Fe_(3)O_(4)@UiO-66的制备及其对土霉素的吸附研究

UiO-66作为最稳定的金属有机框架材料(metal-organic frameworks,MOFs)之一,在吸附领域引起了广泛的关注。然而,UiO-66的使用仍然受到电子-空穴电荷分离能力弱或微孔可及性低的限制。研究采用乙酸对UiO-66构建介孔缺陷,掺杂Fe_(3)O_(4)来制备Fe_(3)O_(4)@UiO-66。Fe_(3)O_(4)的掺杂使得UiO-66产生了变性中孔缺陷,构建出对于四环素类抗生素具有优异吸附效果的结构。通过分析Fe_(3)O_(4)@UiO-66的晶体结构和理化性质变化,研究Fe_(3)O_(4)@UiO-66对水中常见的抗生素土霉素(OTC)的吸附性能及机理。结果表明,Fe_(3)O_(4)@UiO-66对OTC的吸附量为201.72 mg·g^(-1),OTC的去除率为80.69%,吸附过程符合拟二级动力学、Elovich和Langmuir等温吸附模型。吸附反应为吸热反应和熵增过程,温度升高有利于吸附的进行,吸附反应受pH值的影响较小。

KOH活化制备铁基生物质炭及其对四环素和环丙沙星的吸附研究

低代谢程度的抗生素如四环素和环丙沙星会造成较为严重的水体污染,而活性炭对此种污染有一定的吸附作用。活化是改善生物炭吸附特性的主要方法之一。以甘蔗渣为主要研究对象,用KOH为活化剂,以FeCl_(3)·6H 2O为浸渍溶剂,制备了改性生物炭(KFBC),同时制备甘蔗渣生物炭(BC)作为对照。综合多种表征手段分析KOH活化和FeCl_(3)的掺杂对KFBC的结构和理化性质的影响,采用吸附法探究KFBC对溶液中的四环素(TC)或环丙沙星(CIP)的吸附性能和机理。结果表明:KOH活化后会形成更多的碳结构缺陷,影响BC的官能团的种类和数量以及BC的表面电性;FeCl_(3)的掺杂会增强BC的磁性,有利于KFBC的循环利用;吸附反应受pH影响较小,KFBC能够在一个较宽泛的pH范围内进行吸附。KFBC吸附TC或CIP是以化学吸附为主,且是自发、吸热、自由度增加和熵增的过程;KFBC对TC或CIP的理论最大吸附量可达到743和794 mg/g;KFBC的主导机制并非静电吸附,而是以孔隙扩散和π—π作用等为主,氢键和络合作用也发挥了重要作用。

工程教育认证背景下《室内空气污染防治技术》课程思政教学改革实践

高校进行课程改革融入思想政治教育,协调实现知识传授与价值引领,对于落实立德树人的根本任务具有重大意义。在工程教育认证背景下,以认证标准为指导,以成果导向为动力,从课程目标重构、教学内容整合、教学方法创新等方面着手,构建课程思政全方位融合的教学体系,全面贯彻“课程思政”新理念,实现专业知识教育与思想政治教育的有机统一,落实立德树人的根本任务。

纳米MnO_(2)炭基复合材料的制备及吸附去除水中La(Ⅲ)离子性能研究

稀土是一种珍贵的战略资源,但其开发冶炼过程会产生大量废水并造成严重的环境污染,因此如何高效吸附去除废水中稀土离子被大量研究。通过共沉淀法将纳米MnO_(2)负载至生物炭(Biochar, BC)表面,得到纳米MnO_(2)炭基复合材料(Nano-MnO_(2)Carbon Matrix Composites, MBC),并用于吸附去除废水中的La(Ⅲ)离子。研究通过表征分析材料的物理和化学结构变化,考察了应用环境条件对MBC吸附La(Ⅲ)离子性能的影响,在308 K、pH=6.0条件下,0.55 g/L MBC对20 mg/L La(Ⅲ)离子模拟废水进行吸附处理,24 h后吸附效率达到95.65%。吸附动力学、等温线和热力学研究显示,MBC对La(Ⅲ)离子的吸附过程符合拟一级动力学模型和Langmuir模型,为单分子层吸附,最大吸附质量比可达43.49 mg/g;通过D-R模型计算的Es为23.12 kJ/mol,表明吸附过程偏向于化学吸附,且是自发的吸热过程。MBC经5次循环后,吸附性能仍达到初始吸附质量比的79.18%,MBC作为炭基吸附剂用于吸附水中的La(Ⅲ)离子,展现出一定的应用前景。

