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配体-金属电子转移强化类芬顿技术的破络特性与机制

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土木与环境工程学报（中英文） 2024年第4期46卷 220-230页

作者：荆世超李杰王赟宋丽刘福强南京大学环境学院南京210023 南京华创环境技术研究院有限公司南京211106

为有效分解近中性废水中典型难降解强络合物Ni-EDTA,构建配体-金属电子转移强化类芬顿技术(LFGR),基于Ni(Ⅱ)去除效能等系统分析其在近中性条件下对Ni-EDTA的破络特性,重点探究Fe(Ⅲ)与H2O2投加量、pH值、浊度、常见有机酸与常规无机盐... 详细信息

为有效分解近中性废水中典型难降解强络合物Ni-EDTA,构建配体-金属电子转移强化类芬顿技术(LFGR),基于Ni(Ⅱ)去除效能等系统分析其在近中性条件下对Ni-EDTA的破络特性,重点探究Fe(Ⅲ)与H2O2投加量、pH值、浊度、常见有机酸与常规无机盐对LFGR破络特性的影响。结合H2O2消耗观测、自由基淬灭实验、自由基信号检测与降解产物分析等科学识别LFGR体系中主要活性氧物种,并进一步剖析Ni-EDTA的破络过程与主导机制。定量比较分析LFGR与其他UV活化氧化技术去除多种重金属EDTA络合物(M-EDTA)的特性,并进一步阐明LFGR的运行成本优势。对于络合物浓度为1.0 mmol/L的近中性模拟废水,LFGR的优化反应条件为:Fe(Ⅲ)投加量为0.1 mmol/L,H2O2投加量为50 mmol/L,UV光照时间为20 min。该条件下,EDTA可完全转化,且经碱沉淀后Ni(Ⅱ)去除率可高达99.40%;LFGR对水中常见有机酸与常规无机盐呈现出良好的抗干扰性;H_(2)O_(2)主要通过与配体-金属电子转移产生的Fe(Ⅱ)发生类芬顿反应消耗;LFGR的主要作用过程是Fe(Ⅲ)置换Ni(Ⅱ)并激发配体-金属电子转移反应从而促进EDTA光解,UV进一步驱动Fe(Ⅲ)还原并加快Fe物种循环,进而强化类芬顿技术活性氧自由基(主要为·OH和·O_(2)^(-))的催化作用。LFGR可在近中性条件下实现多种M-EDTA的良好破络效果,水处理费用合计为4.21元/t,具有良好技术经济性。

关键词：络合物破络配体-金属电子转移类芬顿近中性废水

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弱酸条件下含铷云母浮选研究

稀有金属 2024年第2期48卷 296-304页

作者：杨刚车小奎郑其王雷罗毅中国有研科技集团有限公司生物冶金国家工程实验室北京100088 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司北京101400 北京有色金属研究总院北京100088

铷是一种典型的稀散金属、重要的战略资源,铷的选矿技术最近几年也得到了不断的发展。考察了长石和含铷锂云母两种纯矿物在不同捕收剂、pH、调整剂条件下的可浮性差异,并通过红外光谱测试、zeta电位测试、X射线光电子能谱(XPS)测试等方... 详细信息

铷是一种典型的稀散金属、重要的战略资源,铷的选矿技术最近几年也得到了不断的发展。考察了长石和含铷锂云母两种纯矿物在不同捕收剂、pH、调整剂条件下的可浮性差异,并通过红外光谱测试、zeta电位测试、X射线光电子能谱(XPS)测试等方法研究药剂与云母、长石的作用机制。结果表明:在pH为6,草酸用量为300 g·t^(-1),捕收剂总量为5×10^(-4) mol·L^(-1),十二胺与十二烷基磺酸钠的比例为1∶1时,含铷锂云母回收率达到83%,长石回收率为9%,长石和含铷锂云母得到了很好的分离。红外光谱发现,组合捕收剂在锂云母与长石的吸附是物理吸附且锂云母表面还能形成氢键;XPS研究发现,组合药剂会与锂云母的铝形成化学吸附;电位测试发现,单一捕收剂作用时,锂云母与长石的电位有正向或者负向的移动,组合捕收剂相对于十二胺单独作用时,有负向的移动,十二胺的吸附减少。

