人粪生物炭的制备及性能分析

以人粪为原料制备生物炭,以得率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为评价指标,考察制备过程中升温速率、热解温度和热解时间等因素对自制人粪生物碳吸附性能的影响。利用比表面积及孔径分析仪分析人粪生物碳的孔径分布和孔容以及比表面积。利用扫描电镜和XRD对生物碳的表面形貌和晶体结构进行分析。采用正交实验,确定最佳制备工艺条件。研究结果表明:在最优制备工艺条件下(升温速率15℃/min,热解温度600℃,热解时间70 min),人粪生物炭平均得率为49%,碘吸附平均值为682 mg/g,亚甲基蓝吸附平均值为93 mL/g。在最优条件下制得的人粪生物碳比表面积为690.8 m^2/g,总孔容积为0.329 cm^3/g,中孔容积和微孔容积分别为0.235 cm^3/g和0.087 cm^3/g,平均孔径2.832 nm。生物碳表面比较粗糙,呈现凹凸不平、蜂窝状结构,并且表面存在发达的、孔径不一的孔结构,孔的形状多样。自制人粪生物碳中一部分碳原子形成了比较稳定的片层石墨结构,有利于应用中生物炭性质保持相对稳定。

用Cu-TiO_2光催化还原水中硝酸盐氮的研究

采用光还原法制备了Cu-TiO_2光催化剂,通过SEM、XRD、XPS和UV-vis等表征手段对催化剂的形貌结构、晶格结构、光学性能等性质进行分析,并研究其对硝酸盐氮的还原效果。结果表明,Cu-TiO_2属于锐钛矿型,铜以Cu^0和Cu^+形式存在于TiO_2表面。在紫外光条件下,Cu-TiO_2光催化还原硝酸盐氮效果最好,反应1 h后硝酸盐氮去除率达98%,氮气转化率达60%;而在可见光条件下,Cu-TiO_2光催化还原效果较差。

基于微颗粒生物膜技术的污水处理厂不停产快速提标改造工程案例

河南某10×10^(4)m^(3)·d^(−1)城镇生活污水处理厂出水由原一级A标提标至地表水准Ⅳ类水标准。项目采用微颗粒生物膜技术快速优化原状生化系统微生物活性,构建了微颗粒附着污泥与悬浮污泥共生的可控双泥龄生化反应器,持续强化生物脱氮除磷能力,实现在不新增征地的情况下进行原位不停产提标改造。改造后生化池停留时间不变,COD负荷提升至原来的1.5倍,混合液质量浓度达到8000 mg·L^(−1),MLVSS占比约0.51,出水指标稳定达到准IV类水排放标准,COD小于30 mg·L^(−1),总氮小于10 mg·L^(−1),总磷小于0.3 mg·L^(−1)。该技术在提高污水处理能力的同时,无扩建需求,投资费用低,建设周期短,可为相关工艺污水处理厂的技术改造提供参考。

氮掺杂二氧化钛光催化氧化降解污水中四环素

以氮掺杂二氧化钛(N-TiO_2)作为催化剂,四环素作为目标污染物,以可见光作为光源,研究N-TiO_2在可见光源条件下,光催化氧化降解四环素的效果。当四环素初始浓度为50 mg/L时,在pH=8,催化剂投加量为1. 0 g/L较优的反应条件下,N-TiO_2光催化氧化降解四环素的效率可达到97%以上。研究表明:阴离子对降解过程有抑制作用,但对最终降解效果无显著影响。反应过程中起主要作用的活性基团为光生空穴。