生活垃圾堆肥工艺条件及其反应动力学研究

为了改善堆肥微环境 ,提高生活垃圾堆肥速率 ,研究堆肥工艺条件及其反应动力学是非常必要的。通过控制堆肥工艺条件 ,如初始温度、含水率、C/N比及堆料颗粒大小 ,研究生活垃圾堆肥过程中生物、化学及物理因素的变化。试验结果表明 ,生活垃圾堆肥反应符合一级反应动力学 ;合理控制堆肥初始反应条件 ,能明显提高堆肥效率。

甲壳素非均相脱乙酰的低温反应动力学研究

探讨了低温前提下碱液浓度、冷冻温度、解冻方法、反应时间和料液比等对甲壳素脱乙酰反应的影响,对脱乙酰度和不同碱处理条件进行了多元非线性回归分析。结果表明,除冷冻温度、料液比对脱乙酰化影响不显著外,其他因素及其交互作用均显著影响脱乙酰进程。低温非均相下反应符合准一级反应动力学方程,表观速率常数3.3～22.8×10-3h-1;35%NaOH在-5～-35℃下的表观反应活化能为9.76kJ/mol,低于常温及高温反应活化能,表明冻融循环可促进反应进行,低温非均相脱乙酰是制备水溶性甲壳素的有效途径。

基于温度效应的半水磷石膏水化反应热动力学模型

为扩大半水磷石膏(HPG)作为充填胶凝材料的工业应用半径,实现HPG资源化利用技术新突破.本文寻求一种在堆存过程中HPG水化反应放热量变化的模型,以了解其胶凝性能的变化情况.通过对初始温度为35、40、60和80℃的HPG堆体进行自由水质量分数和温度监测,发现HPG自由水质量分数变化规律符合一级反应动力学模型,之后基于热力学和化学反应动力学基本理论,提出了一种关于堆存温度与时间关系的HPG水化反应热动力学模型.最后,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件,将HPG水化反应热动力学方程嵌入传热和ODE模块,对HPG堆体温度进行数值模拟,模拟堆体温度变化曲线与试验结果较为吻合,验证了所提出模型的可靠性.

颗粒外表面上气固相催化反应宏观动力学方程浅析

根据复杂反应过程是其机理基元过程的传递和组合的假说,对颗粒外表面上气固相催化反应宏观动力学过程进行机理分析,针对表而一级反应,由其基元过程的过程速率,推导建立宏观动力学方程式。

环境科学研究中的反应动力学方程——对数回归方程

环境科学研究的一级反应动力学方程相对误差较大,改用对数回归方程则相对误差较小,方法又简易.围绕对数回归方程的特点,对比一级反应动力学方程,展开了深入的讨论,有理论探讨和数据对比,对数回归方程可作为反应动力学方程.

啶虫脒水解动力学研究

为全面评价啶虫脒提供理论依据。通过模拟实验,观察啶虫脒在不同温度、不同pH值水体中的水解情况,研究其水解动力学。啶虫脒在酸性条件下非常稳定,中性条件下几乎不水解,当pH值≥8时,其水解加速,且随着pH值的升高,水解速度显著增加。啶虫脒的水解过程符合一级反应动力学方程。30℃条件下,pH值为8、91、0时,其水解半衰期分别为2311、03和11.7 d。pH值为89、和10时,温度每提高10℃,水解速率分别增加3.8、3.1和2.9倍,水解温度效应系数分别为4.8、4.1和3.9,活化能分别为120.1、107.2和103.6kJ/mol。啶虫脒的水解过程符合一级反应动力学方程,属于碱催化水解。pH值和温度的升高显著加速啶虫脒的水解。

TiO_2光催化降解活性艳红X-3B的动力学研究

研究了pH、TiO2投加量、H2O2用量和紫外线光强对光催化降解活性艳红X-3B动力学的影响。结果表明,TiO2光催化降解活性艳红X-3B的速率遵循准一级反应动力学方程,表观反应速率常数随溶液pH升高而下降;TiO2和H2O2的投加量均存在一个最佳值,在本实验条件下,它们分别为2.0g/L和0.2mL/50mL,低于或超过该值,都会导致反应速率下降;提高入射光强可以明显加快光催化降解速率。