关键词：铷锂云母长石浮选

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废旧三元锂离子电池回收利用碳足迹

环境科学 2024年第6期45卷 3459-3467页

作者：宋晓聪杜帅谢明辉邓陈宁郭静沈鹏赵慈陈忱中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院环境技术工程有限公司北京100012

公路运输是我国交通运输领域主要温室气体排放源,新能源汽车行业作为实现交通运输领域“双碳”目标的重要抓手,未来面临大批动力电池报废情况,为量化评估废旧锂电池回收利用行业产生的碳减排效益,从生命周期角度构建废旧三元锂电池回收... 详细信息

公路运输是我国交通运输领域主要温室气体排放源,新能源汽车行业作为实现交通运输领域“双碳”目标的重要抓手,未来面临大批动力电池报废情况,为量化评估废旧锂电池回收利用行业产生的碳减排效益,从生命周期角度构建废旧三元锂电池回收利用碳足迹核算模型,通过优化电力结构和运输结构,对废旧锂电池回收利用的碳减排潜力作预测评估,此外,使用误差传播方程进行不确定性分析保证碳足迹结果的可靠有效.结果表明,当前中国企业使用湿法技术回收1 kg废旧三元锂电池的碳足迹为-2 760.90 g(定向循环工艺)和-3 752.78 g(循环再造工艺),碳足迹的不确定性分别为16%(定向循环工艺)和15%(循环再造工艺).从碳排放贡献率分析,再生产品阶段是废旧三元锂电池湿法回收利用减碳首要贡献来源,电池获取、拆解和末端处置阶段是增碳主要来源.相比于优化运输结构,通过优化电力结构,可有效实现更大的碳减排潜力,协同优化情景下,相比于优化前可实现14%~19%的碳减排,与原生产品相比定向循环工艺和循环再造工艺分别可实现9%和11%的减排潜力.

关键词：废旧锂电池湿法回收碳足迹减排潜力不确定性分析

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焦化废水深度处理零排放技术的应用实例

水处理技术 2024年

作者：王幸伟矫忠直张刚耿天甲张琪达斯玛环境科技(北京)有限公司北京今大禹环境技术股份有限公司

以山东兖州某焦化厂焦化废水深度处理项目为实例，对焦化废水的水质特征、处理工艺、主要设计参数及运行状况进行详细分析。结果表明，采用（深度处理+膜浓缩+多效蒸发结晶）组合工艺，废水处理系统综合回收率高于94%，结晶混盐含水率<0... 详细信息

以山东兖州某焦化厂焦化废水深度处理项目为实例，对焦化废水的水质特征、处理工艺、主要设计参数及运行状况进行详细分析。结果表明，采用（深度处理+膜浓缩+多效蒸发结晶）组合工艺，废水处理系统综合回收率高于94%，结晶混盐含水率<0.5%，出水水质满足GB 50050-2017《工业循环冷却水处理设计规范》要求。另外，依据运行数据，分析了用电、氧气、循环水、蒸汽及药剂的成本，得出每吨水直接运行费用低于13.9元。

关键词：焦化废水深度处理膜浓缩管式微滤多效蒸发

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氢含量对氢化锆相结构和残余应力的影响

稀有金属 2024年第1期48卷 138-144页

作者：白伟王文科王智辉闫国庆张建东王力军中国有研科技集团有限公司生物冶金国家工程实验室北京101407 有研资源环境技术研究院有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

氢化锆是核反应堆理想的固体中子慢化剂,在制备过程中随着基体氢含量的增加,氢化物依次发生α→β→δ→ε的相转变,从而导致氢化锆基体中产生内应力,进一步导致氢化锆开裂。研究了氢化锆相组成、相结构和应力与氢含量的关系。采用X射... 详细信息

