低传质阻力渗流式纳米电极电化学反应器处理活性艳蓝X-BR

采用渗流式电化学反应器,以碳纳米管和活性碳纤维作为反应器的阳极.选取活性艳蓝X-BR模拟废水作为实验对象,计算电化学过程的传质系数,考察电压、pH值和电解质对活性艳蓝脱色的影响,在优化条件下(电压为8V,pH=2,电解质浓度为1g·l-1),对浓度为200mg·l-1活性艳蓝X-BR的脱色率可达90%以上.     

Y型分子筛负载铁催化剂对活性艳蓝KN-R脱色的研究

利用Y型分子筛负载铁催化剂对活性艳蓝KN-R的脱色进行研究,探讨了催化剂的制备方法、铁负载量、投加剂量、反应体系pH值以及焙烧温度对活性艳蓝KN-R催化脱色效率的影响,并考察了催化剂的重复利用性能.结果表明:离子交换法制得的Y型分子筛负载铁催化剂表现出较佳的染料脱色性能.在pH＜3.0,H2O2投加剂量为50.0 mmol·l-1,催化剂投加剂量为4.0g·l-1的条件下,对初始浓度为250mg·l-1的KN-R模拟染料废水,30 min之内脱色率达95%以上.采用有机酸络合铁作为铁源制得的Y型分子筛负载铁催化剂的催化活性大幅增强,但催化剂稳定性降低.铁负载量影响染料的脱色反应活性,过量负载会导致染料脱色效率降低;同样,适度增大催化剂用量可促进染料脱色效率,但过量投加不利于染料的脱色.pH＜3.0为该Y型分子筛负载铁催化剂的适用pH条件;催化剂重复利用三次后,1h内对活性艳蓝KN-R的脱色率仍可达95%以上.     

固定化无花果曲霉对活性艳蓝KN-R的脱色

采用海藻酸钙法固定不同状态无花果曲霉，形成活菌固定化小球和死菌固定化小球。同时考察了不同因素如培养时间、温度、pH、染料浓度对活性艳蓝KN-R的脱色影响。试验结果表明：在33℃、pH为5．0、150r／min的振荡条件下，经66h它对活性艳蓝KN-R的脱色达到最佳效果。两种不同状态固定化小球的脱色率有较大的差别，其中活菌固定化小球的脱色率明显高于死菌固定化小球。其中活菌固定化小球经3次脱色后能重复使用，脱色率仍达79．8％。     

UV-vis/草酸铁/Fenton体系降解蒽醌染料

以活性艳蓝KN—R作为研究对象,考察了处理活性艳蓝KN-R的主要影响因素。在固定染料浓度为100 mg/L时,得到氧化体系的最佳用量比值为ρ(Fe2+):ρ(H2O2):ρ(H2C2O4)为1:15:1.5。在最佳条件下,脱色率达到95%以上,COD和TOC去除率分别达到87.7%和66.8%。活性艳蓝KN-R脱色的动力学模型为拟一级反应模型。     

响应面法优化酸性玫瑰红B光催化氧化的影响参数

利用中心组合设计和响应面分析方法对影响UV/TiO2光催化降解酸性玫瑰红B的主要因素(初始pH值、K2S2O8浓度、TiO2浓度)进行分析.其中初始pH值、K2S2O8浓度和TiO2浓度的高、低水平分别为4-5.6,26-36mg·l-1和0.53-1.87mg·l-1,分析参数为脱色率的变化.通过使用Design-Expert 5软件可得到1个2次响应曲面模型,最佳的初始pH值、K2S2O8浓度和TiO2浓度分别为4.69,29.73mg·l-1和1.18 mg·l-1,脱色率达到最大(94.21%).     

高压脉冲放电等离子体降解水中痕量硝基苯

采用高压脉冲等离子体技术处理水中痕量硝基苯,考察了脉冲电压峰值、电极间距、溶液初始pH值、氧气鼓入量和Fe2 添加量等因素对硝基苯去除率的影响.在脉冲电压峰值为35kV,电极间距为20mm,溶液初始pH值为10.2,氧气鼓入量为400ml·min-1,Fe2 添加量为30mg·l-1的实验条件下,水中硝基苯放电处理50min的去除率可达92.8%.     

亚甲基蓝的CuO/TiO2-H2O2光催化脱色效果及影响因素

以亚甲基蓝染料为对象,研究CuO/TiO2-H2O2光催化的脱色效果及影响因素.在CuO/TiO2光催化系统中,加入H2O2可以显著提高催化效率,但H2O2的加入量不宜太多;反应系统的pH值、催化剂用量以及初始色度等对CuO/TiO2-H2O2的光催化效果都具有显著影响.结果表明,在pH=7的溶液中,每1000ml溶液加入0.1g CuO/TiO2催化剂和10ml 30% H2O2溶液,用ZY3-150型高压汞灯照射2h,色度为500倍的亚甲基蓝溶液脱色率高达90%.     

