活性炭纤维上4-氯酚及焦化废水尾水的O3催化氧化降解实验研究

选择YT-1000型活性炭纤维（ACF）作为催化剂，考察ACF与O₃协同作用催化降解水溶液中4-氯酚的最佳反应条件，并将该条件应用于焦化废水生物处理尾水中难降解有机污染物的催化氧化。ACF表面具有丰富的微孔结构，对4-氯酚有良好的吸附作用，在动力学上提高了其与O3反应的起始浓度，并且在ACF表面含氧、含氮等基团的催化作用下发生氧化反应，1 L浓度为100 mg/L的4-氯酚水样中投加2 g ACF反应6 min时，吸附作用对TOC的去除率为43.4%，而ACF协同O₃作用时的TOC去除率提高到72.5%，协同增效作用为67.1%；在选定的反应条件下，ACF协同O₃降解焦化废水生物处理尾水，60 min时的TOC与色度的去除率分别达到56.8%和96.3%。上述研究过程证明了吸附作用与催化作用的协同能有效降解生物过程不能降解的焦化废水中惰性有机污染物。     

臭氧氧化深度处理某工业园的印染废水尾水

采用O_3氧化法深度处理印染废水尾水。单因素实验结果表明,提高O_3浓度有利于TOC与UV254的去除,提高至4 mg·L~(-1)后TOC与UV254去除率不再升高;TOC与UV254去除率随反应进程逐渐升高,前10 min为快速反应阶段,此后为慢速分解阶段;弱碱性环境有利于O_3的氧化作用。采用响应面法获得了O_3氧化在最佳条件(pH 8.76,O3浓度4.88mg·L~(-1),反应60 min)下印染废水尾水TOC和UV254去除率分别为22.85%和76.48%。TOC去除率远大于UV254去除率。该显著差异表明,O_3能有效破坏含C=C和C=O双键的简单芳香族化合物结构,但对有机物矿化能力较差。GC-MS分析结果表明,印染废水尾水中除含大量长链烷烃、卤代烷烃、环状烷烃外,还含有以甲苯,二甲苯为主以及少量难降解的萘、菲等苯系物;经O_3氧化后,水中仅存少量残留二甲苯,其余苯系物均未检出。     

O_3、H_2O_2/O_3及UV/O_3在焦化废水深度处理中的应用

采用O3、H2O2/O3和UV/O3等高级氧化技术(AOPs)对某焦化公司的生化出水进行深度处理,考察了O3与废水的接触时间、溶液pH、反应温度等因素对废水COD去除率的影响,确定出O3氧化反应的最佳工艺参数为:接触时间40 min,溶液pH 8.5,反应温度25℃,此条件下废水COD及UV254的去除率最高可达47.14%和73.47%;H2O2/O3及UV/O3两种组合工艺对焦化废水COD及UV254的去除率均有一定程度的提高,但H2O2/O3系统的运行效果取决于H2O2的投加量.研究结论表明,单纯采用COD作为评价指标,并不能准确反映出O3系列AOPs对焦化废水中有机污染物的降解作用.     

O3、H2O2／O3及UV／O3在焦化废水深度处理中的应用

采用O3、H2O2／O3及UV／O3等高级氧化技术（AOPs）对某焦化公司的生化出水进行深度处理，考察了O3与废水的接触时间、溶液pH、反应温度等因素对废水COD去除率的影响，确定出O3氧化反应的最佳工艺参数为：接触时间40min，溶液pH8．5，反应温度25℃，此条件下废水COD及UV254的去除率最高可达47．14％和73．47％；H2O2／O3及UV／O3两种组合工艺对焦化废水COD及UV254的去除率均有一定程度的提高，但H2O2／O3系统的运行效果取决于H2O2的投加量。研究结论表明，单纯采用COD作为评价指标，并不能准确反映出O3系列AOPs对焦化废水中有机污染物的降解作用。     

