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化学沉淀法去除含硫废水COD的试验研究

应用化工 2022年第4期51卷 1060-1063,1076页

作者：梁培瑜张世金邓觅朱林吴施婧吴永明刘煜江西省科学院微生物研究所江西南昌330096 江西省生态环境监测中心江西南昌330077

针对负二价硫离子(S^(2-))显COD性质,采用硫酸亚铁(FeSO_(4))与聚合硫酸铁和聚合氯化铝(“PFS+PAC体系”)开展对500 mg/L S^(2-)的模拟含硫废水中COD的去除研究。结果表明:FeSO_(4)和“PFS+PAC体系”的投加都能有效去除COD,过量FeSO_(4)... 详细信息

针对负二价硫离子(S^(2-))显COD性质,采用硫酸亚铁(FeSO_(4))与聚合硫酸铁和聚合氯化铝(“PFS+PAC体系”)开展对500 mg/L S^(2-)的模拟含硫废水中COD的去除研究。结果表明:FeSO_(4)和“PFS+PAC体系”的投加都能有效去除COD,过量FeSO_(4)(S/Fe摩尔比小于0.5)可使COD的去除率达85%,PAC和PFS的投加量为644,2080 mg/L时COD去除率达到82%;“PFS+PAC体系”和FeSO_(4)联合投加时,增加FeSO_(4)对COD的去除率提升并不明显,PAC投加量增加到161 mg/L以后不再提高COD去除率,PFS的投加量增加可以进一步提高COD去除率。“PFS+PAC体系”投加量的增加会导致污泥沉降比增加(最大达95.5%);当PAC和PFS的投加量分别低于161,520 mg/L时,FeSO_(4)的投加可以减少污泥量(S/Fe由40~10时,SV减少25.4%)。研究成果对于降低高S^(2-)、低有机质废水的COD浓度及防止S^(2-)对污水处理系统的影响具有一定意义。

关键词：硫离子化学沉淀 COD 污水处理试验研究

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导水裂隙的自修复——地下水混流沉淀的影响

煤炭学报 2023年第6期48卷 2540-2549页

作者：李全生鞠金峰许家林曹志国张凯王晨煜郭俊廷无国家能源投资集团有限责任公司北京100011 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京100011 中国矿业大学矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室江苏徐州221008 中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心江苏徐州221008 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

采动覆岩导水裂隙在其产生后的长期演变过程中,会发生导水渗流能力逐步降低的自修复现象,研究揭示导水裂隙的自修复机制对于科学指导矿区采动地下水的生态功能恢复实践意义重大。基于神东矿区补连塔煤矿12401工作面采后15 a覆岩导水裂... 详细信息

采动覆岩导水裂隙在其产生后的长期演变过程中,会发生导水渗流能力逐步降低的自修复现象,研究揭示导水裂隙的自修复机制对于科学指导矿区采动地下水的生态功能恢复实践意义重大。基于神东矿区补连塔煤矿12401工作面采后15 a覆岩导水裂隙自修复的工程探测结果,就采后不同层位地下水交汇混流产生化学沉淀对导水裂隙的修复降渗机理开展研究。结果表明,12401工作面采后覆岩导水裂隙直接发育至第四系松散层,已沟通多个含水层;由于浅层地下水含有较多Ca^(2+),而基岩地下水CO_(3)^(2-)、HCO_(3)^(-)质量浓度偏多,2种地下水在采动覆岩中交汇混流时会产生CaCO3化学沉淀;沉淀物随水迁移并不断吸附于裂隙通道表面,发生包藏-共沉-固结的结垢过程,经过长时间的累积,最终形成具备一定抗蚀能力的结垢物或包结物,堵塞并修复裂隙。室内试验测试发现,这一过程引起的导水裂隙自修复降渗效果相比水-(气)-岩相互作用产生的效果更为稳定且快速;裂隙岩样受2种不同水质模拟地下水混流通过近2个月时间后,绝对渗透率即由0.09×10-15m2降低为0.0025×10-15m2,且在水压1.5 MPa条件下也未出现明显渗透性波动。由于这种不同地下水的交汇混流主要发生在开采边界附近的裂隙岩体中,因而覆岩不同区域导水裂隙的自修复过程及效果将出现明显差异。12401工作面中部区域覆岩导水裂隙的自修复主要由降雨入渗过程引起的水-(气)-岩相互作用引起,而开采边界附近覆岩导水裂隙则由不同地下水的交汇混流反应和水-(气)-岩相互作用共同主导其自修复,因而后者对应产生的自修复效果要明显偏好。现场探测结果显示,历经15 a的自修复演变,开采边界附近覆岩在深度86.7~179.1 m范围导水裂隙已全部实现自修复,而采区中部覆岩在对应自修复区域内仍存在局部未修复现象,深度在110.0~118.6 m,由此证实了地下水交汇混流产生化学沉淀对导水裂隙的良好修复效果。

