电催化氧化预处理苯酚丙酮废水实验研究

通过电极的选择,催化活性炭粒子电极的制备,应用电催化氧化技术对某炼油厂含苯酚丙酮的生产废水进行预处理研究.通过对5种金属催化剂进行比较,最终选择锰离子作为活性炭粒子的催化剂,提高了粒子电极的催化活性.通过研究4种影响因素:槽电压、pH值、曝气量、水力停留时间,对COD_(Cr)去除效果的影响,得到最佳反应条件为:槽电压取值为15V,进水pH值为5.5-6.5,水力停留时间为90min,曝气量为6m^3/(m^2·h).在最优条件下,废水COD_(Cr)去除率可达到80%,可生化性BOD/COD值从0.07上升到0.43,很大程度上提高了废水的可生化性.在优化的试验条件下,生产废水中的酚类、芳香烃和醛类、酮类物质浓度都能降解到10mg/L以下,作为苯酚丙酮废水预处理效果显著,为后续生化处理提供了有利条件.

基于Morris筛选法的河水污染物混合长度相关参数敏感性分析

运用局部敏感性分析以及全局敏感性分析,分析了武南河二维水质预测MIKE 21模型的污染物排放浓度、降解系数、河流本底浓度以及河流流量等输入参数对混合长度预测结果的影响,并得到了不同参数的敏感性等级。采用扰动分析法进行局部敏感性分析后,用Morris筛选法对于局部敏感性分析中敏感性较小的参数数值进行不同组合后进行全局敏感性分析。全局敏感性分析结果表明,组合后各参数均为灵敏参数,且降解系数、污染物排放浓度以及河流流量在各个组合中表现出的敏感性均明显大于其参数相应变化率下的局部敏感性。通过对参数敏感性的探究,判断污染物混合区域的变化趋势,可为当地环境管理部门治理水环境提供理论支撑与指导。

生物质预处理提高炭基固体酸催化剂酯化效率的本质机理

研究亮点*竹粉经过稀硫酸预处理后制备的催化剂具有较高的催化活性;*稀硫酸与过氧化氢共同预处理竹粉有利于催化剂负载弱酸基团;*生物质的木质素含量与催化剂的磺酸负载量呈正相关。2背景在生物柴油的生产过程中,常使用液体酸用于催化酯化反应以降低原料油的酸值,这也会带来产物与催化剂难以分离、产生大量酸性废水以及催化剂腐蚀设备等问题。课题组前期将竹子与浓硫酸直接混合加热,通过原位磺化法合成了一种炭基固体酸催化剂。该催化剂负载丰富的磺酸基团(磺酸密度为1.43 mmol/g)与羧基、酚羟基等弱酸基团。在催化油酸与甲醇的酯化反应中表现出较高的活性。

电极改性强化微生物燃料电池产电同步降解有机污染物研究进展

微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物作为催化剂就能实现同步产电及降解有机污染物的绿色能源装置。电极作为MFC的重要组成部分,在提高污染物降解及产电能力方面发挥着至关重要的作用。介绍了MFC电极,主要包括碳基/合成材料修饰电极、导电聚合物/复合物修饰电极、金属/金属氧化物修饰电极及其他材料修饰电极及其最新研究进展,对MFC电极材料在废水处理领域的应用进行了展望。

尿液中药物与耐药污染及削减技术研究进展

尿液回用有助于构建“人体-土壤-植物-人体”之间的可持续物质循环.然而尿液中残留的药物、耐药菌和耐药基因也会随着这一循环在环境中富集并最终回到人体,存在潜在健康风险.本文总结了源分离尿液中的药物及耐药污染特性,研究表明,尿液中已检测出34种药物,平均浓度在0.07~2.7×10^(3)μg/L之间,检出频率在0.7%~100%之间,尿液中已检出的耐药基因有12种.针对此类污染物去除,主要有自然储存法、吸附法、膜分离技术、电化学法、生物方法,其中电化学技术显示出对于尿液中抗生素抗性基因的良好去除效率,最多可去除尿液中4.18log的bla_(KPC),但是应用于实际现场处理时还需要通过设计更合理的电极材料来提高使用寿命、降低能耗.此外,大多削减技术仍处于实验室研究阶段,对已有技术进行优化或使用多种技术联合处理尿液以削减药物及相关耐药性污染是未来研究的重点.

