生物炭负载纳米零价铁催化降解亚甲基蓝性能研究及机理分析

为提升纳米零价铁在类芬顿反应体系中的催化能力,减少团聚现象,采用液相还原法制备了生物炭负载纳米零价铁材料(nZVI@BC)。通过表征、亚甲基蓝降解实验,探究材料性能、降解最佳条件及作用机理。结果表明,纳米零价铁(nZVI)均匀分布于生物炭表面,且材料纯度较高、稳定性较好。在降解实验中,降解100 mg·L^(-1)亚甲基蓝溶液的最佳反应条件为25℃、初始pH=3、nZVI@BC投加量30 mg·L^(-1)、H2O2投加浓度4 mmol·L^(-1),10 min内几乎完全降解。在降解过程中,·OH起主要作用,发色官能团首先断裂,随后芳环结构被破坏,最终彻底降解。且nZVI@BC循环使用性能较好,3次循环后亚甲基蓝去除率仍达85%以上。在印染废水处理实验中,nZVI@BC处理效果良好,当H2O2投加浓度为0.9 mmol·L^(-1)、nZVI@BC投加量为60 mg·L^(-1)、pH≤4.5时,出水化学需氧量(CODcr)可降至50 mg·L^(-1)以下,达到回用水标准。

生物炭负载锰掺杂纳米四氧化三铁吸附除锑研究

为提升晶态铁系金属氧化物的吸附容量、提高对印染废水中高溶解度和稳定性的Sb(OH)_(6)^(-)去除效果,制备生物炭负载锰掺杂纳米四氧化三铁,探究其吸附效果与联用生物炭负载提升吸附容量的机理。吸附实验表明,在初始pH为7.0±0.5、温度25℃、初始锑浓度200μg/L条件下,吸附剂除锑的最优条件为锰铁比0.3、负载比0.2、投加量0.3 g/L,此时模拟废水中锑含量可降至38μg/L,在更低投加量、更温和pH、室温条件下有更高的吸附容量。且吸附剂的循环使用性能较好,经三个吸附-脱附循环后吸附量仍达86%。吸附容量机理研究发现,生物炭负载提升吸附容量的机理为缓解团聚、提高吸附剂表面带正电强度、增强其对Sb(OH)_(6)^(-)的离子交换吸附作用。

芬顿氧化深度处理实际印染废水研究

采用芬顿氧化作为深度处理工艺处理实际印染废水,对芬顿氧化处理实际印染废水的工艺条件(pH、硫酸亚铁投加量、过氧化氢投加量、反应时间等)进行实验研究,并计算成本进行优化比选。结果表明,选择pH=3.5、硫酸亚铁投加量0.15 g/L、30%过氧化氢投加量0.26 mL/L、30%氢氧化钠投加量0.24 mL/L、PAM投加量1 mg/L的工艺条件时,出水COD平均值为22.8 mg/L,COD去除率可达67.5%,药剂成本最低,为0.98元/m3。

FeSO_(4)强化活性污泥法除锑技术研究

针对印染废水中难以去除的低浓度锑,采用FeSO_(4)强化活性污泥法,并结合高通量测序、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)探究其除锑机理。结果表明:(1)FeSO_(4)强化活性污泥法具有较强的除锑性能,当锑初始浓度为250μg·L^(-1),pH为8,Fe^(2+)投加量为90 mg·L^(-1)时,Sb(Ⅴ)去除率稳定在60%以上;共存离子对Sb(Ⅴ)去除率有促进或抑制作用。(2)在投加FeSO_(4)的驯化过程中,活性污泥微生物丰度和多样性降低,颗粒更松散、比表面积增大、粒径减小,与锑的接触面积增大,从而提高了除锑效率;Fe^(2+)在生化过程中被原位氧化为α-FeO(OH),与活性污泥表面的大量羧基或氨基团结合,附着在活性污泥表面,实现对锑的吸附。

以印染废水为主的某城镇污水处理厂提标改造工程实例

嘉兴市某城镇污水处理厂为印染废水高占比污水处理厂,其接纳污水中55.2%为印染废水。污水厂原有处理规模为3.0万m^(3)/d,采用AO工艺,出水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准。本次提标改造工程增加污水处理量至4.0万m^(3)/d,出水指标提升至浙江省《城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》(DB 33/2169—2018),在原处理工艺末端新增“活性炭吸附池-终沉池-滤池-消毒池”,利用粉末活性炭吸附尾水中SS和难生物降解的有机物。提标改造后工艺平稳运行,出水的CODCr、BOD5、SS、TN、氨氮和TP平均值分别为37.99、7.98、7.50、5.22、0.83 mg/L和0.10 mg/L,出水水质稳定达标,提标后污水处理成本增加0.34元/m^(3)。运行结果表明,对于有提标改造需求的城镇污水处理厂,在经济和技术上都是可行的。

