新型倒置A^(2)/O耦联MBR组合工艺处理农村低C/N废水的研究

针对农村低C/N污水污染物和营养盐去除率差的问题,以倒置A^(2)/O耦联膜生物反应器(MBR)组合工艺为探究对象,通过控制进水污染物浓度,在中温条件下考察了有机负荷(OLR)对倒置A^(2)/O耦联MBR组合工艺处理农村低C/N污水的影响。结果表明,OLR由150 mg/L提高至450 mg/L时,总氮(TN)和溶解性磷酸盐(SOP)去除率分别由67.6%和86.6%提高至72.4%和94.3%,进一步提高OLR降低了组合工艺对污染物和营养盐的去除。此外,OLR能影响新工艺内污泥特征,提高OLR促进了胞外聚合物(EPS)分泌,尤其在OLR为600 mg/L组别内,EPS含量提高至139.6 mg/g。进水OLR对缺氧池内EPS的影响要大于其对厌氧池内EPS的影响。OLR能影响新工艺内污染物和营养盐去除相关关键酶的活性,当OLR为450 mg/L时,污染物和营养盐去除相关关键活性酶最强。研究结果为农村低C/N污水的高效处理提供了理论依据和数据支撑。

利用Fe-P-N-H_(2)O体系E-pH图对硝磷酸体系合成磷酸铁的热力学分析研究

硝磷酸法合成磷酸铁新工艺因生产流程简单、磷源成本低、设备投资小、能耗较低、绿色环保而具有很强的竞争力。利用FactSage和HSC等热力学软件中已有的热力学数据并运用E-pH图的绘制原理,得到Fe-P-N-H_(2)O体系不同浓度、298~473 K的E-pH关系图。研究表明,在水溶液中,磷酸铁具有较大的热力学稳定区域,能够很好地解释现有的液相沉淀法制备磷酸铁的实际操作条件。此外,从E-pH图中获得了共沉淀法合成磷酸铁的合适条件:温度为363 K左右、高氧化还原电位为0.5 V、适宜pH为1~3、浓度为0.01 mol/L,该工艺为硝磷酸体系共沉淀法合成磷酸铁提供了热力学理论依据。

减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机理

【目的】探究减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【方法】冬小麦季和夏玉米季均以不施氮为对照(CK),设置2个施氮量,分别为常规施氮量(纯氮300 kg/hm2,N2)、减氮20%(纯氮240 kg/hm2,N1),研究施氮量对麦玉轮作农田土壤性质及N2O排放通量影响,基于逐步回归分析,研究减氮对麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【结果】(1)减氮有效降低了N2O排放通量,且夏玉米季N2O排放通量远高于冬小麦季,夏玉米季由施肥引起的N2O排放量较高。(2)冬小麦季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=181.952+1.450×硝态氮+8.401×铵态氮-0.514×电导率;硝态氮、铵态氮会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的正向影响,而电导率会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的负向影响。(3)夏玉米季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=-354.606+4.592×硝态氮+157.848×铵态氮;硝态氮、铵态氮会对夏玉米季N2O排放通量产生显著的正向影响。【结论】综上可知,适量减氮显著降低夏玉米季N2O累积排放量和增温潜势,应加强夏玉米季农田水肥管理。

