二氧化氯杀灭拟柱孢藻生成有机副产物的研究

为考察二氧化氯(ClO_2)杀灭拟柱孢藻是否产生有机副产物,用GS-MS分析了在不同ClO_2投加量下ClO_2与拟柱孢藻反应的产物。结果表明,ClO_2杀灭拟柱孢藻产生有机副产物。ClO_2投加量不同产生的有机副产物种类也不同。ClO_2投加量越大,生成有机物的种类越少。ClO_2与藻反应会产生含氮的有机物,除0.5 mg/L的ClO_2投加量外,其余投加量下都产生甲苯。考察了不同反应条件下产生的甲苯质量浓度,当原水藻浓度为1.8×108L-1、ClO_2投加量为8 mg/L时,甲苯质量浓度为35.4μg/L。甲苯生成量在前10 min随时间延长而增大,在10 min时最大,随后随时间延长而减小。甲苯生成量随p H值增大而减小。在温度低于27.5℃时,甲苯生成量随温度升高而增大,但当温度高于27.5℃时,随温度增高而急剧下降。在水处理的混凝工艺中,ClO_2在混凝剂PAC投加前投加和与PAC一起投加产生的甲苯量相差不大,但在PAC投加后再投加时产生的甲苯量少。     

复合改性蒙脱土去除水体中颤藻的研究

为筛选用于景观水体水华应急治理的高效除藻材料,研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚合氯化铝(PAC)复合改性蒙脱土去除颤藻的效果.以藻液浊度去除率和叶绿素a去除率表征除藻效果,通过单因素试验和正交试验确定复合改性蒙脱土去除颤藻的最佳配比、用量和操作条件.通过Zeta电位、生物显微镜和SEM形态表征分析了复合改性蒙脱土去除颤藻的机理.通过λ=420 nm处的透光率随时间的变化来反映其絮凝沉降速率的变化.结果表明,蒙脱土投加量为70 mg/L、PAC投加量为9 mg/L、CTAB投加量为0.875 mg/L、蒙脱土粒径为90 μm、pH值为8时,颤藻叶绿素a和浊度去除率分别可达到96.02％和93.9％.蒙脱土经复合改性后电荷翻转,沉降絮凝藻细胞的速率和效果增加.复合改性蒙脱土通过电荷吸附和网捕包裹作用吸附沉降藻细胞,改性剂CTAB使藻细胞失活,抑制藻絮体重新上浮.     

二氧化氯杀藻无机副产物亚氯酸盐生成规律研究

研究了不同二氧化氯投加量、接触时间、pH值下二氧化氯杀藻中亚氯酸盐的生成规律及其他水质条件(藻初始质量浓度、有机物和氨氮)对亚氯酸盐生成的影响。结果表明,亚氯酸盐生成量随着二氧化氯投加量的增大和时间的延长而增大。放置2 h,生成的亚氯酸盐占二氧化氯初始投加量的10%~30%。二氧化氯杀藻的水样放置时间越长,开始生成亚氯酸盐的pH值就越低。放置30 min时生成亚氯酸盐的起始pH值为6,放置70 min时起始pH值为3.9。在酸性条件下,亚氯酸盐的生成量随pH值增大而增大;而从中性到碱性,亚氯酸盐增加缓慢。藻初始叶绿素a的质量浓度超过14.93μg/L时,亚氯酸盐的生成量随藻初始质量浓度的增大而增大。有机物促进了亚氯酸盐的生成,但亚氯酸盐的生成量并没有随有机物质量浓度的增加而增加。增大氨氮质量浓度,亚氯酸盐的生成量有降低的趋势。     

Cu(NO3)2在亚甲蓝湿式氧化处理中的应用

用CWAO技术处理COD为2 000 mg/L的亚甲蓝水溶液.以Cu(NO3)2为催化剂,考察了催化剂投加量、反应温度、压力及进水pH值对亚甲蓝水样COD去除率、脱色率、出水pH值的影响.实验表明,亚甲蓝的氧化效率随催化剂投加量的增加,反应温度及压力的升高而升高.然而,综合考虑亚甲蓝的氧化效率、试剂费用、设备成本及能量消耗,实验确定Cu(NO3)2的投加量以Cu2 计为150 mg/L,反应温度及压力分别为200℃和2.0 MPa.在酸性进水条件下,COD去除率随进水pH值的降低而升高;而在碱性进水条件下,COD去除率随进水pH值的升高而升高.pH值按COD去除率由高到低的排列顺序是:3.87、11.23、5.50、7.25、9.47,实验确定最佳进水pH值是3.87.在以上最佳的操作条件下,反应150 min,水样COD去除率达97.4%,脱色率达99.97%,出水pH值3.63.     

