臭氧光催化降解地下水中天然有机物的研究

在现场开展了中试规模的臭氧光催化降解天然有机物的研究.研究表明,对大分子天然有机物占很大比例且重碳酸盐含量较高的地下水,臭氧投加量10 mg/L和反应时间10 min条件下,TOC的去除率不到20%,但UV254和三卤甲烷生成潜力(THMFP)去除率分别达到近60%和33.5%.臭氧光催化与活性炭吸附相连,能显著提高UV254的THMFP的去除率,但TOC去除率并不明显高于单独活性炭吸附.臭氧光催化使大分子有机物转化为小分子有机物,后者在活性炭上的吸附性提高且生化性改善,可望在生物活性炭上更有效地去除.     

臭氧/ 生物活性炭深度处理循环养殖废水

随着工厂化循环水养殖的不断发展,高浓度循环养殖废水对环境污染日益严重.为实现环境友好和资源节约,采用臭氧/生物活性炭对循环养殖废水进行深度处理中试研究.实验结果表明,臭氧化臭氧最佳投加量为4 mg/L,显著增强水体的可生化性,使TOC(总有机碳)/UV254(在波长为254 nm处的单位比色皿光程下的紫外吸光度)提高80%.臭氧/生物活性炭对循环养殖废水中的有机物和氨氮具有良好的去除效果.臭氧/生物活性炭对TOC、高锰酸盐指数和UV254的最终去除率比生物活性炭分别高11.9%、13.4%和6.5%.臭氧/生物活性炭和生物活性炭对氨氮的最终去除率分别为96.0%、90.7%.     

O3／GAC-常规处理珠江水系不同原水

以东江、西江和北江3种原水为研究对象，采用臭氧预处理-常规处理-臭氧活性炭系列处理，研究原水中有机物的去除及臭氧化副产物的产生和转化。结果表明，东江、西江和北江水中CODMn、UV254、甲醛和溴酸盐沿各处理单元过程变化规律基本一致；CODMn总去除率分别为60％、51％和39％，uV。总去除率分别为74％、96％和97％，最终出水甲醛浓度分别为0．004mg／L、0mg／L和0mg／L，B-O3-分别为3．1μg／L、8．7μg/L和35．5μg／L；CODMn的去除主要在预臭氧和活性炭过滤2个处理单元，预臭氧对UV254总去除率贡献最大，甲醛和溴酸盐浓度在主臭氧处理单元达到其峰值（西江甲醛除外）；氨氮和有机物浓度较低、pH值较高的北江原水，出水溴酸盐浓度最高。     

改性TiO2/浮石光催化去除二级出水中有机物

为了实现城市污水厂二级出水的回用,将La3+、Fe3+共掺杂TiO2/浮石光催化用于二级出水中有机物的去除。在优化工艺条件下,该方法对TOC的去除率为49.0%,对UV254的去除率为76.5%;出水BDOC/DOC值大幅度提高,由最初的0.21提高到0.56,增加了出水的可生化性;二级出水中存在着影响光催化去除有机物的因素,其中阴离子对有机物的去除有一定的抑制作用;光催化反应在通过O3强化后对有机物的去除率得到提高,TOC的去除率达到75.0%,光催化和O3氧化对有机物的去除具有协同效应;随着光催化反应次数的增加,催化剂活性有下降趋势,使用10次后TOC去除率下降到第一次使用时的16.7%,再生能够使催化活性恢复到使用前的95%,催化剂在使用15次以内稳定性较好。     

改性TiO_2/浮石光催化去除二级出水中有机物

为了实现城市污水厂二级出水的回用,将La3＋、Fe3＋共掺杂TiO2/浮石光催化用于二级出水中有机物的去除。在优化工艺条件下,该方法对TOC的去除率为49.0%,对UV254的去除率为76.5%;出水BDOC/DOC值大幅度提高,由最初的0.21提高到0.56,增加了出水的可生化性;二级出水中存在着影响光催化去除有机物的因素,其中阴离子对有机物的去除有一定的抑制作用;光催化反应在通过O3强化后对有机物的去除率得到提高,TOC的去除率达到75.0%,光催化和O3氧化对有机物的去除具有协同效应;随着光催化反应次数的增加,催化剂活性有下降趋势,使用10次后TOC去除率下降到第一次使用时的16.7%,再生能够使催化活性恢复到使用前的95%,催化剂在使用15次以内稳定性较好。     