S-TE污泥溶解过程中主要固形物质的变化及动力学分析

筛选出一株能分泌胞外酶、促进污泥溶解的嗜热脂肪芽孢杆菌Bacillus stearothermophilus sp.AT06-2,将AT06-2培养液接种入不同浓度(TSS约为7、14和21g·L-1)的剩余污泥,于60℃进行嗜热菌溶解试验,并与未接种试验进行对比.结果表明,接种后TSS和VSS溶解率都得到提高.60h后接种试验VSS溶解率分别达到58.76%、50.17%和39.38%,而未接种试验VSS溶解率仅为34.00%、28.63%和25.22%.在固形物质溶解机理方面,VSS的溶解主要受酶催化效应和热水解效应的影响,TSS的溶解减量取决于VSS和FSS的组成比例.VSS溶解在初始阶段(t=3d)符合准一级反应动力学模型,接种后溶解速率常数Kd显著提高,分别从未接种的0.14d-1、0.10d-1、0.10d-1相应提高到接种条件下的0.30d-1、0.23d-1和0.16d-1.

螯合剂对稀土-转铁蛋白配合物的影响Ⅲ——柠檬酸脱除Tb_c-Tf中铽(Ⅲ)的动力学研究

通过监测人血清脱铁转铁蛋白C-端结合部位结合铽(Ⅲ)(Tb_C-Tf)在549nm处荧光强度随时间的变化,在0.1mol·L^(-1)Hepes,pH7.4及室温条件下观察了柠檬酸对人血清脱铁转铁蛋白结合铽(Ⅲ)的脱除。结果表明,柠檬酸对人血清脱铁转铁蛋白结合铽(Ⅲ)的脱除有两种途径:饱和动力学和一级反应动力学途径。

纳米TiO2-XNX光催化剂的特性及其在净化空气功能性内墙涂料中的甲醛分解动力学研究

目前TiO2光催化反应大多需要在能量较高的紫外线下进行，这部分波长的光能仅占太阳光能量的5％左右，而更加充沛的可见光能量不能得到合理利用，这一局限性严重制约了其大规模的推广使用。文章介绍了以新型的纳米复合功能粉体TiO2-XNX为光催化剂，对传统内墙涂料进行改性。采用紫外．可见分光光度法、XRD、TEM等手段表征了样品形态结构和光吸收特性。粉体样品为锐钛型结构，粒径约为20nm，光吸收阈值从387nm移至520nm左右。通过对不同纳米TiO2-XNX粉体含量的涂料的甲醛分解试验，可得到甲醛分解率都在80％以上的结果，特别是当粉体含量3％时分解率超过90％。甲醛分解数据的动力学研究表明其符合一级反应动力学。

活性污泥对三氯生的降解特性及其动力学

采用好氧、缺氧、厌氧活性污泥对三氯生(TCS)进行降解,并研究降解动力学。试验采用人工配水,TCS初始浓度分别为50、100、200μg/L,将混合液悬浮固体浓度(MLSS)为2 200 mg/L的活性污泥200 mL加入锥形瓶中,置于转速为125 r/min,温度为(20±0.5)℃的恒温摇床里进行降解试验。结果表明,好氧、缺氧、厌氧活性污泥降解TCS的反应初期,TCS都会迅速吸附在活性污泥上,造成水相浓度迅速降低,泥相浓度迅速增加。好氧活性污泥能有效地降解TCS,反应7 d后,TCS的降解率达50%左右。好氧降解过程符合假一级反应动力学,反应速率常数为0.085 6 d^(-1),半衰期为8.095 d。好氧活性污泥对TCS的降解效果优于缺氧和厌氧活性污泥;缺氧活性污泥对TCS有少量的降解,降解率为20%左右;厌氧活性污泥不能有效地降解TCS。

