零价铝还原联合过硫酸盐氧化高效处理DDNP工业废水

二硝基重氮酚(DDNP)是一种应用广泛的高效引发炸药,生产单位质量的DDNP便会产生200~300倍的含DDNP及其衍生物的工业废水。DDNP毒性大且十分稳定,难以生物降解,而且由于其结构中存在强吸电子的硝基结构,具有抗氧化性,单一高级氧化技术也难以将其彻底降解。利用改性微米零价铝(C@mZVAl)联合过硫酸钠(Na_(2)S_(2)O_(8))构建先还原后氧化体系,考察耦合体系对DDNP的降解性能。结果表明,无需进行额外稀释或调pH等预处理,C@mZVAl联合Na_(2)S_(2)O_(8)便可实现对实际DDNP工业废水〔DDNP(1 050±15) mg/L〕的高效处理,处理效果明显优于单独的氧化或还原处理体系。增加C@mZVAl的投加量可以加快还原阶段的反应速率,增加Na_(2)S_(2)O_(8)的投加量可进一步提高DDNP和COD的去除率,当DDNP初始质量浓度为(1 050±15) mg/L时,还原阶段投加8 g/L C@mZVAl联合氧化阶段投加10 mmol/L Na_(2)S_(2)O_(8)进行反应,废水中DDNP降解率达96.81%,COD去除率达81.20%,出水清澈。相较于目前其他的DDNP处理工艺,改性微米零价铝(C@mZVAl)联合过硫酸钠(Na_(2)S_(2)O_(8))工艺具有效率高、操作简单、药剂消耗少等特点,为DDNP及其他类型抗氧化有机工业废水的治理提供新的思路。

“科教+产教”双融合的实践教育资源整合模式探索

基于专业学位研究生“科教+产教”双融合培养过程中,存在着实践教育资源分散、资源共享不充分、资源共享机制不健全等问题,整合了实践教育资源,建立了共享机制,并完善了保障措施。以中国海洋大学环境工程专业为例,阐明了如何通过构建课程资源库、科研实验平台、大赛论坛、校内外实践基地和师资队伍的“五位一体”实践教育资源整合模式,培养具有创新精神和实践能力的高素质应用人才。

过硫酸盐活化高级氧化新技术

过硫酸盐在热、光、过渡金属催化等条件激活下产生强氧化性的硫酸根自由基.SO4-。基于.SO4-的过硫酸盐活化"高级氧化技术"在环境污染治理领域的应用,是刚刚发展起来的崭新的研究方向,具有广阔的应用前景。本文在分析其基本原理的基础上,综述了过硫酸盐活化技术在国内外土壤地下水有机污染原位修复、难降解有机废水处理等环境污染治理方面的研究进展,并就存在问题进行了研究展望。

过硫酸盐高级氧化技术的活化方法研究进展

过硫酸盐活化产生的强氧化性硫酸根自由基SO4-.,在环境污染治理领域具有广阔的应用前景。首次详细综述了热、过渡金属离子、紫外光、碱性条件、零价金属Fe0等单一方法,以及双氧化剂、紫外光与过渡金属离子或双氧化剂、超声与热等复合方法活化过硫酸盐的国内外研究进展,并就活化方法与有机物结构及pH之间的关系、SO42-残留等问题进行了阐述。最后,在本课题组研究成果的基础上针对其发展方向进行了展望。

零价铁还原和过硫酸盐氧化联合降解水中硝基苯

将零价铁(Fe0)的还原和过硫酸盐(persulfate,PS)的高级氧化技术结合用于水中难降解有机污染物硝基苯的去除.研究结果表明,Fe0在常温常压下可将硝基苯还原生成苯胺,随着Fe0投加量的增加,硝基苯还原为苯胺的速率逐渐增大.PS本身对硝基苯氧化作用不明显,但在Fe0与PS二者联合体系中,硝基苯和苯胺同时被去除,而且随着PS投加量的增加二者被去除的速度也随之增加.在Fe0还原和PS氧化联合处理硝基苯的体系中可能存在两个过程,一是Fe0还原硝基苯产生苯胺和二价铁离子Fe2+,二是Fe2+催化PS产生强氧化性的硫酸根自由基将苯胺氧化降解.

