螯合树脂在重金属废水资源化处理中的工艺应用

采用螯合树脂对废水中的钴锰铁镍等重金属离子进行了吸附分离,验证了树脂处理重金属废水的资源化工艺可行性,结果表明:通过树脂的吸附—再生—富集工艺过程可以将回收的钴锰浓度分别从8mg/L、4mg/L提浓至11000mg/L、4900mg/L以上,铁镍的杂质含量在0.5‰以下。研究了树脂吸附再生出水的颜色变化与水质数据的规律性和工艺操作条件,提出了可采用颜色变化对树脂吸附再生过程的参数加以调整,以供参考。     

活性炭深度处理工业废水实验研究

对砂滤-活性炭吸附工艺深度处理制药厂废水进行了研究。砂滤保证活性炭吸附柱的进水要求,活性炭吸附采用三级吸附。实验表明,采用此工艺处理该废水完全达到处理要求,即进水化学需氧量(CODCr)质量浓度控制在400mg/L以下,通量控制在25L/h,进水倍数在1000倍以内,出水CODCr可控制在100mg/L以下。采用两种方法对达到吸附饱和的活性炭进行了再生,结果显示酸碱再生法的处理效果明显优于溶剂再生法。     

离子交换树脂法去除MSA镀锡液中铁杂质

采用正交实验法筛选了适用于吸附MSA镀液中的Sn和Fe离子的阳离子交换树脂,试验研究了不同树脂对电镀锡液中铁离子与锡离子吸附效果,通过静态与动态实验验证树脂吸附再生效果,采用化学沉淀法回收再生液中锡离子,采用EDS与XRD分析沉淀物成分。结果表明:HZ016型树脂对镀液中锡铁离子吸附效果较好,树脂与镀液吸附体积比为1∶2,再生硫酸与树脂体积比为4∶1,调节再生液pH值至3.8时锡回收率最高达到87.3%,能谱与X射线衍射表明,回收沉淀成分主要为锡的氢氧化物。     

利用大孔树脂回收废水中的间羟基苯甲酸

指出了磺化碱融法生产间羟基苯甲酸属于传统工艺,其最终废水量大且含有一定量的间羟基苯甲酸、水质COD较高,一般在20000mg/L,难以治理,通过研究发现了利用XDA-1大孔吸附树脂可对其中的间羟基苯甲酸进行回收,其废水中间羟基苯甲酸回收率为73%,吸附回收后,废水的COD为11000mg/L,有效去除率为44%,为废水预处理提供了有力的技术支撑。     

向日葵秸秆对U(VI)和Pb(Ⅱ)的选择吸附性能及机理研究

以含有单一的U(VI)、Pb(Ⅱ)溶液以及U(VI)和Pb(Ⅱ)混合溶液为吸附质,系统探讨了pH值、吸附剂量、吸附时间和初始离子浓度对向日葵秸秆吸附效果的影响。采用准一级动力学方程、准二级动力学方程、粒内扩散模型、Langmuir和Freundlich等温吸附方程对实验数据进行拟合,从分配系数和分离因子角度对吸附选择性进行分析,并对吸附机理进行探讨。结果表明:吸附20 mg/L的U(VI)-Pb(Ⅱ)溶液的最佳pH值为4.0、吸附剂量为2.0 g/L、吸附时间为720 min,U(VI)和Pb(Ⅱ)的去除率分别为77.55%、87.44%;U(VI)和Pb(Ⅱ)的吸附动力学在单离子和复配体系下均符合准二级动力学模型;吸附等温线均符合Langmuir等温吸附模型,单离子最大吸附量分别为327.0和67.59 mg/g,且当U(VI)高于200 mg/L时Pb(Ⅱ)的吸附过程也能用Freundlich模型描述。当离子初始浓度较低时向日葵秸秆对Pb(Ⅱ)具有更高的吸附选择性,而较高时则相反。向日葵秸秆吸附前后的SEM、EDX和FT-IR图谱表明,吸附U(VI)和Pb(Ⅱ)的主要方式为络合和离子交换。     