MgFe-LDH@柚子皮生物炭复合材料吸附Gd(Ⅲ)的性能研究

该研究以柚子皮生物质为原材料制备生物炭,采用共沉淀法将镁铁型层状双氢氧化物(MgFe-LDH)负载于其表面制备复合材料(HBC),探究其吸附水中Gd(Ⅲ)的性能。通过批量吸附实验考察应用环境条件对吸附效果的影响,采用吸附理论模型拟合分析结合SEM-EDS、FT-IR、XPS表征分析,探究吸附作用机理。结果表明:在35℃、pH=7的条件下以0.60 g/L的吸附剂投加量对20 mg/L的Gd(Ⅲ)吸附处理10 h后,HBC对其去除率达到95.65%;吸附过程符合拟二级动力学模型、Weber-Morris粒子内扩散模型、Boyd’s液膜扩散模型,吸附速率受到颗粒内扩散和颗粒外扩散共同控制;吸附平衡符合Langmuir模型、D-R模型和Temkin模型,由Langmuir模型计算所得的最大吸附量为42.07 mg/g,吸附过程结合能分布均匀,为单分子层吸附;热力学结果表明HBC对Gd(Ⅲ)的吸附过程是一个自发的吸热过程;HBC对Gd(Ⅲ)的吸附以化学吸附和静电吸附为主,吸附机理包括离子交换作用、表面沉淀作用、表面物理吸附作用、静电吸附作用、氢键吸附作用和表面络合作用等。

藻型富营养化水体的治理方法

对国内外藻型富营养化水体的治理和控制方法进行了总结和分析,主要有物理法、物理化学法、化学法、生物法等方法。并在此基础上提出了水体富营养化治理的研究方向。

人工湿地中蛭石填料净化污水中氨氮能力

研究了蛭石吸附污水中氨氮的吸附容量以及蛭石去除氨氮的等温吸附曲线,探讨了水中pH、温度、浓度对氨氮去除量的影响以及饱和蛭石再生后的效果,结果表明,蛭石的饱和和吸附量为20.83mg/g;蛭石吸附量在pH2.0～6.0范围内随着pH的增大而增大,最佳pH为4.0～6.0;温度在15℃～35℃范围内,吸附量随温度的升高减小;氨氮的去除率随着蛭石用量的增加而增加。这为蛭石作为一种新型填料提供了基础数据和理论依据。

工业废水中镍的去除与回收技术及相关研究进展

针对国内外对于含镍废物综合处理的研究的不足,从物化、生物法评述了国内外沉淀法、离子交换法、膜滤法、吸附法、生物修复法和电化学法处理含镍废水处理的研究进展,并对不同类型的含镍废物的处理方法及金属镍回收方式进行了归纳,分析了各种方法的主要影响因素,指出了各种处理方法的优势和不足。认为含镍废物回收技术工艺的主要研究方向是加强传统冶金与机械处理、电解冶金进行组合使用,通过机械处理中破碎、磁选作为预处理筛选出镍富集体,利用电解冶金提炼金属镍的高纯度特点,加强组合方法的机理研究,对运行参数进行优化,最终实现在较低的成本下能提高的镍回收率和纯度。

上海市公路雨水径流中重金属的形态及分布特征

对上海市内环高架一段路面的5场降雨径流进行监测，分析了典型降雨一径流事件中固体颗粒物的粒径分布特征和各个颗粒粒径范围内重金属的含量．结果表明：径流中悬浮固体主要由粒径〈250μm的颗粒组成；颗粒态重金属是径流中污染物输出的主要形态；SS和重金属都表现出了较强的初期冲刷效应．通过拦截路面径流初期20％～30％的径流量，能够去除路面径流中大部分的SS和重金属等主要污染物．因此，去除固体悬浮物是治理上海公路径流重金属污染的有效途径．