电催化氧化阳极制备及其降酚特性

以自制Ti基SnO2/Sb2O3/IrO2镀层形稳电极(Dimensionless Stable Anode)为阳极,采用电催化氧化法处理模拟含酚废水.通过涂层分析和电化学性能测试表征了自制电极特性,考察了电解质类型和浓度、电流密度、苯酚初始浓度及体系初始pH值等因素对苯酚氧化过程的影响,并探讨其降解动力学规律.结果表明,自制电极是以SnO2为基础的纳米级固熔体氧化物电极且具有较好的表面结构,运行稳定性较好.苯酚的降解主要依赖于以NaCl为电解质时产生的氯系活性物质的间接氧化作用.随着电解质浓度及电流密度的增加,苯酚降解速率随之增大;而苯酚的初始浓度越大,降解速率越慢.体系初始pH对过程影响不明显.苯酚的降解过程符合一级反应动力学。     

Bi_2MoO_6可见光催化去除4BS染料实验研究

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和(NH_4)_6M_o7O_(24)·4H_20为原料,采用预超声-水热法合成可见光催化剂Bi_2MoO_6,考察了在可见光催化条件下,催化剂的用量、污染物初始浓度、溶液pH值等因素对偶氮染料直接耐酸大红4BS去除效果的影响.结果表明,4Bs溶液初始浓度为20mg·l~(-1)、原始pH值6.90条件下,催化剂的最佳投加量为2g·l~(-1),光照60min后,4BS去除率达到92.7%;在实验浓度20-100mg·l~(-1)的范围内,催化剂投加量为2.0g·l~(-1),光照210min后染料去除量最大可达到约50mg·l~(-1),溶液在弱酸或弱碱性条件下脱色较为稳定,在强酸或强碱性条件下脱色较快,效果明显;催化剂重复使用前后结构和成分稳定,但光催化活性有所下降.     

UV/Fe3+/H2O2体系降解活性艳橙X-GN废水的研究

采用UV/Fe3 /H2O2体系光解活性艳橙X-GN模拟废水,考察了X-GN,Fe3 和H2O2的初始浓度、初始pH值及温度对光解的影响,探讨了X-GN的降解途径和机理.结果表明,在8W低压汞灯(λ＝254nm)照射下,UV/Fe3 /H2O2能够有效地降解X-GN,在pH=3.0,T=50 ℃,时间为120 min,Fe3 和H2O2的初始浓度分别为2.5×10-5 mol·l-1和1.5×10-4 mol·l-1时,对含200 mg·l-1 X-GN模拟废水的色度去除率和矿化率分别达到100%和90.15%.用IC和GC/MS对X-GN降解的中间产物和最终产物进行分析,推导出UV/Fe3 /H2O2体系中X-GN降解的途径和机理.     

NaOH改性落叶松锯木屑对活性染料的吸附性能

通过间歇式试验研究NaOH改性落叶松锯木屑对活性染料KN-B、K-2BP和KN-R的吸附脱色性能。结果表明,酸性条件下该改性木屑对3种染料均具有较好的脱色效果。在初始pH值为3时,3种染料的吸附脱色率均表现为随温度升高而逐渐降低,随改性木屑用量的增加而增加的趋势;而随染料初始浓度的增大,表现出先升高后降低的趋势。在初始pH值为3、温度为298 K条件下,3种染料在改性锯木屑上的等温吸附符合Langmuir吸附模型,KN-B、K-2BP和KN-R的最大饱和吸附量分别为22.32、10.47和14.93 mg.g-1,吸附自由能ΔG298 K分别为-12.61、-9.77和-14.45 kJ.mol-1,均为物理性自发吸附过程。试验条件下,KN-R、KN-B和K-2BP的吸附动力学均符合准二级动力学吸附方程,吸附速率常数依次减小。综合等温吸附和吸附动力学研究结果表明,3种染料的脱色效果以KN-R为最好,KN-B次之,K-2BP最差。     

Catalytic ozonation of reactive red X-3B in aqueous solution under low pressure: decolorization and OH· generation

Catalytic ozonation of Reactive Red X-3B in aqueous solution had been carried out in an ozone oxidation reactor where Mn-Fe-ceramic honeycomb was used as the catalysts. The presence of Mn-Fe-ceramic honeycomb catalyst could obviously improve the decoloration efficiency of Reactive Red X-3B and the utilization efficiency of ozone compared to the results from non-catalytic ozonation. Adsorption of Reactive Red X-3B had no obviously influence on the degradation efficiency. Addition of tert-butanol significantly decreased the degradation efficiency, indicating that the degradation of Reactive Red X-3B followed the mechanism of hydroxyl radical (OH·) oxidation. The operating variables such as reaction pressure and ozone supply had a positive influence on the degradation efficiency, mainly attributing to facilitate the ozone decomposition and OH· formation.     

