DFT/B97D/6-311++g （2d,2p）以及DFT/M052X/6-311++g （2d,2p）方法计算其能量,并讨论了这3种笼形水合簇中不同水分子对的分布与氢键的键能、笼形水合簇稳定性之间的关系。结果表明,对于3种笼形水合簇,若只考虑近邻水分子对中心水分子对的影响,则各笼形结构中只有4种氢键类型,只要确定其中1种氢键类型的个数,其他3种氢键类型的个数也可以被确定;3种笼形水合簇中氢键的平均能量和单个氢键的平均能量都随n（1221）值的增大而增加;但是在n（1221）值相同时,不同笼形水合簇中单个氢键的平均值几乎相同;当n（1221）值不同时,不同笼形水合簇的氢键网络能量出现重叠,说明笼形水合簇稳定性与4种氢键类型的分布值之间无严格对应关系。     

高岭土悬液絮凝形态研究

以高岭土水溶液为絮凝对象,利用复合型生物絮凝剂CBF对高岭土悬液的絮凝形态进行系统分析。通过对高岭土粒度及表面特性的分析,高岭土水溶液中颗粒之间存在静电排斥力。原子力显微镜观察其絮凝形态发现絮体结构密实,有利于絮体沉降。电动电位测定结果得出,未投加CBF的高岭土水溶液的胶体颗粒则保持稳定状态不易聚沉。     

絮凝药剂CPSA对高泥化煤泥水沉降特性的影响

利用复合引发剂引发丙烯酰胺单体AM和可溶性淀粉SS接枝共聚合成絮凝剂CPSA,通过SEM和FT-IR表征SS及CPSA的性质,借助XRF、XRD和激光粒度分析仪等研究某选煤厂易泥化煤泥特性,分析絮凝剂CPSA和无机凝聚剂聚合硫酸铁对煤泥水颗粒吸附沉降的影响。结果表明:实验所用煤泥中主要含由SiO2、Al2O3等组成的黏土类矿物质,在水中易解离成表面携带大量负电荷的极细颗粒,形成稳定的高泥化煤泥水悬浮体系;絮凝药剂CPSA分子对煤泥水中不同悬浮颗粒的作用方式不同,沉降迅速但形成的沉积层密度较小;聚合硫酸铁能够同时聚沉黏土矿物及煤等物质,沉降缓慢但沉积层较为密实。两者结合使用不仅提高了煤泥水沉降速度,同时也降低了上清液的浊度。该研究为选煤厂煤泥水絮凝沉降提供了参考。     

纳米TiO2 /石蜡复合乳状液相变材料的 制备与传热性能

蓄冷空调性能及制冷系数与相变材料密切相关.将石蜡复合乳状液作为分散介质,以纳米TiO_2粒子作为导热载体,采用低能乳化工艺微乳液转相法,制备出纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料,并对其分散稳定性、导热系数和蓄-放热循环稳定性进行了分析.研究结果表明:纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料的导热系数相对于纯石蜡乳状液的导热系数有明显提高,当纳米TiO_2粒子质量分数为0.15%时,纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料的导热系数比纯石蜡乳状液的导热系数提高了117.95%;TiO_2/石蜡乳状液固-液相变热循环过程中并无明显温度平台,而且其蓄-放热循环稳定性很好.该纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料有望应用于蓄冷空调,以提高蓄冷空调性能及制冷系数.