商陆对镉的富集特征

超积累植物的确证对成功实施重金属污染环境植物修复是必不可少的。对位于湖南省株洲冶炼厂厂区的植物进行了一系列的野外调查,以着力寻找镉的超积累植物。结果表明,商陆科Phytolaccaceae植物商陆Phytolacca acinosa对镉具有明显的富积特性,商陆在镉质量分数最高达106.0 mg.kg-1厂区土壤中依然生长良好,茎叶中镉质量分数高达63.8 mg.kg-1。盆栽条件下,商陆对生长介质中的镉具有很强的耐性和累积能力。当生长介质中镉质量分数为5.0 mg.kg-1时,其生物量与对照相比有所增加。随着生长介质中镉质量分数的升高,虽然其生物量与对照相比有所降低,但植株仍生长良好。其地上和地下部分镉的质量分数逐渐增加,生物富集系数则逐渐降低。当土壤中镉的质量分数达到200.0 mg.kg-1时,商陆仍能完成整个生命周期。此外,还利用吸收量系数对商陆对镉的去除能力和富集特征进行了评价,进一步验证了商陆的镉超积累特性。

生物接触氧化-潜流型人工湿地组合工艺处理农村生活污水的试验研究

针对农村分散污水水质稳定、水量少、处理难度较小等特点,结合农村地区经济发展和管理的实际,设计制造并运行生物接触氧化-潜流人工湿地小型一体化处理设备进行处理生活污水的试验研究,通过改变水力停留时间和曝气周期,考察组合工艺对于污水中COD、氨氮、总磷的处理效果。结果表明,当水力停留时间1 d,曝气周期1. 5 h,对COD、氨氮、总磷的平均去除率分别为90%,85%,63%,出水能达到一级A排放标准。

新型高级氧化技术处理硫化染料废水的研究进展

综述了各种用于硫化染料废水的新型高级氧化技术,包括电化学氧化法、E-peroxone氧化法、类Fenton试剂氧化法、光催化氧化法、光催化与膜分离耦合法和光催化燃料电池法。分析了各种高级氧化技术的主要影响因素,并指出各种方法的优势与不足,对高级氧化技术的发展方向提出了展望,为今后硫化染料废水的综合治理提供了技术指导。

上海市城市绿地土壤特性及对雨洪削减效应的影响

研究了上海市5个功能区城市绿地土壤的特性,分析了它们在各功能区的分布规律及造成差异的影响因素,并对上海市利用绿地蓄渗雨洪的潜力进行了计算分析。结果表明,上海市城市绿地土壤质地以粘壤土、砂质粘壤土和壤质粘土为主;城市绿地土壤由于受人为活动的影响,土壤物理性质发生了显著变化,土壤容重增大,孔隙度和渗透性降低,压实现象普遍;土壤的入渗速率差异较大,以文教区和居民生活区为最好,其后依次为公园、商业活动区、道路交通区。对绿地面积比为20%的功能区,在一年一遇的设计暴雨重现期内,绿地蓄渗雨水效果随土壤入渗速率的增大而增大,且下凹式绿地的蓄渗效果明显优于平绿地。

利用木质纤维素废弃物吸附重金属离子的研究进展

木质纤维素废弃物作为生物吸附剂能有效地去除废水中毒性的重金属离子。本文综述了各种不同低成本的农产品及食用农产品产生的木质纤维素废弃物作为生物吸附剂的研究进展,对目前各种廉价的的生物吸附剂的吸附机理及化学改性和制备方法进行了探讨,指出了金属离子初始浓度、温度、吸附剂粒径、吸附剂剂量、吸附时间、溶液的pH值等吸附影响因素对吸附剂吸附重金属的影响。介绍了蔗渣、秸秆、稻壳、锯末、橙皮、橘子皮、花生壳等生物吸附剂对重金属废水的处理现状,同时对加强吸附剂的改性及吸附机理研究进行了展望。

