硫自养菌降解还原高氯酸盐的优化控制研究

通过驯化培养以硫为电子供体的自养菌,考察硫自养菌降解高氯酸盐的效果。利用序批式试验,研究初始pH、生长温度、泥量和溶解氧等因素对ClO4-降解效果的影响,确定最佳优化控制条件。结果表明,在30℃、初始pH为7.0的厌氧条件下,添加270 mg/L硫粉,0.64 g/L厌氧培养的活性污泥能在15 h内将质量浓度15 mg/L ClO4-完全降解。

UASB反应器处理高含量核苷酸类废水启动特性研究

采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,以高核苷酸类含量废水为处理对象,研究了中温条件下反应器的启动、颗粒污泥的特性和废水处理的效果。结果表明,采用消化污泥接种进行培养,逐步提高废水进水COD,运行109 d后,UASB反应器正常启动;当进水COD达到11.2 g.L-1左右,COD容积负荷3.22 kg.m-3.d-1,COD去除率为80%以上;反应器启动完成后,粒径>0.3 mm的颗粒污泥比例增加到13.61%,平均沉降速率为22.04～26.73 m.h-1;反应器稳定运行后,每克COD产气量达到392 mL。反应器能高效稳定运行。

自支撑阴极用于宽pH域原位产H_(2)O_(2)及其耦合UV降解卡马西平

阴极电催化实现宽pH域原位产H_(2)O_(2)颇具挑战性,但在高级氧化领域具有吸引力.为克服传统芬顿及电芬顿技术中反应pH的限制,以Cd作为牺牲金属,以碳布为基底,通过煅烧成功合成了一种可在宽pH (3~10)条件下,均能原位电催化合成H_(2)O_(2)的自支撑阴极氮掺杂碳材料[X/N@C-CC,X=550、750、950 (煅烧温度)],并在此基础上,通过UV活化H_(2)O_(2)产生氧化活性物种对卡马西平(CBZ)进行降解.结果表明:(1)通过煅烧法制备的阴极材料具有高氮掺杂量,煅烧温度对其氮掺杂量及种类有着较大影响,在最佳煅烧温度750℃条件下,氮含量为8.89%,且以吡啶氮和石墨氮形式存在.此外,煅烧温度对该阴极材料氧含量无明显影响,其表面均含有C=O、—COOH官能团;(2)催化材料的主要活性位点为吡啶氮、石墨氮以及—COOH等含氧官能团,且含氧官能团的存在,使其在碱性pH条件下亦有较好的电催化产H_(2)O_(2)性能;(3)在最佳条件下,750/N@C-CC H_(2)O_(2)产率可达73.09 mg/(L·h).耦合UV后,在pH=3、6、10时均能在20 min内完全降解10μmol/L CBZ,结合自由基掩蔽试验与电子顺磁共振(EPR)探针试验结果显示,降解CBZ的主要活性物种为·OH.研究显示,UV耦合电催化产H_(2)O_(2)体系能够有效避免传统芬顿铁泥累积问题,同时反应条件不再受pH的限制,亦无有毒副产物的生成,该体系对于以CBZ为代表新型有机污染物的处理,呈现出较好的应用前景.

改性橘子皮对水中高氯酸盐及共存阴离子的竞争吸附研究

模拟多种阴离子共存的水体环境,采用氨基改性处理后的橘子皮作为吸附剂,研究其在不同离子共存条件下对高氯酸盐的竞争吸附.分析在不同pH条件下,竞争性阴离子对高氯酸盐吸附的影响;探讨单、双组分体系下的热力学、动力学吸附机理;采用红外光谱分析(FTIR)表征不同竞争吸附条件下吸附剂材料的结构特征.结果表明,不同pH范围内,3种阴离子与Cl O-4发生竞争吸附,其影响顺序不同:pH<3时,其影响顺序为SO2-4>NO-3>PO3-4;3<pH<10时,其影响顺序为SO2-4>PO3-4>NO-3;pH>10时,3种阴离子对Cl O-4吸附的影响趋于相同.单组分吸附下,改性橘子皮对Cl O-4、NO-3、SO2-4、PO3-4的最大吸附量分别为217.72、134.97、89.9、65.79 mg·g-1;竞争条件下,共存阴离子对Cl O-4吸附的影响顺序为PO3-4>SO2-4>NO-3,并且改性橘子皮对Cl O-4的吸附符合Freundlich等温线模型及准二级动力学模型,表明化学吸附为吸附的主要速率控制步骤.红外光谱分析结果证明了NO-3、SO2-4、PO3-4均在改性橘子皮吸附Cl O-4的过程中发生了竞争吸附.

CTAC改性膨润土吸附去除水体中高氯酸盐的离子交换性能研究

选用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)改性膨润土以提高膨润土对ClO4-的吸附能力.试验结果表明,CTAC改性能显著提高膨润土对ClO4-的吸附能力,在0.1～1mmol·L-1的ClO4-溶液中,6h内能迅速达到吸附平衡.有机膨润土对ClO4-的吸附最符合Langmuir等温吸附模型,其吸附容量可达0.48mmol·g-1.pH值在4～10范围内变化对ClO4-的吸附几乎没有影响.高的分配系数(Kd>1.5×103cm·3g-1)表明有机膨润土对ClO4-有很高的选择性,各阴离子的分配系数从小到大的顺序为HPO24-<SO42-<NO3-<ClO4-,这与阴离子的自由水合能大小相一致.1mol·L-1HCl溶液对吸附剂的再生效率在96%左右,可直接使用,不用再改性.