甲苯的光氧化降解试验研究

以气相甲苯为对象,研究其在波长为254 nm紫外光下的光氧化降解反应.同时,考察了甲苯初始浓度、光强和相对湿度对甲苯转化率的影响,分析了甲苯降解中间产物的生成机理.结果表明,随着甲苯初始浓度的增加,甲苯转化率缓慢下降;随着光照强度的增强,甲苯转化率逐渐增加;而提高相对湿度,甲苯转化率则为先升高后降低.在甲苯降解动力学分析中发现其光氧化降解过程符合伪一级反应动力学,且表观速率常数与光照强度成正比.通过对甲苯降解中间产物的分析,发现随着光照强度的增加,含苯环物质的降解更为充分,乙醇、乙酸等的相对含量逐渐增加,苯甲醇、苯甲醛缩二甲醇等的含量逐渐降低,在此基础上提出了甲苯生成含苯环产物及开环生成2-戊酮等的降解机理.     

烟雾箱与数值模拟研究苯和乙苯的臭氧生成潜势

结合光化学烟雾箱实验与数值模拟研究了苯和乙苯在NO x存在条件下的光氧化臭氧生成潜势.重复实验表明,在乙苯-NO x反应体系中,反应物初始浓度、温度、湿度和光照强度接近的条件下,整个反应过程中臭氧的最大偏差仅为4%,证明了烟雾箱的可重复性较高.在烟雾箱实验的基础上,使用MCM(master chemical mechanism)模拟了苯和乙苯的光氧化O3生成,并将其结果与实验数据进行了比对分析.干燥(≤5%)时MCM对苯和乙苯的模拟结果与实验结果较接近,如在苯-NO x反应体系中,MCM模拟的O3峰值比实验值偏大20%;在湿度为5%~70%时,MCM模拟的乙苯光氧化O3峰值与实验值偏高约(10%~25%).用MCM模拟了太阳光照条件下苯和乙苯的臭氧生成等值线,得到在它们浓度为(10~50)×10-9,NO x在(10~100)×10-9时,苯和乙苯的6 h臭氧贡献值分别为(3.1~33)×10-9和(2.6~122)×10-9,臭氧峰值范围分别是(3.5~54)×10-9和(3.8~164)×10-9.此外,模拟得到苯和乙苯的最大增量反应活性(maximum incremental reactivity,MIR)值分别为0.25/C和0.97/C(每单位碳).该结果与Carter通过SAPRC机制得到的MIR值趋势一致.模拟得到苯和乙苯的最大臭氧反应活性(maximum ozone reactivity,MOR)分别为0.73/C和1.03/C.苯的MOR值远高于Carter使用SAPRC得到的结果,说明根据Carter得到的苯MOR会低估苯的O3潜势.     

真空紫外光解-活性炭吸附去除甲苯及副产物臭氧

研究了不同条件下产O3低压汞灯对气相中低浓度甲苯的光化学降解,以及活性炭纤维(ACF)对甲苯光解尾气中残余甲苯及光解副产物O3的脱除.结果表明,气流相对湿度(RH)越高、气体流量越大、甲苯的初始浓度越高,甲苯的真空紫外光解速率越高,最高达0.070mg/m3,所产生的O3浓度也越低.气流RH越低,ACF对甲苯和O3的吸附脱除性能越好.负载Mn、Cu氧化物的ACF对O3有更好的分解性能,同时能催化氧化甲苯.在400℃下焙烧的催化剂性能最好,RH8%时对O3的去除率稳定在35%,但当RH增至40%时,对O3的去除率下降为16.9%.     

相对干燥条件下甲苯,苯和氯仿的光催化降解

研究了甲苯,苯和氯仿3种挥发性有机物在相对干燥条件下的动态气相光催化降解,考察了进口浓度,流量(停留时间),催化剂,光源等因素的影响.研究表明,在较低污染物浓度,流量小于0.2L/min(停留时间大于3.825min)时,甲苯,苯和氯仿的光催化去除率均大于90%,遵循一级反应动力学,甲苯和苯的半衰期分别在1.0～1.34min和0.65～1.1min;在研究的负荷范围内,甲苯和苯的去除量随负荷增加达到一个最大值,而氯仿则一直随之增大;催化剂的光催化性能与污染物种类有关,同样功率的杀菌灯效果好于黑光灯.     