氢化锆是核反应堆理想的固体中子慢化剂,在制备过程中随着基体氢含量的增加,氢化物依次发生α→β→δ→ε的相转变,从而导致氢化锆基体中产生内应力,进一步导致氢化锆开裂。研究了氢化锆相组成、相结构和应力与氢含量的关系。采用X射线衍射(XRD)表征了样品的物相组成,H/Zr(原子比)为0.8时样品含α,γ,δ相,H/Zr为1.2和1.45时样品含γ和δ相,H/Zr为1.60和1.64时样品均只含δ相,H/Zr为1.85和1.90时样品均只含ε相,结果表明氢化锆中氢含量与物相组成的对应关系基本符合样品Zr-H相图。对XRD结果进行精修分析,得到δ相(面心立方(fcc))和ε相(面心四方(fct))氢化物晶格常数与氢含量的关系为:随着氢含量的增加,δ相氢化锆晶格常数a逐渐变大,晶胞体积也逐渐变大;氢含量越大,ε相氢化锆晶格常数a越大,c则越小,晶胞体积也更大。利用X射线衍射应力仪测量了样品表面残余应力,结果表明Zr-1Nb合金表面应力为压应力,大小为-163.7 MPa;氢化锆表面则为拉应力,结果表明:H/Zr为1.57时,表面应力是12.2 MPa;H/Zr为1.67时,表面应力是18.6 MPa;H/Zr为1.74时,表面应力是30.8 MPa;随着氢含量的增加,残余应力逐渐增大。

关键词：锆合金残余应力氢化物晶格常数

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某电镀园区络合态锌镍废水处理工艺改造

电镀与涂饰 2024年第2期43卷 155-160页

作者：毋浪鹏郑元武许海亮钟晓丽陈伟龙刘可浙江海拓环境技术有限公司浙江杭州310052

[目的]电镀废水中的锌离子和镍离子一般以稳定的络合态形式存在,处理难度大。某电镀园区络合态废水的原处理工艺为一级氧化破络沉淀+二级螯合沉淀,处理后出水的镍、锌不能稳定达标。[方法]将该园区的废水处理工艺改为一级脱氮破络沉淀+... 详细信息

[目的]电镀废水中的锌离子和镍离子一般以稳定的络合态形式存在,处理难度大。某电镀园区络合态废水的原处理工艺为一级氧化破络沉淀+二级螯合沉淀,处理后出水的镍、锌不能稳定达标。[方法]将该园区的废水处理工艺改为一级脱氮破络沉淀+二级螯合沉淀。[结果]改造后,出水的总镍和总锌均能稳定满足GB 21900-2008标准中“表3”的要求,同时吨水运行成本相比于改造前降低了约30元,一年可为园区节约72万元,实现了降本增效的目的。[结论]改造工艺运行稳定,处理效果佳,具有良好的环境效益和经济效益。

关键词：电镀废水锌镍破络螯合沉淀降本增效

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次氯酸钠氧化法处理含镍电镀废水的应用研究

电镀与涂饰 2024年第1期43卷 144-149页

作者：毋浪鹏许海亮郑元武钟晓丽刘可李梦洋浙江海拓环境技术有限公司浙江杭州310052

[目的]次氯酸钠具有强氧化性,被广泛应用于电镀、印染、石油化工等领域的废水处理。[方法]采用次氯酸钠氧化法处理电镀废水,通过静态试验探究次氯酸钠的投加量、反应时间、初始pH等因素对电镀废水中总镍、氨氮、总磷等污染物处理效果的... 详细信息

[目的]次氯酸钠具有强氧化性,被广泛应用于电镀、印染、石油化工等领域的废水处理。[方法]采用次氯酸钠氧化法处理电镀废水,通过静态试验探究次氯酸钠的投加量、反应时间、初始pH等因素对电镀废水中总镍、氨氮、总磷等污染物处理效果的影响。对比了在较优条件下分别采用机械搅拌和曝气搅拌时废水的处理效果。[结果]较佳的工艺条件为:10%(质量分数)次氯酸钠溶液投加量100 mL/L,初始pH为6.0,反应时间90 min。在该条件下,废水中总镍、总磷和氨氮的去除率分别达到99.97%、99.94%和99.41%,其出水浓度均满足《电镀污染物排放标准》(GB 21900–2008)中“表3”的要求。电镀废水处理过程采用机械搅拌和曝气搅拌均可,但采用机械搅拌的处理效果更佳。[结论]采用次氯酸钠氧化法可有效去除含镍电镀废水中镍、磷和氨氮,使废水达标排放。

