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含磺酸基离子交换纤维的合成、表征及吸附性能研究

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含磺酸基离子交换纤维的合成、表征及吸附性能研究

作者：何钦雅郑州大学

学位级别：硕士

含磺酸基离子交换纤维由于其多样化的应用形式和优异的吸附性能,已被广泛地应用于环境保护、资源回收与再生、元素的分离富集、医药等方面。本研究采用两种方法来合成含磺酸基离子交换纤维。第一种为直接法,具体是采用市售的聚丙烯腈(P... 详细信息

含磺酸基离子交换纤维由于其多样化的应用形式和优异的吸附性能,已被广泛地应用于环境保护、资源回收与再生、元素的分离富集、医药等方面。本研究采用两种方法来合成含磺酸基离子交换纤维。第一种为直接法,具体是采用市售的聚丙烯腈(PAN)为基体纤维,直接与2-氨基乙磺酸反应来合成含磺酸基离子交换纤维,此纤维被命名为RPFS-Ⅰ。该方法为合成含磺酸基离子交换纤维的新方法,未见文献报道。为了与RPFS-Ⅰ纤维的作比较,采用第二种方法即传统的接枝纤维磺化法,具体是以接枝纤维PP-ST-DVB为基体纤维,以浓硫酸为磺化剂合成含磺酸基离子交换纤维,此纤维被命名为RPFS-Ⅱ。本文系统地讨论了各种反应条件对这两种合成方法的影响,得出优化反应条件;研究其合成机理,分析其物理化学结构;同时初步研究了这两种纤维对水溶液中的亚甲基蓝(MB)和重金属铅(Pb(Ⅱ))的吸附性能。在优化反应条件下合成的RPFS-Ⅰ-H和RPFS-Ⅱ-H纤维的交换容量分别为2.7 mmol/g和3.0mmol/g,拉断力分别为6.09 cN和11.02 cN。在本吸附实验条件下,RPFS-Ⅰ和RPFS-Ⅱ纤维对MB的吸附在20 min之内可达平衡,对Pb(Ⅱ)的吸附在10 min之内可达平衡。研究结果表明：磺酸基已成功地引入到两种基体纤维上,合成了含磺酸基的离子交换纤维RPFS-Ⅰ和RPFS-Ⅱ。合成的RPFS-Ⅰ和RPFS-Ⅱ纤维具有较高交换容量的同时,能保持较好的机械强度,可以满足后续加工的需求。与接枝纤维磺化的传统方法相比,该直接法为一种简单可控、反应条件温和、环境友好型的合成含磺酸基离子交换纤维的新方法。RPFS-Ⅰ和RPFS-Ⅱ纤维对水溶液中的亚甲基蓝和重金属铅具有较好的吸附效果,吸附动力学性能好。因此,本研究合成的两种含磺酸基离子交换纤维RPFS-Ⅰ和RPFS-Ⅱ在水处理工业中具有很广阔的应用前景。

关键词：离子交换纤维磺酸基合成吸附

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硝酸氧化对三种活性炭结构及化学性能的影响

化学通报 2010年第3期73卷 284-288页

作者：朱赛何钦雅赵亮李惠萍郑州大学化工与能源学院郑州450001 河南省科学院化学研究所有限公司郑州450002

对煤质活性炭、椰壳活性炭和沥青基活性炭进行了硝酸氧化处理。通过酸碱滴定、红外光谱、比表面积和孔径分布测定研究了硝酸氧化对3种活性炭的表面官能团、比表面积和孔结构的影响,以及硝酸氧化对活性炭进一步进行乙二胺胺化的影响。结... 详细信息

对煤质活性炭、椰壳活性炭和沥青基活性炭进行了硝酸氧化处理。通过酸碱滴定、红外光谱、比表面积和孔径分布测定研究了硝酸氧化对3种活性炭的表面官能团、比表面积和孔结构的影响,以及硝酸氧化对活性炭进一步进行乙二胺胺化的影响。结果表明,在所选的3种活性炭中,氧化对于椰壳活性炭的物理结构破坏最严重,比表面积下降了16%,而煤质活性炭与沥青基活性炭均很好地保持了原有的结构性质。硝酸氧化在不同的活性炭表面均引入了一定量的酸性基团,其中沥青基活性炭氧化后表面酸性基团含量最高,达到2.36mmol/g。氧化后的3种活性炭接枝乙二胺后,沥青基活性炭的表面碱性基团含量最高,达到1.39mmol/g。