关键词：含水层修复地下水交汇混流化学沉淀导水裂隙自修复绿色开采

CaCO_(3)/Fe(OH)_(3)修复单一裂隙岩样的降渗试验

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采矿与安全工程学报 2024年第1期41卷 151-159页

作者：鞠金峰李全生许家林李娟娟中国矿业大学矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室江苏徐州221008 中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心江苏徐州221008 煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室北京100011 国家能源投资集团有限责任公司北京100011 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室江苏徐州221116

采煤引起的覆岩导水裂隙广泛发育是导致地下水流失与生态损伤的重要原因,科学实施导水裂隙的修复降渗对于实现采损含水层生态功能修复与煤矿绿色开采意义重大。利用化学沉淀易发生吸附-固结而形成封堵降渗作用的特性,开展了CaCO_(3)/Fe(... 详细信息

采煤引起的覆岩导水裂隙广泛发育是导致地下水流失与生态损伤的重要原因,科学实施导水裂隙的修复降渗对于实现采损含水层生态功能修复与煤矿绿色开采意义重大。利用化学沉淀易发生吸附-固结而形成封堵降渗作用的特性,开展了CaCO_(3)/Fe(OH)_(3)修复单一裂隙岩样的降渗试验。以Na_(2)CO_(3)水溶液作为模拟地下水,CaCl_(2)水溶液和FeSO4水溶液分别作为修复试剂,模拟裂隙岩体的导水渗流条件,将模拟地下水和修复试剂以恒流方式同时注入单一裂隙岩样中,最终得到了两种沉淀物分别对两个不同裂隙发育岩样的修复降渗规律。试验结果表明,两种沉淀物对岩样裂隙均起到明显降渗作用,但由于两者微观结构及固结成垢机制的差异,造成对裂隙修复降渗效果的不同。CaCO_(3)沉淀属典型晶态沉淀,依靠晶种吸附和晶体生长固结成核,形成的固结体结构紧密、稳定性好,对裂隙易产生良好的修复降渗效果;两个岩样分别历经400 min和208 min后的降渗幅度即达到220倍和175倍。而Fe(OH)_(3)沉淀属典型非晶态沉淀,单纯依靠沉淀胶体的范德华力吸附于裂隙面并积聚固结,水温偏高易降低范德华力造成沉淀固结体结构疏松,难以抵抗高水压冲蚀作用,修复过程易出现降渗曲线频繁“反弹”现象;将试验水温由28℃降至8℃时,裂隙降渗幅度即由35倍提升至106倍,修复降渗效果显著提高。表明Fe(OH)_(3)沉淀适宜用于浅部相对低温条件的裂隙岩体修复降渗,而CaCO_(3)沉淀修复裂隙适宜的水温区间更广。研究结果可为化学沉淀修复导水裂隙的含水层生态功能修复实践提供参考。

关键词：导水裂隙修复化学沉淀吸附-固结渗透率含水层生态功能修复绿色开采

化学沉淀与活性炭组合处理树脂脱附液及回用研究

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工业水处理 2021年第5期41卷 103-108页

作者：孙健王春旭杨思敏任可欧稼明王西西安工业大学建筑工程学院陕西西安710021

在优化投加量的基础上,考察化学沉淀和颗粒活性炭(GAC)组合对二级出水树脂脱附液的处理及回用效果。结果表明,BaCl_(2)和CaCl_(2)投加量分别按n(Ba^(2+))∶n(SO_(4)^(2-))为0.9和n(Ca^(2+))∶n(P)为0.6确定,GAC投加量为5 g/L。2次投加和... 详细信息

在优化投加量的基础上,考察化学沉淀和颗粒活性炭(GAC)组合对二级出水树脂脱附液的处理及回用效果。结果表明,BaCl_(2)和CaCl_(2)投加量分别按n(Ba^(2+))∶n(SO_(4)^(2-))为0.9和n(Ca^(2+))∶n(P)为0.6确定,GAC投加量为5 g/L。2次投加和1次投加药剂,无机阴离子和有机物去除效果无显著差异,残留Ba^(2+)和Ca^(2+)无明显增加。1次投加药剂处理脱附液回用时,8个周期内树脂的去除和再生效果良好。该组合方法处理脱附液并回用,减少了脱附液体积,还可降低处理成本。

关键词：树脂脱附液化学沉淀颗粒活性炭回用

基于钙矾石沉淀法的长链二元酸生产废水预处理工艺

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环境工程学报 2023年第7期17卷 2169-2180页