一体化农村生活污水处理装置研究进展

分析了农村分散生活污水的来源、水质水量特点和排放特征,综述了国内外农村生活污水处理研究现状,介绍了A/O、MBR、氧化沟、生态组合和生物滤池为主体工艺的一体化农村生活污水处理装置,最后提出了农村应结合实际,因地制宜,合理开发集成化程度高、结构紧凑、处理效果好、占地面积小、经济简便,适宜广大农村地区的一体化脱氧除磷生活污水处理装置。

抗生素菌渣热解及气态污染物排放特性的研究

抗生素菌渣的热解行为受其热解条件的影响,而明确热解条件对抗生素菌渣热解特性的影响是其热解资源化和无害化的前提。通过在固定床反应器中热解抗生素菌渣(以土霉素菌渣为例),采用热重分析法研究升温速率、菌渣粒径、添加剂(CaO、CeO_2、Na_2CO_3)等热解条件对抗生素菌渣热解特性的影响,并利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)分析了其热解过程中SO_2、HCN、NH_3、NO等气态污染物的排放规律。结果表明:抗生素菌渣的热解主要分为两个阶段,即在200~600℃温度区间,抗生素菌渣内有机质充分热解,挥发分大量析出,抗生素菌渣的质量损失从95%降低至40%左右,且在370℃达到最大失重速率9%/min,而在600~900℃温度区间,热解焦继续热解,抗生素菌渣的质量损失从40%降低至30%左右,直至稳定;升温速率的改变对热解焦剩余量的影响较小,但随着升温速率的提高,其热解速率加快;菌渣粒径越小,其热解速率越快,分解越彻底,热解焦的剩余量越少;添加剂能够改善抗生素菌渣的热解活性,降低热解反应的活化能,并可以促进氮、硫元素的转化,使热解气体中HCN、NH_3、NO、SO_2的排放浓度降低。

一体化污水处理装置中DO及回流比对处理效果的影响

利用一体化污水处理小试装置考察了溶解氧(DO)及回流比对装置处理效果的影响,试验结果表明,DO和回流比对COD和NH_4^+-N的去除影响较大,DO为4.0~4.5 mg/L时,COD、NH_4^+-N的去除率最高分别为92.9%、93.5%;回流比为300%时COD去除率最高达到96.4%。DO和回流比增加对TN、TP的去除率呈现先上升后下降的趋势,在DO为3.5~4.0 mg/L时,TN、TP去除率最高至54.8%、70.6%;回流比为200%时,TN、TP去除率最高分别为68.6%、75.5%,而DO和回流比的进一步增加抑制了反硝化细菌脱氮以及聚磷菌厌氧释磷的过程,从而使得TN、TP去除率下降。

山西省某焦化厂周边土壤中重金属污染评价及特征分析

为评估焦化厂表层土壤重金属污染的风险,以山西省某焦化厂为研究对象,分析了厂区周围13个点位土壤样品中7种重金属元素(Cd、Zn、Pb、Cu、As、Cr、Ni)含量。依据有关标准,利用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险评价指数法对土壤污染程度进行了评价。结果表明:研究区域土壤中各重金属含量均超出山西省土壤背景值,超标率为100%,研究区域表层土壤中存在重金属复合污染问题,且As、Cd和Cu污染比较严重。利用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数进行风险分析,结果表明7种重金属危害程度大小为As>Cu>Cd>Pb>Cr>Zn>Ni。13个采样点位中As为主要污染因子,As的单因子污染指数平均值为5.66,土壤污染程度为中重度污染,具有较高的风险性;潜在生态风险评价结果同样显示重金属Cd和As具有较强的潜在生态风险。该焦化厂应着重关注As、Cr和Cu三种重金属的后续修复问题,进一步采取措施以减少重金属污染带来的危害。

基于还田视角的人粪尿处理研究进展

人粪尿中含有丰富的有机物和N、P、K等矿质营养物质,还田利用不仅可有效降低污水处理系统污染负荷,而且可代替部分化肥,促进绿色农业的发展。然而人粪尿直接还田存在环境风险,且尚未形成标准化处理模式。本文基于还田视角,归纳总结了国内外人粪尿还田技术的应用现状,结合人粪尿的特性,阐述了人粪尿主要处理技术的还田效应以及安全性,并且对各种技术进行了安全评估和比较。结果表明,厌氧消化、好氧堆肥技术在无标准规范下处理人粪不能保证还田的安全性,制备生物炭基肥还田具有安全可靠、减少农业碳排放等环境效益,水热炭化技术处理含水率较高的人粪具有独特的优势。尿液经储存还田仍存在微污染物风险,鸟粪石沉淀技术具有很好替代潜力,其他技术均停留在微污染物去除和营养物质回收的研究阶段。本文提出了人粪尿还田面临的问题和挑战,以及未来的研究方向,以期为人粪尿还田技术的合理选择和标准化、规范化研究提供参考。

