动态渗透压力法研究水处理滤料的润湿性

润湿性是水处理滤料的一个十分重要的表面性质.以Washburn方程为原理,用动态渗透压力法研究了无烟煤、铝矾土陶瓷及磁铁矿滤料的亲油亲水润湿性.实验结果表明,方法的重现性较好,误差在10%以内.当滤料的粒径范围在0.6～0.9mm之间时.以该法测得无烟煤、铝矾土陶瓷及磁铁矿滤料的亲油亲水比(LHR)值依次为2.511、1.748和1.317,说明无烟煤滤料的亲油性最好,铝矾土陶瓷次之,而磁铁矿的亲油性最差.XPS和FTIR分析结果表明,无烟煤、铝矾土陶瓷及磁铁矿滤料润湿性差别主要归因于其表面化学结构的不同.     

流动电位法测定滤料表面的Zeta电位

滤料表面的ζ电位是评价滤料颗粒表面性质的重要指标之一,研究滤料表面的ζ电位对于提高过滤效率以及开发改性滤料是十分重要的.根据流动电位与ζ电位的关系自制了一套测定ζ电位的装置,经测定计算出了4种常用水处理滤料表面的ζ电位,结果表明:当滤料的粒径范围在0.45～0.9mm之间时,使用该装置测得的磁铁矿、无烟煤、核桃壳和陶粒表面ζ电位分别为-27.64mV、-6.54mV、-5.87mV、-2.30mV.电子能谱和红外光谱分析结果证明磁铁矿、无烟煤、核桃壳和陶粒滤料表面ζ电位的差异主要归因于其表面化学结构的不同.     

毛细压力法对水处理滤料亲油亲水比的研究

基于Washburn方程,定义了滤料的亲油亲水比(LHR),利用毛细压力法测定了果壳、锰砂、陶粒、石英砂和瓷砂的润湿速率,计算了LHR值,并对滤料的表面微观结构进行了研究.实验表明,直线拟合程度较好,结果重现性较高.实验方法可行.数据可靠.其中果壳的LHR值最大,达到66.87,表现出了最强的亲油性,其次是锰砂、陶粒、石英砂,三者的亲油性略好于瓷砂,其LHR值分别为1.24、1.22、1.16和0.80,与XPS和FTIR分析结果一致,证实了滤料LHR值的差异主要取决于滤料表面微观结构的不同.     

水处理滤料润湿性的实验研究

基于Washburn方程用亲油亲水比(LHR)比较了无烟煤、沸石和石英砂滤料对油的润湿选择性,并对其表面结构进行了表征.结果表明,无烟煤、沸石和石英砂的LHR值依次为2.41、0.64和0.65,沸石和石英砂的亲水性明显好于无烟煤,而无烟煤的亲油性好于沸石和石英砂.这主要取决于滤料的表面化学组成,同时与其表面形貌有一定的关系,与SEM、XPS、FTIR分析结果基本吻合.     

硅烷偶联剂对石英砂滤料的表面改性

采用硅烷偶联剂KH-550对石英砂滤料进行表面改性,以提高滤料表面的亲油疏水性.通过正交―单因素实验,考察KH-550浓度、改性温度以及搅拌时间对石英砂滤料表面改性效果的影响.结果表明,KH-550浓度为15%、改性温度为110℃、搅拌时间为15min时改性效果最好,水的润湿重量由改性前的1.5589g减小到0.0607g,而油的润湿重量改性前后基本不变.改性后石英砂对油的吸附容量增大到0.1843,与未改性石英砂相比提高了27.72%.扫描电镜与电子能谱研究表明,KH-550以化学键的方式结合在石英砂滤料表面,形成了牢固的有机包覆层,使得石英砂滤料的亲油疏水性大大提高.     

混合滤料的润湿性及其过滤处理含油废水性能

为了探究两种润湿性相反的特殊润湿性滤料的耦合作用,将超疏水超亲油石英砂滤料和超亲水水下超疏油石英砂滤料均匀混合,研究了混合滤料的润湿性以及过滤除油性能.结果表明,两种滤料混合组成的固体表面润湿性不满足每种滤料润湿性的加权平均关系,更符合二次曲线关系,决定系数高达0.9992;交替润湿性对过滤除油效率具有耦合增强作用.混合滤料的疏水亲油性越强,其除油效率、归一化附着效率和渗透系数都越大,反之亦然.滤料粒径越小,归一化附着效率的变化斜率越大,而滤速和床深对归一化附着效率的变化斜率影响不明显.滤料的疏水性具有增阻的效应,流速的增加有助于增大滤层的渗透系数.以上研究成果可为特殊润湿性混合滤料过滤处理含油废水提供研究思路和参考.     

