二氧化硫/水/空气体系气溶胶成核实验研究

以X-射线为辐射电离源对二氧化硫/水/空气体系的气溶胶成核过程进行了研究.实验结果表明,新生粒子来源于离子诱导成核与均相成核两种机制,前者产生带电颗粒,后者产生中性颗粒.离子对粒子成核有着重要的贡献,对粒子生长作用不明显,SO2对粒子成核与生长均有贡献.成核粒子谱分布呈双峰模式,其峰值会随着气体流速发生偏移.在低SO2浓度情况下,离子诱导成核占主导地位,随着SO2浓度的增加,均相成核的作用越来越明显.     

NO2对SO2/H2O/空气体系气溶胶成核过程的影响

为研究NO₂对SO₂/H₂O/空气体系气溶胶成核过程的影响,采用纳米扫描迁移率粒子粒径谱仪(Nano-SMPS),对NO₂/SO₂/H₂O/空气混合气体在X-射线作用下生成粒子的粒径和浓度进行测量. 结果表明,粒子的粒径在2.0~63.8 nm之间,最高数浓度可达到1.4×107 cm-3. 成核粒子谱的分布呈双峰模式,其中一个谱峰中心位置在4.0 nm附近,另一个在7.0~14.6 nm之间,分别对应于均相成核和离子诱导成核两种过程. 在均相成核方面,NO₂和SO₂均能参与气溶胶成核,而对气溶胶的生长没有明显影响,粒子的粒径主要集中在4.0 nm附近. 在离子诱导成核方面,当混合气体中φ(SO₂)低于2.12×10-6时,加入NO₂可促进粒子生成;而当超过该值时,NO₂的加入反而会降低气溶胶成核粒子的总数浓度. 当φ(SO₂)为3.61×10-6时,在φ(NO₂)分别为0.13×10-6、0.18×10-6和0.84×10-6的条件下,气溶胶成核粒子的总数浓度比不含NO₂下分别减少了25.9%、33.1%和49.0%. 研究显示,NO₂和SO₂对·OH的反应竞争作用是影响NO₂/SO₂/H₂O/空气体系气溶胶成核的重要机制.      

湿法脱硫系统中二水硫酸钙结晶特性分析

为解决脱硫塔内部结垢问题,通过探究系统温度、pH值、过饱和度对二水硫酸钙结晶诱导时间的影响,以及不同过饱和度下Cl~-、Na~+和Mg~(2+)对晶体诱导时间、抑制效率、表面能和成核率的影响来表征结晶成垢的趋势。结果表明:温度和过饱和度升高均会显著缩短二水硫酸钙结晶诱导时间,而pH值的影响相对较小;添加Mg~(2+)、Cl~-、Na~+可以延长结晶诱导时间、增大晶体表面能并缩小晶体成核速率,且均对二水硫酸钙的结晶起到抑制作用,抑制强度遵循Mg~(2+)>Cl~->Na~+的规律。     

铜铁氧体法处理模拟染料废水

探讨了不同反应条件对铜铁氧体法(in situ copper ferrite process)处理亚甲基蓝、结晶紫、刚果红和酒石黄这4种不同模拟染料废水的效果,并以亚甲基蓝模拟染料废水为例,研究了铁氧体法处理染料废水的反应热力学和生成沉淀物的物理化学性质,提出了铜铁氧体法处理模拟染料废水的主要机制.结果表明,通过调节铜铁氧体法的反应条件对4种模拟染料废水均可取得良好的处理效果.在c(Cu2+)=0.01 mol·L-1,c(Fe2+)=0.025 mol·L-1,c(OH)/c(M)=1.7(投加的氢氧根离子与金属的摩尔比),T=40℃,t=60 min的条件下,铜铁氧体法对亚甲基蓝、酒石黄、结晶紫、刚果红这4种模拟染料废水的最大处理能力分别达到349.2、382.2、402.5、831.8 mg·g-1.铜铁氧体法处理模拟染料废水的机制主要是高活性的新生态Fe-Cu沉淀物对染料分子的高效吸附和在沉淀物聚集过程中的卷扫、包裹作用.沉淀物通过磁分离、分解提纯、高温煅烧可生成铜铁氧体晶体材料回收利用.     

