【摘 要】
:
工业集中区的电镀、制革、纺织、造纸、印刷等企业在生产过程中会产生大量废水,这些废水经预处理后汇集成综合工业废水。综合工业废水含重金属、氮、磷、有机物等各类污染物,对人体健康和生态安全造成了巨大威胁。其中,染料和重金属络合物的深度去除目前仍缺乏经济高效的方法。纳滤膜通过尺寸筛分和静电排斥等作用可以绿色、高效地去除水中的染料和重金属物质,是深度水处理中的研究热点之一。但是,传统的高分子纳滤膜受其材料与
论文部分内容阅读
工业集中区的电镀、制革、纺织、造纸、印刷等企业在生产过程中会产生大量废水,这些废水经预处理后汇集成综合工业废水。综合工业废水含重金属、氮、磷、有机物等各类污染物,对人体健康和生态安全造成了巨大威胁。其中,染料和重金属络合物的深度去除目前仍缺乏经济高效的方法。纳滤膜通过尺寸筛分和静电排斥等作用可以绿色、高效地去除水中的染料和重金属物质,是深度水处理中的研究热点之一。但是,传统的高分子纳滤膜受其材料与结构特性的限制,其选择性、渗透性与稳定性难以满足日益增长的应用需求。近年来,氧化石墨烯膜(graphene oxide membrane,GOM)受到越来越多的关注。GOM由二维纳米片层层堆叠而成,纳米片之间的空间作为其传质通道。通过调控传质通道的结构和化学性质,例如层间距和荷电性质,GOM能高效截留水体中小分子物质,在染料和重金属络合物分离中具有巨大的潜力。但GOM在水环境中不可避免地会发生溶胀,导致其难以去除尺寸较小的离子和分子。同时,如何打破GOM渗透性与选择性之间的“Trade-off”效应,提升其对目标物质的去除效率也是近年来GOM研究的主要内容。本文分别利用强碱刻蚀和磷酸锆(Zr P)纳米片插层的方法对GOM的传质通道进行了精确调控,探究了其对染料、重金属络合物以及模拟综合工业废水中复合污染物的去除性能,具体如下:1.为去除综合工业废水中的染料,本文使用KOH对GOM进行刻蚀,制备了多孔道氧化石墨烯膜(PGOM)。PGOM的性能测试结果表明,强碱刻蚀能够在GOM内构建更多传质通道以及缩短传质路径,大幅提升GOM的通量。例如,利用4%KOH溶液对GOM刻蚀6 h制备的6h-PGOM,纯水通量达126.4±5.4L/(h·m~2·bar),是GOM的11倍。同时,PGOM保持着高染料截留率。例如,6h-PGOM对考马斯亮蓝G250的截留率为99.8±0.2%。膜流动电位、光电子能谱、红外光谱、Raman光谱以及对不同染料过滤测试结果表明,尺寸筛分和静电作用是PGOM去除带负电染料的主要机理。根据综合工业废水的特点,本文还讨论了水中染料和盐浓度变化对染料分离性能的影响。2.为去除综合工业废水中的重金属络合物,本文通过剥层制备了稳定性良好的Zr P纳米片,然后将其与GO纳米片混合,采用真空抽滤法制备了磷酸锆/氧化石墨烯复合膜(Zr P/GOM)。在湿态条件下,Zr P/GOM的层间距(30%-Zr P/GOM,12.6(?))比GOM(13.1(?))更小。根据扩展的DLVO理论,这是因为Zr P纳米片与GO纳米片之间的范德华力远高于两者间的静电斥力和水合力。在对重金属络合物的过滤测试中,负载量为93.0 mg/m~2的30%-Zr P/GOM对10 mg/L Cu-EDTA的截留率为98.1±1.0%,通量为5.9±0.3 L/(h·m~2·bar)。这表明Zr P插层能够抑制GOM的溶胀,进而实现对尺寸小于1 nm的离子的有效去除。此外,根据综合工业废水的特点,本文研究了不同废水p H、重金属络合物浓度和盐浓度条件下Zr P/GOM对重金属络合物的分离性能。3.初步评价了“PGOM+Zr P/GOM”分级处理模拟综合工业废水的技术可行性。在处理含罗丹明B(RB)和Cu-EDTA的模拟综合工业废水时,由于RB会对Zr P/GOM造成严重的膜污染,Zr P/GOM运行24 h后通量下降至3.0 L/(h·m~2·bar)。而使用PGOM预先去除模拟废水中的RB,能显著提升Zr P/GOM重金属络合物去除效率(70.4%)。综上,为去除综合工业废水中的染料和重金属络合物,本文创新性地利用KOH刻蚀以及Zr P纳米片插层的方式分别对GOM传质通道进行了调控,制备了具有高染料分离性能的PGOM以及高重金属络合物分离性能的Zr P/GOM。本文提出的“PGOM+Zr P/GOM”为处理综合工业废水提供了一种新的技术方案。
其他文献