二氧化钛亲水性技术现状

二氧化钛在紫外光照下具有亲水亲油性能，本文介绍了二氧化钛表面光照下双亲原理，亲水性二氧化钛膜的制备和研究，以及二氧化钛膜的超斥水性和光照亲水性的应用现状及前景，指出将二氧化钛的光催化氧化，超斥水性及双亲性结合起来的技术将合对我国的环境保护产生积极作用，对今后的研究提出了一些建议。     

不同挂膜方式成熟滤料去除地下水中As(Ⅲ)研究

通过动力学和动态柱实验对比研究了不同挂膜方式成熟滤料去除地下水中As（Ⅲ）效能.并采用SEM-EDS?XRD及FTIR等表征手段对滤料形态和结构进行了分析.结果表明,两种滤料的形貌具有较大差异.采用化学挂膜的滤料去除As（Ⅲ）性能更优.二级动力学模型能较好地模拟两种滤料除As（Ⅲ）动力学过程,自然挂膜滤料和化学挂膜滤料拟合速率常数分别为8.568×10^-6和14.248×10^-6mg/（g·min）.Yan模型对动态柱实验穿透曲线的拟合系数R²>0.999.通过脱附再生实验,发现0.5mol/L的NaHCO₃作为脱附剂可使滤料有效再生.对比过滤前后滤料的XRD分析结果,滤料结构变化不大,除砷能力稳定.滤料表面铁锰氧化物含量直接影响滤料除As（Ⅲ）性能.两种滤料在除砷过程中均消耗了羟基.本研究为不同方法去除地下水中As（Ⅲ）提供了理论支撑,具有一定工程指导意义.     

滤料对生物滤池启动及污水处理的影响

该文以农村生活污水为研究对象,设计了一种生物滤池污水处理工艺,选择陶粒、弹性材料和聚丙烯球为滤料,活性污泥辅助挂膜,考察不同滤料的挂膜及污水处理效果。结果表明,陶粒滤料表面附着的生物膜量在28 d进入了稳定期,达26.88 mg/g,而弹性滤料和聚丙烯球分别需32 d和34 d,其膜量为19.62 mg/g和16.78 mg/g,且陶粒生物滤池的COD和NH_4~+-N去除率在第28天趋于稳定,膜生物量最大。陶粒滤料在供试的生活污水中COD去除率可以达到96.3%,出水水质达到国家污水综合排放一级标准;TP去除率达到63.46%,NH_4~+-N去除率达到82.9%,出水水质达到国家污水综合排放二级标准;TN去除率可以达到67.6%,出水水质达到国家污水综合排放一级标准。陶粒滤料在低、中、高污染负荷条件下,均有较好的碳、氮、磷处理效果,中污染负荷时去除率更高,COD、TP、NH_4~+-N和TN去除率达96.9%、64.2%、82.2%和68.9%。在C/N比为5∶1、10∶1、15∶1条件下,陶粒滤料均有较好的碳、氮、磷处理效果,C/N为10∶1时去除率更高,COD、TP、NH_4~+-N和TN的去除率达95.6%、64.7%、81.3%和67.9%;陶粒滤料在8、18、28℃条件下,均有较好的碳、氮、磷处理效果,温度为28℃时去除率更高,COD、TP、NH_4~+-N和TN的去除率达96.1%、63.9%、81.6%和68.5%。     

二氧化钛亲水性技术现状

二氧化钛在紫外光照下具有亲水亲油性能 ,本文介绍了二氧化钛表面光照下双亲原理 ,亲水性二氧化钛膜的制备和研究 ,以及二氧化钛膜的超斥水性和光照亲水性的应用现状及前景 ,指出将二氧化钛的光催化氧化 ,超斥水性及双亲性结合起来的技术将会对我国的环境保护产生积极作用 ,对今后的研究提出了一些建议     

乌鲁木齐南部大气及降尘中微塑料的形貌特征

采用体视显微镜、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和能量色散光谱（EDS）等对乌鲁木齐南部大气总悬浮颗粒物（TSP）及降尘样品中微塑料的颜色、成分及形貌等特征进行分析.结果表明，TSP和降尘中存在纤维、碎片和薄膜等多种形状的微塑料，且TSP和降尘中的微塑料分别以纤维状（81.8%和86.2%）和碎片状（56.3%~68.4%）为主；通过FTIR鉴定出TSP和降尘中的塑料成分主要是聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯；SEM发现纤维状微塑料表面较为光滑，有少量的裂痕，上面分布少量碎屑；碎片状微塑料边缘卷曲破碎，形状不规则，破损程度高，表面黏附大量的颗粒物；EDS分析表明微塑料中以C和O元素为主，还包含Si、Na、Zn等元素.结果可为进一步了解乌鲁木齐大气微塑料的污染情况提供基础数据支撑.     

紫外光芬顿-膜分离耦合体系降解金霉素

以金霉素为降解对象，采用沉淀法制备α-FeOOH光催化剂，进一步将其用共价结合法负载在陶瓷膜上，用SEM、XRD、EDS、UV-Vis和FTIR对α-FeOOH和光催化陶瓷膜进行表征.结果表明催化剂α-FeOOH呈针状或纺锤长片状，长宽分别为500~550nm、25~50nm，经α-FeOOH改性的陶瓷膜孔隙率由14.83%变为8.11%.研究光芬顿陶瓷膜耦合体系对金霉素的降解效率和动力学行为，确定了光芬顿陶瓷膜耦合体系的最优降解条件为金霉素初始浓度50mg/L，H₂O₂投加浓度10mmol/L，UV强度为3796.6μW/cm².进一步利用UV-Vis光谱分析了两种体系对金霉素的降解机理，光催化剂体系下，H₂O₂的浓度基本保持不变，而光芬顿陶瓷膜耦合体系下H₂O₂的浓度先升后降，同时后者在同一时间点对TOC和NH₄⁺-N去除率更高，表明光芬顿陶瓷膜耦合体系氧化能力更强，对金霉素的降解更为彻底.     

