密度分离法提取土壤中微塑料的优化

为探究一种简单、经济和可靠的微塑料分离提取手段,设立了11种(F1~F11)具有不同体积比的饱和NaCl和饱和NaI溶液的混合溶液,将混合液作为浮选液来提取土壤中的4种类型(聚乙烯,PE;聚苯乙烯,PS;聚氯乙烯,PVC;聚对苯二甲酸乙二醇酯,PET)微塑料,同时对浮选过程进行了改进.结果表明:当单独使用NaCl溶液浮选时,微塑料的总提取率为55.83%,但随着NaI所占体积比的不断增加,微塑料的总提取率基本呈上升趋势,在NaCl:NaI=1:1时总提取率超过了90%,在只有NaI的条件下总提取率高达96.67%;在F1~F11的任意条件下,PE和PS表现为较高的提取率,均超过了86.67%;PVC和PET在单独使用NaCl溶液浮选时提取率极低,在NaCl:NaI=1:1条件下提取率分别为93.33%和90%,接近单独使用NaI溶液浮选时的提取率;F1~F11任意条件下,低密度微塑料PE和PS的提取率之和均高于高密度微塑料PVC和PET的提取率之和,但在F6~F11条件下提取率差值不大.根据提取结果并结合经济成本等多方面因素考虑,建议使用NaCl:NaI=1:1的混合溶液来分离土壤中的微塑料.     

新型的溶气浮选压力释放器

简述燕山石化公司污水净化厂处理化工污水的工艺过程。介绍加压溶气浮选工作原理及溶气浮选压力释放器的原理、结构、使用条件和效果。其溶气罐压力0.4～0.5MPa,SS 去除率>85%,油去除率>80%。总加压率为出水的50%。     

水力条件对PRO工艺效能影响及膜污染机理

研究以单宁酸和海藻酸钠为模型污染物,考察了有效渗透压差、汲取液侧操作压力、错流剪切力等水力条件对压力阻尼渗透工艺效能的影响,并利用XDLVO理论分析了膜污染机理.结果表明,相比海藻酸钠,单宁酸主要吸附在膜的多孔支撑层内部,造成的膜污染更为严重.当PRO过滤单宁酸时,较高的有效渗透压差和较大的错流剪切力提高了PRO工艺的水通量和功率密度水平,同时加重了膜污染,但是PRO膜对单宁酸的截留率均在85%以上.汲取液侧施加较高的操作压力,一方面减小了有效渗透压差,降低了水通量水平;另一方面提高了功率密度水平并缓解了膜污染,当操作压力从1bar增至4bar时,初始水通量降至10.5L/m2h,而产能提高了200%.XDLVO计算结果表明,单宁酸的界面自由能更高,更容易相互聚合并粘附在PRO膜上,结合水力条件的影响,其造成的通量损失比海藻酸钠更严重.     

聚结-气浮装置处理含油污水试验研究

为提升聚结分离器除油效果并减少污水处理过程中化学药剂的投放,结合聚结和气浮技术研发出紧凑、高效型聚结-气浮分离装置,通过室内试验,考察入口流量、板间距、溶气压力、气浮水回流比4个因素对聚结-气浮装置除油率的影响规律,并对其结构和工艺操作参数进行探索和优化。试验结果表明:聚结-气浮装置处理含油污水的油水分离效果明显好于聚结装置;聚结-气浮装置的除油率随入口流量、气浮水回流比的增加,均先增加后减小,并随溶气压力的增加而逐步提高,但当溶气压力为0.4MPa时继续加压,除油率变化不明显,且板间距越小,除油效果越好;综合除油效率和能耗,选用入口流量为0.3m3/h(折合板间流速为2.85m/h)、板间距为0.9cm、溶气压力为0.4MPa、气浮水回流比为20%时,聚结-气浮装置除油率可达92%,且对粒径大于18μm的油滴去除效果明显。     

聚丙烯中空纤维膜吸收法烟气脱硫实验研究

采用质量分数为30%的甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液为烟气SO2吸收液,聚丙烯(PP)中空纤维微孔膜组件为吸收器,研究吸收液温度、流量变化,气体停留时间,以及气液两相流程等操作条件对聚丙烯(PP)中宅纤维膜脱硫率的影响,研究表明30%MDEA水溶液在温度35℃,流量100mL/min的最佳试验条件下,经过一个膜吸收过程...     