关键词：活性炭硝酸氧化

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双膜法勾兑深处理焦化废水工艺设计

水处理技术 2012年第9期38卷 120-122页

作者：孙秋里王国英张小平王纯何钦雅张宏杭州水处理技术研究开发中心 310000 浙江美阳国际工程设计有限公司浙江杭州310005

焦化废水COD和悬浮物含量高,硬度大,难降解,直接排放费用高,环境影响大,使用常规生化法回用困难,内蒙古某项目根据项目水质特征,选用预处理-超滤-反渗透双膜勾兑工艺,对焦化废水进行深度处理,勾兑出水平均COD小于60 mg/L,平均氨氮小于10... 详细信息

焦化废水COD和悬浮物含量高,硬度大,难降解,直接排放费用高,环境影响大,使用常规生化法回用困难,内蒙古某项目根据项目水质特征,选用预处理-超滤-反渗透双膜勾兑工艺,对焦化废水进行深度处理,勾兑出水平均COD小于60 mg/L,平均氨氮小于10 mg/L,对悬浮物,色度的去除率达到100%,系统出水符合工业循环冷却水水质标准,浓水去熄焦工艺,实现了节能减排和水资源的综合利用。

关键词：双膜法勾兑焦化废水深度处理

污水厂扩建及提标多段强化脱氮改良A^2/O工艺工程实例

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水处理技术 2019年第12期45卷 133-136页

作者：周文明何钦雅黄荣敏张建中王慧中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 长江生态环保集团有限公司湖北武汉430000

针对安徽某市污水处理厂出水常有不达标现象、处理规模增加和排放标准提高等问题,采用对一期生化池改造和二期扩建并增设深度处理设施等措施,确保出水水质达标。运行结果表明,污水厂采用多段强化脱氮改良A^2/O生化+混凝沉淀过滤工艺,出... 详细信息

针对安徽某市污水处理厂出水常有不达标现象、处理规模增加和排放标准提高等问题,采用对一期生化池改造和二期扩建并增设深度处理设施等措施,确保出水水质达标。运行结果表明,污水厂采用多段强化脱氮改良A^2/O生化+混凝沉淀过滤工艺,出水可以稳定达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级A标准。

关键词：多段强化脱氮改良A2/O生化混凝沉淀过滤污水厂扩建及提标

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江苏某开发区污水处理厂提标工程设计

水处理技术 2019年第9期45卷 133-136页

作者：周文明遇光禄何钦雅张建中郭沁心中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司

根据江苏某开发区污水厂一二期工业污水成分复杂,出水中COD、SS、TN、TP超标严重问题,介绍了磁混凝澄清-反硝化滤池-臭氧氧化消毒工艺在江苏某开发区污水厂提标工程中的设计与应用。运行结果表明,出水COD为20~49 mg/L、BOD5为2.0~8.7 m... 详细信息

根据江苏某开发区污水厂一二期工业污水成分复杂,出水中COD、SS、TN、TP超标严重问题,介绍了磁混凝澄清-反硝化滤池-臭氧氧化消毒工艺在江苏某开发区污水厂提标工程中的设计与应用。运行结果表明,出水COD为20~49 mg/L、BOD5为2.0~8.7 mg/L、SS质量浓度为2~10 mg/L、TN质量浓度为4.0~14.7 mg/L、TP质量浓度为0.13~0.50 mg/L、NH3-N质量浓度为0.5~6.2 mg/L,去除效果均较好,该工艺可使出水稳定达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB l8918-2002)一级A标准。

关键词：磁混凝澄清反硝化滤池臭氧氧化消毒提标工程设计

我国反渗透海水淡化能量回收装置研究与应用现状

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中国给水排水 2021年第4期37卷 11-15页

作者：翁晓丹张希建张建中何钦雅余浩陈亮陶如钧中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122

能量回收装置可以大幅降低反渗透海水淡化的产水能耗和制水成本,是反渗透海水淡化系统的标准配置。简述了水力透平式和功交换式能量回收装置的发展历程与其特点,综述了我国能量回收装置研究现状,比较了典型能量回收装置的性能,列举了200... 详细信息

