以废菌体为填料的连续流反应器对Pb^(2+)的吸附特性

研究了非活性固定化啤酒酵母废菌体对废水中重金属离子Pb2+的动态吸附特性,考察了动力学方程、热力学方程对试验的拟合效果,了解吸附过程的规律性.结果表明:Langmuir和Freundlich模型都能较好地拟合试验过程,但以Langmuir模型的拟合效果更好,相关系数达0.996 8,其最大吸附量为7.788 mg/g;拟合试验过程同时符合Thomas动力学模型,相关系数达0.954 7;当溶液中的初始ρ(Pb2+)(C0)和流速(Q)分别控制在20 mg/L和2 mL/min左右时,处理效果最好.通过对重金属废水的处理,可以达到以废治废的效果.

连续流反应器中非活性固定化废菌体填料对Pb^(2+)的去除特性

通过连续流反应器运行的正交试验,研究了以非活性固定化啤酒酵母废菌体为填料吸附去除水中的Pb2+,确定各影响因素的主次顺序及较优水平.考察了溶液pH,流速和酵母装柱密度对Pb2+去除效果的影响.结果表明:在pH为6,流速为5mL/min,酵母装柱密度为80 g/L时,Pb2+的去除效果较好,为3个因素组合的较优水平.在反应器开始运行的40 min内,流出液中ρ(Pb2+)(Ct)与流入液中ρ(Pb2+)(C)的比值增长很快,大部分Pb2+都被酵母吸附,Pb2+的去除率最高可达92%,说明在连续流条件的动态试验中,非活性固定化啤酒酵母对Pb2+的去除是一个快速过程,而以废菌体为填料的连续流反应器去除水中的Pb2+污染是可行的.

微反应器中2-氨基-5-硝基吡啶合成的连续流工艺研究

以哈氏合金材质的微反应器板块(容积8.2 mL)为核心组件,构建2-氨基-5硝基吡啶合成的微通道反应体系。以2-氨基吡啶和发烟硝酸-硫酸混酸体系为原料,利用微反应器强传质传热的特性来提升2-氨基-5-硝基吡啶的收率,并研究工艺温度、反应原料物质的量比、停留时间等因素对该硝化反应的影响。结果表明:微反应器中2-氨基-5-硝基吡啶合成的最佳工艺优化方案为反应温度为35℃,发烟硝酸/2-氨基吡啶物质的量比为1.15∶1,反应停留时间为60 s。

内回流比对连续流改进A^2/O反应器性能的影响

以生活污水为原水,在常温(25～33℃)条件下采用连续流改进A2/O反应器进行脱氮除磷试验研究。结果表明,在反应器内能实现短泥龄细菌和硝化细菌的分相培养,有效降低了回流污泥中硝态氮的质量浓度,其值小于1mg·L-1。在进水COD在400～500mg·L-1,水力停留时间为13h,泥龄为5d的条件下,系统运行高效而稳定,当内回流比在100%～300%之间变化时,内回流比对TN、TP去除影响较大,对COD去除影响较小,NH4+-N的去除基本不受内回流比影响。但从整体上考虑,内回流比为200%时,系统整体除污效果最好,对COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别为88%、97%、73.8%、65.1%。由于反应器存在一定程度的边界效应,时而造成泥区污泥分布不均,降低系统除磷效能。但通过修整反应器,消除或减小边界效应,可进一步提高系统除磷效果。

连续流改进A^2/O反应器去污效果及分相培养研究

以生活污水为原水,在常温(25~33℃)条件下采用连续流改进A2/O反应器进行脱氮除磷实验研究。系统内COD降解,TN与TP去除主要在活性污泥段完成,而NH4+-N去除基本在生物接触氧化区完成。从中沉池出水硝态氮影响因素分析可知,选用较高的有机负荷有利于实现系统内分相培养。泥龄对实现系统内微生物异养菌和自养菌的分相培养具有关键影响。当泥龄<10 d,可实现系统内异养菌与自养菌的分相培养。