作者：陈霖曹越张仁忠王庆宏李琢宇陈春茂中国石油大学(北京)化学工程与环境学院重质油国家重点实验室北京102249 济南瑞东实业有限公司济南250101

为避免长链二元酸生产废水中高浓度的总磷和硫酸盐对石化企业污水处理系统造成冲击,利用钙矾石沉淀法同步去除高浓度的总磷和硫酸盐,设计3因素3水平正交实验,探究了钙盐投加量、铝盐投加量和pH对污染物去除效果的影响,并优化工艺参数;利... 详细信息

为避免长链二元酸生产废水中高浓度的总磷和硫酸盐对石化企业污水处理系统造成冲击,利用钙矾石沉淀法同步去除高浓度的总磷和硫酸盐,设计3因素3水平正交实验,探究了钙盐投加量、铝盐投加量和pH对污染物去除效果的影响,并优化工艺参数;利用GC-MS探究预处理前后废水有机污染组分的变化;利用XRD和XRF分析沉淀副产物的物质组成,并通过离子溶出实验探究沉淀副产物的可再利用潜力。结果表明:CaCl_(2)-PAC体系对污染物的去除效果优于Ca(OH)_(2)-PAC体系;CaCl_(2)-PAC体系中各因素对污染物去除效果的影响顺序为pH>CaCl_(2)投加量>PAC投加量;在15 g·L^(-1)CaCl_(2)、20 g·L^(-1)PAC以及初始pH=4.0的最优工艺条件下,对总磷、硫酸盐及COD的去除率分别高达98.9%、88.2%和60.2%;Ca^(2+)与PO43-生成Ca_(3)(PO_(4))_(2)和Ca_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2)沉淀,同时,PAC水解产物Ala和Ca^(2+)及SO42-形成单硫型硫酸铝钙(AFm)沉淀,实现对总磷和硫酸盐的高效同步去除,并通过吸附-混凝-共沉淀的综合作用大幅削减有机污染负荷;二元酸废水中有机污染物以小分子酸为主,预处理后生物降解性略有下降,但仍属于易生物降解的有机废水;沉淀副产物具有再利用于混凝土膨化剂以及植物缓释磷肥的潜力。钙矾石沉淀法预处理工艺简单、效果稳定、成本低,该工艺可为投产二元酸装置石化企业污水处理系统的稳定达标运行提供有效保障。

关键词：二元酸废水化学沉淀钙矾石法预处理正交实验设计

“化学沉淀-超滤”组合工艺处理焦磷酸盐镀铜废水的研究

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膜科学与技术 2020年第2期40卷 6-13页

作者：冉子寒张宇峰顾瑞之常高峰刘恩华张文娟王雨菲张宏伟天津城建大学环境与市政工程学院水质科学与技术天津市重点实验室天津300384 分离膜与膜过程国家重点实验室天津工业大学天津300387 天津市环境保护技术开发中心天津300191

采用“化学沉淀管式超滤”组合工艺对焦磷酸盐镀铜废水中的铜和总磷进行处理.探究了氢氧化钙投加量、搅拌时间和搅拌速度对铜和总磷的去除效果,以及运行压力、膜面流速对膜通量的影响,考察了超滤膜污染状况及其影响因素.研究表明,氢氧... 详细信息

采用“化学沉淀管式超滤”组合工艺对焦磷酸盐镀铜废水中的铜和总磷进行处理.探究了氢氧化钙投加量、搅拌时间和搅拌速度对铜和总磷的去除效果,以及运行压力、膜面流速对膜通量的影响,考察了超滤膜污染状况及其影响因素.研究表明,氢氧化钙投加量1.25 g/L、搅拌时间24 min、搅拌速度150 r/min、运行压力0.15 MPa、膜面流速2.5 m/s时,膜的稳定通量在700 L/(m^2·h)左右,出水中铜质量浓度稳定在为0.2~0.3 mg/L,总磷质量浓度稳定在0.2~0.4 mg/L,均符合《污水综合排放标准》(DB12/356—2008)对铜和总磷的要求.组合工艺中的超滤膜污染主要来源于管式膜内壁的滤饼层,经过酸洗后可以较好地恢复稳定通量.