铁炭微电解耦合生物反硝化脱氮性能及动力学研究

将电化学法与生物法结合,构建微电解耦合反硝化(MEBD)脱氮体系,研究反硝化菌群(DB)、铁炭微电解(ICME)、MEBD对低C/N污水的静态脱氮性能的影响,采用一级动力学和莫诺德模型(Monod)拟合分析MEBD的脱氮过程。结果表明,DB、ICME和MEBD的脱氮性能具有显著差异(P<0.05),脱氮效率大小依次为:MEBD>DB>ICME,20 d时,三个体系对总氮(TN)的去除率分别为63.89%,46.59%,37.09%。一级反应动力学比Monod模型能更好地拟合MEBD脱氮过程,两个模型的相关性系数R^(2)分别为0.9972和0.9099。

城市污水处理厂脱水污泥一次好氧发酵过程动力学的研究

目前研究成果表明污泥好氧发酵过程合适的含水率为40%～65%,而一般的城市污水处理厂脱水污泥的含水率在80%左右,把含水率从80%调节到40%～65%范围内需要大量的调理剂,这给实际工程应用带来困难。因此,本文结合脱水污泥好氧堆肥化已经取得的研究成果,利用仓式反应器对脱水污泥在高含水率条件下(>70%)的一次好氧发酵过程动力学进行研究。试验结果表明:脱水污泥一次好氧发酵过程中的生化反应符合一级反应动力学模型。

紫外LED点光源降解亚甲基蓝的动力学研究

为了研究点光源下亚甲基蓝废水的降解效率,探究了UV-LED点光源光催化的处理方法。使用UV-LED点光源探究了在不同催化条件下Ti O2对亚甲基蓝的去除效果。结果发现,在反应时间为4 h、p H为11、催化剂用量为1 g/L、溶液初始质量浓度为5 mg/L时,亚甲基蓝的去除率达到73%。UV-LED点光源催化降解亚甲基蓝的反应速率常数k符合准一级反应动力学公式,计算出k=0.064 6e-0.02ρ00.024 9p H0.335 1(0.012M3-0.06M2+0.077 4M+0.034 3)。

有机污染场地氧化剂需求量及不同活化条件下氧化剂降解动力学研究

通过试验讨论了有机物污染场地不同活化条件下氧化剂过硫酸钠的消耗量和体系pH变化情况。试验发现,采用A矿物活化和D螯合铁活化更容易使土壤恢复其原本的理化特性,并初步确定本场地土壤修复对应的氧化剂需求量为:C生石灰活化(28.02g/kg)> B常规碱活化(21.26g/kg)> D螯合铁活化(19.68g/kg)> A矿物活化(16.12g/kg);经初步分析推断,过硫酸钠氧化苯并(a)芘是动力学一级吸热反应,A矿物活化、B常规碱活化、C生石灰活化、D螯合铁(Fe(III)-EDTA)活化过硫酸钠的降解过程均符合动力学一级反应特征。

有机污染场地氧化剂需求量及不同活化条件下氧化剂降解动力学研究

本文通过试验讨论了有机物污染场地不同活化条件下氧化剂过硫酸钠的消耗量和体系pH变化情况。试验发现,采用A矿物活化和D螯合铁活化更容易使土壤恢复其原本的理化特性,并初步确定本场地土壤修复对应的氧化剂需求量为:C生石灰活化(28.02g/kg)>B常规碱活化(21.26g/kg)>D螯合铁活化(19.68g/kg)>A矿物活化(16.12g/kg);经初步分析推断,过硫酸钠氧化苯并(a)芘是动力学一级吸热反应,A矿物活化、B常规碱活化、C生石灰活化、D螯合铁(Fe(Ⅲ)-EDTA)活化过硫酸钠的降解过程均符合动力学一级反应特征。