苯乙烯在有机-水两相界面上的分子氧选择性光氧化

以水为介质的氧化反应是一种有效的烯烃选择性绿色氧化和有机物的绿色处理过程.以苯乙烯为反应底物,开展了苯乙烯在室温、紫外光照射下的有机-水两相界面上的分子氧选择性光氧化反应.结果表明:在水溶液中,苯乙烯被选择性地光氧化成苯甲醛,苯甲醛的产率和选择性分别为28.5%和90.8%;而在无氧状态下,水溶液和有机溶剂中的苯乙烯光氧化反应都只得到非常少量的苯甲醛,产率仅有0.2%~0.4%.芳香端基烯烃（如3-甲基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、1,1-二苯基乙烯）也能在水溶液中被分子氧选择性地光氧化,生成相应的羰基化合物;以双氧水为氧化剂,在水溶液中苯乙烯光氧化反应的苯甲醛产率为0.4%,以双氧水或分子氧为氧化剂时,醇溶剂中苯甲醛的产率均为0.6%~0.7%.研究显示,分子氧和水是苯乙烯光氧化反应的必须因素.      

苯系物污染土壤热解析实验研究

采用静态实验研究了苯系物(BTEX)污染土壤热解析的影响因素,确定了最优的热解析条件,然后通过动态实验,考察了热解析技术修复苯系物污染土壤的效果。结果表明:在加热温度为120℃、粒径水平≤2.0 mm以及加热时间为45min的条件下,污染土壤中总BTEX去除率达到97.3%,其中苯和甲苯的去除率在99%以上,乙苯、间对二甲苯和邻二甲苯的去除率在95.6%~97.2%,修复效果非常理想。     

氧化环境中FeS修复重金属的稳定性变化与机制

硫化亚铁(FeS)是良好的重金属修复剂,但它对氧化环境敏感.当环境氧气浓度升高时,FeS对重金属的固定效果可能发生改变.本研究考察了氧化环境中FeS与重铬酸根、铅和镉离子的反应规律和结合机制变化.结果表明,环境氧气浓度升高可促进Fe~(2+)的释放,且增加FeS表面S(-II)氧化态的比例(与Pb~(2+)反应:从24%增加到44%,与Cd~(2+)反应:从60%增加到78%).延长反应时间至30 d,虽然PbS和CdS结晶度提高,但两者表面出现Pb—O和Cd—O氧化形态,预示着重金属再释放的风险.有氧干燥条件下FeS表面矿物相转变为纤铁矿,对Cr(VI)的还原能力大幅下降.与未干燥FeS(FeS-Cr-3h)相比,当有氧干燥的FeS与Cr(VI)反应时,总铬的去除量下降约96%(由约100 mg·g~(-1)降至(3.74±1.12) mg·g~(-1)),Cr(VI)去除量下降约57%(由约100 mg·g~(-1)降至(43.28±0.46) mg·g~(-1)).FeS及重金属硫化物的氧化显然不利于重金属的长期稳定.如何延缓或抑制FeS与重金属硫化物的氧化因此成为未来研究需回答的问题.     

液晶热处理失重特征及其过程产物初步研究

利用热重分析仪/傅立叶变换红外光谱仪联用研究了液晶热处理失重特征及其产物. 结果表明:液晶加热分解起始温度基本在100～120℃,热处理过程呈单一剧烈失重峰,加热至500 ℃时有90%以上的液晶分解. 有氧条件有利于液晶热处理反应快速进行,但易生成黑色残渣;无氧条件下液晶热处理产物以烃类和含苯或苯环以及CO等官能团的有机物为主. 有氧条件下液晶加热处理有利于CO₂和CO的生成,同时也生成含苯环、羰基、酰基等官能团的有机物. TFT型液晶较TN型和STN型液晶热处理反应温度低.      

十氯联苯的超(亚)临界水降解特性

以多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)中氯代饱和度最高的十氯联苯(Deca-chlorobiphenyl,D10CB)为对象,考察了反应温度、供氧量、停留时间和Na OH对十氯联苯降解效果和PCBs产物分布的影响,并通过产物的GC-MS检测结果,推测了D10CB的降解机理.实验表明,在供氧量50 m L条件下反应10 min,350~450℃时,D10CB去除率均高于96%,总PCBs的去除率为77.2%~81.2%.供氧量的增加有助于提高PCBs去除率,450℃时,供氧量200 m L比无氧条件下提高了10.5%.Na OH的加入不仅明显提高了D10CB和总PCBs的去除率,而且使产物不同氯代水平PCBs含量分布趋于均匀.结合产物中其他小分子有机组分推测,D10CB超(亚)临界水降解首先发生脱氯反应,继而发生苯环开环、小分子基团去除及氧化分解等复杂反应.     