O_3-BAC工艺臭氧优化和有机物分子质量分布研究

为了确定3种工艺:混凝-沉淀-砂滤-后臭氧-生物活性炭滤池(工艺Ⅰ)、预臭氧-混凝-沉淀-砂滤-生物活性炭滤池(工艺Ⅱ)和预臭氧-混凝-沉淀-砂滤-后臭氧-生物活性炭滤池(工艺Ⅲ)中臭氧的最优投加量和投加方式,采用动态实验进行了不同工况下有机物的去除效果研究,并从臭氧利用率的角度对3种工艺进行比较。同时,为了明晰工艺Ⅲ中各个单元对有机物的去除机制,研究了各处理阶段的有机物分子质量分布情况。结果表明,工艺Ⅲ在最佳工况下出水水质最优,但单位臭氧利用率较低,单位臭氧去除CODMn、TOC分别为0.92 mg/L和0.55 mg/L。该工艺中预臭氧可显著降低有机物分子质量水平,混凝沉淀砂滤主要去除分子质量3 k Da的有机物,后臭氧则将大分子有机物进一步氧化为分子质量3k Da的有机物,后者通过生物活性炭滤池得到有效地去除。因此,通过臭氧和生物活性炭的联用,能够有效去除有机物,是一种适宜的饮用水深度处理工艺。     

活性炭-超滤深度处理工艺对三氯乙醛生成潜能的影响及其对饮用水中有机物的去除

以我国南方某活性炭-超滤深度处理工艺水厂为研究对象,对工艺过程中三氯乙醛生成潜能(CHFP)及相关有机物指标进行为期1年每月1次的监测,以明晰活性炭-超滤深度处理工艺对CHFP及有机物的去除能力。结果表明:原水CHFP均呈现一定的季节性变化趋势,高温季节(5—9月)相对较高,范围为15.50~64.00μg·L~(-1),活性炭-超滤深度处理工艺对CHFP、TOC、CODMn和UV254去除率范围分别为37.42%~69.12%、25.25%~66.71%、27.33%~61.25%和21.80%~72.46%,平均去除率分别为54.51%、39.21%、45.04%和42.91%;混凝沉淀单元在CHFP和有机物指标去除中均起主要作用,炭滤单元对TOC有较好的去除作用,超滤单元对CHFP和CODMn有较好的去除作用。建议水厂设计与运行中将臭氧与活性炭滤池联合使用,以协同去除CHFP和有机物,进一步提高供水水质。     

聚合氯化铝与粉末活性炭联合强化混凝处理垃圾渗滤液

研究了联合粉末活性炭与聚合氯化铝(PAC)强化混凝对垃圾渗滤液原水的处理效果。结果表明,在原水COD为4 100 mg/L、浊度为147 NTU、UV254为20的条件下,粉末活性炭的加入可以有效增加垃圾渗滤液中有机物的去除率,PAC投加量为0.6 g/L时,投加0.6 g/L粉末活性炭,COD的去除率由21.6%提高到29.1%,UV254去除率由29.8%提高到39.9%,剩余浊度由138 NTU降到133 NTU。该强化混凝过程使原水中溶解性小分子有机物的去除率提高显著,PAC投加量为0.6 g/L时,投加0.6 g/L粉末活性炭,在分子量小于1 kDa的范围内,UV254去除率由2.9%上升为10%。     

低温下膜-生物活性炭工艺深度处理回用水的试验研究

开展低温下膜-生物活性炭工艺深度处理回用水的试验研究，探讨该工艺低温运行的可行性及作用机制。结果表明，采用HRT为3h的膜-生物活性炭反应器对回用水中有机物具有良好的去除效果，CODcr，UV254、UV410的去除率分别稳定在33％、35％、40％；对NH3-N的去除效果不明显，其平均去除率在15％左右，主要受原水浓度过高的影响。同时与其他工艺进行对比研究，结果表明，由于该工艺结合了膜分离、活性炭吸附、生物降解三者的综合作用而表现出明显的优势。     

