p-CNB对好氧污泥活性和污染物降解动力学的影响

考察了污水中微量对氯硝基苯(p-CNB)对好氧污泥活性和污染物降解动力学的影响。结果表明,微量p-CNB对好氧污泥转化NO2--N的效果具有明显的抑制作用,而对COD、NH4+-N降解效果的抑制作用相对较小,且对好氧污泥进行驯化后可以减轻这种抑制作用;投加微量p-CNB后,未驯化好氧污泥的脱氢酶活性比对照试验的降低了23%,而驯化后好氧污泥的脱氢酶活性比对照试验的降低了8%;好氧污泥对COD和NH4+-N的降解过程符合Lawrence-McCarty一级反应动力学模型,微量p-CNB对COD和NH4+-N的降解速率有一定的抑制作用。

氢基质生物膜反应器去除对氯硝基苯的影响因素分析

基于MBfR(氢基质生物膜反应器)研究进水中ρ(p-CNB)(p-CNB为对氯硝基苯)和氢气压力对氢基质自养微生物还原降解p-CNB的影响,同时分析在ρ(p-CNB)和氢气压力影响下生物膜内电子受体生物还原的当量电子通量和还原动力学.结果表明:提高进水中的ρ(p-CNB),p-CNB、p-CAN(对氯苯胺)的去除通量分别由0.014、0.011 g/(m2·d)升至0.099、0.060 g/(m2·d),但p-CNB的去除率由95.9%降至68.4%;提高氢气压力,p-CNB、p-CAN的去除通量分别由0.027、0.019 g/(m2·d)升至0.028、0.022g/(m2·d),p-CNB去除率由93.1%升至95.1%,升幅均不大,说明进水ρ(p-CNB)比氢气压力更能直接影响p-CNB和p-CAN的去除通量及p-CNB去除率.当量电子通量分配和还原动力学结果表明,p-CNB和p-CAN的还原对氢气压力升高的敏感性不强烈,进一步揭示降低进水中ρ(p-CNB)比提高氢气压力更能明显地促进微生物对p-CNB和p-CAN的去除效果.氢气压力变化对硫酸盐还原和反硝化的影响程度高于p-CNB或p-CAN的还原,当氢气可利用率受限时,p-CNB或p-CAN的还原会由于电子供体的竞争而受到抑制.

骨架铜催化对氯硝基苯选择性加氢制备对氯苯胺

以骨架铜(S-Cu)为催化剂,研究了对氯硝基苯(p-CNB)选择性加氢制备对氯苯胺(p-CAN)的反应规律。采用XRD、BET和SEM表征手段对S-Cu催化剂的微观结构进行了表征,考察了溶剂、反应温度、压力和底物初始浓度等因素对反应物转化率和目标产物选择性的影响。结果表明,在20 mL甲醇溶剂中,p-CNB初始用量7mmol,S-Cu催化剂0.5 g,60℃和氢气压力1.0 MPa的条件下反应120 min,p-CNB的转化率达100%,p-CAN的选择性达97.9%。

零价铁对土壤中对氯硝基苯的还原作用

在常温常压下,利用零价铁(Fe0)还原土壤中的对氯硝基苯(p-CNB),研究反应产物随时间的变化以及反应条件对还原率的影响。实验结果表明,Fe0能够有效将土壤中的p-CNB还原成对氯苯胺(p-CAN),反应过程中先生成中间产物对氯亚硝基苯(p-CNSB),然后再进一步还原生成p-CAN。p-CNB还原率受到反应时间、土壤初始pH、温度、铁粉用量和土壤含水率等条件的影响。当p-CNB约为2.5×10-6mol/g,土壤初始pH为6.8,铁粉用量为50mg,土壤含水率为75%时,在恒温生化培养箱中温度为(25±1)℃条件下,反应5h后p-CNB还原率达到97.43%。