老化作用对微塑料吸附镉的影响及其机制

新兴污染物微塑料被证实可吸附传统重金属污染物镉（Cd）,而其在自然环境中不可避免地经历老化过程而发生改变,目前囊括多种材质的微塑料并涉及关键的老化作用对其吸附Cd影响的综合性和机制性的研究仍缺乏．选取PS、ABS、PP、PVC和PET等5种代表性的微塑料,通过紫外辐射法进行老化,全面对比了老化前后微塑料比表面积、结晶度、表面官能团和表面元素等理化性质的变化,以及其对Cd的等温吸附过程的差异,探讨了相关影响机制．结果表明：（1）微塑料老化后比表面积未发生显著改变,但结晶度显著降低．表面官能团也发生了一定的变化,尤其是C—O和O—C=O官能团比例增加,且总O含量以及O/C显著增加．（2）Langmuir模型能很好地拟合老化前后微塑料对Cd的等温吸附过程．老化作用增加了微塑料对Cd的吸附能力,其饱合吸附量极显著增大．老化前微塑料对Cd的饱合吸附量排序为：ABS(0.228 4 mg·g^-1)>PVC(0.136 0mg·g^-1)>PS(0.128 6 mg·g^-1)>PP(0.100 5 mg·g^-...     

纸类和塑料类生活垃圾共热解交互作用的热重研究

采用热重实验方法对纸张和不同塑料共热解的协同作用进行了研究。实验结果表明:纸巾和不同种类塑料共热解时,会产生不同程度的交互作用,与线性加权实验结果相比,偏离程度由大到小依次为PVC>PP>PS>HDPE>LDPE>塑胶。其中,纸巾/PVC的偏离高达58.4%;纸巾和LDPE、HDPE,以及塑胶的交互作用则可以忽略不计。纸巾/PVC、纸巾/PP、纸巾/PS共热解的交互作用分别发生在纸巾、PP、PS的热解阶段,这3种组分相应的热解特征参数及动力学参数发生了变化,需要修正。     

聚丙烯微塑料对污泥厌氧消化效能作用影响

以聚丙烯（PP）微塑料为研究对象,考察不同浓度PP微塑料对污泥厌氧消化产CH₄和产酸效能的作用影响,同时采用荧光定量PCR方法定量检测了乙酸激酶（AK）和mcrA基因在不同PP微塑料作用下的丰度变化.结果表明,PP微塑料对污泥厌氧消化产CH₄和产酸效能具有促进影响,CH₄和乙酸累计产量随PP微塑料投加量的增大而升高,当PP微塑料投加量为0.2g/g VSS时,CH₄和乙酸累计产量与空白对照相比分别提高148.2%和15.2%,达227.1mL/g VSS和1291.2mg/L.相应地,mcrA基因丰度随之提高98.2%,表明PP微塑料对产甲烷菌的生长和繁殖具有促进作用,进而强化污泥厌氧消化产CH₄效能.     

以缓释肥的形式回收污泥溶解液中磷的研究

以聚合硫酸铁(PFS)为絮凝剂,单宁酸为助凝剂回收污泥溶解液中的磷。研究结果表明:在铁盐投加量为160mg/L,pH为8,单宁酸投加量为10 mg/L条件下,磷酸盐的回收率可达到97.0%。单宁酸促进了混凝沉淀物中磷的释放,表明利用该方法回收磷作为缓释肥的可行性。将沉淀物作为缓释磷肥施用于土壤中能够明显促进黑麦草的生长。     

浮选法去除水中汞的应用研究

在氯化钠存在下 ,十六烷基三甲基氯化铵盐水体系浮选分离汞的条件的研究结果表明 ,在CTMAD浓度为1.5×10-3mol/L,NH4SCN浓度为1.5×10-2 mol/L ,pH为1～6的常温条件下 ,可浮选除去水中的汞 ,浮选率平均达96.1 %。同时在水相存在其它离子(Ca2 +、Mg2 +、Mn2 +、Ni2 +、Pb2 +)时 ,浮选率几乎不受影响 ,因而能实现Hg2 +离子较安全地分离 ,从而达到从水中除去汞的目的。     