人造沸石对氨氮废水的吸附及其影响因素

采用人造沸石吸附废水中的氨氮,研究了投加量、反应时间及初始pH等因素对吸附效果的影响,分析了其等温吸附线和吸附动力学.结果表明:人造沸石能够有效地处理质量浓度为150～200 mg/L的氨氮废水,当初始pH值为5,人造沸石投加量为25 g/L时,反应120 min后,氨氮去除率可80％左右,人造沸石比天然沸石的吸附平衡时间缩短了约50％;投加量、反应时间和初始pH值对人造沸石的吸附都有影响.随着投加量的增加,人造沸石对于氨氮的去除率逐渐增加;随着反应时间的延长,人造沸石对氨氮的去除率逐渐增加,达到吸附平衡后,去除率不再增加;初始pH值对于吸附效果有较大影响,偏酸环境下去除率较高.人造沸石对氨氮的吸附行为符合Freundlich方程,且为优惠吸附;准一级方程比准二级方程能够更好地拟合吸附动力学试验数据,吸附速率随着投加量的增大而增大.     

US/Fenton试剂协同处理焦化废水的研究

采用US (超声波)协同Fenton试剂氧化法处理焦化废水,考察了H2O2投加量、Fe2 投加量、废水的pH、反应时间和超声波功率对处理效果的影响,确定了最佳工艺条件.结果表明,在H2O2投加量7.0 g/L;Fe2 投加量500 mg/L;pH=3.0; 反应时间 40 min; 超声波功率 600 W 的条件下,COD、NH3-N、CN-和色度的去除率分别达95.8%、71.3%、69.5%和75.2%,出水COD降至41.0 mg/L.在相同条件下,US/Fenton试剂协同法的处理效率比单独Fenton试剂氧化法的处理效率提高了约20%,且反应时间显著缩短.     

铁对铜绿微囊藻生长活性及产毒的影响

以MA培养基为基础,向无铁培养基中添加不同质量浓度的FeCl3,对对数生长期的铜绿微囊藻进行接种培养,比较不同Fe3+浓度下,铜绿微囊藻的生长、活性及产毒状况.结果表明,无Fe3+时,藻的生长、细胞活性和产毒受到抑制;Fe3+浓度增大时,有利于藻的生长,且当Fe3+质量浓度为0.42 mg/L时,培养42 d后细胞密度达到最大(4.5×1010个/L).过高或过低浓度的Fe3+均会抑制藻细胞活性和毒素的产生.Fe3+质量浓度为0.04 mg/L时,脱氢酶活性较好;质量浓度为0.10 mg/L时,适宜藻毒素MCLR的生成,且单位生物量藻细胞的MCLR产量可达0.32 mg.研究表明,Fe3+浓度对藻细胞完整性的影响不大,而且藻细胞的最佳生长条件并不是其最佳产毒条件.     

铝盐改性活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附

采用铝盐浸渍法制备改性活性炭。研究了铝盐种类、浸渍液浓度和不同吸附条件对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。结果表明:采用0. 1 mol/L Al_2(SO_4)_3浸渍法制得的改性PAC吸附效果最好,Cr(Ⅵ)的吸附量由0. 75 mg/g提高到4. 86 mg/g。当温度为30℃时,Al-PAC的最佳吸附条件为:投加量0. 2 g(每100m L),p H为4,吸附时间30 min,溶液中Cr(Ⅵ)浓度由10 mg/L降至0. 45 mg/L以下,低于排放限值。吸附动力学符合拟二级动力学方程,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附过程为以离子交换为主要机制的化学吸附。     

超细滑石粉对造纸废水混凝效果的影响

选用超细滑石粉作混凝剂,考察其对造纸废水混凝效果的影响,影响因素有投加量、pH值、水力条件等.单因素试验结果表明,各影响因素的最佳取值分别为:S盯投加量5g/L,pH值2,混合转速175 r/min,混合时间为50 s,反应转速50 r/min,反应时间15min.在单因素影响研究的基础上,进行4因素3水平的正交实验,结果表明,SFT混凝效果的最佳条件为:投加量为2.5 g/L,pH值为2,混合转速为175 r/min,反应时间为5 min;各因素的影响顺序为:pH值＞投加量＞混合转速＞反应时间.     