两种土壤中对硝基氯苯被Fe^0还原的对比研究

利用零价铁(Fe0)还原技术修复受对氯硝基苯(p-CNB)污染的土壤,研究常温常压下松砂土和中壤土两种不同土壤的理化性质对还原反应的影响。结果表明:Fe0能有效还原松砂土和中壤土中的p-CNB,生成对应的苯胺化合物,降低毒性;当土壤中p-CNB的含量约为2.5×10-6mol·g-1,Fe0用量为25mg·g-1,反应体系中水分含量为0.75mL·g-1时,于25℃反应2h后,松砂土和中壤土中p-CNB的还原率均超过93%;还原反应在中壤土中进行得较快。污染物在土壤中的老化时间对Fe0还原降解效果影响很小,而土壤粒径、土壤是否灭菌以及土壤有机质含量等因素则对还原有较明显影响;还原降解反应在没有灭菌、有机质含量较高且粒径偏小的壤土中进行得最彻底。

反应条件对对氯硝基苯选择性加氢制备对氯苯胺的影响

采用化学还原法制备了Ir/TiO2催化剂,考察了反应时间、温度、底物的量、溶剂与水的比例、不同溶剂等因素对反应物对氯硝基苯的转化率和产物对氯苯胺选择性的影响.结果表明,当反应温度为50℃,压力1MPa,时间为40min,催化剂为20mg,溶剂与水的比例为28%时,反应物的转化率可以达到100%,选择性达到99.9%.

对氯硝基苯加氢反应的高效催化剂研究

采用浸渍法制备了负载于活性炭的Ru-Pd双金属催化剂,研究了其催化对氯硝基苯加氢反应的性能,考察了催化剂的活性组成、反应温度、催化剂用量、H2压力等对加氢反应的影响.结果表明,在优化反应的条件下,对氯硝基苯的转化率可达到99.0%以上,生成的对氯苯胺选择性达到98.4%;催化剂循环使用5次后,催化剂的活性和选择性没有明显的下降.

pH对氢基质自养微生物还原降解对氯硝基苯的影响

在建立的一种MBfR（氢基质生物膜反应器）中系统考察pH对氢基质自养微生物还原降解p-CNB（对氯硝基苯）的影响,并重点分析pH影响下p-CNB、p-CAN（对氯苯胺）、NO-3-N（硝酸盐）和SO2-4（硫酸盐）的去除效率、通量及当量电子转移通量的变化趋势.结果表明,pH在5.7~8.7之间变化时对硝基还原、还原脱氯、反硝化和硫酸盐还原过程影响显著.氢基质自养微生物生长较适宜的pH范围为6.7~8.2,其中硝基还原、还原脱氯、反硝化和硫酸盐还原的最佳pH分别是7.7、8.2、7.2和7.2.当量电子转移通量分析表明,反硝化和硫酸盐还原对pH变化的敏感性均强于p-CNB还原.为了维持较高水平的p-CNB、NO-3-N和SO2-4同步去除效率,可将pH调控在7.2~8.2之间.适当地调节pH有利于微生物的生长以及控制中空纤维膜表面矿物质沉淀引起的膜污染.

氢基质自养微生物还原降解水中对氯硝基苯的研究

将中空纤维膜微孔曝气和生物膜工艺结合设计出一种新型的水处理工艺——氢基质生物膜反应器(MBfR),其中,中空纤维膜为自养微生物的生长载体,还可作为扩散装置使氢气均匀扩散至生物膜中.同时,对氢基质自养微生物还原降解水中对氯硝基苯(p-CNB)的可行性、还原机理和去除效果进行了研究,并分析了共存的硝酸盐(NO3--N)和硫酸盐(SO24-)对p-CNB还原产生的影响.结果表明,MBfR生物膜中氢自养微生物能有效利用氢气为电子供体生物转化p-CNB,其中,p-CNB经硝基还原生成对氯苯胺(p-CAN),p-CAN再通过还原脱氯生成低毒的终产物苯胺(AN).经过长期运行,MBfR对进水500μg·L-1和2000μg·L-1的p-CNB具有稳定高效的生物降解性能,p-CNB去除率和去除通量最高达到96.9%和0.056g·m-·2d-1.通过投加NO3--N和SO42-发现,p-CNB还原速率随NO3--N和SO42-浓度升高而降低,表明p-CNB还原受到NO3--N和SO24-的抑制.NO3--N和SO24-对p-CNB还原产生的抑制主要与对电子供体(氢气)的强烈竞争和还原产物对脱氯微生物的毒性有关.电子通量分析进一步表明,反硝化或SO24-还原消耗更多的电子,当氢气利用率受限制时将对p-CNB还原产生强烈的电子供体竞争性抑制.