DNDC模型模拟不同施肥水平下旱作麦田土壤N2O排放及其敏感性分析

【目的】研究陇中黄土高原不同施肥水平下旱作麦田土壤N_(2)O的排放特征,验证DNDC模型对N_(2)O排放模拟的适应性。【方法】以甘肃省定西市旱作麦田为对象,设置不施氮肥(0 kg/hm^(2))、低量氮肥(55 kg/hm^(2))、中量氮肥(110 kg/hm^(2))、高量氮肥(220 kg/hm^(2))4种施肥梯度,采用静态箱-气相色谱法对土壤N_(2)O排放通量排放进行田间原位观测。结合试验点连续监测得到的N_(2)O排放通量等实测数据,运用DNDC模型探究多因子对模拟N_(2)O排放的敏感程度。【结果】不同施肥水平下,旱作麦田土壤N_(2)O排放趋势基本一致,且排放通量的大小与施氮量成正相关关系;DNDC模型对4种施肥水平下N_(2)O排放的模拟效果较好,具体表现为不施氮肥(R^(2)=0.88、EF=0.84、P=0.002),低量氮肥(R^(2)=0.92、EF=0.82、P=0.001),中量氮肥(R^(2)=0.86、EF=0.81、P=0.003),高量氮肥(R^(2)=0.84、EF=0.74、P=0.004),表明DNDC模型能够用于模拟不同施肥水平下旱作麦田土壤N_(2)O排放;敏感性分析则显示,相比其他因子,土壤pH值是影响模型模拟N_(2)O排放最为敏感的参数。【结论】为陇中黄土高原旱作麦田N_(2)O排放模型模拟的参数本地化提供基础依据,为今后农田管理措施的优化提供模型基础技术支撑。

硅锌矿在(NH_4)_2SO_4-NH_3-H_2O体系中的浸出机理

对硅锌矿在(NH4)2SO4-NH3-H2O体系中的浸出行为进行了系统研究,揭示浸出反应机理,阐明其难以浸出的内在原因。结果表明:硅锌矿浸出反应方程为Zn2SiO4(s)+(2i-4)NH3(aq)+4NH4+=2[Zn(NH3)i]2++SiO2(s)+2H2O(l),i=1～4。浸出中,硅锌矿中的硅溶解进入溶液,再以无定形SiO2形态从溶液中析出。SiO2在(NH4)2SO4-NH3-H2O体系中的溶解度很低,仅略高于0.3 g/L,而其从溶液中的析出速度非常缓慢,是硅锌矿在该体系中难以浸出的主要原因。当液固质量比从5提高至500时,锌浸出率将从2.72%提高至84.15%。

K_2B_4O_7-Na_2B_4O_7-Li_2B_4O_7-H_2O四元体系288K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了K2 B4O7 Na2 B4O7 Li2 B4O7 H2 O四元体系在 2 88K时的相平衡及平衡液相的主要物化性质(密度、电导率、pH值 )。研究发现 :该四元体系为简单共饱和型 ,无复盐及固溶体形成 ,根据溶解度数据绘制了相图 ,相图中有一个共饱点E ,三条单变度曲线E3 E ,E2 E ,E1 E ;三个结晶区平衡固相分别为K2 B4O7·4H2 O ,Na2 B4O7·10H2 O和Li2 B4O7·3H2 O。实验结果表明K2 B4O7对Na2 B4O7有增溶作用 。

合成盐湖卤水体系Li-Na-K-Mg-Cl-SO_4-H_2O25℃下的等压研究和离子相互作用模型的应用

根据我国青海一里坪和东台吉乃尔盐湖晶间卤水Li Na K Mg Cl SO4 H2 O体系的组成制备了两种合成卤水储备溶液 ,采用等压法和改进的实验装置在 2 5℃下 ,从稀释到溶液中溶质NaCl达到饱和的浓度范围 ,对合成卤水溶液进行了等压测定 ,确定了它们的水活度aH2 O,和渗透系数 φ ;比较了两种卤水的热力学性质及其变化的规律 ,揭示了其天然卤水浓度差异的物理化学成因 .用盐湖卤水体系离子作用模型对水活度、渗透系数的计算值与本文的实验数据比较 ,对于一里坪和东台合成卤水 ,渗透系数的标准偏差分别为 0 0 0 78和 0 0 14 5 ;用该模型计算了东台晶间卤水 ,及其在 2 5℃等温蒸发实验不同阶段的浓缩卤水中 ,离子强度从 9 76 6到 2 0 5 2mol·kg-1范围可能析出的盐类的饱和度 ,给出了其变化规律 ,并与文献的盐类沉积和析盐顺序相比较 ,获得了合理一致的结果 ,从而证实了我们在Pitzer离子相互作用模型基础上所发展的盐湖卤水体系模型对描述和预测复杂天然盐湖卤水体系的热力学性质和蒸发析盐规律的适用性 .