我国县级地区生活垃圾焚烧处理的SWOT分析

随着群众物质生活水平不断提高,生活垃圾产生的数量也在持续递增,面临的环境污染问题也愈加严重,治理生活垃圾已成为困扰县域经济高质量发展和新农村建设的一个棘手问题。作为一种有效的垃圾技术手段,焚烧发电将成为我国城镇生活垃圾处理的主要方式。本文利用SWOT分析方法,通过对垃圾焚烧技术的优势(Strengths)、劣势(Weakness)、发展机遇(Opportunities)和面临的挑战(Threats)分析,识别确定垃圾焚烧技术具有减容效果好、无害化处理彻底、用地节约、运行稳定、回收能源资源等优点,同时具有建设成本高、邻避效应等缺点,从完善小型生活垃圾焚烧装备研发、开展试点示范、健全标准体系、形成市场化建设运管模式等方面提出县级地区生活垃圾焚烧技术推广的发展战略对策。

餐厨垃圾和菌糠的半连续中温-高温两相厌氧共消化:产甲烷性能、微生物和宏基因组分析

1研究亮点*产乙醇-产甲烷系统将共消化的平均甲烷产量提高了1.91~2.43倍;*产乙醇-产甲烷系统中水解产酸菌和产甲烷菌得到富集,该系统中与底物代谢相关的关键基因丰度更高;*有利于乙酸和乙酰辅酶A生成的代谢途径得到促进;*通过生成乙酸、甲酸和CO_(2)/H_(2)来提高甲烷的产量。

利用激光红外成像系统对化粪池中微塑料进行特征分析

1研究亮点*激光红外光谱首次应用于化粪池中微塑料的检测;*化粪池中微塑料的丰度为2803(1489~4816)个/g;*化粪池中共检测到36种不同类型的微塑料;*化粪池沉渣中的微塑料数量高出浮渣1个数量级。

吹脱与鸟粪石沉淀组合工艺处理中温厌氧发酵沼液研究

利用吹脱+鸟粪石沉淀(MAP)组合工艺处理中温厌氧发酵沼液。研究发现沼液吹脱的最佳工艺参数为:p H值为10,吹脱时间8 h,气液比2 400,并添加填料,此时沼液中氨氮去除率在90%左右。吹脱后的沼液p H值在9.2左右,在MAP沉淀法的适宜p H值附近,不需再进行p H值调节,可节约药剂成本。经MAP沉淀处理后的沼液出水氨氮和总磷去除率分别达到了95%和80%。COD和SS去除率分别在40%和32%左右。MAP沉淀出水的p H值在8.3左右,可满足生化处理的进水要求。同时,MAP沉淀处理后的出水C/N比大大提升,从0.7上升到了10,有利于后续生化系统的进一步处理。该工艺既可使沼液得到净化处理,又可回收其中的营养物质。

密云水库上游金矿区土壤重金属空间分布、来源及污染评价

对北京市密云水库上游金矿区周边土壤重金属(Hg、Pb、Cu、Cd、Ni、Zn和Co)的空间分布、来源及污染现状进行研究与评价.结果表明,土壤中除了Zn和Co外,重金属(Hg、Pb、Cu、Cd、Ni)的平均含量均超过北京市土壤背景值,其中Hg和Cd超标倍数较大.空间分布图显示,重金属含量整个分布趋势为从东北向西南递减,主要富集在金矿区尾矿库.多元统计分析(相关性分析、主成分)表明,Hg和Pb为人为源,可能来源于选矿方法及矿石运输过程;Cu、Cd和Zn来自混合源,来源于矿山开采和岩石矿物的自然风化;Co和Ni为自然源,主要来源于地球化学活动或土壤母质.单因子指数和内梅罗综合指数法及潜在生态危害指数法评价结果表明,Hg和Cd的污染比较严重,特别是Hg;Pb的污染程度也应当引起充分关注,Cu、Ni、Zn处于相对安全水平.