脉冲电晕等离子体降解有毒气体

采用脉冲电晕放电等离子体对化学毒剂模拟剂氯膦酸二乙酯(DECP)进行降解,结果表明,对初始浓度为70 mg·m-3的DECP降解率为96.4%.通过GC-MS和离子色谱分析,其降解产物主要有CHCl2-CH2Cl、CHCl2-CHCl2、二氯膦酸乙酯、HCl和H3PO4,并根据降解产物探讨了等离子体对DECP的降解反应机理.DECP分子中的P—Cl和C—O键断裂促使DECP矿化为H3PO4和HCl,而C—O键断裂形成的乙基与氯自由基反应形成CHCl2-CH2Cl和CHCl2-CHCl2;同时DECP分子中的一个P—O键发生断裂后与氯自由基结合形成了二氯膦酸乙酯.对DECP的反应动力学进行了分析讨论,得到其反应速率常数为0.0516 m.3(W.h)-1.     

磁赤铁矿/多羧基有机酸体系中五氯酚的异相光化学降解

自然界广泛存在的铁氧化物与多羧基有机酸在光照条件下能够由内源自身生成活性物过氧化氢,构成异相类Fenton体系降解污染物.在实验室构建了由磁赤铁矿和多羧基有机酸组成的光化学体系,研究了五氯酚在此体系中的降解和脱氯.结果表明,五氯酚在此异相光化学体系中的降解效率受波长范围、有机酸种类和氧气的显著影响.在UV-A波长范围,五氯酚具有较高的光降解效率.草酸能够显著促进五氯酚在磁赤铁矿中的异相光降解,但柠檬酸不具有此作用.氧气是体系中生成各种含氧活性物的必要条件.五氯酚在此体系中的降解遵循一级反应动力学.最佳实验条件下,五氯酚1 h的降解率可达80%以上,脱氯率可达35%以上.对体系主要活性物过氧化氧的定量研究较好的解释了体系在各种条件下的活性差异.     

城市面源污染特征及排放负荷研究--以内江市为例

城市面源污染已引起国内外的重视,研究城市面源污染特征及排放负荷,为城市面源防治提供借鉴有重要意义。在内江市将城市下垫面按照水文效应和面源污染特性不同划分为屋面,庭院,交通道路,城市水环境四类,每类下垫面中选取一定数量的点进行监测,根据选取的典型点位的监测结果,研究城市面源污染特征及污染物负荷,结果表明：（1）各类下垫面中,交通干道污染质量浓度普遍较高,屋面污染物质量浓度相对较低,交通干道 COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为215.31 mg·L-1、280.20 mg·L-1、0.35 mg·L-1、2.29 mg·L-1、4.06 mg·L-1;屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为85.56 mg·L-1、117.25 mg·L-1、0.13 mg·L-1、2.03 mg·L-1、3.63 mg·L-1。（2）不同材质屋面中,沥青屋面的污染物质量浓度普遍较高,陶瓦屋面的污染物质量浓度相对较低。沥青屋面 COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为73.4 mg·L-1、56.0 mg·L-1、0.181 mg·L-1、2.529 mg·L-1、5.254 mg·L-1;陶瓦屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为30.8 mg·L-1、45.4 mg·L-1、0.106 mg·L-1、2.099 mg·L-1、4.167 mg·L-1。（3）单次降雨COD污染负荷在34.6~73.7 t之间,相当于整个城区城镇生活污水不加处理排放1天;根据3次降雨监测结果估算全年COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮排放量分别为2177.1 t、2778.3 t、3.855 t、41.410 t、69.133 t,城市面源COD污染负荷是城镇生活源的近20%。（4）各类下垫面中,屋面的污染物排放负荷贡献率最大,其次为庭院、交通干道、一般道路、城市水环境,一次典型降雨中,屋面对COD污染负荷的贡献率为30.9%,庭院为28.7%,交通干道为24.7%,一般道路为14.9%,城市水环境仅为0.8%。（5）各类下垫面中,交通干道的初始冲刷效应最明显,其次为一般道路、庭院、屋面。根据分析得出结论：城市面源中COD、悬浮物的污染不容忽视;不同下垫面呈现不同的污染特征,屋面的污染物质量浓度较低,但由于面积贡献率大,污染物负荷贡献率较高,均在25%以上,交通干道、一般道路五类污染物由于质量浓度较高,各污染物负荷贡献率均超过其面积贡献率,可作为城市面源防治的重点;截留和处理城市降雨初期径流对于城市面源污染处理非常重要。     