青海一里平盐湖卤水Li-Na-K-Mg-Cl-SO_4-H_2O体系25℃时渗透系数、活度系数和饱和度的预测

将Ritrer离子作用模型的应用扩展到中国富含锂的一里平盐湖卤水Li－Na-K-Mg－Cl-SO4－H2O体系，综合1990－1997年作者对该体系的含锂三元次级体系25℃时的活度系数和渗透系数的研究结果和文献数据，给出了该体系的Pitzer离子作用模型参数；计算了溶解平衡常数；预测了青海一里平盐湖晶间卤水中离子和盐的活度系数、卤水的渗透系数、水活度、蒸汽压以及盐类的饱和度；揭示了卤水在蒸发和稀释过程中上述热力学性质随离子强度变化的规律，用离子强度与盐类饱和度的关联图（I-ln（K’／K）图）分析了该卤水的折盐顺序。计算结果表明，一旦平盐湖晶间因水在25℃时只有石盐饱和，与野外观测结果相一致；用参数化的Pitzer离子作用模型预测该卤水多组分体系的热力学性质和溶解平衡是可行的。

In2S3-H2O系电位-pH图

通过热力学计算,给出了In2S3-H2O系的反应平衡式及电位-pH的关系式,并绘制了25℃和150℃下In2S3-H2O系的电位-pH图,为含硫化铟的矿物高温氧化浸出提供了一定的热力学数据.

MgSO_4-Na_2SO_4-H_2O三元体系100℃沸腾蒸发非平衡态成盐特征

采用140℃恒温热源,对MgSO4-Na2SO4-H2O体系溶液进行100℃恒温沸腾蒸发,蒸发强度为140～160g/(h.L),监测初始析盐点和固相析出后固液相组成随蒸发进程的变化,总结成盐特征,提出反映非平衡态成盐特征的初级成盐区、扩展成盐区等概念.研究发现(1)平衡相图上的同成分复盐3Na2SO4.MgSO4和Na2SO4.MgSO4.2.5H2O变为异成分复盐;(2)对Na2SO4和3Na2SO4.MgSO4的平衡共饱和液蒸发,首先析出的是Na2SO4,其单固相析出率为60.86%,3Na2SO4.MgSO4和Na2SO4.MgSO4.2.5H2O的共饱和液也具有相同特征;(3)蒸发过程的初级成盐区与溶解平衡相区有显著区别.用硫酸钠的耶涅克指数表示相区宽度,Na2SO4初级成盐区宽度从平衡态的21.02扩大到32.76;而Na2SO4.MgSO4.2.5H2O则从41.40缩减为25.71;(4)在晶种存在的条件下,各种盐的成盐区比初级成盐区有不同程度的扩展,如Na2SO4,3Na2SO4.MgSO4等盐的成盐区分别扩展了7.72和8.81.扩展成盐区与初级成盐区的交叠形成了非平衡条件下特有的条件成盐区,析盐种类取决于晶种的种类.

NH_3-CO_2-H_2O体系热力学汽液平衡计算应用

基于Edwards模型对NH3 CO2 H2 O体系进行了热力学平衡模拟计算 ,开发了在较稀浓度范围内收敛性较好的计算程序 ,所得计算结果与文献实验数据的偏差在允许范围之内。对尿素流程冷凝工段的闪蒸过程进行了模拟计算 ,结果同实验数据及设计数据吻合较好。

Na_2CO_3-Na_2B_4O_7-H_2O三元体系288K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系 Na2 CO3- Na2 B4 O7- H2 O 2 88K时的相平衡及平衡液相的主要物化性质 (密度 ,电导率 ,p H)。研究发现 :该三元体系为简单共饱和型 ,无复盐及固溶体形成 ,根据溶解度数据绘制出相图 ,相图中单变量曲线所对应的平衡固相分别为 :Na2 CO3· 10 H2 O,Na2 B4 O7· 10 H2 O。并简要讨论了物化性质的变化规律。