碱改性活性炭表面特征及其吸附甲烷的研究

采用不同浓度的氢氧化钠对椰壳活性炭进行表面改性.BET和SEM分析改性前后活性炭的表面结构,Boehm滴定和SEM/EDS方法测定活性炭表面元素及含氧基团.研究改性活性炭对甲烷的吸附性能和吸附行为.结果表明,经氢氧化钠改性处理后,活性炭孔径变化不明显,表面含氧基团显著减少;当氢氧化钠的浓度>3.3 mol·L-1时,活性炭的比表面积和孔容大于未处理的活性炭,并且随碱的浓度增加而增大.与改性前的活性炭相比,甲烷在碱改性活性炭上的吸附量提高了24%.增加活性炭的比表面积和孔容,减少表面的含氧基团有利于甲烷的吸附.甲烷的吸附行为符合Langmuir等温吸附式,吸附常数为163.7 m3·mg-1.     

磷酸活化纺织固体废弃物制备活性炭及表征

以纺织固体废弃物为原料,磷酸为活化剂,采用一步活化法制备活性炭。采用正交实验研究了磷酸浓度、浸渍时间、活化温度和活化时间对活性炭吸附性能的影响,得到最佳工艺条件,借助氮吸附等温线、BET方程、BJH方程、SEM和FTIR分析了活性炭孔结构和表面化学性质。结果表明:最佳工艺条件为磷酸浓度40%(质量分数)、浸渍时间24h、活化温度500℃、活化时间30min。最佳条件下活性炭碘值为967mg/g,亚甲基蓝值为112mL/g,BET比表面积为1107.51m2/g,总孔容积为1.239cm3/g,中孔容积为1.024cm3/g,中孔占82.65%。活性炭表面具有羟基、羰基、内酯基和多种含磷官能团。     

改性壳聚糖吸附剂的合成及对镉离子的吸附性能

通过丁二酸酐、可分散的纳米二氧化硅(简称DNS)和壳聚糖经过系列反应得到改性壳聚糖。通过FTIR光谱、热重分析和SEM研究了改性壳聚糖的性能。FTIR表明壳聚糖与DNS通过丁二酸酐桥连为一个高分子聚合物;扫描电镜分析结果显示,改性壳聚糖呈现近似球状,形成了一些孔和缝隙分布于微粒的表面及内部;热重分析结果表明,改性壳聚糖的热性能有较大提高。研究了改性壳聚糖微粒吸附Cd2+时pH值、时间、用量对吸附的影响,结果表明其吸附最佳条件为:pH=5,吸附时间为2 h,吸附剂的投加量为0.1 g。改性壳聚糖具有较强的吸附Cd2+的能力,其吸附量最高可达3.789 8 mmol/g,吸附率最高可达79.12%。     

二氧化钛颗粒的制备及其脱硫吸附性能

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)在不同烧结温度(340℃,440℃,540℃,640℃)下制备了4种多孔TiO₂颗粒,X射线衍射法(XRD)测得4种样品的晶相均为锐钛矿型.低温77K氮气吸附法计算4种样品的比表面积为79～124m²/g,平均孔径56.8～254.8 A.电子扫描电镜分析了样品的表面结构为多孔高孔隙率结构在固定床中对4种样品进行动态脱硫试验,试验结果表明烧结温度在540℃时制备的样品品质较好,每g TiO₂颗粒可吸附38.9mg的SO₂.以SG 540样品为例,研究了固定床中吸附温度,气相中SO2的浓度以及气体流速对其脱硫吸附性能的影响.与活性炭、沸石物理吸附剂比较,TiO₂颗粒具有较高的脱硫吸附能力.FTIR红外光谱分析法,结合加热脱附试验的结果,得知TiO₂颗粒吸附剂脱硫的机理主要是物理吸附.     

一种船舶自修复防腐涂料的制备与表征

以脲醛树脂为囊壁、复合环氧树脂为囊芯,采用原位聚合法成功合成了脲醛树脂包覆环氧树脂体系微胶囊。采用扫描电子显微镜观察微胶囊的表面形貌,测量微胶囊的壁厚;利用红外光谱分析判定微胶囊壁材是否形成,芯材是否被完整包覆。结果表明,应用一步原位聚合法可以制备包覆完整、均匀分散、含有特殊芯材的微胶囊。合成的微胶囊形状基本呈球形,粒径分布均匀,平均粒径约为100μm;胶囊表面粗糙致密,粗糙表面主要是由纳米微胶囊沉积而成。微胶囊表面粗糙度的增加有利于增加微胶囊与基体的接触面积,改善微胶囊与基体的界面粘结力,从而提高自修复材料的修复效率。