零价铁/过二硫酸盐去除水中硝基苯的还原与氧化机理

探讨了零价铁(Fe0)/过二硫酸盐(PS)去除水中硝基苯(NB)体系中还原反应和氧化反应之间的相互影响机制.实验表明,采用依次投加Fe0和PS的方式去除NB,随着PS投加时间的推后,Fe0还原NB产生更多的苯胺(AN),加入PS后,氧化去除AN更彻底;在NB/Fe0/PS的反应体系中,当NB和AN同时存在,SO-·4易和AN反应,而基本不去除NB.酸性条件和增加Fe0投加量,利于Fe0还原NB产生更多的AN,增加PS投加量利于AN的氧化去除.投加PS后AN的去除可能主要是发生了Fe2+催化PS的类Fenton氧化反应.

活性炭/过一硫酸盐降解水中金橙Ⅱ:活性炭的循环利用

研究了常温常压下颗粒状活性炭(GAC)与过一硫酸盐(PMS)联合体系降解水中金橙Ⅱ时GAC可循环利用的问题.实验发现,本体系中GAC可以重复使用,循环4次后GAC的催化活性只降低了4.6%.说明该体系具有较好的GAC再生能力,氧化剂的用量越大再生能力越强.在GAC催化PMS降解金橙Ⅱ的过程中,PMS可能会氧化GAC的表面,使得GAC的催化能力得以加强.同时发现该体系中仅是GAC的催化能力得到很好的再生,而吸附能力并没有得到再生.当GAC几乎失去吸附能力时,催化能力仍几乎能保持不变.当PMS与金橙Ⅱ的物质的量之比为20∶1时,连续流实验进行10 d,GAC的催化活性仍未减弱,GAC的使用寿命较长.该体系具有很好的实际应用潜力.

零价铁催化过二硫酸盐降解苯胺

采用Fe0催化过二硫酸钠(PS)降解水中苯胺(AN)。在Fe0-PS体系中,Fe0在酸性条件下被氧化生成Fe2+,Fe2+可以催化PS产生强氧化性的SO4-,发生类Fenton试剂氧化反应,从而降解AN。实验结果表明,在PS加入量为6.0 mmol/L、Fe0加入量为35.7 mmol/L、反应时间为120 min的条件下,AN降解率可达81.4%,TOC去除率达52.6%,一级反应速率常数为0.038 19 min-1。

pH对无氧条件下零价铝直接还原酸性橙7的影响

探讨了零价铝(ZVAl)在不同pH(1.0—3.0,8.0—12.0)条件下对于典型偶氮染料酸性橙7(AO7)的直接还原脱色效果,实验表明,ZVAl酸性和碱性条件下对于AO7表现出不同的还原脱色性能.与酸性条件相比(pH=1.0时,240 min内AO7还原脱色率17%),ZVAl在碱性条件下对于AO7的还原脱色效果优良,而且不需要诱导时间,甚至能够在pH=12.0时,60 min内还原脱色AO7达72.3%;在碳酸钠缓冲溶液中,ZVAl能够更加有效地还原脱色AO7,在pH=12.0时,60 min内可以还原脱色AO7达到97%.

湿式洗涤/过氧化物氧化法脱除甲硫醇恶臭气体:H_2O_2、过二硫酸盐、过一硫酸氢盐的比较

对比了碱性条件下3种过氧化物(过氧化氢H2O2、过二硫酸盐PS、过一硫酸氢盐PMS)对恶臭气体CH3SH的湿式洗涤脱除能力.实验发现在pH=12时,相对于H2O2和PS,PMS脱除CH3SH的效果最好,PMS对CH3S-的降解能力最强,反应迅速且不受pH及自身浓度的影响,不同浓度H2O2降解CH3S-的能力大于PS.随着pH的增加(pH=12、12.5、13),PS降解CH3S-的速率基本不变,而H2O2的降解速率迅速减小.分析发现,降解过程的产物中含有甲磺酸(CH3SO3H),并且是PMS脱除过程中的主要产物.