高温高压下NaCl-CaCl_2-H_2O体系Raman光谱的定量研究（英文）

三元体系NaCl-CaCl2-H2O是一种重要的天然水-盐体系。然而,研究人员在过去只研究了低温下该体系的相变,但在高温高压条件下拉曼位移和物理参数之间的定量关系却并没有被报道。利用利用热液金刚石压腔(HDAC)和石英压标,对高温高压下三元体系NaCl-CaCl2-H2O的拉曼光谱特征进行了系统的研究,并获得了水的O—H伸缩振动谱带的拉曼位移、溶质质量分数和压力之间的定量关系。其中盐的质量分数相等(NaCl与CaCl2),分别为4.0mass%,8.0mass%和12.0mass%。实验结果表明,当盐的质量分数和体系的压力保持不变时,O—H伸缩振动的标准拉曼位移差(Δν(O—H))伴随着温度的升高而增大。当温度和压力恒定时,Δν(O—H)随盐的质量分数的增加而增大。对于这个三元体系,其Δν(O—H)与压力近似为线性关系,且不同盐度条件下的关系斜率相近。Δν(O—H)与温度(T)、压力(P)、溶质质量分数(M)之间的定量关系为P=-31.892Δν(O—H)+10.131T+222.816 M-3 183.567,其中该方程的有效PTM范围为200MPa≤P≤1 700MPa,273K≤T≤539K以及M≤12mass%。该公式可以用来作为地质压力计,用于研究等盐度条件下在NaCl-CaCl2-H2O体系流体包裹体。该方法作为一种直观的地质探测技术,具有潜在的应用价值。

硅锌矿在(NH_4)_2SO_4-NH_3-H_2O体系中高液固比下的浸出动力学

通过实验研究硅锌矿在（NH4）2SO4-NH3-H2O体系中高液固比下的浸出动力学。采用粒径为96~109μm的纯硅锌矿样品,在液固质量比为200时,考察搅拌速度、反应温度及总氨浓度对锌浸出率的影响。研究结果表明：提高温度和总氨浓度能显著提高浸出速率,而当搅拌速度大于250 r/min时,其对浸出速率的影响较小;浸出过程遵循孔隙扩散控制粒子模型,扩散与化学反应并非仅发生于颗粒外表面,而是发生在整个外表面及孔隙内部,浸出速度受孔隙扩散控制;浸出过程的表观活化能与反应级数分别为71.35 kJ/mol和4.27。

(H_(2)O)_(n)^(+)(n=2~5)团簇离子在308 nm处的光解动力学

本文利用一套高分辨圆柱形低温离子阱速度成像谱仪装置研究了小团簇离子(H_(2)O)_(n)^(+)(n=2-5)在308 nm处的光解动力学.通过记录光解产物碎片质谱和速度影像,发现二聚体水团簇(H_(2)O)_(2)^(+)解离生成H_(3)O^(+)和H_(2)O^(+)光碎片,表明其同时存在质子转移(H_(3)O^(+)-OH)和半束缚(H_(2)O-OH_(2))+两种构型,水团簇离子(H_(2)O)_(n)^(+)(n=3~5)普遍通过同时丢失OH和H_(2)O部分解离得到H+(H_(2)O)_(n-2,…,1)光碎片,并且(H_(2)O)_(5)^(+)团簇离子有一个仅通过丢失OH的额外通道得到H+(H_(2)O)4.前者表明(H_(2)O)_(n)^(+)(n=3~5)的构型是(H_(2)O)_(n-2)H_(3)O^(+)OH,后者表明在(H_(2)O)_(5)^(+)团簇离子中核H_(3)O^(+)和OH被H_(2)O分开.基于实验影像得到的光碎片各向异性参数为负值并且值较小,表明(H_(2)O)_(n)^(+)(n=2~5)团簇离子在光子吸收后经历垂直电子跃迁,随后缓慢解离,并导致光碎片的高内部激发.