沸石载体催化剂研制及其催化臭氧氧化染料废水的研究

以沸石为载体负载不同金属氧化物来制备催化剂,通过试验分析该催化剂催化臭氧氧化染料废水的效果及其影响因素。结果表明:(1)沸石对染料废水的吸附作用很小,总有机碳(TOC)去除率基本维持在3.2%左右,对于后期的试验可以忽略其影响。(2)以沸石作为载体制得的MnO2、Fe2O3、ZnO、CuO负载型催化剂(分别简写为MnO2/沸石、Fe2O3/沸石、ZnO/沸石、CuO/沸石),对臭氧氧化反应均有催化作用,其催化效果依次为MnO2/沸石Fe2O3/沸石ZnO/沸石CuO/沸石。同时,MnO2/沸石的重复使用率高。(3)MnO2/沸石催化臭氧氧化效率及重复使用率均优于以活性炭为载体的MnO2负载型催化剂。(4)臭氧氧化和MnO2/沸石催化臭氧氧化对染料的脱色率基本一致。MnO2/沸石催化臭氧氧化的TOC去除率比臭氧氧化提高较多,对染料废水有很好的处理效果。(5)以沸石为载体制得的负载型催化剂催化臭氧氧化实际染料废水的处理效果较好,具有较高的实用价值。     

A/O/O生物流化床处理焦化废水中酚类组成及降解特性分析

为了研究实际焦化废水处理工程中酚类污染物的组成及降解特性,实验中采用HLB小柱固相萃取水样,GC-MS选择性离子扫描方法检测环境中15种酚类污染物,除苯酚的平均回收率为72.6%以外,其他14种酚类的回收率在87.6%~102.3%之间,平行测定标准偏差均小于7.62%,能够满足环境中酚类污染物测定的需要。实验结果表明,焦化废水中含有高浓度的苯酚、甲基酚和萘酚,同时存在微量的氯酚和硝基酚。在生物流化床A/O/O组合工艺处理焦化废水的过程中,厌氧阶段高浓度酚类(苯酚、甲基酚和萘酚)、氯酚类去除率分别为29.3%和31.6%;一级好氧阶段分别为99%和92.4%;二级好氧阶段分别达到89%和6%;最终出水中酚类污染物浓度0.045 mg/L,满足钢铁行业废水达标排放要求。     

Mn_3O_4催化臭氧化钻井废水的作用机理

通过静态实验,探讨了Mn3O4对钻井废水臭氧化过程的催化作用机理,考察了Mn3O4及Cl-对臭氧分解、水体湍动程度、羟基自由基抑制剂碳酸氢根和叔丁醇的加入对COD去除率的影响,分析了反应过程中TOC和p H的变化。结果表明,催化剂加量为100 mg/L时,臭氧分解率由单独臭氧时的38.2%增加到81.4%,Mn3O4对钻井废水中有机物的吸附去除率仅为2%,O3/活性炭体系对COD去除率与单独臭氧效果接近,说明臭氧在催化剂表面存在吸附作用,促进臭氧分解;水体不搅拌与搅拌速度增加为900 r/min时,COD去除率由52%增加到58%,搅拌程度对钻井废水COD去除效果影响不大;HCO-3浓度为100 mg/L时,COD去除率降低到41.2%,说明了体系中有羟基自由基产生;氯离子浓度为1 000 mg/L,臭氧的分解率降低了9.2%,证明了臭氧在催化剂表面的吸附作用;羟基自由基抑制剂叔丁醇的加入,使得COD去除率由54.3%降低为40.8%,证实了反应体系中存在羟基自由基。同时在反应过程中,体系的TOC由191.9 mg/L降低至37.6mg/L;p H由原来的11.2降低到6.3。实验现象说明,臭氧吸附在Mn3O4催化剂表面,分解产生羟基自由基,进而氧化去除钻井废水中有机物,这在某种程度上证明了Mn3O4催化臭氧化对有机物的降解遵循羟基自由基机理。     

沸石强化A/O生物脱氮工艺中有机污染物的降解作用研究

拉曼光谱、TOC和UV254测试结果显示,在沸石强化A/O生物脱氮-同步化学除磷工艺中,城市污水中的溶解性和非溶解性有机污染物易被含沸石活性污泥吸附,由于含沸石活性污泥的异养菌较常规A/O生物脱氮工艺污泥的异养菌高数倍至55倍,其有机污染物的生物降解能力得到改善,COD去除率维持在90%左右,0.22 μm膜过滤液TOC去除率接近97%,0.45 μm滤纸过滤液TOC去除率达到92%,并使包括一些难降解有机物在内的有机污染物得到进一步降解.     