混凝沉淀-次氯酸钠氧化处理垃圾渗滤液的实验研究

采用混凝沉淀-次氯酸钠氧化联合处理垃圾渗滤液,用单因素变量法确定最佳实验条件。实验表明:聚合硫酸铁投加量为2.0 g/L、p H=6、PAM投加量为4 mg/L、在转速为100 r/min条件下混凝实验反应30min,然后对沉淀后的上清液调p H为6,投加90 m L/L次氯酸钠进行氧化,COD去除率可达72.17%;氨氮质量浓度和色度分别从420mg/L和700倍降低到19 mg/L和12倍,即均可满足生活垃圾填埋污染控制标准(GB 16889-2008)中规定的排放标准,此时氨氮和色度的去除率分别为95.48%和98.28%。

不同结构生态浅层渗滤系统净化路面径流的效果与机理

根据上海市土壤层的特点,设计了不同结构的生态浅层渗滤中试系统,测定其对路面径流的长期净化效果及净化机制。研究结果表明:不同结构的人工模拟渗滤系统对径流污染物均具有较好的净化效果,并表现出良好的耐冲击负荷能力。COD的去除率大多都在60%～80%;NH3—N出水浓度多数在1.3mg/L以下,去除率基本在50%～70%;NO2-—N去除率大多都在80%～90%,出水浓度基本在0.1mg/L以下;下设有原状土垫层的渗滤系统对NO3-—N去除效果明显好于无原状土垫层的渗滤系统。除部分重金属、COD和NO2-—N外,经渗滤后的径流出水浓度大大低于上海地区浅层地下水的背景值。硝化和反硝化作用是系统去除氮的主要途径;土壤的吸附与沉淀作用是渗滤系统去除有机物和重金属的重要途径。

概率分析法计算下凹式绿地对雨水径流的截留效率

提出了一种适用于规划层面的评价下凹式绿地雨水径流截留效率的概率分析方法。在分析上海地区近20年降雨资料的基础上,运用概率统计的方法获得当地的降雨特性参数以及相关降雨特性概率分布函数,在此基础上确定降雨径流超出下凹容积导致发生溢流的概率,最终从概率平均的意义上估算一定下凹深度绿地的年雨水蓄渗效率,从而为下凹式绿地的设计提供了参考。

垃圾渗滤液处理技术的研究进展

垃圾渗滤液是一种难处理的高浓度有机废水,文章从垃圾渗滤液的产生及其特点出发,介绍了国内外垃圾渗滤液的处理技术,分析各种处理方法的特点,并指出结合实践选用联合工艺处理将是未来渗滤液处理研究的主要方向。

城市高架公路雨水径流的污染特征

对上海市内环高架一段路面的7场降雨径流进行监测,分析了径流中固体悬浮物和营养盐的变化特征,以期加深对城市高架公路径流污染物的认识和为高架公路径流净化工艺的选择提供理论支持。结果表明:溶解态氮、颗粒态磷是径流中TN和TP的主要输出形式;TP质量浓度变化与TSS基本一致,但TN质量浓度变化与TSS相关关系较弱;通过分析不同粒径固体悬浮物与污染物的相关性,发现<45μm固体悬浮物是径流中营养盐吸附的重要载体,去除细小固体悬浮物是治理城市高架径流污染的有效途径。

矿化垃圾吸附-Fenton-NaClO氧化深度处理垃圾渗滤液

采用矿化垃圾吸附-Fenton-NaClO氧化联合深度处理垃圾渗滤液。吸附实验在矿化垃圾粒径为<2 mm,用700℃焙烧改性的矿化垃圾作为吸附剂,投加量为60g/L、pH=9的条件下进行,COD和氨氮的去除率分别达到最大的53.15%和78.77%;吸附出水在初始pH为6、H_2O_2投加量为60 mmol/L、n(H_2O_2):n(Fe^(2+))为4:1、反应时间为75 min的条件下进行Fenton氧化,COD和氨氮的去除率分别达到最大的52.37%和11.5%;Fenton氧化出水在NaClO,投加量为60 mmol/L、pH为6、温度为50℃和反应时间为60 min的条件下进行NaClO氧化,NaClO对COD和氨氮的去除率分别达到最高的81.86%和98.96%,此时COD为78 mg/L,氨氮的质量农度为0.42mg/L,均可满足GB16889-2008规定的排放标准。