液相色谱柱前衍生法检测水中无机一氯胺研究

采用高效液相色谱柱前衍生法建立了水中无机一氯胺(NH2Cl)的检测方法,该方法可以有效区分水中的无机氯胺和有机氯胺。以2-巯基苯并噻唑(2-MBTZ)作为衍生剂,以乙腈和水作为淋洗液,选取Sun FireTMC18分析柱,发现无机一氯胺的衍生产物(2-MBTZNH2)得到了良好的分离。结果表明,在优化衍生反应时间、衍生剂投加量和衍生反应温度条件下,无机一氯胺质量浓度与衍生产物峰面积在0.10~10.00 mg/L的范围内具有良好的线性关系(R2=0.999)。采用液相色谱柱前衍生法测定无机一氯胺的精密度为2.5%~3.4%,检出限为0.013 mg/L,在已知无机一氯胺质量浓度(0.26 mg/L)水样中的加标回收率为93.5%~113.4%,在实际水样中的加标回收率92.6%~106.0%。研究表明,该液相色谱柱前衍生法操作简单方便,测定的无机一氯胺浓度与衍生产物峰面积具有良好的线性关系,同时具有较好的精密度和加标回收率,可用于水中无机一氯胺的分析和检测。     

高锰酸钾去除水中甲硫醚的效能及动力学研究

通过烧杯试验研究水处理常用氧化剂KMnO_4氧化水中甲硫醚的效能,探讨了KMnO_4投加量、甲硫醚初始质量浓度、p H值及腐殖酸质量浓度对氧化反应的影响,并对反应动力学及氧化产物进行了分析。结果表明:不同剂量的KMnO_4氧化甲硫醚反应在t=10 min内已基本完成,去除率达99%;随KMnO_4投加量增加,去除率和反应速率增加;KMnO_4过量条件下甲硫醚初始质量浓度对反应速率和去除率无影响;p H值对反应速率常数影响较显著,当p H=6.85时,反应速率常数达到最大;0~30 mg/L的腐殖酸对甲硫醚去除率基本无影响,但对反应速率有一定的抑制作用。腐殖酸质量浓度在0~15 mg/L变化时,反应速率常数基本不变;腐殖酸质量浓度从15 mg/L增大到20mg/L时,反应速率常数迅速变小,反应进程变慢;而当腐殖酸质量浓度大于等于20 mg/L时,反应速率常数又基本不变。KMnO_4氧化甲硫醚的反应符合二级反应动力学模型,二级反应的动力学常数k=0.647 L/(min·mg)。通过GC/MS对反应产物分析发现,KMnO_4可将甲硫醚氧化为二甲基亚砜。因此,KMnO_4是一种高效、快速的去除水中甲硫醚的氧化剂。     

超细水雾抑制受限空间煤燃烧的试验研究

为了将超细水雾技术应用于抑制井下采空区遗煤自燃,通过搭建超细水雾抑制受限空闻煤燃烧的小尺寸试验台,研究了超细水雾抑制受限空间煤燃烧的有效性及影响因素.研究表明.施加超细水雾后,煤的热释放速率下降速度和受限空间O_2体积分数的下降速度增大,CO_2的生成量逐渐减少.而CO的生成量在短时间内急剧增大后又减少.最终趋于稳定.这说明超细水雾可以有效降低煤的热释放速率和组分生成速率.超细水雾抑制煤燃烧的效果依赖于其雾通量、开始施加时刻和施加时间等因素.雾通址充足时,在煤燃烧初期施加超细水雾,熄灭煤火焰的效果较好,待煤充分燃烧时,再施加超细水雾,熄灭煤火焰的时间延长;雾通量不足时,超细水雾无法抑制煤的燃烧.对充分燃烧的煤施加超细水雾的时间越长,熄火煤火焰的效果越好.     

