基于连续弯液面构筑的有序阵列模板复制模塑制备图案化聚合物薄膜

基于咖啡环理论,利用微米尺度限制下的弯液面溶剂散逸过程获得表面微结构可控的有序阵列,以此为母模板制备聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性印章,通过复制模塑过程实现阵列结构转移.利用广义YoungLaplace方程建立的理论模型分析弯液面聚合物沉积黏连过程,推导出条纹沉积频率与聚合物分子量、基底滑动速率和溶液浓度的关系,理论计算结果与实验现象一致.

突发环境事件中典型水污染物应急去除技术及案例

突发环境事件在短时间内排放大量污染物,对生态环境造成污染,具有发生突然、扩散迅速、初期风险不明,处置艰巨等特点。我国现阶段突发环境事件多发频发态势未根本改变,环境应急处置技术体系尚不完善。针对我国环境污染应急处置技术需求,围绕受污染水的河道应急处置、自来水厂应急处理和工业园区污水处理厂应急处理3种情景,系统总结了突发环境事件中水污染物的特征和应急技术要求;梳理了突发水污染应急过程中重金属类和有机类污染物等典型水污染物常用应急去除技术,并结合当前技术进展情况对未来水污染物应急去除技术的方向进行了展望。

河流铊污染应急处置方法探究与应用

面对频发的铊污染事件,开发实用高效的应急除铊方法是防范生态环境风险和保障饮水安全的迫切需求。以某河流铊浓度异常事件为例,对比分析了直接混凝、氧化+混凝、氧化+吸附及硫化物沉淀法4种方法在铊污染应急处置中的效果和可行性。结果表明:硫化物沉淀法可将超标5倍左右的铊浓度降低到0.1μg/L以下,达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中集中式生活饮用水地表水源地铊浓度限值要求,通过投加NaOH维持河水pH为8~9,可有效减少H_(2)S气体的产生。该方法成功应用于事件河流铊浓度异常的应急处置中,并取得了良好的效果。

关于突发水污染事件应急处置技术需求的几点思考

当前,我国突发环境事件中涉水事件占比较高,生态环境风险较大。通过分析近年来国内突发水污染事件典型案例的特点及国家环境应急管理政策,结合多次参与事件应急处置及调查等环境应急支撑工作中的一些思考,从应急控制标准制定、应急平台建设、应急技术研究、智慧应急4个方面,分析我国突发水污染事件应急处置技术的发展需求及未来研究方向,旨在为建立健全突发水污染事件应急处置技术体系、提高国家环境应急能力提供参考。

化工园区爆炸事故高苯胺河水脱毒预处理技术比较与应用

江苏某化工园区发生爆炸,造成周边河道积聚大量高苯胺河水,该类受污染河水具有较高的活性污泥抑制性,需在进入园区污水处理厂应急处理前进行脱毒预处理。研究对比了芬顿氧化法、活性炭吸附法和生物处理法对受污染河水的预处理效果。结果表明,芬顿氧化法处理效率较高、运行成本中等,且现场处理设施易于改造利用,最终被选为高苯胺河水的脱毒预处理工艺。实际应急处置工程运行效果表明,芬顿氧化预处理实现了重污染河水中苯胺类的有效去除,在苯胺类浓度为30~90 mg/L的情况下,批次出水苯胺类浓度基本稳定在1 mg/L以下,保证了园区污水处理厂的稳定运行,最终实现其出水达标。

不同制备方法对铝基催化剂臭氧催化氧化的效果研究

为改善混合法制备催化剂催化效率低以及浸渍法制备过程中能耗大、耗时长、成本高的问题,以混合法为基础,研究不同活性组分负载方案,并在最佳的负载方案下探究了过量浸渍法、等体积浸渍法和混合法制备的催化剂催化臭氧氧化处理石化二级出水的效果,并分析了这3种方法制备催化剂的晶型结构、比表面积、孔径和孔体积.结果表明:①混合法负载单活性组分的催化剂在催化臭氧氧化处理石化二级出水时,Mn/Al_(2)O_(3)催化剂表现出较高的催化活性,但出水不能满足《石油化学工业污染物排放标准》(GB 31571—2015)标准中规定的排放限值;负载双活性组分的催化剂中,Mn-Cu/Al_(2)O_(3)催化剂对石化二级出水催化臭氧氧化的去除效果较好,TOC、COD和UV_(254)去除率分别达34.54%、49.53%和56.81%,荧光类物质中类腐殖质的去除率也达到72.34%,出水满足GB 31571—2015标准限值.②X-射线粉末衍射仪(XRD)和比表面积分析仪(BET)的结果表明,混合法、过量浸渍法和等体积浸渍法3种方法制备的同组分催化剂均具有γ-Al_(2)O_(3)的晶型结构,吸附等温线均属于Ⅳ型等温线,吸附量最大的为过量浸渍法,达到326.37 cm3/g.③在催化臭氧氧化石化二级出水试验中,催化活性较高的是浸渍法,混合法稍次之,但处理后出水均可满足GB 31571—2015标准限值;3种方法制备的催化剂金属离子溶出量范围均为8.74~10.15μg/L,远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)标准中规定的排放限值.研究显示,混合法制备催化剂在深度处理石化废水时,出水可达标排放,而混合法制备催化剂工艺简单,成本低于浸渍法.因此,混合法在满足实际需求时,有望代替浸渍法制备臭氧催化剂.

