γ辐照降解水溶液中氯酚的研究

研究了水溶液中氯酚(2-氯酚、3-氯酚、4-氯酚、2,4-二氯酚)的γ辐照降解.通过测定辐照前后氯酚、氯离子浓度以及TOC的变化,考察了不同氯酚、不同初始浓度,以及联合O3、H2O2对辐解效果的影响.结果表明,γ辐照可有效降解水溶液中的氯酚,降解过程符合准一级动力学方程;初始浓度为100mag·L-1,辐照剂量为8kGy时,2-CP、3-CP、4-CP、2,4-DCP的去除率分别为68.0%、97.5%、89.7%和100%,相应的脱氯率分别为60.2%、71.1%、64.3%、78.9%;辐照联合O3或H2O2可有效提高辐照降解氯酚的去除和矿化效率,具有明显"协同效应".     

苯胺水溶液的电子束辐照降解

以苯胺类化合物中的苯胺为具体对象,进行了苯胺水溶液受到电子束辐照后的降解过程和特性研究,分别考察了吸收剂量、溶液初始浓度、溶液初始pH和过氧化氢加入量等因素对苯胺辐照降解效果的影响.实验结果表明,电子束辐照可以有效降解水溶液中的苯胺,当苯胺初始浓度为70 mg·L-1,吸收剂量为23.7 kGy时,苯胺降解率可达91%,COD去除率可达27%.过氧化氢的加入能够明显地提高苯胺的降解效果,COD去除率最高可达98%.溶液初始pH在2.0～11.0范围内,pH对苯胺的辐射降解影响较小.     

γ-射线辐照-H2O2联合技术降解3-氯酚的研究

利用60Coγ-射线辐照3-氯酚(3-CP)水溶液,研究了其辐射降解特性.通过测量辐射后3-氯酚的去除率、紫外-可见光谱、脱氯率、总有机碳(TOC)去除率等,探讨了吸收剂量、氯酚初始浓度、H2O2加入对氯酚降解效果的影响,并初步探讨了氯酚降解动力学特性.结果表明,当3-氯酚浓度为10 mg.L-1,辐射剂量为2 kGy时,脱氯率可达100%,TOC去除率达53%;当辐射剂量提高到8 kGy时,3-氯酚可完全矿化,TOC去除率达100%.3-氯酚的辐照降解过程可用一级反应动力学方程拟合.氯酚单独γ-辐射以及辐照/H2O2联合处理的一级反应动力学常数k分别为0.279 h-1和0.542 h-1.     

气相中乙酸乙酯光解的光子效率:波长和催化剂的影响

采用4种不同波长的准分子光源(Xe Cl*、Kr Cl*、Xe Br*和Kr Br*)降解气相的乙酸乙酯.对比了外加3种负载型光催化剂(有机膜负载Ti O2、有机膜负载石墨烯和纱网负载Ti O2)条件下乙酸乙酯的去除率,考察了光源类型、辐射功率和气体初始浓度对去除率的影响.同时,测定了不同光源的辐射光谱和辐射功率,计算了不同反应条件下的光子效率.结果表明,乙酸乙酯去除率按Kr Br*Kr Cl*Xe Cl*Xe Br*依次降低,而Xe Cl*和Kr Br*光源降解乙酸乙酯气体可以得到较高的光子效率;有机膜负载Ti O2比不加催化剂时乙酸乙酯去除率和光子效率都有所提高,但提高幅度不大.气体流速和乙酸乙酯初始浓度升高,光子效率升高.采用Kr Br*准分子灯直接光解乙酸乙酯,实验条件为:辐射功率0.76 W,乙酸乙酯初始浓度946mg·m-3,气体流速600 m L·min-1,光子效率为5.63%.     