Thermal hazard assessment for synthesis of 3-methylpyridine-N-oxide

The exothermic oxidation of 3-methylpyridine with hydrogen peroxide was analyzed by Reaction Calorimeter (RC1e) in semi-batch operation. Heat releasing rate and heat conversion were studied at different operating conditions, such as reaction temperature, feeding rate, the amount of catalyst and so on. The thermal hazard assessment of the oxidation was derived from the calorimetric data, such as adiabatic temperature rise (ΔT_ad) and the maximum temperature of synthesis reaction (MTSR) in out of control conditions. Along with thermal decomposition of the product, the possibility of secondary decomposition under runaway conditions was analyzed by time to maximum rate (TMR_ad). Also, risk matrix was used to assess the risk of the reaction. Results indicated that with the increase of the reaction temperature, the reaction heat release rate increased, while reaction time and exotherm decreased. With the increase of feeding time, heat releasing rate decreased, but reaction time and exotherm increased. With the amount of the catalyst increased, heat releasing rate increased, reaction time decreased and exothermic heat increased. The risk matrix showed that when the reaction temperature was 70 °C, feeding time was 1 h, and the amount of catalyst was 10 g and 15 g, respectively, the reaction risk was high and must be reduced.     

火焰引燃高速列车行李燃烧特性全尺寸试验研究

以CRH1高速列车20 kg旅客行李为研究对象,采用家具量热仪和全尺寸试验研究了不同引火源功率、不同通风量等条件下行李点燃特性、热释放速率、质量损失率、热释放总量、烟气释放速率等火灾参数,总结了其燃烧行为及特性。结果表明:高速列车20 kg旅客行李燃烧特性易受通风量、引火源功率等火场环境影响;引燃时间为1~2 min,持续燃烧时间在27~35 min;热释放速率可达347.3 k W以上,因行李压实较为紧密,燃烧不够充分,产生大量高温未完全燃烧气体,极大程度增加列车车厢回燃性;质量损失率较小,行李燃烧不充分;温升速率快,最高温度可达230℃;产烟量较大,透光率最低为35%;行李热释放总量THR随着引火源功率增加而增大,最高可达到213 MJ,控制引火源功率是减小行李热释放总量THR的关键。     

SRT对A2/O-MBBR工艺中聚磷菌特性的影响

采用强化生物除磷系统(A~2/O-MBBR)联合工艺,在不同污泥龄(SRT)(20 d、15 d、10 d、6 d、3 d)的条件下,考察A~2/O系统各区聚磷菌生化代谢特性的变化。结果表明,A~2/O-MBBR联合工艺采用双泥系统,分相培养了硝化菌和聚磷菌,该系统的微环境有利于自养型硝化菌的生长和积累,硝化反应已不是A~2/O-MBBR联合工艺运行的限制因素,SRT缩短对系统中总氮(TN)、化学需氧量(COD)去除效果影响不大,可溶性正磷酸盐(SOP)去除率随SRT缩短而逐步上升,SRT为3 d时去除率最大为94%。聚-β-羟基丁酸(PHB)是聚磷菌(PAOs)去除污染物所需碳源和能量的中转站,在胞内聚合物与能量转化过程中起重要作用,不同SRT下胞内聚合物的代谢含量与释磷、吸磷含量有密切关系,代谢量越多,释磷、吸磷量越多。SRT为6 d时,厌氧段聚磷菌具有最佳的释磷性能,形成了具有显著释磷作用的菌种。缺氧区胞内聚合物代谢规律与好氧区相似,对于反硝化聚磷菌来说,在SRT为10 d时对PHB的利用率最高,代谢活性最好;而对于传统聚磷菌来说,在SRT为6 d时其代谢性能最佳,且聚磷菌占全菌比例最大。短泥龄条件有利于提高胞内聚合物的单位污泥质量分数、驯化出积累PHB质量分数较高的微生物种群,其中SRT为6 d时各胞内聚合物含量最高,A~2/O-MBBR联合工艺的处理效果最佳。     