Ag/Bi-TiO_2的制备及光催化气相甲苯性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备Ag/Bi-TiO2光催化剂,通过XRD、SEM、BET及UV-VisDRS对催化剂进行表征,并对其可见光催化气相甲苯的活性进行了考察。结果表明,与纯TiO2相比,Ag/Bi-TiO2光催化剂的晶粒粒径减小,比表面积增大,同时Bi—O—Ti键以及Ag杂质能级的形成,拓宽了TiO2的光吸收范围,减少了光生电子-空穴的复合几率,提高TiO2的光催化活性。当焙烧温度为450℃时,0.001Ag/0.05Bi-TiO2光催化剂(n(Ag)/n(TiO2)=0.001,n(Bi)/n(TiO2)=0.05)对甲苯的降解效率能达到77.7%,比纯TiO2提高了72.6%。

Bi_2O_3/RGO的制备及其光催化还原CO_2性能的研究

利用氨沉淀法制备Bi_2O_3粉体,采用改进的Hummers法制备GO,将Bi_2O_3加入一定量的GO分散液中,采用紫外还原法制备Bi_2O_3/RGO复合光催化剂,通过XRD、SEM、EDS、BET等技术手段对催化剂进行表征,并考察其在紫外光下催化还原CO_2的性能。结果表明,GO在紫外照射过程中被有效地还原为RGO,与晶粒尺寸约为49nm的单斜晶系Bi_2O_3颗粒在紫外照射下共同搅拌,形成Bi_2O_3/RGO复合物,其Bi_2O_3的主要衍射峰发生轻微宽化,石墨烯碎片、絮状物质附着在Bi_2O_3表面;随着GO含量的增加,Bi_2O_3表面附着的石墨烯碎片、絮状物质增加,复合催化剂的比表面积增大;在紫外光照射下,Bi_2O_3/RGO复合催化剂的光催化效果明显高于Bi_2O_3,GO含量为2.0%(质量分数)的Bi_2O_3/RGO复合催化剂,在光照时间为8h时,生成CH_4的产量为1.012μmol/g,比Bi_2O_3提高了96.5%。

纳米气泡气浮应急修复铜离子污染土壤的工艺研究

模拟突发含铜离子溶液泄露事件导致土壤重金属污染,基于"硫化-浮选"原理,利用自制纳米气泡气浮装置修复铜离子污染土壤。试验结果表明,若污染土壤中铜离子含量为10 kg/t,当硫酸铵用量30 kg/t、硫化钠用量为其理论值3倍、丁基黄药用量2 500 g/t、2^#油用量1 500 g/t、溶液pH=8.0时,采用一粗一精二扫闭路浮选,获得产率5.03%、铜含量17.92 kg/t的泡沫产品,修复后土壤产率94.97%、铜离子含量0.1 kg/t,土壤中铜离子脱除率为90.17%。采用纳米气泡气浮技术能够快速修复铜离子污染土壤。

有机化学课程思政探讨

对环境专业有机化学课程思政进行了探索与实践,以期实现传授知识与思政育人的目的。培养爱国主义精神,增强文化自信;坚持真理,培养创新精神、科学精神;树立辩证唯物主义思想观和方法论;树立绿色化学、可持续科学发展观和生态文明观。分析了有机化学思政元素,探讨了有机化学课程思政的途径。

应用纳米气泡气浮应急修复重金属污染土壤

为了确定纳米气泡气浮快速修复重金属污染土壤的选别工艺,采用自制纳米气泡气浮装置为试验仪器,模拟含Cu^2+、Zn^2+、Pb^2+、Cd^2+、Ni^2+和Cr^3+等重金属离子溶液泄漏导致土壤重金属污染事件,考察了磨矿细度、pH值等参数对重金属脱除效率的影响。结果表明,当硫酸铵用量为30 kg/t、硫化钠用量为36 kg/t、丁基黄药用量为2500 g/t、2#油用量为1500 g/t、溶液pH值为8.0和浮选时间为60 min时,经过“1粗3扫”后,污染土壤中Cu^2+、Cd^2+、Ni^2+、Pb^2+、Zn^2+和Cr^3+的脱除率分别为90.08%、87.92%、85.95%、84.77%、78.85%和75.58%;获得泡沫产品中Cu^2+、Cd^2+、Ni^2+、Pb^2+、Zn^2+和Cr^3+含量分别为12.01×10^4 mg/kg、11.72×10^4 mg/kg、11.46×10^4 mg/kg、11.30×10^4 mg/kg、10.51×10^4 mg/kg、10.08×10^4 mg/kg,达到了硫化矿精矿质量要求,具有综合回收价值。研究获得的工艺流程对重金属污染土壤的应急修复具有指导意义。