US/H_2O_2系统协同降解苯酚的动力学研究

超声波 过氧化氢 (US H2 O2 )复合氧化过程在废水处理领域有很广泛的应用前景 ,但在动力学方面的研究很少 ,为此研究了US H2 O2 工艺降解苯酚的动力学 .结果表明 ,苯酚在单独超声波辐射 (US)、过氧化氢 (H2 O2 )氧化和超声波 过氧化氢 (US H2 O2 )协同下的降解均符合表观一级动力学 .在单独的超声波辐射或者过氧化氢氧化下苯酚去除率很小 ,而在复合氧化过程US H2 O2 工艺中有显著的提高 ,表明协同效应存在 .苯酚去除的速率常数增强因子可达到 6 90 4 .进一步从US H2 O2 系统中存在US、H2 O2 和羟基自由基 (·OH) 3部分协同作用的降解机理 ,推导出了简化的机理动力学模型 ,很好地反应过氧化氢浓度过量条件下苯酚的降解 .

偶氮染料的臭氧氧化机理研究

在3.5L半序批式反应器中进行了阳离子红X-GRL偶氮染料的臭氧氧化实验.用GC/MS定性和GC半定量等方法确定了该染料在臭氧氧化过程中各中间产物的出现次序及浓度变化,结合臭氧与染料反应的化学计量比、反应过程中溶液pH的下降和NO3-的生成,得出了染料的臭氧氧化机理可分为三个阶段,即:助色基脱落、最大吸收峰紫移阶段;生色基分解、染料脱色阶段;无色中间产物进一步降解成有机酸、醛、酮及烷烃等有机小分子阶段.确定了染料分子中6个氮的转化路径,即:其中4个氮原子转化为2分子N2,另外2个氮原子分别转化为1分子有机氮化合物和1分子NO-3.染料的臭氧氧化以直接氧化为主.

US/O_3降解对硝基苯酚的影响因素及机理

研究了US(超声波)/O3(臭氧)体系中气速、温度、pH值、对硝基苯酚初始质量浓度以及超声声强对对硝基苯酚降解速率的影响.研究结果表明对硝基苯酚降解速率随着气速、超声声强及pH值(pH≤6时)的提高而提高,随着对硝基苯酚初始质量浓度的提高而下降,而反应温度及在pH>6时影响不明显.对硝基苯酚在US/O3、US及O3体系中的降解均遵循拟一级反应动力学规律,其反应速率常数分别为1.50×10-3s-1、3.27×10-5s-1和6.63×10-4s-1,增强因子为216%,具有明显的协同效应,其协同效应主要是由臭氧在空化泡内热解产生.OH引起的.采用液相色谱(HPLC)、离子色谱(IC)、GC-MS等方法测定出对硝基苯酚降解的主要中间产物有邻苯二酚、邻苯醌、对苯二酚、对苯醌、苯酚、反丁烯二酸、顺丁烯二酸、草酸和甲酸等,并依此推导出对硝基苯酚的降解机理.

O_3与O_3/H_2O_2两个体系降解除草剂2,4-D反应特性研究

分别采用O3、O3/H2O2体系降解苯氧羧酸类除草剂2,4-D,探讨了降解过程中反应温度、pH值、O3混合气流量、有机物初始浓度等操作条件的变化对降解动力学的影响。结果发现,温度和pH值的影响较大,O3流量影响最小,温度升高、pH值增大、臭氧流量增加、2,4-D初始浓度降低均有助于降解速率的提高。O3/H2O2体系中,H2O2能促进O3分解产生大量自由基,导致2,4-D反应活化能降低。和O3相比,O3/H2O2体系降解效果好,降解时间短,反应条件温和,操作费用低,是很有发展前景的高级氧化技术。

旋流塔板传质模型研究

根据旋流塔板上的气液运动规律，建立气相二维定数混合池传质模型，并用ＣＯ_２－ａｉｒ／Ｈ_２Ｏ物系的传质试验结果进行验证，结果表明，模型计算值和实验值相当吻合。

最佳农田污灌面积的确定方法

1 引言 实践证明城市污水经预处理后是可以农灌的。农灌所需的污水量,随时间变化幅度很大,在某些季节污水全部用于农灌还不够,然而某些季节又不需任何污水灌溉,这就涉及到与之相匹配的污灌面积。若行灌面积太大,污水农灌量很大,污灌渠投资也大;反之投资较少,因此存在一个优化的污灌面积,使污灌渠的投资效益最好。本文以浙江省N市为例,根据当地降雨量,农作物各生长期的需水量,计算了不同污灌面积的污水利用率,进而提出了污灌的最佳面积。2 农灌需水量 N市主要农作物有小麦、大麦、早稻、晚稻等,各农作物灌溉需水量定额如表1。N市农作物生育期的降雨量如表2。 从表2可以看出,春花11～5月时80％保证率的降水量为328mm,已完全可满足大、小麦及油菜籽的生长要求,因此不需要考虑大麦等春花的灌溉。