催化湿式氧化中负载型催化剂的稳定性与应用

催化剂在应用过程中必须具有良好的催化活性和稳定性.优化制备的CuO/γ-Al2O3催化剂用于处理高浓度难降解的乳化液废水时具有良好的催化活性,在200℃时反应2 h,TOC去除率为81.3%,比未加催化剂的湿式氧化提高了14.9%.该催化剂对分散兰废水具有更高的活性和稳定性:在220℃反应1.5 h后,COD和TOC去除率分别为68.8%和56.5%,比非催化氧化分别提高了18.7%和18.9%.     

氧化/吸附/混凝协同工艺处理焦化废水生物处理出水的过程及效果分析

针对焦化废水生物处理出水中继续存在多种有机污染物而影响达标及存在安全隐患的现状,基于废水中有机物的物理化学特性,构建了氧化/吸附/混凝的深度处理过程。在NaC lO投加量为40 mg/L,AC投加量为500 mg/L,PFS投加量为300 mg/L,反应时间为0.5 h,以及pH为7.0的最佳条件下,先氧化后吸附混凝,该过程可以实现COD去除率为75%以上,色度去除率80%以上,处理后的水样其COD值与色度值分别下降到60 mg/L及20倍以下;通过GC/MS方法分析处理前后水样中的有机物组分,发现水样中大部分单环芳香族化合物和多环芳香族化合物,部分含氮杂环化学物、有机氯化物以及溴化物被去除,但是,长链烷烃和部分芳香烃继续保留。研究结果证明了氧化/吸附/混凝协同工艺的效果与焦化废水生物出水中有机污染物的分子结构、存在形态形成构效关系,催化作用与氧化作用的协同是获得高效去除率的关键。     

用光催化氧化法处理垃圾渗滤液的实验研究

以城市生活垃圾渗滤液作为研究对象 ,采用悬浮态半导体催化剂对渗滤液进行处理试验。研究了ZnO TiO2复合半导体催化剂的催化活性 ,并研究了各种实验条件、影响因素及处理效果。研究表明 ,在一定的试验条件下 ,用ZnO TiO2 复合半导体催化剂处理城市垃圾渗滤液效果较好 ,可作为垃圾渗滤液的深度处理。同时得到光催化氧化法处理渗滤液的最佳试验参数。     

紊动特性对污染物降解的影响研究

采用潜水泵作为紊动诱发装置，利用PIV测量了流场，研究了不同流量下紊动对污染物降解的影响规律。结果表明，紊动对污染物的降解有明显的影响，流量越大，紊动强度越大，污染物的降解率越高。对紊动强度与有无紊动水箱COD、NH4^＋-N、TN和TP降解增加量的变化曲线进行指数函数拟合，拟合结果良好，可以认为紊动对污染物降解的影响可以描述为“一级反应”理论。     

氧化、还原改性对活性炭吸附草甘膦的影响

研究了氧化、还原改性对活性炭吸附草甘膦的影响.以傅立叶红外光谱定性表面官能团变化,以扫描电镜观察表面形貌,以化学吸附分析仪测定后再通过测定样品的氮气吸附/脱附等温线计算比表面积和孔径.结果表明:(1)氧化改性使活性炭比表面积增大;还原改性使活性炭比表面积减小.还原阶段使先前氧化阶段中产生的孔道以及原有孔道均发生塌陷,导致还原改性活性炭比表面积减小.(2)在静态吸附的条件下,氧化改性和还原改性活性炭对草甘膦的吸附均为吸热反应.还原改性在活性炭表面产生的还原性官能团有利于活性炭对草甘膦的吸附,而氧化改性产生的氧化性官能团并不利于活性炭对草甘膦的吸附.(3)热力学参数的计算进一步表明,改性活性炭对草甘膦的吸附为吸热反应.     

五氯苯酚在厌氧颗粒污泥中的吸附研究

在血清瓶中进行的分批实验中,研究了UASB和EGSB反应器厌氧颗粒污泥对五氯苯酚(PCP)的吸附、解吸规律.结果表明,吸附和解吸在接触PCP 2.5 h内达到平衡,吸附和解吸过程都符合Freundich等温方程,PCP的吸附机制为恒定的分配吸附.来自UASB反应器中活的颗粒污泥吸附能力大于灭活的颗粒污泥,Freundich等温方程吸附常数K值分别为0.557 0和0.037 9.UASB反应器颗粒污泥对PCP的吸附能力大于EGSB反应器颗粒污泥,Freundich等温方程吸附常数K值分别为0.557和0.263.     