水中四环素的超声辐照降解

以四环素(TC)为研究对象,探讨了超声功率、初始浓度、pH值以及超声协同H2O2、TiO2、Na2CO3等组合工艺对超声降解TC效率的影响.实验结果表明,超声可有效降解水中低浓度的TC,尤其在碱性条件下,超声降解更为显著.加入H2O2、TiO2和Na2CO3在一定程度上都可以促进水中TC的降解.依据量化计算以及LC-MS测定结果,探讨了TC的超声降解机理,揭示超声降解水中TC主要是基于.OH自由基的氧化过程.     

腐殖酸与典型碳纳米材料协同光致产生活性氧物种的研究

采用电子自旋共振光谱(EPR)技术,分析腐殖酸在光照下对4种典型碳纳米材料诱导产生单线态氧(~1O_2)和羟基自由基(·OH)的影响。基于密度泛函理论计算4种典型碳纳米材料的前线轨道能,比较了它们分别经能量转移诱导产生~1O_2的能力以及经电子传递诱导产生·OH的能力。结果显示,4种不同形状的碳纳米材料(富勒烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管以及石墨烯)悬浮液在紫外光照下均无~1O_2和·OH产生。与腐殖酸共同存在下,4种碳纳米材料均显著诱导~1O_2的产生,且富勒烯和石墨烯还能光致生成·OH。协同产生~1_O2的能力大小为:单壁碳纳米管富勒烯多壁碳纳米管石墨烯,协同产生·OH的能力大小为:石墨烯富勒烯。~1O_2的产生能力与碳纳米材料的能隙大小和颗粒聚集程度有关,而诱导产生·OH的能力主要取决于化学硬度。总之,我们的研究表明腐殖酸与碳纳米颗粒可协同产生活性氧物种。     

水体中常见无机阴离子对TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的影响

选择了5种水体中常见的阴离子(Cl~-,SO_4~(2-),HCO_3~-,NO_3~-以及HPO_4~(2-)/H_2P_4~-),分别考察了其对TiO_2薄膜光催化还原模拟Cr(Ⅵ)废水的影响.从上述离子的光吸收,对·OH的捕获作用以及与Cr(Ⅵ)的竞争吸附三个方面讨论了上述离子影响TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)速率的原因.结果表明,体系酸性越强,越有利于Cr(Ⅵ)的还原;在pH值约为6时,HCO_3~-,Cl~-和SO_4~(2-)对TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)具有促进作用,NO_3~-具有抑制作用,H_2PO_4~-/HPO_4~(2-)在低浓度时具有促进作用,而在高浓度时具有抑制作用.造成上述结果的主要原因是Cl~-,SO_4~(2-)和HCO_3~-具有较强的·OH捕获作用和在TiO_2表面较低的吸附能力;H_2PO_4~-/HPO_4~(2-)在TiO_2表面具有较强的吸附能力;NO_3~-对紫外光吸收作用降低了TiO_2表面的紫外光强度以及自身光化学反应产生了·OH.     

Technical measures to achieve a cleaner production mode for recycled paper mills

China’s paper production reached 79.8 ×10⁶ t in 2008 and ranked number one in the world. Because of its high consumption of water, energy and materials and its serious pollution, the present processes are not likely to be sustainable. An alternative, the closed Water Loop-Papermaking Integration (WLPI) method, is put forward in this paper. The WLPI method can be realized in a recycled paper mill by adding technologies and using recycled water. Many industrial case studies have shown that a large quantity of water, energy and materials can be saved, and the quantity of waste sludge and wastewater discharge was minimized by using the WLPI method. The design of the water reuse system, control of calcium hardness, water recycling and minimal waste sludge are discussed. Anaerobic technology plays an important role in the WLPI method to lower cost, energy use and waste. In the brown paper and coated white board production, zero-effluent discharge can be realized. Fresh water consumption is only 1–2 m³·t^-1. For the paper mills with deinking and bleaching processes, about 10 m³·t^-1 of fresh water and a similar amount of effluent discharge are needed. Power saving using anaerobic technology is 70% when recycled water is used in comparison with the conventional activated sludge process. Waste sludge can be decreased to about 5% of the initial process due to reuse of the waste sludge and the lower bio-sludge production of the anaerobic process.