芥子酸模拟体系化学氧化褐变反应

为了明确芥子酸化学氧化的影响因素,为今后更好地控制果蔬及其制品的褐变提供理论依据,本实验以芥子酸建立模拟体系,采用紫外可见分光光度计法在315、420 nm处分别测定芥子酸浓度及氧化产物褐变度。结果表明,对芥子酸化学氧化进行反应动力学拟合,确定符合一级反应动力学模型,其中在p H10.0条件下反应速率最大(5.38 h^(-1))。正交实验结果表明,温度在0.05水平对芥子酸化学氧化褐变度影响显著,p H在0.1水平对芥子酸化学氧化褐变度影响显著,浓度在0.1水平对芥子酸化学氧化褐变度影响不显著。芥子酸在90℃比40、25℃更容易发生化学氧化,在p H10.0比p H3.7、7.0条件更容易发生化学氧化。芥子酸在高温碱性环境下更易氧化褐变,针对这一特点,在果蔬的加工过程中为尽可能避免褐变的发生,应尽量避免高温高碱等加工操作。

菌株Arthrobacter sp.CN2降解对硝基苯酚的特性与动力学

为研究对硝基苯酚降解菌Arthrobacter sp.CN2在实际生产中的应用潜力,本文分别分析了p H、盐浓度和额外添加碳源对降解效率的影响,同时对降解的动力学方程进行拟合分析.菌株CN2在p H 7.0~8.0,Na Cl浓度60 g·L-1之间能够高效降解对硝基苯酚,72 h内对50 mg·L-1对硝基苯酚的降解率均大于90%.同时发现适量添加葡萄糖(0.5%)可显著促进CN2降解对硝基苯酚,与不添加葡萄糖条件下相比,达到90%降解率所需时间缩短了16 h.当对硝基苯酚浓度低于300 mg·L-1时,菌株CN2对对硝基苯酚的降解符合一级动力学方程,降解速率常数在0.021 7~0.025 0之间.在生物反应器中应用菌株CN2模拟处理工业废水,3 L含对硝基苯酚废水(100 mg·L-1)在72h的降解率大于90%.研究表明,菌株Arthrobacter sp.CN2能够高效地降解对硝基苯酚,对于环境有良好适应能力,具有良好的应用前景.

电厂余氯排放对水域环境影响评价方法研究

为了探讨火(核)电厂冷却系统余氯排放对受纳水域环境影响的范围和程度,本文在以往电厂环境影响研究和评价工作实践的基础上,总结前人的研究成果,针对工程建设的不同阶段和电厂采用的不同加氯方式,提出具体的获得余氯影响范围和程度的方法。对已生产运行的电厂,采用现场直接采样观测方法;对于采用间歇加氯工艺的电厂,采用现场快捷比色实验方法;对已建和拟建电厂,均可采用一级动力学反应数学模型计算方法;对于拟建电厂在资料不充分的情况下,采用二维对流扩散数学模型预测方法。并对这些方法的适用范围进行了分析,列举了相应的应用实例。为研究电厂排放余氯对水环境的影响和这类建设项目环境影响评价及后评估提供了可供选择的工具。

可控合成具有增强光催化性能的CeO_(2)纳米中空球/g-C_(3)N_(4)纳米复合材料

以Ce(NO_(3))_(3))·6H_(2))O和三聚氰胺为原料,采用简单的原位聚苯乙烯球模板法成功合成了一种新型CeO_(2)纳米中空球/g-C_(3)N_(4)纳米复合材料。将其用于紫外光催化降解对硝基苯胺(PNA)。结果表明,当CeO_(2)的复合质量分数为2.5%时,PNA降解效率达到90.26%。动力学拟合结果表明,PNA光催化降解过程符合拟一级反应动力学特征。与g-C_(3)N_(4)(k=0.0060 min^(-1))和CeO_(2)(k=0.0023 min^(-1))相比,CeO_(2)纳米中空球/g-C_(3)N_(4)复合材料光催化降解PNA的反应速率常数(k=0.0110 min^(-1))分别提高了1.8倍和4.8倍。CeO_(2)和g-C_(3)N_(4)复合后形成的异质结构促进了光生载流子的分离,延长了光生载流子的寿命,从而显著提高了光催化性能。