关键词：含镍电镀废水次氯酸钠氧化总镍氨氮总磷

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碱性络合态锌镍废水的水质分析

电镀与涂饰 2024年第5期43卷 146-152页

作者：毋浪鹏李梦洋郑元武许海亮钟晓丽施湖雷浙江海拓环境技术有限公司浙江杭州310052

[目的]研究碱性络合态锌镍废水的水质特征。[方法]以国内不同地区电镀园区的碱性络合态锌镍废水为对象,分析了它们的污染物指标特征及不同指标之间的线性关系。[结果]所研究的废水水样的pH均大于11.0,镍、锌离子浓度差异较大,镍离子主... 详细信息

[目的]研究碱性络合态锌镍废水的水质特征。[方法]以国内不同地区电镀园区的碱性络合态锌镍废水为对象,分析了它们的污染物指标特征及不同指标之间的线性关系。[结果]所研究的废水水样的pH均大于11.0,镍、锌离子浓度差异较大,镍离子主要以络合态形式存在,锌离子部分以络合态形式存在,氮主要以有机氮形式存在。碱性络合态锌镍废水的总镍与COD(化学需氧量)、总氮、有机氮及电导率之间无明显的线性关系。[结论]碱性络合态锌镍废水具有高pH和高电导率的特征,宜采用电化学氧化破络法处理。

关键词：电镀废水锌镍水质分析污染物检测

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区域减污降碳协同控制--以重庆为例

工程科学与技术 2024年第1期56卷 183-194页

作者：楚英豪李京王鹏李杉屈加豹方宁杰四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川川大生态环境技术有限公司四川成都610065

在中国面对实现碳达峰、碳中和与环境根本好转目标的背景下,重庆市作为西部大开发的重要战略支点,有责任有义务率先实现减污降碳,助力国家生态文明建设。CO_(2)和大气污染物的排放过程复杂,涉及要素众多,因而有必要明确影响CO_(2)和大... 详细信息

在中国面对实现碳达峰、碳中和与环境根本好转目标的背景下,重庆市作为西部大开发的重要战略支点,有责任有义务率先实现减污降碳,助力国家生态文明建设。CO_(2)和大气污染物的排放过程复杂,涉及要素众多,因而有必要明确影响CO_(2)和大气污染物排放的关键因素,为重庆市实现减污降碳协同控制提供科学参考。本文以对数均值除法指数模型(LMDI)为基础,构建扩展的LMDI–CO_(2)模型和LMDI–AP模型,并以2011—2020年重庆市CO_(2)排放和工业SO_(2)排放为对象进行实证分析,定量评估各因素对重庆市CO_(2)排放和工业SO_(2)排放变化的影响效果。同时,根据重庆市经济社会、能源环境历史发展情况挖掘各因素的影响机制,归纳协同减排的关键因子,探究重庆市减污降碳协同控制机制。结果显示,2011—2020年,经济发展效应是推动重庆市CO_(2)排放增加的首要因素,贡献率达245.59%;能源强度效应对CO_(2)减排的贡献最大,贡献率为210.51%;此外,产业结构优化为CO_(2)减排也做出了贡献。工业经济发展是推动重庆工业SO_(2)排放的主导因素,贡献率为64.47%;其他因素均为SO_(2)减排做出贡献,其中,能源强度和结构效应贡献率分别为42.65%和6.31%。可见,随着经济的发展、人口规模的扩大和生活水平的提高,重庆市CO_(2)和污染物减排的压力将会增大,“高碳化”能源结构制约着两者减排,提高能源效率和优化产业结构对实现“双减”起着关键作用。因此,降低能源强度、升级产业结构、优化能源结构是未来重庆市实现减污降碳协同控制的重要途径。

关键词： CO_(2)排放大气污染驱动因素协同控制 LMDI模型