垃圾模拟填埋过程中典型含多溴联苯醚废物污染释放规律

为探索垃圾模拟填埋过程中PBDEs（多溴联苯醚）的污染释放规律,选取填埋场中典型的含PBDEs废物为研究对象,以填埋场渗滤液为浸提剂进行浸出试验,模拟垃圾填埋场处置场景下不同时间、温度和表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）浓度对不同废物（PP-R管材、PE-RT管材、PVC管材、PP塑料板凳、HDPE洗护用品瓶、PP洗衣机、PS电视机和阻燃ABS）中PBDEs释放的影响;采用液液萃取法提取浸出液中的PBDEs,采用气相色谱-质谱法（GC-MS）对21种PBDEs同系物进行定性、定量检测.结果表明:①在浸出120 d内,每种废物中PBDEs的浸出量随时间的延长均逐渐增加,二者呈良好的线性关系,其中BDE209的浸出量远高于其他同系物,最高可达浸出总量的95.2%.②不同废物随温度的变化情况存在差异,其中PP-R、PE-RT管材中PBDEs浸出量随温度的升高而逐渐增加.③由于不同废物对表面活性剂的最适浓度存在差异,致使其浸出规律也存在差异,一定浓度范围内的表面活性剂可能对PBDEs的释放有促进作用,其中以PS电视机中PBDEs的浸出量为最高,为136 553 pg/mL;以PVC管材中PBDEs的浸出量为最低,仅为1 590 pg/mL.研究显示,含PBDEs的生活垃圾在渗滤液作用下的污染释放较为严重,应加强管控.      

环境诱导表面重构调控PVC和PET塑料的可浮性

针对浮选过程中塑料可浮性波动问题,以表面重构和热力学分析为理论基础,研究了亲水改性后的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚氯乙烯（PVC）塑料的亲疏水性对环境的响应规律.结果表明,PET在空气、乙醇和水中分别恢复82%、47%和0.2%的疏水性,PVC则恢复100%、37%和2%（温度70℃）.与低温极性环境相比,高温非极性环境更有利于塑料表面重构和疏水性恢复;与罩盖相比,表面醇解更有利于保持塑料的亲水性.改变表面的分子结构有利于保持塑料的亲水性,全流程低温水浸没工艺有利于塑料浮选的稳定性.     

微塑料对土壤水分入渗和蒸发的影响

为探究不同丰度（土壤干重的0.5%、1%、2%）和不同类型（PP、PVC、PE）微塑料对土壤水分入渗和蒸发的影响,采用室内土柱模拟的方法,阐明了不同丰度及不同类型微塑料对土壤水分累积入渗时间、土壤含水率、湿润锋和蒸发特性等的影响,其中A1,A2,A3、Q1,Q2,Q3和Z1,Z2,Z3分别代表PE、PVC和PP在0.5%、1%和2%丰度下的实验编号.结果表明,不同类型和不同丰度下的微塑料对土壤水分入渗和蒸发存在显著差异,同类型条件下随着微塑料丰度增大,累积入渗时间显著增加,而类型不同丰度相同微塑料赋存条件下,PP实验组累积入渗时间>PVC实验组累积入渗时间>PE实验组累积入渗时间>空白实验组累积入渗时间;赋存微塑料条件下土壤含水率最大值基本呈现于土层深度10~25 cm处,空白组CK出现在20~25 cm处;相同入渗时间内土壤湿润锋运移距离和湿润锋运移速率随微塑料丰度增加而减小,当入渗时间为60 min时,A1、A2、A3,Q1、Q2、Q3和Z1、Z2、Z3湿润锋运移距离较CK分别减少4.38%、8.76%、10.58%,7.30%、10.22%、14.60%和10.95%、13.14%、15.33%,其中PP微塑料的影响最为显著;微塑料赋存对土壤水分蒸发产生抑制作用,同类型微塑料下土壤的累积蒸发量随丰度的增加而减小,在蒸发27 h时,添加2%丰度下PP、PVC和PE微塑料的实验土柱累积蒸发量比CK分别减小22.9%、19.4%和13.3%,Rose蒸发模型更能较真实地反映微塑料赋存情况下土壤累积蒸发量随时间的变化情况.研究可为微塑料赋存条件下土壤水分运移的变化研究提供理论基础.     