NH_4Cl-NH_3-H_2O体系浸出氧化锌矿

介绍了氯化铵 氨配合浸出法直接从氧化锌矿提取锌新工艺 .该工艺采用氯化铵 氨水溶液作浸出剂 ,使之与氧化锌矿反应得锌氨配合离子 ,在浸出的同时将杂质砷、锑、铁、硫酸根和碳酸根除去 .实验结果表明 :时间、液固比对锌浸出率影响显著 ,而温度对锌浸出率影响不大 ;在综合浸出条件下 ,锌浸出率大于 6 8% ,氨溶锌浸出率大于 93.88% (质量分数 ) ;胶体吸附除砷、锑效果明显 ,浸出液中砷、锑质量浓度可降至 0 .2 5mg·L- 1 ,铁质量浓度可降至 0 .15mg·L- 1 以下 ,氯化钙、氯化钡可将碳酸根和硫酸根几乎除尽 ,其他杂质元素含量也极低 .该浸出液净化容易 ,特别适合制电锌或锌粉 .本法具有工艺简单、能耗低、污染小、原料适应性广等优点 .

振动筛板鼓泡塔中NaCO_3-CO_2-H_2O体系的反应速率

研究了不同CO_2流量、筛板振幅、筛板振动频率下,反应时间对振动筛板鼓泡塔中NaCO_3-CO_2-H_2O体系的NaHCO_3浓度和NaHCO_3生成速率的影响,测定了振动筛板鼓泡塔、鼓泡塔和筛板鼓泡塔在相同条件下的反应速率.结果表明,在振动筛板鼓泡塔中反应20~25min时,CO_2高流量与低流量下的NaHCO_3浓度比为1.39.反应进行5min时,NaHCO_3生成速率在筛板振幅为0.5cm时是1.5cm时的1.76倍,振动频率为120min^(-1)时是60min^(-1)时的1.46倍.振动筛板鼓泡塔比筛板鼓泡塔节省反应时间10%,比鼓泡塔省时26%.

AuPd/C作为直接NaBH_4-H_2O_2燃料电池阳极催化剂的性能

采用浸渍还原法制备不同比例的AuPd/C纳米粒子;分别采用X线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行结构和形貌分析;利用CHI660a电化学工作站对催化剂进行电化学测试,结果表明:催化剂材料均为面心立方结构,AuPd/C中纳米合金粒子的粒径为5 nm左右,比Au/C中的纳米Au粒子更小,且均匀分散在VXC-72R炭黑的表面;Au/C的峰电流密度为25.05 mA/cm2,与Au/C相比,AuPd/C明显提高NaBH4的电氧化催化活性;以纳米AuPd/C为阳极催化剂、Au/C为阴极催化剂制成直接NaBH4-H2O2燃料电池(DBHFC),发现以Au1Pd2/C为阳极催化剂的DBHFC拥有良好的电池性能;在温度为60℃、NaBH4浓度为1 mol/L时DBHFC的最大功率密度达到114.6 mW/cm2。

K_2CO_3-Na_2CO_3-H_2O三元体系288K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系K2 CO3 -Na2 CO3 -H2 O 2 88K时的相平衡及平衡液相的主要物化性质 (密度 ,电导率 ,pH)。研究发现 :该三元体系有复盐NaKCO3 ·6H2 O形成 ,根据溶解度数据绘制了相图 ,相图中有 2个共饱点E、F ,三条单变度曲线AE、BF、EF ;平衡固相分别为K2 CO3 ·3/ 2H2 O、Na2 CO3 ·10H2 O、NaKCO3 ·6H2 O。实验结果表明K2 CO3 对Na2 CO3 有强烈的盐析作用 ;并简要讨论了实验结果。

低品位氧化锌矿在NH_3-NH_4HCO_3-H_2O体系中的浸出动力学研究(英文)

对高钙低品位氧化锌矿在NH3-NH4HCO3-H2O体系中的浸出动力学进行了系统研究.研究结果表明,氧化锌矿浸出过程遵循"未反应核缩减"模型,即遵循动力学方程:1-(1-α)1/3=k.t.反应的表观活化能Ea=6.489 kJ/mol,浸出过程由外扩散过程控制.增强搅拌强度、提高总氨浓度及反应温度均可加快该矿石中锌的浸出速率,并在一定范围内提高锌的浸出速率.