一株耐铬细菌的鉴定及其还原铬性能分析

从浙江温州工业区六价铬废水污染的土壤中采样分离得到一株耐铬细菌Y73.16S rRNA基因序列分析表明,该菌株为Staphylococcus(葡萄球菌)属菌,最高可在加有1600 mg·L^-1六价铬(K₂Cr₂O₇)的 LB培养基中生长.该菌为好氧生长,但在3种不同的氧压力下,包括有氧、无氧和兼性无氧(先有氧生长)的条件下都可以还原六价铬,而在兼性无氧(先有氧生长)的条件下达到最高还原效率,可在96 h内将1000 mg·L^-1的六价铬还原83%.另外,该菌株能在较宽的pH值(5~11)和温度(10~50℃)范围内还原六价铬,而最佳反应条件是pH=7 和30℃.随着接种量的增加,六价铬的还原率增加,但接种量超过10%时再增加接种量对六价铬还原的影响不明显.供试的大多数金属离子(50 mg·L^-1)对该菌株还原六价铬的影响也不明显.上述结果说明,菌株Y73有其独特的还原铬性能,以及在处理六价铬污染废水中的应用潜力.     

Petro-chemical wastewater treatment by biological process

Ｉｎｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆｏｉｌｒｅｆｉｎｉｎｇ,ｏｒｇａｎｉｃｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗｉｔｈｈｉｇｈｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄｏｉｌａｎｄｐｈｅｎｏｌｉｓｐｒｏｄｕｃｅｄ,ｓｏｆａｒ,ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅ?..     

Biodegradability of terephthalic acid in terylene artificial silk printing and dyeing wastewater

As the characteristic pollutant,terephthalic acid(TA)was in charge of 40%-78% of the total COD of terylene artificial silk printing and dyeing wastewater(TPW-water).The studies on biodegradability of TA were conducted in a serial of activated sludge reactors with TPW-water.TA appeared to be readily biodegradable with removal efficiency over 96.5% under aerobic conditions,hardly biodegradable with removal efficiency below 10% under anoxic conditions and slowly biodegradable with a turnover between 31.4% and 56.0% under anaerobic conditions. TA also accounted for the majority of BOD in TPW-water.The process combined by anoxic,anaerobic and aerobic activated sludge reactor was suitable for TA degradation and TPW-water treatment.Further, the aerobic process was essentially much more effective than the anaerobic or anoxic one to degrade TA in TPW-water.     

厌氧/好氧生物接触氧化工艺耦合微生物燃料电池技术处理农村生活污水

为研究微生物燃料电池(MFC)在农村生活污水处理工艺中对污染物去除效果的影响及其产电效率,在厌氧/好氧生物接触氧化反应器中构建了MFC,并进行实验研究。结果表明:增加了MFC构建可以使装置的COD去除率从87.67%提高到96.19%,总氮和悬浮物去除率也有一定提高,分别从61.6%和84.6%提高到64.7%和87.9%,但对氨氮和总磷的去除效果影响不明显。稳定期,当外接500 Ω电阻时,装置中MFC的输出电压可达到0.33~0.51 V,总产电功率和库仑效率分别为169.13~192.12 mW/m3和2.50%。微生物分析表明,装置中构建MFC可以提高整个装置中与产电和有机物去除相关的微生物(Trichococcus)、好氧区的脱氮微生物(Dokdonella和Rhodobacter)和除磷微生物(norank_f__Caldilineaceae和Anaerolineaceae)等的相对丰度,从而提高装置的污水处理效率。     

SFBR中好氧颗粒污泥的培养及特性研究

接种自行培养的活性污泥,以模拟废水为基质,采用连续进水、间歇出水及厌氧/好氧交替的运行模式,尝试了在SFBR中进行好氧颗粒污泥的培养,并研究了好氧颗粒污泥的特性及反应器对污染物的去除效果.结果表明,通过逐步缩短沉降时间,28 d时成功培养出好氧颗粒污泥,所形成的好氧颗粒污泥呈黄色、形状不规则,且粒径较小(平均粒径0.56 mm),正常情况下的SVI保持在70 mL·g-1以下,EPS在59 d时达到最大值(以MLVSS计)373.24 mg·g-1,较培养初期增加了约2.5倍,运行后期由于颗粒出现解体,导致EPS急剧下降;反应器在运行过程中未能保持较高的污泥量,中后期MLSS始终在3 000mg·L-1以下;在63 d的运行时间里,除异常波动外,反应器对COD的去除率基本维持在90%左右,正常情况下出水COD小于100 mg·L-1,反应器对NH+4-N、TIN的去除效果波动较大,去除率分别为44.45%~94.72%及43.87%~93.13%,反应器对TP的去除率在44.50%~97.40%之间,正常情况下TP去除率可维持在60%以上;限于自动控制水平,夜间长时间的好氧饥饿期容易造成丝状菌过度生长,使得AGS在生长竞争中处于劣势,最终导致了AGS的解体.     