收入差距是我国始终面临的历史问题和当代挑战。解决收入差距问题的关键在于解决好农业农村农民问题,提高农民收入,处理好城乡关系,促进城乡协调均衡融合发展。《乡村振兴战略规划(2018-2022年)》提出“加快农业现代化步伐,强化农业科技支撑”,2021年中央一号文件进一步提出“加快推进农业现代化,强化现代农业科技和物质装备支撑,坚持农业科技自立自强”。一系列国家政策的出台为我国统筹城乡发展,缩小收入差
我国正处于全面推进乡村振兴,大力推动农业现代化建设的时期,发展农业生产性服务业正是其中必不可少的一环,但农业生产性服务,例如化肥、农药、农机具等农资服务的提供和使用过程不可避免地又会带来农业污染,影响我国环境质量,继而对我国农业发展带来不利影响。根据这一现实情况,本文想要研究农业生产性服务业发展的环境效果,即农业生产性服务业不同发展方向对环境质量的具体影响以及影响机制,并据此探索农业生产性服务业在
21世纪是中国和世界完成城市化转型的世纪,人类社会将从总体上实现从农业畜牧业占主导地位的传统乡村社会向工业化信息化占主导地位的现代城市社会的根本转变。面对这一不以人的意志为转移的历史进程和确定性前景,我国政府在2020年的十九届五中全会上,继十八大、十九大之后再次强调要加速推进农业转移人口的市民化工作,使农业转移人口市民化高效有序进行。推动农业转移人口市民化,促进经济社会发展,释放中国经济长期增长
我国农业发展正处于历史转型期,经济中同时存在现代农业和传统农业两种农业形态,应该基于二元农业视角研究农业问题。农业技术进步和环境污染都与农业生产密切相关,农业技术进步是现代农业发展的关键因素,可以推进现代农业生产力水平提升和生产规模扩大,同时影响农业生产要素的配置;工业生产排放“三废”造成环境污染,对农业生产产生负面影响,城乡劳动力转移可能会扩大工业生产规模,带来隐蔽性环境污染,加剧对农业生产的危
随着药物(pharmaceuticals,PhACs)的广泛生产和使用,环境中药物的残留及其生态风险成为研究的热点。污水处理厂(wastewater treatment plants,WWTPs)常规工艺处理不能将其完全去除,PhACs会随出水排放进入自然水体,由于其持久性、毒性等会对水生生物和人类的健康乃至整个生态环境产生潜在的不利影响,需要进一步的深度净化工艺提高去除效果,削减毒性。UV/H2
不同于以往文献专注于行政审批对企业创新产出的影响,本文将企业创新行为区分为突破式创新和渐进式创新,利用世界银行中国企业调查的微观数据,直接检验了商事制度便捷度对企业创新行为的影响。本文的研究结论如下:商事制度便捷度的提升对企业创新行为具有一定的积极影响,但显著影响仅限于以员工培训及生产柔性化为代表的渐进式创新行为。而企业以新产品、新技术引入为代表的突破式创新行为则内生于企业研发投入、面临的市场环境
改革开放以来,我国国民经济发展突飞猛进,人民生活质量显著提升,综合国力稳步提升。但是,国民经济蓬勃发展的同时,经济活动对生态环境的破坏严重、资源能耗高且利用率低、社会经济发展与生态环境不协调等一系列的问题也逐渐暴露。中国当前的粗放型发展模式严重阻碍着社会经济的发展,生态问题成为制约可持续发展的瓶颈。扬子江城市群位于“长三角城市群”核心区北翼,是我国经济发展最好,核心竞争力最强的地区之一,是中国经济
硫化物是地下环境中最丰富的还原剂之一,而热解炭(包括生物炭和活性炭等)是一种广泛存在于含硫环境中的氧化还原介质。先前的研究发现,热解炭可以在缺氧的含硫化物环境中介导有机污染物的还原降解。但是,很少有关于温度或有氧情况下的报道。温度是土壤污染修复中的重要调控因素,控制反应温度将帮助人们在合理的能耗和成本范围内高效去除污染物。自然环境中氧含量波动将直接影响硫化物和污染物的转化。可以预见,在自然环境中或
挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是一类常见的气态污染物,严重危害了环境和人体健康。催化燃烧法是目前应用最广泛的VOCs减排技术之一。大量研究表明,负载型分子筛催化剂具有良好的VOCs催化燃烧应用前景,其中载体结构和制备方法是影响催化剂活性的重要因素。本文以锰氧化物为活性组分,介孔分子筛MCM-41为载体,采用等体积浸渍法制备了负载型Mn/MCM-41催
<正>在中共中央政治局第五次集体学习时,习近平总书记强调,建设教育强国,基点在基础教育,强教必先强师。欲强教师,先强教研,作为校本教研重要形式的集体备课,应突出“研、共、跨”特质,以高质量教研促进教师专业发展,实现基础教育的高质量发展。集体备课要突出“研”的功能。传统的集体备课主要是同一个教研组的教师一起备教材、备教法、备学生等。这种形式有利于发挥信息共享、