关键词：焦磷酸盐镀铜废水管式超滤膜化学沉淀电镀废水

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机械力化学活化蛇纹石沉淀回收镍离子

矿产综合利用 2023年第3期44卷 154-160页

作者：李欣哲孙铭霏贾斯涵高鑫赵嘉艺李钊辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山114051

这是一篇冶金工程领域的论文。本文中,为了高效去除水溶液中的重金属镍离子,同时回收镍金属二次资源,采用机械力化学方法对天然粘土矿物蛇纹石进行活化,探究了活化蛇纹石固定镍离子的效果,并对其机理进行探讨。研究表明:机械力化学活化... 详细信息

这是一篇冶金工程领域的论文。本文中,为了高效去除水溶液中的重金属镍离子,同时回收镍金属二次资源,采用机械力化学方法对天然粘土矿物蛇纹石进行活化,探究了活化蛇纹石固定镍离子的效果,并对其机理进行探讨。研究表明:机械力化学活化后,蛇纹石晶体结构被破坏,无序度增大,导致蛇纹石结构中的Mg^(2+)离子和羟基(OH^(-))大量溶出,促进OH^(-)与Ni^(2+)反应生成非晶态的Ni(OH)_(2)沉淀。在较优条件下,活化蛇纹石的对Ni(II)的处理能力高达226.04 mg/g,且处理后的溶液中镍离子浓度达到国家排放标准,这也表明机械力化学活化蛇纹石在极低用量下就对水中的重金属污染物进行固定及修复。研究结果表明,通过机械力化学活化手段提升蛇纹石反应活性是可行的,同时也提升了廉价的蛇纹石矿物在环境净化和资源回收方面的应用效率,有助于推动“矿物-资源-环境”的交叉发展。

关键词：蛇纹石晶体结构机械力化学镍离子化学沉淀二次资源回收冶金工程

富铝精炼渣处理高浓度模拟含氟废水的性能和机理研究

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安全与环境学报 2024年第5期24卷 1977-1984页

作者：黄毅李凯希刘凯张禹航吴越韩凤娜湖南城市学院材料与化学工程学院湖南益阳413002

利用富铝精炼渣中的CaO和Al2O3等化学成分处理高质量浓度模拟含氟废水,研究温度、pH值、渣投加质量浓度、氟离子质量浓度等因素对处理效果的影响。同时,通过测定废水中总硬度变化,并利用X-射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)、扫描电子显... 详细信息

利用富铝精炼渣中的CaO和Al2O3等化学成分处理高质量浓度模拟含氟废水,研究温度、pH值、渣投加质量浓度、氟离子质量浓度等因素对处理效果的影响。同时,通过测定废水中总硬度变化,并利用X-射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)和X-射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)等分析手段探索富铝精炼渣去除氟离子的机理。研究结果显示:反应体系偏酸性,反应温度处于高温区域(60~80℃)时有利于氟离子去除。当pH=6,反应温度为70℃,反应时间为20 min时,加入15 g/L的精炼渣,500 mg/L和1000 mg/L模拟含氟废水中氟离子的去除率均可达99%以上,出水氟离子质量浓度均小于10 mg/L,处理效果优于石灰、氯化钙等常规沉淀剂。富铝精炼渣对废水中氟离子去除机理主要包括化学沉淀作用和化学键合作用。

关键词：环境工程学精炼渣含氟废水化学沉淀化学键合

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草甘膦废液处理及资源化利用研究进展

应用化学 2023年第9期40卷 1233-1244页

作者：臧志飞梁杰习本军彭春雪刘渊王晨晔王朵中国矿业大学(北京)化学与环境学院北京100083 中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 湖北三峡实验室三峡443007 湖北泰盛化工有限公司宜昌443007 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190

草甘膦[N-(磷酸甲基)-甘氨酸]是一种除草活性高的有机磷农药,其生产过程产生的废液成分复杂,有机物和盐含量高,无害化处理和资源化利用难度大。本文综述了2000年至今焚烧、高级氧化、吸附、化学沉淀和膜分离技术等国内外处理草甘膦废液... 详细信息

草甘膦[N-(磷酸甲基)-甘氨酸]是一种除草活性高的有机磷农药,其生产过程产生的废液成分复杂,有机物和盐含量高,无害化处理和资源化利用难度大。本文综述了2000年至今焚烧、高级氧化、吸附、化学沉淀和膜分离技术等国内外处理草甘膦废液主要工艺的原理、性能和优缺点。焚烧、高级氧化技术及生化法处理草甘膦废水的选择性较低,不利于草甘膦废水的资源化利用。吸附法普遍存在吸附剂吸附容量小的问题,开发吸附量大、成本低廉且易循环利用的吸附剂是草甘膦废液处理工业应用的发展方向。化学沉淀法在高盐、高总磷和高化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)废水环境中分离性能优异,但产生大量成分复杂的污泥,需进行二次处理。采用膜组合方法对废液进行除杂浓缩,可有效回收有价产品,截留有害物质,但因废水成分复杂,单独使用膜技术处理草甘膦废水不能完全达到处理指标。液膜、聚合物包容膜等新型膜技术稳定性好、使用寿命长、操作简便和环境友好等,在草甘膦等农药行业中高盐有机废水的绿色经济处理和有价物高值回收利用等领域展示了广阔的应用前景。

关键词：草甘膦废液焚烧高级氧化吸附化学沉淀膜分离技术