能量回收装置可以大幅降低反渗透海水淡化的产水能耗和制水成本,是反渗透海水淡化系统的标准配置。简述了水力透平式和功交换式能量回收装置的发展历程与其特点,综述了我国能量回收装置研究现状,比较了典型能量回收装置的性能,列举了2005年以来能量回收装置在我国万吨级以上反渗透海水淡化工程中的应用情况。功交换式能量回收装置的能量回收效率高达90%以上,已经成为海水淡化行业研究和应用的热点,其中国产功交换式能量回收装置已在国内大型反渗透海水淡化工程中开始应用。

关键词：反渗透海水淡化能量回收装置功交换

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委内瑞拉某海水淡化项目预处理工艺的选择

中国资源综合利用 2019年第12期37卷 159-161页

作者：何钦雅周文明张建中中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司

本文介绍了各种反渗透(RO)海水淡化预处理的方法,根据委内瑞拉某海水淡化项目的取水方式、水质情况、投资、运行成本及海水淡化方法等对海水淡化预处理工艺进行比选,最终选择混凝沉淀池+V型滤池+多介质滤器的预处理工艺,为类似反渗透法... 详细信息

本文介绍了各种反渗透(RO)海水淡化预处理的方法,根据委内瑞拉某海水淡化项目的取水方式、水质情况、投资、运行成本及海水淡化方法等对海水淡化预处理工艺进行比选,最终选择混凝沉淀池+V型滤池+多介质滤器的预处理工艺,为类似反渗透法海水淡化项目的预处理工艺提供设计参考。

关键词：反渗透海水淡化预处理

腈纶接枝2-氨基乙磺酸制备新型离子交换纤维

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河南科学 2010年第7期28卷 783-785页

作者：何钦雅朱赛赵亮赵东黄伟庆郑州大学化工与能源学院郑州450001 河南省科学院化学研究所郑州450002

以腈纶(PAN)直接接枝2-氨基乙磺酸(NH2CH2CH2SO3H)制备了新型的含磺酸基离子交换纤维RPFS-I,研究了2-氨基乙磺酸浓度、反应温度、反应时间对反应的影响,采用交换容量、红外光谱和拉断力等对RPFS-I进行了表征.实验结果表明:该方法可将磺... 详细信息

以腈纶(PAN)直接接枝2-氨基乙磺酸(NH2CH2CH2SO3H)制备了新型的含磺酸基离子交换纤维RPFS-I,研究了2-氨基乙磺酸浓度、反应温度、反应时间对反应的影响,采用交换容量、红外光谱和拉断力等对RPFS-I进行了表征.实验结果表明:该方法可将磺酸基成功地引入到PAN纤维上,RPFS-Ⅰ纤维的交换容量达到2.7mmol/g,且机械强度无明显下降.

关键词：离子交换纤维磺酸基腈纶 2-氨基乙磺酸

大型反渗透海水淡化系统双端产水脱硼工艺研究

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中国给水排水 2020年第7期36卷 26-31页

作者：翁晓丹张希建张建中孙毅何钦雅陈亮韩万玉陶如钧中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310014

针对大型反渗透海水淡化系统,设计了一种双端产水脱硼工艺,并采用反渗透系统模拟软件研究了二级进水pH值、海水温度和硼含量等参数对工艺脱硼效果的影响。结果表明,该工艺能有效脱除海水中的硼,当二级进水pH值为9.5时,产水水质可以达标... 详细信息

针对大型反渗透海水淡化系统,设计了一种双端产水脱硼工艺,并采用反渗透系统模拟软件研究了二级进水pH值、海水温度和硼含量等参数对工艺脱硼效果的影响。结果表明,该工艺能有效脱除海水中的硼,当二级进水pH值为9.5时,产水水质可以达标。当海水温度和硼含量均较低时,仅开启一级系统时产水水质即可达标;当海水温度>13℃或硼含量>2.3 mg/L时,需启用二级系统进一步脱硼;当海水温度>30℃或硼含量>6.0 mg/L时,还需适当提高二级进水pH值来增强反渗透膜的脱硼率,以实现产水硼含量达标。与常规脱硼工艺相比,双端产水脱硼工艺通过减少43%的二级系统处理规模,使二级系统的建设投资成本和运行成本均减少43%。

关键词：反渗透海水淡化双端产水脱硼工艺硼含量