HCO_3^-对Co^(2+)催化HSO_5^-降解水中偶氮染料酸性橙7的影响

以典型难生化降解偶氮染料酸性橙7(AO7)为目标污染物,研究了HCO-3(1.7×10-5mol·L-1—1.7×10-1mol·L-1)对痕量Co2+(10μg·L-1)催化过一硫酸氢盐(HSO-5,PMS)氧化降解水中酸性橙7(AO7)的影响,并探讨了其初始反应机理.结果发现,HCO-3可以提高痕量Co2+催化PMS降解AO7的能力,也可以通过直接活化PMS实现对AO7的降解,还可以作为缓冲溶剂维持体系的碱度,通过碱活化PMS间接参与AO7的降解过程.这些效应与[n(HCO-3):n(Co2+)]浓度比直接相关.当[n(HCO-3):n(Co2+)]较小时,Co2+-PMS-HCO-3体系的主要活性物种为SO-·4和1O2,当[n(HCO-3):n(Co2+)]较大时,体系遵循HCO-4氧化降解机理,主要活性物种为1O2.

GAC/H_2O_2对二级出水溶解性有机物的降解研究

颗粒活性炭（GAC）常用作吸附剂，其催化作用未受到重视。为此研究了GAC催化H202氧化（GAC／H2O2）体系对生活污水处理厂二级出水中溶解性有机物的降解效果。结果表明，GAC／H2O2对二级出水COD和UV254去除率明显高于GAC和H2O2单独作用。不同性质的GAC其吸附与催化能力不同；随H2O2投加量增加去除率先增加后降低；降解率随GAC投加量增加而增加；pH在2～10均能实现有机物的降解。对比反应前后溶解性有机物的分子量及亲疏水性分布，发现二级出水中溶解性有机物的成分可能是影响反应效果的一个因素。GAC／H2O2体系常温常压下自发进行，无污泥产生，值得进一步深入研究。

铁活化过二硫酸盐湿法氧化去除一甲胺恶臭气体

CH3NH2(一甲胺)作为一种重要的工业原料而被大量使用,其嗅阈值低,具有刺鼻的鱼臭味,是一种典型的恶臭气体.选取PS(过二硫酸盐)作为氧化剂,采用湿法吸收氧化去除CH3NH2.在探讨CH3NH2的吸收性能的基础上,比较了4种方式〔Fe2+活化PS、CA(柠檬酸)螯合Fe2+活化PS、Fe0活化PS、CA联合Fe0活化PS〕对CH3NH2湿法氧化去除效果的影响.结果表明:CH3NH2气体在酸性条件下易溶于水;单独用Fe2+或Fe0活化PS处理CH3NH2时,Fe0活化后的去除效果明显优于Fe2+;然而,在联合使用螯合剂CA之后,Fe2+活化的去除效果反而优于Fe0.CA螯合Fe2+的CH3NH2去除率由单独Fe2+活化时的32%升至64%,Fe0活化与CA联合Fe0活化去除率均提升至40%.究其原因,可能是由于不同活化方式下Fe2+释放速率不同所致,释放速率直接影响了Fe2+的存在时间,Fe2+活化PS速率对于氧化去除效果有影响,并最终影响CH3NH2的脱除.

混合式实验教学提高学生主动学习能力的探讨

混合式教学是技术提升教育质量的一种新教学模式,是面对面学习和线上学习的结合,这种教育模式提高了教学的有效性,调动了学生自主学习的积极性,体现了为学而教的思想。通过对实验课程采用混合式教学的实践,在学生层面,督促了学生课前预习和全面参与实验,改善了学生实验课隐形逃课的现象。在教师层面,重新设计了实验内容,增加了创新性实验,建设了混合式教学平台,实现了师生交流互动。达到了提高学生实验课的学习效果,培养了学生实验操作技能和自主思考、自主解决问题的能力。