炭陶除氟吸附材料的研制

采用竹屑、骨粉及膨润土三者混合,经炭化活化制得炭陶除氟吸附材料。研究原料配比、升温速率、活化温度和保温时间等对除氟吸附材料平衡吸附容量及除氟率的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)及傅里叶转换红外光谱仪(FTIR)对炭陶样品进行表征。结果表明:随着升温速率、活化温度及保温时间的增加,炭陶除氟吸附材料的平衡吸附容量及除氟率均呈现先增加后降低的趋势;同时,炭陶除氟吸附材料在除氟过程中,既有物理吸附又有化学吸附,这种协同效应大大提高了其除氟性能。在相对较优的试验条件下,炭陶除氟吸附材料的平衡吸附容量为2.214 mg.g-1,除氟率为88.56%。     

丙烯腈/木粉接枝共聚物的合成及其水解物的吸附特性研究

以Fe^2 /H2O2作为引发剂，将丙烯腈和木粉进行接枝共聚，得到丙烯腈／木粉接枝共聚物（PANW），再经适度水解的方法合成阳离子交换树脂－羧基木粉。研究影响接枝共聚反应的各中因素和水解条件，并讨论羧基木粉对重金属和阳离子型染料的吸附特性。实验结果表明：（1）在适量引发剂（FeSO4.7H2O-1g)和适当温度（60℃）作用下，可得到较高接枝增量和接枝率的PANW；（2）在PANW的水解反应中，在碱性催化剂作用下，可得到羧基含量高的产物，但收率较低；而在酸性催化剂作用下，则得到羧基含量低的产物。但收率较高；（3）羧基木粉对阳离子型染料－碱性桃红的吸附容量与起始浓度有关，本实验中，羟基木粉对碱性桃红的吸附容量最高可达500mg/g，对Cu^2 的吸附容量最高可达39mg/g；（4）经0．3mol/L HCl再生4次后，羧基木粉对碱性桃红的吸附因子容量保持在440mg/g以上，在含有多种金属主子的溶液中，羧基木粉优先吸附Fe^3 等硬酸型离子。     

大孔吸附树脂分离纯化山楂叶总黄酮的研究

比较了6种大孔吸附树脂ADS-5、ADS-8、ADS-17、NKA-9、D-101和AB-8对山楂叶总黄酮的吸附及脱附性能。在研究静态吸附的基础上,筛选出效果较好的树脂进行动态实验研究。实验结果表明:最佳分离纯化山楂叶总黄酮的树脂为D-101。该树脂室温下对山楂叶总黄酮动态吸附-脱附较优的工艺参数为:上柱液pH值4.5~5.5;上柱速度2 BV/h,溶液处理量6 BV/次;洗脱剂为70%乙醇,脱附剂的流速1 BV/h,脱附剂用量2 BV/次。     

类沸石金属有机框架材料吸附去除饮用水中微量砷的研究

采用类沸石金属有机框架材料(ZIF-8)作为吸附剂,研究了其吸附去除水体微量砷的吸附特性和吸附机理。该材料在平衡浓度为10μg/L时的吸附量达到76.5 mg/g,等温吸附线可拟合于Langmuir模型。吸附过程可以在12h内基本完成,动力学曲线符合二级动力学模型。除PO3-4以外,吸附性能不受其它共存阴离子和自然水体中的有机质影响,且具有良好的再生性能。材料经水化作用形成表面羟基,通过离子交换作用将砷酸根吸附在材料表面实现吸附分离是其主要吸附机理。     

大孔吸附树脂提甜茶苷的研究

从6种大孔树脂中筛选了适宜的提取分离甜茶苷的吸附剂,研究了大孔吸附树脂提取甜茶苷的工艺,包括甜茶苷溶液的质量浓度、pH值和流速对吸附过程的影响,解吸剂及解吸温度对解吸过程的影响.结果表明:AB-8树脂是理想的甜茶苷吸附剂,其吸附甜茶苷较理想的工艺条件是:原料液质量浓度约为7.7mg/L,pH值约为8,流速为3BV/h(BV为层析柱中树脂床的体积);理想的洗脱条件为:流速为3BV/h,室温下以70%乙醇溶液为洗脱剂,用量为5BV,或40℃下,以60%乙醇溶液为洗脱剂,用量为4BV.实验室利用该工艺成功地分离出甜茶苷.     