连续流微反应器中2-氨基-3-硝基苯甲酸甲酯的合成

使用连续流微反应器技术对坎地沙坦酯重要中间体2-氨基-3-硝基苯甲酸甲酯进行连续化工艺改造。以邻苯二甲酸酐为原料,在微反应器中进行Hoffmann降解反应、硝化反应,再使用浓硫酸重排的三步连续流反应制得2-氨基-3-硝基苯甲酸甲酯。对每步反应进行了优化,确定了反应的最佳条件。

偶氮类染料中间体R4的连续流合成工艺研究

以2-氨基-4-硝基苯酚为重氮组分、β-萘酚为偶合组分,利用具有脉冲混合结构的微通道反应器进行连续偶合反应;考察了反应温度、反应时间、盐酸的用量对重氮化反应的影响,以及反应温度、反应时间、反应体系pH对偶合反应的影响。通过实验确定了较优的工艺条件为:2-氨基-4-硝基苯酚与β-萘酚摩尔比为1∶1.01、反应温度为20℃、助剂1与β-萘酚的质量比为3∶1、反应体系pH为6,该条件下反应的总收率为98.0%。研究结果表明,与间歇法相比,连续流工艺使反应时间缩短了近80%,反应收率提高了近5%,有利于降低原料消耗和工艺过程的能耗,提高生产效率。

连续流微反应器中CuCN-TsOH催化合成2-芳基-4,5-二氢-1H-咪唑啉

应用连续流微反应器,以Cu CN-Ts OH为催化剂,通过腈和乙二胺反应合成了一系列2-咪唑啉类化合物.催化剂Cu CN-Ts OH在乙二胺中溶解成均相,适用于连续化反应条件.在连续流条件下,只需5 min就可以高产率得到2-咪唑啉产物.利用连续流反应器实现了"在线保留时间梯度(in-tube retention time gradient,IT-RTG)",并应用于监测反应进程.

Fe^(3+)掺杂TiO_2玻璃薄膜太阳光催化降解H酸的研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面上制备了掺杂Fe3+的TiO2薄膜,用XRD、IR对其进行表征.在太阳光的照射下,以H酸为目标物,用自制敞开连续流平板式光催化反应器,进行了光催化法降解试验.结果表明:适量Fe3+的掺杂可明显提高TiO2玻璃薄膜在太阳光下的催化性能,掺Fe3+的摩尔质量百分数为(Fe3+/TiO2)0.06%时的光催化活性最高.太阳光照射3 h,H酸脱色率达到72.5%,反应速率遵从Langmuir-Hinshelwood方程,表观速率常数K′=0.007 4 min-1.

复合污染对Pb2+在固定床系统中的动态吸附过程影响及机制

针对复合污染体系对污染物处理效果的影响问题,以限氧裂解法制备的污泥基生物炭(SSB)为吸附剂,探索其在不同污染体系下的吸附性能变化.基于污泥基生物炭构建固定床系统,研究连续流条件下复合污染体系(Zn^2+、NH^+4、H2PO^-4)对Pb^2+在固定床动态吸附行为的影响,对比不同体系下系统运行参数的变化.结果表明:①不同复合体系均对SSB的Pb^2+吸附效果产生抑制作用,其影响大小为NH^+4>Zn^2+>H2PO^-4.而三元/四元复合污染体系中,H2PO^-4的加入会减弱复杂体系对Pb^2+的吸附抑制作用.②固定床系统中,不同复合体系对吸附穿透曲线参数的影响顺序为Pb^2+-Zn^2+-NH^+4-H2PO^-4>Pb^2+-Zn^2+-H2PO^-4>Pb^2+-Zn^2+-NH^+4>Pb^2+-NH^+4-H2PO^-4.③固定床系统动态吸附量(qd)与传质区长度(H)的变化分析均显示,复合污染体系会降低固定床吸附性能.④数据拟合结果表明,相比于Yoon-Nelson模型,Thomas模型能更好地描述Pb^2+在复合体系中的动态吸附过程,但复合污染会限制动态吸附模型的应用,导致模型预测不准确.研究显示,复合污染体系会显著影响吸附剂在连续流状态下的吸附性能,有选择地处理特定污染物可以减少复合污染体系对净化效果的干扰.