Fenton原位化学氧化法修复有机污染土壤和地下水研究

Fenton高级氧化技术在废水处理领域已得到深入研究。近年来,该技术在国外有机污染土壤和地下水原位修复中受到越来越多的重视,而在国内相关领域则鲜有报道。虽然国外已有工程试验,但目前对Fenton试剂降解土壤和地下水中有机污染物的研究尚处于基础阶段。本文主要综述了Fenton技术修复有机污染土壤和地下水的发展过程和反应基本机理的研究进展,并针对修复中存在的问题进行了展望。

3种水培观赏植物净化模拟污水的试验研究

利用观赏植物净化水体是目前湖泊、污染水体治理研究的热点。选取春羽、绿萝和铜钱草3种常见观赏植物作为水培试验研究对象,探讨这3种植物的水生栽培技术并用去除率指标研究其对模拟污水(劣V类)的净化效果。结果显示:春羽、绿萝、铜钱草对污染水体均具有较好的适应性及水体净化能力,对污染水体中总磷(TP)的去除率均达90%以上,净化效果很好;对总氮(TN)的去除率分别为64.6%,74.2%,65.1%,对氨态氮(NH3-N)和硝态氮(NO-3-N)的去除率分别为93.3%,96.3%,95%和90.7%,99.3%,47.1%,除铜钱草外,净化效果显著;对水体中化学需氧量(CODcr)的去除率分别为33.2%,49.8%,44.3%;去除率均大于无植物对照处理。此外,在水培植物的生长过程中,测定了植物的株长、叶数和鲜重,其中鲜重能较好地反映生长情况与污水处理效果,可以为水培观赏植物应用于湖泊等污染水体的生态修复治理工程提供参考。

多种实验方式联合实验教学模式的构建

从动手实验、模拟实验和远程实验的内涵,发展历程和优缺点出发,阐述三种实验方式的特点。以中国海洋大学环境科学与工程学院环境工程为例,进行了三种实验方式及其联合模式的认知度和期望值调查,确定了以动手实验为主,以模拟和远程实验为辅的实验教学体系,并归类分析了适应这三种方式的环境工程专业实验课程。

北方浅水湖泊冬季结冰对风生流的影响

为了研究北方浅水湖泊冬季结冰对风生流的影响,采用MIKE21构建山东省聊城市东昌湖水动力学模型,分析真实风场作用下6种风应力拖曳系数对应的模拟流速与实测数据的差异,进一步讨论了冰盖面积对模拟结果产生的影响。结果表明,风应力拖曳系数为随风速连续变化比设置为常数模拟精度提高20%左右,其中采用微风条件下的风应力拖曳系数表达式模拟效果最好。此外,冬季水体结冰对风生流数值模拟影响较大,尤其是在被冰盖所覆盖的水域,风应力对水体流动的作用减弱甚至被抵消。与传统的风生流模拟相比,在北方浅水湖泊冬季风生流模拟中,引入冰场或是对风应力拖曳系数进行相应调整是有必要的。

Yb(OTf)_3催化的碳氢键活化2-甲基氮杂芳烃对靛红的加成反应(英文)

发展了Yb(OTf)3催化的碳氢键活化2-甲基氮杂芳烃或4-甲基氮杂芳烃对靛红的加成反应,对不同靛红和氮杂芳烃都取得了较好的产率.该方法能够一步快速合成具有重要生理活性的氮杂芳烃取代的3-羟基-2-氧化吲哚类化合物,同时该反应成功扩展了路易斯酸在sp3碳氢键活化中的应用.

东昌湖流域生态补水管理模式探讨

目前国际上已将湖泊水环境研究的重心转向湖泊流域生态系统管理,即从流域尺度对湖泊进行污染治理、生态恢复以及生态系统管理,实现湖泊流域内社会经济协调与湖泊生态系统健康的可持续发展。笔者在对东昌湖流域生态补水管理概念界定的基础上,提出了东昌湖流域生态补水管理概念模式、东昌湖流域社会经济协调发展优化模式、东昌湖水质水量保障和生态环境改善的环境管理体系。它涵盖了流域管理、水环境管理和生态系统管理的思想和内容。