大孔树脂纯化白及多酚及其体外抗氧化活性研究

对比了10种大孔树脂对白及多酚粗提液的静态吸附与解吸效果,并对优选的LSA-21树脂纯化白及多酚粗提液的工艺进行了探讨,对纯化前后的白及多酚提取液的体外抗氧化活性进行检测。研究结果表明:室温下,多酚粗提液质量浓度0.4～0.6 g/L,pH值4,上样流速2.0 mL/min为LSA-21树脂吸附白及多酚粗提液的最佳工艺;乙醇体积分数80%,解吸液pH值6,上样流速1.0 mL/min为最佳解吸工艺。以100 mL质量浓度为0.47 g/L粗提液在最佳工艺条件下纯化,白及多酚纯度由4.48%提高到27.61%,纯化效果较好。纯化后的白及多酚清除自由基能力有显著提升,其对DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基的半数抑制浓度(IC_(50))分别为7.72、8.65和205.39 mg/L。     

均匀设计法优选大孔树脂纯化七叶莲总皂苷工艺研究

以总皂苷比吸附量和解吸率为指标,通过静态和动态吸附解吸附试验,从9种树脂中筛选出AB-8型大孔吸附树脂;以总皂苷收率和总皂苷纯度为指标,通过单因素试验考察了最佳洗脱剂浓度,并利用均匀设计法对大孔树脂富集纯化的工艺进行了优化.结果表明:以70%乙醇为洗脱剂,以总皂苷收率为指标,优选的工艺参数为:上样质量浓度0.976g/L、上样流速2.2mL/min、洗脱剂用量3.0BV(1BV=80mL,下同)、洗脱流速3.6mL/min,其总皂苷收率62.17%,总皂苷纯度41.22%;以总皂苷纯度为指标,优化的工艺参数为:上样质量浓度0.976g/L、上样流速2.8mL/min、洗脱剂用量0.6BV、洗脱流速0.8mL/min,其总皂苷收率41.25%,总皂苷纯度49.79%.     

活性炭对离子液体的吸附研究

为提高离子液体利用率,降低其对环境造成的危害,研究了活性炭对离子液体1,3-二烯丙基-2-乙基咪唑醋酸盐的吸附效果,确定了活性炭用量、离子液体初始浓度、吸附温度、吸附时间等条件对吸附的影响,分析了无机盐硫酸钠的添加对吸附过程的影响,吸附结束后使用丙酮进行解吸再生。采用UV、FT-IR和1H NMR对吸附前后离子液体进行表征。结果表明,活性炭质量浓度8 g/L,温度30℃,吸附时间120 min条件下,活性炭对质量浓度为80 mg/L的1,3-二烯丙基-2-乙基咪唑醋酸盐水溶液的吸附效果最佳,无机盐硫酸钠的加入有利于活性炭对离子液体的吸附,使用硫酸钠后,活性炭对离子液体的吸附率可达99%以上,回收率可达93%,且再生后离子液体化学结构未发生变化。本研究结果可为离子液体工业化及回收利用提供依据。     

纳米级Fe_3O_4对水中氟的吸附性能研究

采用共沉淀法制备纳米级Fe_3O_4,并研究了其对水中氟的吸附性能。通过透射电镜、X射线衍射等手段对其进行表征,研究了初始氟离子浓度、溶液pH值、吸附剂用量、反应时间等因素对Fe_3O_4吸附水中的氟性能的影响。结果表明:制备的纳米级Fe_3O_4平均粒径为20 nm;当氟离子初始浓度为5 mg/L,溶液pH值为3,吸附剂用量为40 g/L,反应时间为150 min时,氟去除率达到最高为80.03%;纳米级Fe_3O_4材料对氟的吸附等温线符合Freundlich方程,并且吸附动力学符合假二级动力学方程。     

基于BioWin软件的某农村污水处理站AO+MBR工艺模拟

根据江苏省某农村污水处理站AO+MBR工艺的调研数据,利用BioWin软件进行了AO+MBR工艺的模拟,设计3种不同进水条件进行模拟,结果表明:AO+MBR工艺对于COD和氨氮去除效果较好,去除率可达90%以上;当进水总氮高于35 mg/L时,可通过提高回流比实现出水总氮的降低;但该工艺对于除磷效果不显著,需要考虑加药通过化学沉淀来强化除磷能力。     

A~2O+絮凝沉淀组合工艺处理高浓度制药废水工程案例分析

采用A~2O生物处理工艺,并结合絮凝沉淀工艺处理了高浓度制药废水。结果表明:废水进水COD、氨氮、总氮、总磷浓度分别为4845.5 mg/L、403.5 mg/L、570.2 mg/L、26.7 mg/L,出水浓度分别171.4 mg/L、2.9 mg/L、17.1 mg/L、1.8 mg/L,完全满足设计出水要求。工程总投资金额约为660万元,废水处理成本约为18.79元/m~3。工程案例及分析结果可为高浓度化学制药废水处理工艺提供借鉴。     