环境模型的统计评价

系统地探讨了评价模型的统计指标,并在BOD反应动力学模型中使用,取得了较好的效果。

开发区污水治理对策

针对纳污水体有、无环境容量两大类开发区的污水治理对策进行了探讨，提出了结合老城区、总量控制、集中治理、分步实施的原则，并就污水治理资金来源进行了分析，指明了开发区污水治理的道路。

工厂环境恶臭预测方法的探讨

在Weber-Fechner定律的基础上,提出了一个新的恶臭预测模式,并结合某铝材厂扩建工程的恶臭预测评价,对该模式进行了参数估值和模式验证,结果表明该模式较为理想。

工厂环境噪声预测方法初探

本文对工业噪声以点、线、面声源进行分类,提出了实用的预测模式,并对相关参数进行了探讨。实例分析表明,在正确选择参数的前提下,预测值和实测值是相当接近的。

废水治理工程的综合评价

本文根据层次分析法(AHP)的原理,结合印染废水治理的特点,建立综合评价废水治理工程的层次结构模型,并进行运算,分析。结果表明,层次分析法是综合评价废水治理工程的有效方法。

US/UV协同催化氧化降解对氯苯酚的研究

选择掺杂过渡金属离子Fe3 + 的纳米TiO2 为催化剂 ,研究了US(超声波 ) UV(紫外光 )协同催化氧化水中对氯苯酚 (4 CP)的降解效果 ,考察了对氯苯酚的起始浓度、超声波声强、溶液初始pH、饱和气体种类、反应温度和催化剂投加量对氯苯酚降解速率的影响 .研究结果表明 :US UV协同催化氧化处理比单独超声波处理和光化学处理 ,4 CP降解速率提高了 1 5— 1 7倍 。

生物质炭输入减少稻田痕量温室气体排放

为揭示不同水平生物质炭输入对稻田土壤理化性质、水稻产量及温室气体排放的影响,采用自制竹炭在4种不同施用水平下(0、10、20、40 t/hm2)输入稻田土壤,开展了水稻一个生长周期的田间试验。结果表明,生物质炭输入可显著提高土壤p H值和有机碳含量(P<0.05),且有机碳含量增幅与生物质炭施用水平呈正比(相关系数为0.78,P<0.01)。生物质炭施用可显著降低土壤容重(P<0.05),最大降幅为0.25 g/cm3,土壤容重随着生物质炭施用量的增加而降低。不同处理水稻产量无显著性差异(P>0.05)。CH4累积排放量与生物质炭施用量呈负相关性(相关系数为-0.24,P<0.01),投加生物质炭可显著降低稻田CH4排放通量和累积排放量(P<0.05),但过量施用生物质炭(超过20 t/hm2)并不能显著降低CH4累积排放量(P>0.05)。相比对照处理(不输入生物质炭),生物质炭输入后一周内可显著性降低N2O排放通量(P<0.05),并在排水烤田时升高,最终稳定于9.80 mg/(m2·h)。生物质炭输入可显著性降低N2O累积排放量(P<0.05),但不同水平生物质炭输入处理之间差异不显著(P>0.05)。该试验条件下,生物质炭施用量为20 t/hm2时可实现稻田稳产和固碳减排目标,该研究可为太湖地区苕溪流域稻田增汇和温室气体减排提供参考。

灰色关联模型用于工程方案优化

针对目前在城市污水处理厂的可行性方案比较和选择中 ,存在主观随意性较大的问题 ,将模糊数学中的灰色关联分析法与工程优化中多目标决策思想相结合 ,建立了城市污水处理厂工程方案优化的灰色关联多目标决策模型 ,并对模型中的评价指标引入了权重的概念。该模型应用于钱塘江流域某城市污水处理厂工程方案的优化选择 。

US/H_2O_2组合工艺催化降解苯酚水溶液的研究

研究了苯酚水溶液在超声波/过氧化氢(US/H2O2)复合氧化工艺条件下的降解效果及机理.详细讨论了H2O2体积质量、苯酚初始体积质量、溶液初始pH和外加Fe2+等因素对US/H2O2工艺氧化降解苯酚的影响.结果表明:在单独的超声波辐照或者过氧化氢氧化下苯酚去除率很小,而在组合氧化过程US/H2O2工艺中有显著的提高;苯酚降解的拟一级动力学速率常数增强因子可达到6.904,存在明显的协同效应.