点源炼油废水处理系统微生物多样性及代谢功能研究

为了探明点源炼油废水处理系统（简称"系统"）沿程微生物多样性及其活动规律,采用高通量测序技术开展废水微生物群落结构及代谢功能研究.结果表明:①各单元出水Shannon-Wiener指数和Ace指数基本呈上升趋势,均表现为进水 < 涡凹气浮池 < 斜板气浮池 < 调节池 < A/O池.②微生物群落组成显示,各单元出水微生物群落结构差异显著（Bray-Curtis ANOSIM=0.388 1,P=0.008）;进水中变形菌门（Proteobacteria）相对丰度最高,为90.55%.沿程各单元出水优势菌组成发生变化,其中,调节池、涡凹气浮池、斜板气浮池出水中Proteobacteria相对丰度分别降至54.90%、62.59%、52.89%,Epsilonbacteraeota相对丰度分别增至17.03%、29.60%、41.53%,厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度分别增至26.13%、6.02%、2.33%;A/O池出水中Proteobacteria相对丰度降至39.69%,髌骨细菌门（Patescibacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度分别增至23.95%、15.65%.③db-RDA分析表明,化学需氧量（COD,P < 0.05）、氨氮（NH₃-N,P < 0.05）显著影响微生物群落结构,其中,NH₃-N去除率与Bacteroidetes（r=0.588,P < 0.05）呈显著正相关,COD去除率与Patescibacteria（r=0.530,P < 0.05）、Bacteroidetes（r=0.706,P < 0.01）均呈显著正相关.④KEGG基因数据库分析可知,各单元出水代谢机制相关基因相对丰度最高,均高于60%,其中,能量代谢相关基因相对丰度大小表现为进水>涡凹气浮池>调节池>斜板气浮池>A/O池;外源化合物生物降解相关基因在一级处理过程中相对丰度波动较小,均在3.00%以下,而生物处理后相对丰度迅速增至15.38%.研究显示:系统沿程微生物多样性基本呈上升趋势,且影响废水中微生物群落变化的最显著因素为COD和NH₃-N;生物处理后外源化合物生物降解相关基因占比迅速增加,表明生物处理单元存在潜在冲击风险.      

沸石强化生化装置脱氮功能的效果及机理初探

针对石化工业废水开展沸石强化脱氮处理试验研究,通过比较沸石浓度25mg/L与空白,以及沸石浓度25 mg/L与50mg/L两阶段脱氮效果,探讨沸石促进脱氮功能的机理,结果表明,曝气池中投加沸石可明显提高氨氮和总氮的去除率,硝化细菌总数和硝化功能也得到增强。与空白对照组相比, 沸石浓度25mg/L的试验组运行稳定后,氨氮去除率提高约10%~13%,总氮去除率约提高13%,出水中NO3--N含量约提高100%,氨氮与总氮之比下降6%,内源硝化耗氧呼吸速率可提高138%,硝化细菌总数是空白对照组2.2folds。沸石浓度提高到50mg/L后,试验组的脱氮效果略有增加,但效果不明显。通过对试验结果的关联分析,认为沸石提高系统脱氮能力的原因一方面是因为沸石对NH4+及硝态氮的交换吸附,另一方面NH4+离子富集于沸石表面及内部、沸石颗粒独特的好氧-缺氧微环境,以及沸石离解出CO32- 或HCO3-增加碱度等条件,促进了硝化细菌和反硝化细菌的生长,从而提高了系统脱氮能力。     

ZDMC絮凝剂工业应用研究

叙述采用两种复合配方分阶段在炼油厂净化水车间一级浮选池进行工业应用试验，并与车间现用絮凝剂PAFC进行对比，试验结果表明：PAFC20＋ZDMC5的除油效果与PAFC的相当，浮渣产生量比PAFC减少26％，药剂费用低，药剂用量少，值得推广应用。     