含溴水臭氧化过程阴离子对溴酸盐生成的影响

为研究常见无机阴离子对含溴水臭氧化过程溴酸盐(Br O-3)生成的影响,本研究通过小试分别考察了不同质量浓度氯离子(Cl-)、碳酸氢根离子(HCO-3)和硫酸根离子(SO2-4)对Br O-3生成的影响,并结合反应过程臭氧衰减、中间产物次溴酸/次溴酸根离子(HOBr/OBr-)生成及总溴浓度变化情况,进一步分析了这3种无机阴离子对Br O-3生成的影响机制.结果表明,以60 min为例,Cl-质量浓度为3~150 mg·L-1的水样Br O-3生成量相对于未投加Cl-条件降低了8.8%~25.7%;反应20min时,SO2-4质量浓度从0 mg·L-1增至30 mg·L-1时,Br O-3生成量减少了63.9%;而当HCO-3质量浓度由0 mg·L-1上升至30 mg·L-1时,Br O-3生成量增加了6.4倍,其质量浓度超过30 mg·L-1,继续投加HCO-3对Br O-3生成量的促进作用提高不大.研究表明,在相同的臭氧投加量和相同的反应时间下,投加Cl-和SO2-4均能抑制臭氧化过程Br O-3的生成,而投加HCO-3能极大地促进Br O-3的生成.     

磺胺二甲基嘧啶在过硫酸盐存在下的辐照降解研究

本研究对磺胺二甲基嘧啶(SMT)在不同条件下的辐照降解进行了研究.SMT(20 mg·L~(-1),约0.072 mmol·L~(-1))在外加过硫酸根浓度为0、1、2、4、10和20 mmol·L~(-1)条件下分别进行辐照,发现伽马辐照可有效去除水中的SMT,并可极大地促进溶液TOC的去除,过硫酸盐与伽马辐照联合作用表现出明显的协同效应.在本研究中,各条件下的辐照降解反应均符合准一级反应动力学.在外加过硫酸盐的条件下,溶液的矿化度可以得到极大的提高,当吸收剂量为1 k Gy时,其矿化度由3.5%提高到22.8%,当吸收剂量为5 k Gy时,矿化度由14.1%提高到70.1%.在辐解后的溶液中,利用IC检测到硫酸根离子(SO_4~(2-))、甲酸根离子(HCOO~-)和乙酸根离子(CH_3COO~-)3种离子的存在,一部分中间产物通过GC-MS检测得到,常见的含氮离子(NO_2~-、NO_3~-和NH_4~++)并未在溶液中检测到.同时,本研究还深入探讨了SMT辐照降解机理和降解途径.     

电子束辐照降解水中氯霉素的研究

本研究对氯霉素(CAP)在不同条件下的电子束辐照降解进行了研究.结果表明,电子束辐照可有效去除水中CAP,低浓度CAP在酸性条件下的辐照降解更为显著,且降解过程符合准一级动力学模型.通过添加不同的自由基清除剂,发现HO·在CAP降解中起关键作用,此外,CAP分子也会吸收辐照而发生分解.水中共存的阴离子和腐殖酸(HA)对CAP辐照降解均有抑制作用,这跟其与HO·的反应速率常数大小有关,并且反应速率越大,其抑制能力越强.CAP在去离子水中的去除率高于其他实际水体,但辐照剂量为4 k Gy时,污水厂污水过滤水和胶体浓缩液中的CAP也可分别去除89.1%和81.7%.利用GC-MS检测到辐照后溶液中有6种中间产物,主要是通过脱水、不对称中心断键和脱酰胺作用形成.此外,IC检测有Cl-、NO-3和NO-2的产生,并且TOC在一定程度上降低,说明部分CAP被矿化.     