O3/GAC-常规处理珠江水系不同原水简

以东江、西江和北江3种原水为研究对象，采用臭氧预处理-常规处理-臭氧活性炭系列处理，研究原水中有机物的去除及臭氧化副产物的产生和转化。结果表明，东江、西江和北江水中COD_Mn、UV₂₅₄、甲醛和溴酸盐沿各处理单元过程变化规律基本一致；COD_Mn总去除率分别为60%、51%和39%，UV₂₅₄总去除率分别为74%、96%和97%，最终出水甲醛浓度分别为0.004 mg/L、0 mg/L和0 mg/L，BrO₃^-分别为3.1 μg/L、8.7 μg/L和35.5 μg/L；COD_Mn的去除主要在预臭氧和活性炭过滤2个处理单元，预臭氧对UV₂₅₄总去除率贡献最大，甲醛和溴酸盐浓度在主臭氧处理单元达到其峰值（西江甲醛除外）；氨氮和有机物浓度较低、pH值较高的北江原水，出水溴酸盐浓度最高。     

La_(1-x)Ce_xCu_yMn_(1-y)O_3/HZSM-5催化剂低温去除柴油机碳烟和NO_x

为实现对柴油机碳烟和NOx的低温同步去除,采用柠檬酸络合法制备分子筛负载钙钛矿型金属复合氧化物催化剂,应用X衍射分析仪(XRD)和电镜扫描仪(SEM)对催化剂性能进行表征,并在微型固定床反应器中对催化剂低温去除碳烟和NOx进行活性评价。利用程序升温反应(TPR)技术,进行催化剂活性评价、柴油机负荷和排放等特性实验。结果表明,A位用适量Ce部分取代La,B位用适量Cu部分取代Mn,可使碳颗粒燃烧温度降低,CO2选择性好,NOx转化率升高。La0.4Ce0.6Cu0.2Mn0.8O3/HZSM-5催化剂的最大NOx转化率为81.0%,Ti、Tm和Tf分别为250、350和475℃,表明该催化剂具有较好的催化活性,能在低温条件下去除碳烟和NOx。     

UV/H2O2/Fe-FeOxH2x-3和UV/H2O2工艺降解水中富里酸的研究

采用硼氢化钠还原法制备核-壳结构的Fe-FeO_xH_2x-3复合材料，研究了富里酸在UV/H₂O₂和UV/H₂O₂/Fe-FeO_xH_2x-3两种不同反应体系下的降解情况。结果表明，核-壳结构Fe-FeO_xH_2x-3的存在，提高了UV/H₂O₂降解富里酸的反应速率，TOC去除达到84%。采用XAD树脂吸附法对反应前后的富里酸进行化学分级表征，结果表明，富里酸经反应后憎水酸（HoA）、弱憎水酸（WHoA）和憎水中性物质（HoN）都有所减少，进而转化为亲水性物质（HiM）；用超滤膜法对富里酸进行物理分级表征，考察了富里酸在反应前后分子量分布的变化情况。同时，富里酸经过反应后生成的中间产物降低了三氯甲烷生成趋势。     

