WASP水质模型在表流人工湿地中的优化与应用

首次对WASP(water quality analysis simulation program)水质模型进行优化来模拟预测表流人工湿地的水质变化。由于表流人工湿地中水生植物吸收和微生物降解作用的显著增强,通过模型率定所得WASP模型水力学、植物、生化反应的相关参数值明显高于模拟天然水体时的推荐值。对改进后WASP模型的验证结果表明,湿地水质(COD和NH4+-N)模拟值与实测值基本吻合,证明改进后的WASP模型能够有效模拟预测表流人工湿地的水质变化。

盐助溶液燃烧法制备MnFe2O4催化过一硫酸盐降解双酚A

采用盐助溶液燃烧法制备磁性铁酸锰(MnFe2O4),催化过一硫酸氢盐(PMS)氧化降解水溶液中的双酚A。通过XRD、BET等手段对制备的铁酸锰催化剂进行了表征。探究了MnFe2O4投加量、PMS投加量、溶液初始pH、淬灭剂、共存离子等因素对双酚A降解效果的影响,评估了MnFe2O4催化剂的循环利用性能。结果表明,MnFe2O4和PMS的最合理投加量分别为0.3 g/L、0.3 mmol/L,初始pH为11.0时双酚A降解效果最好,60 min内的降解率可达99.3%。淬灭实验表明,催化体系中同时存在多种活性物质,1O2是主要活性物种。溶液中Cl-、HCO3-和HPO42-等共存离子的存在影响双酚A的降解。双酚A在60 min内的TOC去除率为34.9%,苯环断裂和开环反应是其主要降解路径。MnFe2O4催化剂循环使用三次后,双酚A的降解率仍保持在90.0%左右。

自制气体扩散电极用于染料废水处理的研究

研究了气体扩散电极用于难降解活性艳红X-3B染料废水的处理,优化了催化剂LaNiO3和气体扩散电极的制备工艺。采用凝胶-溶胶法制备催化剂LaNiO3,其最佳制备工艺为:柠檬酸与金属离子摩尔比1.5∶1.0,pH 9,焙烧温度750℃;气体扩散电极的最佳制备工艺为:催化剂用量0.6 g,造孔剂用量0.6 g,聚四氟乙烯(PTFE)用量3.0 g,焙烧温度300℃。采用X射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)等检测分析方法对所制备的催化剂和气体扩散电极进行表征和分析。结果表明,新型气体扩散电极具有良好的电催化性能。

生物质阴离子树脂的合成、表征及吸附性能

采用环氧氯丙烷、二乙烯三胺和三乙胺等对麦草秸秆进行化学改性,制备改性麦草秸秆阴离子交换树脂(改性麦秸树脂),研究改性麦秸树脂的性能指标并重点考察其对水体中NO3-的吸附性能及效果。研究结果表明,改性麦秸树脂引入了带正电荷的胺基基团,可以显著提高对NO3-的吸附性能;拉曼、红外光谱及zeta电位分析证明改性麦秸树脂对NO3-的吸附机理为离子交换;吸附过程符合Langmuir等温吸附模式;竞争吸附实验结果表明,改性麦秸树脂对不同阴离子的竞争吸附顺序为SO42->H2PO4->NO3->NO2-,改性麦秸树脂对NO3-的最大吸附量为52.1mg.g-1,与商业树脂相当;柱吸附实验表明,改性麦秸树脂对NO3-的柱饱和吸附量为45.2mg.g-1,0.1mol.L-1的NaCl及HCl溶液均可有效再生改性麦秸树脂。

pH对铁盐混凝剂处理黄河水效果及生成絮体的影响

通过强化混凝去除地表水中的有机物是控制消毒副产物的主要方法之一,pH是影响强化混凝效果的主要因素.目前,大量的研究集中在pH对混凝效果和混凝机理的研究上,而对在不同pH下生成絮体的物理性质研究较少.本文采用聚合硅酸硫酸铁(PFSS)和聚合硫酸铁(PFS)两种无机高分子混凝剂处理黄河水,在最佳投药量下研究了pH对混凝效果的影响,发现两种混凝剂均在pH5.50时对有机物有最好的去除效果.结合混凝前后絮体Zeta电位的变化,分析了两种混凝剂在不同pH下的混凝机理.通过颗粒粒度分析仪在线观察混凝过程中絮体粒径的生长过程,发现pH对PFSS生成絮体的速度影响较大,对生成絮体的大小影响不大;在pH4.00时,PFS未能生成具有稳定粒径的絮体,当pH≥5.50时,pH对其絮体生长影响不大.对生成的絮体施加强剪切力,通过观察絮体中位粒径变化来考察pH对絮体强度以及破碎再生能力的影响.结果表明,在pH4.00时,PFS生成的絮体强度大,絮体不易破碎,破碎后絮体恢复能力较强;当pH≥5.50时,PFSS生成的絮体强度大,絮体不易破碎,而破碎后絮体的恢复能力较差.

锌(Ⅱ)、镉(Ⅱ)在伊利石上的吸附及解吸特征研究

研究了Zn2+和Cd2+在伊利石上的吸附、竞争吸附及其解吸特征,以及初始pH、可溶性腐殖酸与温度对吸附的影响。金属离子的吸附量随初始pH的升高而增大,随温度升高而减小。可溶性腐殖酸的存在可以增加金属离子的吸附量。腐殖酸的浓度越高,金属离子的吸附量增加越多。无论是单组分吸附还是竞争吸附的的吸附量次序都是:Zn2+>Cd2+。吸附动力学实验表明Zn2+和Cd2+在伊利石上的吸附符合伪二级吸附速率模型。计算得到Zn2+和Cd2+在伊利石上吸附的Ea分别为41.04和39.15kJ/mol,表明吸附过程以物理吸附为主。吸附在伊利石上的Zn2+和Cd2+在水、HCl、NaOH和NaCl中的解吸量的关系是:HCl>NaCl>NaOH>H2O。