电子加速器辐射处理含氰废水的中试研究

以江苏省某碳纤维生产企业排放的含氰工业废水为研究对象,采用自屏蔽Dynamitron电子加速器(能量0.5~1.0 MeV,束流10~15 mA)开展了处理量为30 m3·d-1的中试实验.通过正交实验设计,研究了不同因素对氰化物降解的影响,优化了操作条件.研究结果表明,加速器辐照能够有效去除废水中的氰化物,当CN-浓度为21.08~117.49 mg·L-1,辐照剂量为1.5 kGy时,CN-的去除率为33.88%~59.25%.臭氧的存在可以显著提高氰化物的去除效率,辐照过程中加入2 mg·L-1的臭氧,在相同辐照剂量下,CN-的去除率可提高到48.19%~82.62%,氰化物的辐射降解可以用准一级反应动力学模型描述.氰化物辐射降解的主要产物为氨氮和氰酸盐.本实验研究是我国第一例运用电子加速器连续辐照处理实际工业废水的中试规模实验,为电离辐射技术在我国废水处理领域中的应用起到了良好的工程示范作用.     

γ-辐照对敌草隆的降解过程及毒性变化分析

采用γ-辐照技术降解水中敌草隆,考察了辐照降解敌草隆的过程以及通过Ames实验和发光细菌实验考察了敌草隆溶液降解前后的毒性变化.结果表明,·OH自由基、·H自由基和e-aq自由基对辐照降解水中敌草隆贡献大小依次为:·OH>e-aq>·H;·OH自由基、e-aq自由基和·H自由基在辐照降解敌草隆过程中量子效率的比例为:3∶1∶2.e-aq自由基、·H自由基和敌草隆及降解产物主要发生脱氯反应和加成反应.随辐照时间的增加,致突变性先增加然后减少;在考察的辐照时间里,敌草隆水溶液辐照前后没有表现出移码型致突变性;但是在辐照时间为22.2 min时,表现出碱基置换型致突变性.随着辐照时间的延长,敌草隆溶液对发光细菌的急性生物毒性先减小然后增加,敌草隆降解后生成了急性毒性更强的物质.     

硝基苯的活性炭吸附-γ辐照降解实验研究

用γ射线破坏水中的污染物质,其实质是由γ射线引发自由基反应,使污染物因氧化而降解。对不同的污染物与反应体系,其辐照降解行为有较大差异。因此,被辐照污染物对辐照反应的特异性,在很大程度上决定着γ辐照作为水处理手段是否具有竞争力。     

硫氰根的γ射线辐照降解研究

研究了60Co源γ射线辐照降解SCN-.在溶液pH=1、pH=3时,25 mg/L的SCN-在6kCy下基本能够得到降解,降解率分别达到98.11%、95.97%, pH=7时,在9kCy下, SCN-的降解率为99.33%;但在碱性条件下,18 kGy的剂量下,才能得到降解,达99.64%(PH=10)和99.93%(pH=12).在高浓度下, SEN-溶液的降解则需要更大的剂量.通过对辐照后的SCN-溶液TOC 和TN的测定可知:辐照法对SCN-溶液除去TOC和TN效果不明显,不同剂量辐照后溶液中SO2-4和NO-3浓度的变化表明, SCN-在γ射线辐照过程中可能的反应历程为:硫元素首先被除去,转变成SO2-4而氮元素则很少转变成NO-3主要是以其它形式的氮存在.     

γ辐照和H2O2联合作用下五氯酚(PCP)的降解

研究了水溶液中的五氯酚(PCP)在γ辐照和过氧化氢(H2O2)联合作用下的降解.PCP的初始浓度为27.7 mg·L-1,外加H2O2的初始浓度为0、50和100 mg·L-1.结果表明,PCP在不同条件下的辐照降解符合准一级动力学方程.当外加H2O2的初始浓度在0～100 mg·L-1时,PCP的去除率、矿化率和脱氯...     

水中磺胺二甲基嘧啶的辐照降解研究

以典型磺胺类抗生素磺胺二甲基嘧啶(SMT)为研究对象,利用电离辐照技术对其进行降解,去除效果良好,采用理论分析与实验验证相结合的方法,揭示了SMT辐照降解特性.通过色谱和化学分析原理,探讨了辐照降解中间产物及其变化规律.进行了污染物初始浓度,初始pH值,气体曝气及自由基消除剂等影响因素实验,分析各因素下SMT降解规律和特性.结果显示,较低的污染物浓度,偏中性的环境,较高的溶解氧含量有利于污染物的降解和矿化.自由基消除剂的加入可极大抑制反应进行,揭示了在SMT辐照降解过程中·OH发挥主导作用,正丁醇的抑制效果远好于HCO_3-.在实际水处理中,通过适当调整溶液浓度,调节pH值,增加曝气量可有效提高磺胺类抗生素的辐照降解效率.     