除氟活性铝氧化物(AlO_xH_y-F_n)的吸附除砷性能

以活性铝氧化物AlOxHy处理某高氟地下水的中试实验获得的吸附剂废料AlOxHy-Fn为对象,考察其对三价砷(As(Ⅲ))和五价砷(As(Ⅴ))吸附去除性能,并对吸附机理进行了探讨。研究显示,AlOxHy-Fn为多孔无定型且具有不规则表面的絮状结构,比表面积为218.88 m2/g,零电荷点pHZPC在pH为8左右;AlOxHy-Fn可快速吸附As(Ⅲ)和As(Ⅴ),且反应24 h后的平衡吸附量分别为0.60和3.41 mg/g,朗格缪尔模型可以很好地描述As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在AlOxHy-Fn表面的吸附,且As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的最大吸附容量分别为13.63和63.27 mg/g;AlOxHy-Fn在pH=4~10范围内对As(Ⅴ)去除率在90%以上,As(Ⅲ)在中性和弱碱性pH范围内吸附效果较好,但去除率仍在32%以下。AlOxHy-Fn表面性质、砷形态分布特征等对As(Ⅲ)与As(Ⅴ)的吸附有重要影响,电负性As(Ⅴ)较电中性As(Ⅲ)更容易吸附在AlOxHy-Fn表面。AlOxHy-Fn吸附除砷过程中,在pH为6时氟溶出量最低(0.40 mg/g),过高或过低pH均会导致氟溶出量增大;氟溶出量与As(Ⅴ)吸附量之间有明显正相关关系(R2=0.97),但与As(Ⅲ)吸附量无相关关系;铝溶出量在pH为4~10范围内均很低。将AlOxHy-Fn回用作为除砷吸附剂去除工业含砷废水的砷具有良好的技术经济可行性,且将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)是提高去除效果的重要手段。     

ZnO/Lix Ni1-xO光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶凝胶法制备LixNi1-xO和ZnO粉体,利用球磨法制备ZnO/LixNi1-xO复合粉体,以紫外光为光源,通过降解甲基橙,研究了锂掺杂及n-p复合对氧化镍的光催化性能影响.结果表明:当投放量为0.1 g/L,x≤0.075(摩尔分数)的锂掺杂氧化镍均比未掺杂氧化镍的光催化活性高.当锂掺杂摩尔分数为0.025,...     

Oxidative dealkylation of five phenylurea herbicides by the fungus CunninghamellaechinulataThaxter

Microorganisms isolated from soil degrade phenylurea herbicides via two major pathways: (i) direct hydrolysis by an amidase leading to N,O-dimethylhydroxylamine, CO₂ and aniline¹ and (ii) N-dealkylation, which has been described as the first step in urea herbicide degradation by a variety of organisms including mammals, plants and microbial systems (for a review see reference 2).Until now no attempts have been made to investigate the mechanism of N-demethylation of substituted ureas in soil microorganisms, due to the instability of the N-hydroxymethyl intermediates. This reaction mechanism has only been described in detail in green plants^3–5. As among soil fungi Phycomycetes are known to demethylate phenylurea herbicides^6,7 this study has been made to identify intermediate hydroxymethyl compounds from urea herbicides, when incubated with the fungus $\text{Cunninghamella echinulata Thaxter}$.     

H4SiW12O40/TiO2/beads光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为原料，空心微珠为载体，采用溶胶凝胶法制备TiO₂/beads光催化剂载体，然后浸渍法制备出H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads表面负载修饰型复合光催化剂，并运用SEM、XRD、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析。研究了H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads对亚甲基蓝降解的光催化活性，考察了光强度、pH值、曝气量、底物浓度和催化剂用量等对催化效率的影响。实验结果表明，在中性条件下，H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads催化剂的投加量为0.25 g/L，浓度为7.5 mg/L的亚甲基蓝溶液在250 W的紫外灯和600 W的可见光灯下光照60 min降解率分别可达到94.5%和55%。     

Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂的结构和脱硝性能

研究以纳米TiO2为载体,浸渍负载过渡金属氧化物,以CO为还原剂的脱硝催化剂的脱硝性能。实验中以计算量的Ni(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液浸渍纳米TiO2粉末,室温下搅拌30 min至混合均匀,放入旋转蒸发器中,70℃下至水分蒸干为止;所得粉末在550℃下、空气气氛中焙烧4 h即得所需催化剂。用以上方法分别制备2%Fe2O3-10%Cr2O3/TiO2、4%Fe2O3-8%Cr2O3/TiO2、6%Fe2O3-6%Cr2O3/TiO2、8%Fe2O3-4%Cr2O3/TiO2与10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2等5种催化剂样品。实验结果表明,制备的催化剂具有较好的结构,分散较为均匀。对于CO+NO反应,Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂具有较好的催化活性,NO的转化率都达到了100%。其中,10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2样品具有最好的低温活性,H2-TPR结果表明,这是由于10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2催化剂更易于被CO预还原。