[Bmim]PF_6溶剂浮选UV-Vis检测水中四环素类抗生素

建立了一种分离/富集的新体系——离子液体气浮溶剂浮选,该体系集离子液体萃取和气浮溶剂浮选优势于一体,以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim]PF)6和乙酸乙酯(EA)混合溶剂为浮选溶剂,以稀土金属离子La(Ⅲ)或Ce(Ⅲ)为捕集剂,分离/富集了水中的四环素类抗生素,并用紫外-可见分光光度法测定其总含量,线性范围分别为0.0～34μg/L、0～23.0μg/L,表观摩尔吸光系数分别为ε390=1.92×105L/(mol·cm),ε380=1.15×105L/(mol·cm)。实测了鱼塘水样,加标回收率为84.06%～106.15%,RSD3.31%。研究结果表明:该方法灵敏度高、选择性好、富集倍数大、污染小,适用于环境水样中痕量四环素类抗生素的分离分析。     

废旧塑料浮选分离中气泡黏附行为的影响

塑料浮选作为一种基于表面活性剂的废旧塑料分选技术,是解决废旧塑料环境污染的有效方法. 为深入考察塑料浮选过程中气泡的黏附行为及影响因素,运用高速摄影技术结合气泡黏附时间模型,对比分析纯水中气泡与亲/疏水材料的黏附效果,重点比较不同溶液〔纯水、鼠李糖脂和SDS(十二烷基硫酸钠)溶液〕中气泡与疏水材料的黏附时间变化,并探讨其影响机制. 结果表明:气泡在纯水中只与疏水材料发生黏附,表面活性剂及其浓度对气泡与疏水材料的黏附时间影响显著. 在c(鼠李糖脂)和c(SDS)(二者均为0.03 mmol/L)均较低的溶液中,气泡与疏水材料的黏附时间由纯水中的158 ms分别降至120和140 ms,而二者较高(10.00 mmol/L)时黏附时间分别增至1 134和338 ms. 基于黏附时间模型分析表明,黏附时间是气泡尺寸、接触角、溶液黏度及表面张力等参数的函数,通过控制这些参数可以调控气泡在目标塑料表面的黏附时间,实现浮选效率的优化.      

水中单宁酸对强化混凝除污染的影响研究

研究了水中单宁酸在聚合氯化铝做混凝剂时对常规混凝、高锰酸钾预氧化强化混凝以及预氯化强化混凝的影响。结果表明,常规混凝下单宁酸含量的增加对混凝除浊有一定的效果,随着单宁酸投加量从0增加到5mg／L,滤后水的浊度呈现下降趋势,最低可达0．56NTU,但对于有机物的去除影响不大。高锰酸钾预氧化条件下当单宁酸投量小于2mg／L时,增大单宁酸投量有助于浊度的去除,过多则不利于混凝。预氯化下增加单宁酸投加量有助于浊度的去除,但对出水UV25。影响不大;随着单宁酸投加量从0增加到5mg/L,出水的CODMn鼻隆低白谁如,     

基于CFD的雨水调蓄池颗粒物沉淀特性研究

雨水调蓄池在峰值流量和合流制溢流污染控制中发挥着重要作用,但对于雨水径流中颗粒物在调蓄池的沉淀特性尚缺乏系统研究。运用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)模拟技术,系统研究了雨水调蓄池不同构造和不同工况条件下颗粒物的沉淀特性。模拟结果表明:进水流速由0.276 m/s增加到0.553 m/s时,普通(Ⅰ型)、增加挡板(Ⅱ型)、增加消能孔(Ⅲ型)构造调蓄池颗粒物去除率分别降低14.90%、13.89%和15.32%。当进水中颗粒物粒径由0.075 mm增加到0.15 mm时,Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型构造调蓄池颗粒物去除率分别增加9.10%、62.48%和36.65%;进水浓度由1000 mg/L增加到2000 mg/L时,Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型构造调蓄池颗粒物去除率分别增加3.60%、2.84%和13.30%。各影响因素对Ⅰ型调蓄池水质控制效果影响的重要程度顺序为进水流速>颗粒物粒径>进水浓度,其对Ⅱ型、Ⅲ型调蓄池水质控制效果影响的重要程度顺序为颗粒物粒径>进水流速>进水浓度。