γ-Al_2O_3催化臭氧氧化降解偶氮染料橙黄G的研究

采用γ-Al2O3作为催化臭氧化催化剂,以偶氮染料橙黄G模拟废水为目标物,分析了γ-Al2O3和臭氧之间的协同作用,考察了催化剂粒径、pH、臭氧浓度等对橙黄G去除率的影响规律;通过添加叔丁醇和紫外-可见吸收光谱法,初步探讨了催化臭氧化处理橙黄G反应机理。结果表明:与单一臭氧降解和单一γ-Al2O3吸附体系相比,O3/γ-Al2O3体系能显著提高色度及COD去除率,体现出良好的协同作用;1000 mg/L的橙黄G模拟废水经120 min反应其色度去除率可达99.9%,COD去除率可以达到76.1%;投加羟基抑制剂叔丁醇,分析得出γ-Al2O3催化臭氧降解橙黄G是臭氧直接作用和羟基自由基共同作用引起的。     

基于细管流紫外反应系统探讨紫外和真空紫外/紫外辐照下水中微量磺胺甲噻二唑的光降解效果

水环境中存在的微量有机污染物可在较低浓度下对人类造成较大的危害.基于细管流紫外反应系统(MFPS)研究了典型微量有机污染物磺胺甲噻二唑(SML)在紫外(UV)和真空紫外/紫外(VUV/UV)辐照下的光降解过程,发现SML在VUV/UV辐照下的降解速率明显快于UV辐照.采用MFPS测定了各光化学动力学参数:UV和VUV/UV辐照下光子剂量基反应速率常数分别为0.88×10~3和4.64×10~3m~2·einstein-1;量子产率分别为0.227和0.379;羟基自由基(HO·)和SML的二级反应速率常数测定为6.59×10~9L·mol~(-1)·s~(-1).探讨了pH值和初始SML浓度对降解效果的影响,结果表明,VUV/UV辐照下pH 7.0时的SML降解速率达到最大,而UV辐照下SML的降解速率随pH增加而逐渐增大;初始SML浓度的增大会降低UV和VUV/UV辐照下的降解速率.此外,本研究表明MFPS作为实验室光反应系统可快速、准确地测量各光反应动力学参数,VUV/UV在去除水中微量有机污染物方面的效果优于UV,可较好的处理水中微量有机污染物.     

ZVI固定床-SBR耦合工艺强化氯代硝基苯的降解

研究了零价铁(ZVI)固定床-序批式生物反应器(SBR)耦合工艺对2-氯硝基苯(2-CINB)转化与降解强化作用.结果表明,ZVI固定床可稳 定还原转化2-CINB为2-氯苯胺(2-CIAn),表面积归一化速率常数(Ksa)为(3.20±0.35)×10-2L·m-2·h-1;ZVI固定床出水作为SBR进水,在HRT为20 h、2-ClAn负荷为3.6～111.8 g·m-3·d-1、COD负荷(外加碳源)为130.9～854.4 g·m-3 d-1条件下稳定运行SBR,其2-ClAn去除率 达99.9%以上,COD去除率达92.3%±5.5%.2-ClAn污泥比降解速率达0.31 g·g-1·d-1;耦合系统在不添加其它碳源、氮源条件下,TOC去除率达95.4%,总氮去除率为46.1%.而以未经ZVI预处理的2-CINB为进水的SBR对照实验发现,2-ClNB去除率仅为25.3%±10.2%.主要以挥发形式去除.研究结果揭示,ZVI-SBR耦合工艺可强化氯代硝基苯类污染物的降解与矿化.     