木薯淀粉接枝共聚物对钢在羟基乙酸溶液中的缓蚀性能

用丙烯酰胺(AA)单体对木薯淀粉(CS)进行接枝共聚化学改性,合成了木薯淀粉接枝共聚物(CSGC),采用失重法和电化学法研究了CSGC对冷轧钢在羟基乙酸溶液中的缓蚀性能。结果表明:CSGC能有效抑制冷轧钢在羟基乙酸中的腐蚀;缓蚀率随CSGC添加量的增大而不断上升,缓蚀率会随着温度的上升和浸泡时间的延长而下降,缓蚀率随着羟基乙酸质量浓度的增加呈先上升后下降的趋势。20℃时100 mg/L CSGC在0.3 mol/L羟基乙酸中浸泡24 h缓蚀率(失重法)高达92.1%,浸泡时间延长至72 h缓蚀率可达到89.13%。20~50℃时CSGC在0.3 mol/L羟基乙酸中的钢表面吸附符合Langmuir等温式,吸附焓(ΔH~Θ)为-23.8 k J/mol、吸附Gibbs自由能(ΔG~Θ)为-28.3~-28.9 k J/mol、吸附熵(ΔS~Θ)为15.4~16.8 J/(mol·K)。羟基乙酸中CSGC在钢表面发生物理吸附/化学吸附的混合吸附,且吸附伴随熵增加的放热过程。在0.3 mol/L羟基乙酸中CSGC为符合"几何覆盖效应"机理的混合抑制型缓蚀剂;由Nyquist图谱显示,钢/羟基乙酸界面上存在H_2O、H~+、HOCH_2COO~-和CSGC的吸附/脱附过程,CSGC通过挤走水分子发生吸附。     

栗壳天然食用色素纯化工艺的研究

为纯化栗壳色素,研究D-4020型大孔吸附树脂纯化栗壳色素的工艺条件,结果表明：当上样液pH值为5、质量浓度为0.20 mg/mL,吸附流速1.0 mL/min,静态吸附180 min,用80%乙醇作为解吸剂,解吸流速为0.5 mL/min,3.0 BV的解吸剂时,栗壳色素即可解吸完全。     

液化木薯淀粉对改性酚醛树脂的性能影响及结构表征北大核心

以苯酚为液化剂,在酸性条件下液化木薯淀粉,将所得液化产物用于制备淀粉基改性酚醛(APF)树脂胶黏剂。采用单因素条件探讨液化过程中木薯淀粉添加量对改性树脂性能的影响,并通过FT-IR和SEM表征改性树脂结构。结果表明:随着木薯淀粉添加量的增大,改性树脂胶合强度逐渐下降,当液固比从2.4∶1降至1.0∶1时,制备的胶合板胶合强度由1.85 MPa降至1.14 MPa,降幅达到38.4%,但仍高于国家标准要求的0.7 MPa。同时,随着木薯淀粉添加量的增大,胶合板甲醛释放量逐渐减小,由0.279 mg/L降至0.095 mg/L,远低于国家标准E0级(0.5 mg/L)要求。FT-IR分析表明,在1014 cm^(-1)和1147 cm^(-1)处分别出现芳香醚C—O和芳香醚C—O—C的伸缩振动峰。SEM结果显示,木薯淀粉经液化后细胞壁形态遭到严重破坏,结晶度降低,但仍可观察到APF树脂的表面存在颗粒,说明APF树脂产生了更多的活性芳核衍生物,总体活性增强,易于发生化学交联反应。     

双碱法耦合聚合氯化铝预处理高矿化度矿井水实验研究

膜技术脱盐常用于高矿化度矿井水回用处理,但在运行过程中钙、镁离子会影响膜性能,开展预处理降低硬度及浊度,对减轻膜污染、降低运行费用起着重要的作用。采用双碱法耦合聚合氯化铝去除矿井水的硬度及浊度,通过单因素试验考察了药剂投加量、反应时间、沉淀时间对去除效果的影响。结果表明：投加800 mg/L氢氧化钠、80 mg/L碳酸钠及20 mg/L聚合氯化铝,反应20 min,沉淀15 min,此时水样的总硬度含量为8.09 mg/L,总硬度去除率为92.30%,浊度去除率为99.75%。