基于竖流式一体化反应器实现自养生物脱氮研究

为了更好地实现亚硝化和厌氧氨氧化工艺联合,根据亚硝化和厌氧氨氧化微生物的生长特性设计了一种新型的自养生物脱氮反应器.通过接种亚硝化和厌氧氨氧化微生物,研究了实现该反应器自养生物脱氮的可行性和运行特性.实验结果表明,该单一反应器能够实现亚硝化与厌氧氨氧化菌的分区培养.经过104d的运行,反应器脱氮效能从0.25kg/(m3·d)上升到1.46kg/(m3·d).利用亚硝化曝气尾气和厌氧区产生的氮气实现了亚硝化液的气升回流,进气量(X)与回流量(Y)呈现出Y＝2.8X－37.1的线性关系.回流比由最初的4上升到14,未对厌氧区环境产生影响,厌氧区ORP始终保持在-500mV左右.同时回流液稀释了进水氨氮浓度,缓和了基质对厌氧氨氧化菌的影响.     

厌-好氧交替工艺的生物除磷特性研究

采用模拟配制的生活污水，研究了厌－好氧交替工艺对磷和有污染物的去除效果。结果表明，经过驯化运行等阶段后，在高效除磷阶段运行期间，磷的去除效率在９０％以上。总ＣＯＤ去除率通常大于９０％，实验表明ＣＯＤ主要是在好氧阶段被去除。     

SPG膜微气泡曝气生物膜反应器运行性能影响因素研究

SPG膜微气泡曝气生物膜反应器是微气泡曝气与废水好氧生物处理结合的可行方式.本研究采用SPG膜微气泡曝气生物膜反应器处理模拟生活废水,探讨运行条件、SPG膜污染及膜孔结构变化等因素对系统运行性能的影响.结果表明,空气通量、进水有机负荷、填料类型及床层孔隙率对COD去除性能影响较小,各运行条件下COD平均去除率保持在80%～90%.随着空气通量降低或进水有机负荷提高,溶解氧(DO)浓度显著下降,造成氨氮去除性能恶化,其平均去除率可由80%～90%降至20%～30%;同步硝化反硝化过程受此影响,总氮(TN)平均去除率也由30%～40%降至20%左右.此外,采用环形填料并提高床层孔隙率,有助于改善污染物去除性能.低空气通量或高进水负荷条件下,微气泡曝气的氧利用率接近100%.长期运行中,SPG膜表面生物膜生长及有机物累积会造成SPG膜污染,而在线清洗中碱性NaClO溶液侵蚀SPG膜孔结构,使SPG膜的平均孔径及孔隙率显著增大,从而影响SPG膜空气通透性.     

循序间歇式活性污泥法处理造漆工业废水

循序间歇式废水生物处理工艺(SBR工艺)集进水、厌氧、好氧、沉淀于一池,改变其运行程序不仅可去除有机物,还能达到脱氮除磷效果。 试验结果表明,工艺的运行周期为22h(其中进水1h,进水和厌氧搅拌6h,好氧14h,沉淀及排水各2h),进水COD浓度在1000—4000mg/L时,COD去除率为84％以上,最高达96％。另外,水文还分析了有机物的去除特点。     

Destruction of VOCs by combination of corona discharge and catalysis techniques

The catalytic effect of alumina on the destruction of toluene, benzene, acetone and methanol, in DC pulsed corona discharge reactor was studied. In the presence of alumina the inlet concentration of the VOCs was varied from 5 x 10-6 mol/L to 80% x 10-6 mol/L, and their decomposition efficiency (conversion %) was found to be 99%-80% for toluene, 99%-97% for benzene, 95%-92% for acetone, and 72%-85% for methanol. Corresponding decomposition in the absence of alumina was 90%-38% for toluene, 89%-57% forbenzene, 42%-30% for acetone, and 47%-19% for methanol. Feed gas flow rate was 400 cm3/min and power reading from DC source was 7.4 W in all of the experiments. Alumina also shifted the CO/CO2 ratio in the by-products in favor of CO2. Ozone concentration at the reactor outlet was higher in the presence of alumina. Enhancement in VOCs decomposition by alumina was explained on the basis of higher concentration of ozone and its precursor atomic oxygen [O].Decomposition efficiency (conversion %) for individual compounds was found to be inversely proportional to the ionization potential of the compound, under identical conditions. Double DC high voltage sources pulse generator was tested and found to improve VOCs decomposition compared with the conventional single DC high voltage source.     

厌氧UASB－好氧工艺处理染料废水的研究

报道厌氧－好氧工艺处理染料废水的试验结果。厌氧段采用ＵＡＳＢ反应器，好氧段采用普通活性污泥法。试验结果表明，进水ＣＯＤ１１５０—１３００ｍｇ／Ｌ、色度５００倍的染料废水，在厌氧段停留６—１０ｈ，可获得６０％以上的ＣＯＤ去除率，色度降到５０—１００倍。后续曝气６ｈ，总ＣＯＤ去除率可达８５％－９０％，色度降至２０倍左右。进出水的光谱分析揭示，染料废水的脱色主要发生在厌氧段．并且通过生物降解作用来实现。从这些结果得出，ＵＡＳＢ－好氧工艺是处理染料废水的一种经济有效的方法。