60Coγ-射线诱变活性污泥辅助处理生活污水的研究

利用^60Coγ-射线辐照处理活性污泥，分析测定了辐照处理前后活性污泥的性质参数、废水的氨氮、COD去除率，并研究了活性污泥总DNA含量变化，通过电泳检测DNA主带差异来比较生物群落的变化，并结合ERIC—PCR群落指纹图谱监测分析了辐照处理前后微生物群落结构的变化规律．研究了不同辐照剂量(50～3000Cy)的^60Coγ-射线辐照处理活性污泥对污水处理效果的影响．结果表明，辐照后的活性污泥SV30、SVI、MLSS、污泥增长率均低于对照，特别是污泥增长率，当辐照剂量为500Gy以上时呈直线下降；辐照处理活性污泥的污水COD去除率也低于对照，氨氮去除率在低剂量(50Gy、100Gy)时分别为92．95％和94．11％，处理效率优于对照，但随着剂量加大处理效果变差；活性污泥经一定的^60Coγ-射线照射后生物相发生了变化，其总DNA的含量，电泳图谱与PCR结果均存在不同程度的差异．当辐射剂量为3000Gy时对微生物杀伤较强，造成活性污泥基因组损害较大，其总DNA的PCR结果出现多态性，即微生物群落发生了本质的变化．     

生物三相流化床A/O2组合工艺在焦化废水处理中的工程应用

针对目前焦化废水处理工程系统停留时间长、处理效率低的现状,采用自行研制的新型结构生物三相流化床来实现A/O2组合作为核心工艺,研究生物处理系统各个单元结构在焦化废水处理中的降解特性及耦合关系.结果表明,生物系统在总停留时间42 h下稳定运行时,厌氧流化床能有效提高焦化废水的可生化性;将废水的BOD5/CODCr(B/C)平均值从0.30提高到0.45,一级好氧流化床能高效降解有机污染物,对CODCr,和酚的平均去除率分别达到87.8%和99.9%,平均处理负荷分别为3.97 kg·m-3·d-1(以CODCr计)和1.01 kg·m-3·d-1(以酚计),二级好氧流化床对NH4 -N平均去除率达到89.9%.出水NH4 -N浓度稳定在15 mg·L-1以下.生物系统出水经过滤混凝沉淀工艺后达到＜钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456-1992)中的一级排放标准.     

电子束辐照技术在化学污染物处理中的应用

电子束辐照技术作为一种新型高氧化技术,具有操作简单、安全、环保性能好等优点,其在化学污染物降解方面的作用逐渐受到了研究者的关注.在此简述了电子束辐照技术降解化学污染物的原理及特点,重点介绍了电子束辐照技术在食品中有害残留物;挥发性有机物、烟气等废气的净化;印染、浸金、苯胺类废水的辐照处理及固体污染物等化学污染物降解中的应用进展,并展望这一技术的发展趋势.     

微气泡臭氧催化氧化-生化耦合处理难降解含氮杂环芳烃

采用微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺对煤化工废水生化出水进行深度处理,考查了污染物去除性能,并分析了处理过程中含氮杂环芳烃类污染物降解和废水可生化性变化.结果表明,微气泡臭氧催化氧化对煤化工废水生化出水COD平均去除率和去除负荷分别为26.4%和1.46kg/(m~3·d),并将废水BOD5/COD值由0.038提高至0.30,从而改善后续生化处理COD去除性能,使得COD总去除率达到62.4%,显著优于单独生化处理.微气泡臭氧催化氧化降解含氮杂环芳烃后释放氨氮,其在后续生化处理中被有效去除.此外,耦合处理对废水UV_(254)的总去除率可达68.9%.对耦合处理过程中废水GC-MS、紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱进行分析,结果表明,含氮杂环芳烃是煤化工废水生化出水中主要难降解污染物.同时证实微气泡臭氧催化氧化可有效降解去除含氮杂环芳烃,生成小分子有机物,提高废水可生化性.