制备条件对不同玻璃材料负载TiO_2活性影响研究

以光催化降解苯酚为探针反应,通过正交实验,系统研究了胶液配比、涂覆次数和焙烧温度等条件对以溶胶-凝胶法分别在普通钠钙玻璃和磨砂玻璃上制备TiO2光催化性能的影响,并利用环境扫描电镜（ESEM）对TiO2催化膜形貌进行了分析。研究表明,在普通钠钙玻璃片上负载TiO2催化膜的影响因素主次顺序为：硝酸体积〉涂覆次数〉焙烧温度〉V乙醇∶V酞酸丁酯,在选定实验条件下的最优条件为：涂覆次数为4次;焙烧温度=450℃;V乙醇∶V酞酸丁酯∶V硝酸（1∶4）：V水=400∶40∶1∶4。在磨砂玻璃片上负载TiO2催化膜的的影响因素主次顺序为：涂覆次数〉硝酸体积〉焙烧温度〉V乙醇：V酞酸丁酯,在选定实验条件下的最优条件为：涂覆次数为4次;焙烧温度=500℃;V乙醇∶V酞酸丁酯∶V硝酸（1∶4）∶V水=400∶40∶2∶4。通过扫描电镜可以观察到在普通钠钙玻璃片和磨砂玻璃片表面均附着一层白色的TiO2薄膜,颗粒粒径在100 nm左右。磨砂玻璃比普通钠钙玻璃负载更多的催化剂,磨砂玻璃基TiO2活性更高。磨砂玻璃是一种非常有前景的TiO2催化剂载体材料。     

Study on the cytotoxicity of microcystin-LR on cultured cells

The toxicity of purified blue-green algal toxin, microcystin-LR, on permanent cell lines KB, NIH/3T3, H-4-II-E, HeLa, Vero, Hep G2, Caco-2 and HL-60 was studied. Assessment of cell viability using colorimetric 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assays indicated that purified microcystin-LR induced toxic effect on KB and H-4-II-E cell lines after 96 h incubation at toxin concentrations greater than 18.75 microg/ml. KB cell line was selected for further study when reproducibility, consistency and sensitivity were considered. Significant amounts of lactate dehydrogenase (LDH) were released from KB cells when incubation durations were 72 and 96 h with toxin concentrations of 18.75 microg/ml and higher. Although previous studies suggested that microcystin-LR had no cytotoxic effect on permanent cell lines, LDH release assay performed on KB cells indicated that exposure to microcystin-LR could result in damage to the cell membrane.     

甲基红在壳聚糖上吸附富集的研究

研究了pH、初始浓度、时间及温度对甲基红在壳聚糖上吸附富集的影响。结果表明，pH是影响甲基红吸附富集的重要因素，最佳pH3．4。其动力学行为更好地符合Lagergren准二级反应动力学模型，随着温度增加，平衡吸附量减少。吸附过程的表观活化能（Ea）为7．518kJ／mol。壳聚糖对甲基红的吸附过程较好地符合Freundlich吸附等温方程。计算得到吸附过程的热力学参数△G0、△H0。和△S0分别为-24．88kJ／mol（303K）、-22．15kJ／mol和8．783J／（mol·K），表明壳聚糖对甲基红的吸附是一个自发的放热过程。红外光谱分析得到，壳聚糖吸附甲基红的过程中，壳聚糖分子中存在的大量羟基和氨基发挥了主要作用。     

纳米材料对膜生物反应器影响的试验研究

通过向一体式膜生物反应器中投加纳米材料来改变料液性质，预防膜污染和提高膜生物反应器对污染物的去除效率，并利用扫描电镜分析中空纤维膜的表观结构的变化情况，通过红外光谱分析活性污泥性质的变化，以探讨防治膜污染的机理。试验结果表明，纳米材料的投加对COD和NH₃-N的去除无明显影响，提高了TP的去除率，TP去除率达70%。而且投加纳米材料可改变活性污泥的性质和生物膜的表观结构，减缓膜污染。