水稻土壤组分去除有机质和游离氧化铁后对As5+吸附解吸特征的影响

采用平衡液吸附法、NaCl解吸剂解吸法研究了名山河流域水稻土原土及各粒径组分去除有机质和游离氧化铁后对砷(As~(5+))的吸附解吸特性,同时运用热力学和动力学方法,研究了去除有机质、游离氧化铁后的土壤微团聚体(0.25~2 mm、0.053~0.25 mm、0.002~0.053 mm、0.002 mm)对砷(As~(5+))的吸附解吸过程。结果表明:1)同时去除有机质和游离氧化铁后,水稻土原土及各粒径组分对砷(As~(5+))的吸附量有所减小,吸附量从大到小依次为(0.002 mm)、0.002~0.053 mm、原土、0.25~2 mm、0.053~0.25 mm。砷(As~(5+))的动力学吸附量随时间延长而逐渐降低,60 min内反应迅速,在600min达到吸附动态平衡,动力学吸附以Elovich方程拟合最佳;2)等温吸附量随砷(As~(5+))的初始质量浓度增加逐渐增加,初始质量浓度0~100 mg/L时反应快速,在砷(As~(5+))初始质量浓度达到160 mg/L时吸附趋于饱和,等温吸附以Freundlich方程拟合最佳;3)易解吸量随时间和浓度的增加而增加,易解吸率顺序与吸附量顺序相反,易解吸率也随着有机质、游离氧化铁含量的减少而增加;4)去除土壤中的有机质、游离氧化铁后,砷的吸附减少量随时间和浓度增加而增加,吸附减少量与有机质、游离氧化铁去除量呈正比。     

催化氧化法处理焦化污水生化出水的中试研究

采用ClO_2三相催化氧化工艺对焦化污水二沉池出水的处理进行了中试研究,考察了进水量、供气量、加药量等参数对焦化污水COD处理效果的影响,得出的最佳工艺条件为:进水量0.2 m~3/h,有效催化剂用量0.5 m~3,供气量10 m~3/h,盐酸投加量60 m L/h,氯酸钠投加量30 m L/h。最佳工艺条件下,平均出水COD为44 mg/L,平均去除率为80.3%,能达到国家一级排放标准。     

含碳纳米管的有机-无机杂化膨胀阻燃剂的合成及其应用

通过在磷酸季戊四醇三聚氰胺盐(PPMS)合成过程中加入碳纳米管(CNT)合成一种新型的有机-无机杂化膨胀阻燃剂(PPMSCNT),并结合傅里叶红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)对其结构和性能进行分析。将所合成的PPMS和PPMS-CNT分别加入环氧树脂中,利用FTIR、TG、锥形量热仪和烟密度试验对其阻燃和抑烟性能进行测试。结果表明,相同添加量下的PPMS-CNT在环氧树脂中阻燃和抑烟效果明显优于PPMS。添加质量分数15%PPMS-CNT时,阻燃环氧树脂的峰值热释放速率、总释放热、峰值生烟速率和总生烟量相比于纯EP分别下降了68.2%、28.8%、66.7%和42.8%。热重分析表明,PPMS-CNT相比于PPMS能更有效地增强环氧树脂的热稳定性和成炭性能,进而表现出较好的阻燃和抑烟效果。炭层分析表明,CNT的加入能促进PPMS在膨胀过程中形成更多的P—O—C交联结构,以有效增强炭层的致密性。研究表明,含碳纳米管的有机-无机杂化膨胀阻燃剂的加入能显著提高环氧树脂的阻燃和抑烟性能。     

焙烧条件对废干电池中汞的释放影响研究

在小型管式炉中进行废干电池的焙烧实验,分析了焙烧温度、时间及其交互作用对汞释放的影响.结果表明,焙烧时间对汞释放影响最大,温度也有显著影响,它们对汞释放有交互作用且作用显著,废干电池焙烧过程中汞在低温下更易释放.在温度650 ℃,焙烧时间120 min情况下,汞释放率达99%以上.焙烧前后干粉的X衍射分析结果表明,焙烧后电池中含有的晶态物增加,结构更复杂.     

[HPMo][OTAC]2/SiO2的制备及其催化柴油氧化脱硫的研究

采用溶胶-凝胶法制备不同负载量的[HPMo][OTAC]2/SiO2,通过红外光谱、比表面积和孔结构分析对[HPMo][OTAC]2/SiO2进行表征,考察负载量、催化剂用量、氧化剂用量、反应温度和反应时间对模拟柴油脱硫效果的影响。结果表明,掺杂后的催化剂保持了Keggin结构,[HPMo][OTAC]2/SiO2在最佳反应条件下,苯并噻吩的脱除率达到48.3%,二苯并噻吩的脱除率达到67.2%。