臭氧催化氧化池更换铝基催化剂的工程应用

为解决某炼化公司外排水装置臭氧催化氧化单元污染物去除率低,能耗高的问题,将臭氧催化氧化池原有催化剂(氧化铝基+活性碳棒)更换为某研究院基于炼化公司外排水水质参数所制备的专性催化剂,对更换前后污染物去除率和臭氧剂量进行分析。结果表明:专性催化剂具有良好的晶型和发达的孔隙结构,常态化运行后,更换催化剂后的氧化池COD去除率达到42.98%~62.63%,远高于未更换的氧化池(8.96%~20.64%)。对多介质过滤器进水、臭氧催化氧化池进水、臭氧催化氧化池出水(更换、未换)分别取样测定COD、TOC、UV_(254)和荧光光谱,发现多介质过滤器只可通过截留作用去除分子质量较大的类腐殖质等物质,去除率较低;更换催化剂后臭氧催化氧化池的COD去除率达50.86%、TOC去除率达46.62%、UV_(254)去除率达82.17%、荧光类物质去除率可达96.23%。臭氧催化氧化池出水(更换)B/C值为0.56(臭氧催化氧化池进水B/C值为0.21),经由臭氧催化氧化处理后,出水可生化性提高。常态化运行期间臭氧剂量为:更换催化剂的氧化池1.31~1.68 g·g^(-1)(以COD计),均值为1.58 g·g^(-1),未更换催化剂的氧化池为4.15 g·g^(-1),表明更换催化剂后可显著降低臭氧的消耗。以上结果表明,炼化公司外排水装置更换臭氧催化剂后污染物处理负荷大幅度提高,臭氧消耗量减少,节能减排成效显著。

内循环流化床—臭氧催化氧化处理石化废水二级出水

采用内循环流化床-臭氧催化氧化工艺深度处理石化废水二级出水,通过单因素实验确定了该工艺的最佳运行条件,并在该条件下对臭氧催化氧化流化床与固定床工艺进行了效果对比。结果表明,流化床工艺能够更高效地降解石化废水中的有机物,在催化剂投加量为40 g/L、臭氧投加量为75 mg/(L·h)、反应时间为1 h的条件下,流化床工艺的TOC去除率为46.47%,臭氧利用率为68%,固定床工艺的TOC去除率为21.73%,臭氧利用率为39.8%;达到相同TOC去除效果时,流化床工艺所需催化剂投加量仅为固定床工艺的1/10。流化床催化剂1 h内可以吸附石化废水中30.23%的TOC,相同投量的固定床催化剂对TOC的吸附效果不明显。重复实验结果表明,臭氧催化氧化是流化床工艺去除污染物的主要途径。三维荧光光谱和UV254分析显示,相同条件下流化床工艺将臭氧转化为活性自由基的能力强于固定床工艺。内循环流化床-臭氧催化氧化工艺可大量减少催化剂使用量,提高臭氧利用率,降低废水处理成本,且效果稳定。

二价铁活化过二硫酸盐对As(Ⅲ)的去除效能与机理

过二硫酸盐(PDS)对As(Ⅲ)几乎没有氧化作用,利用Fe(Ⅱ)活化PDS,并用于氧化去除As(Ⅲ),探讨了Fe(Ⅱ)和PDS的投加量、pH值对Fe(Ⅱ)/PDS体系氧化As(Ⅲ)效能以及原位生成铁氢氧化物吸附As(Ⅴ)效能的影响。实验结果表明,在p H值=5的条件下,氧化去除10μmol/L的As(Ⅲ)最适宜的Fe (Ⅱ)和PDS投加量均为30μmol/L,此时As(Ⅴ)的生成率为87. 2%,总砷去除率为98. 9%。pH值显著影响Fe(Ⅱ)/PDS体系的除砷效果,酸性条件更有利于As(Ⅲ)的氧化,但不利于对As(Ⅴ)的吸附,综合考虑,去除As(Ⅲ)的最佳p H值为5。自由基淬灭实验证明SO4·-是Fe(Ⅱ)/PDS体系中主要的活性氧化物质;XPS表征显示体系原位生成的铁是羟基氧化铁,铁的价态为+3价。砷基本以As(Ⅴ)形式被吸附去除。