电絮凝-膜过滤技术处理含铜废水的研究

为了有效控制重金属废水对环境的污染,采用电絮凝-膜过滤技术处理含铜废水,考察了进水pH、电极电流密度和水流量对铜去除率的影响。结果表明:该技术的最佳进水pH值为5.8,电极电流密度为10 A/m2,水流量为2 L/min。在此条件下,对不同浓度的含铜废水进行处理,铜去除率均在95%以上,最高可达99.02%。由此可见,电絮凝-膜过滤技术对含铜废水具有良好的处理效果。     

电絮凝处理含铜废水的试验研究

针对含铜废水对生态环境的严重污染问题,提出了电絮凝法处理含铜废水中的Cu2＋,讨论了溶液初始pH、电流密度、电极间距、电絮凝时间等因素对去除效果的影响.确定了最佳电絮凝条件,即在初始pH=5.0,电流密度为6 mA/cm2,电极间距为1 cm,处理时间为30 min的工艺条件下,含铜废水中Cu2＋去除率为98.5％.     

微波诱导氧化处理雅格素红BF-3B150%染料废水的研究

以颗粒活性炭为催化剂 ,建立了微波诱导氧化工艺 ,对雅格素红BF 3B15 0 %染料废水进行了有效处理 .分别考查了废水初始浓度、微波功率、微波辐照时间、活性炭粒径、活性炭用量和废水pH值对废水处理效果的影响 .该工艺对稀释 10 0倍后的实际废水 (原水COD为 2 82 4 0mg·L-1)最佳处理工艺条件为 :微波辐照时间 6min、微波辐射功率 6 5 0W、活性炭用量为 8g、活性炭粒径 2 0目以下 ,微波诱导催化氧化在酸性条件下比在碱性条件下的处理效果要好 .在此工艺条件下 ,废水脱色率达99 6 %、COD去除率达 96 8% .微波辐射雅格素红染料废水脱色表观反应动力学研究表明 ,该反应近似一级反应 ,动力学常数为 0 735 1min-1,半衰期为 0 94min .微波诱导氧化、活性炭吸附和单纯微波辐射 3种不同工艺的对比实验表明 ,微波诱导氧化工艺具有明显的优越性 ,且不会对环境造成二次污染     

超声波诱导催化氧化处理有机化学实验室废水的初步试验

采用超声波诱导催化氧化处理有机化学实验室废水,探讨了超声辐射时间等因素对有机化学实验室废水处理效果的影响,获得了最佳工艺条件：100mLCOD为4632mg／L的废水（初始pH值=3）在超声辐射反应时间50min,Fe^2＋离子浓度为100mg/L,H2O2浓度为800mg／L的条件下,COD去除率达到79％。     

二氧化氯催化氧化处理高浓度橡胶促进剂废水的研究

以橡胶促进剂废水为研究对象,采用二氧化氯（ClO2）对高浓度橡胶促进剂废水进行催化氧化实验。重点考察了二氧化氯（ClO2）在不同反应条件下处理废水的效果和反应的影响因素及处理后出水的可生化性。设计了在不同反应时间、pH值、试剂投加质量浓度等条件下COD的去除实验。结果表明：二氧化氯（ClO2）处理橡胶促进刹废水的最佳操作条件为：反应时间为2h,pH值为9、二氧化氯（ClO2）（以有效氯计）的投加量的质量浓度为500mg／L,COD去除率能够达到85％以上;催化氧化提高了废水的B／C比,出水经过生化处理后可达标排放。     

高级氧化技术治理钻井废水的研究

以油气田现场钻井废水为研究对象,对经过物理化学脱稳、机械分离后的废水进行O3预氧化-中间混凝-O3/H2O2深度氧化工艺.着重考察了该工艺中的体系pH值、O3/H2O2的加量比例、反应时间等工艺条件.找出了最佳的条件,在最佳条件下的出水CODcr为142 mg/L,去除率高达96.7%,已达到国家二级排放标准.     

碳酸盐体系中pH对Cu2+诱导结晶过程的影响

在流化床中,以含Cu2+废水为处理对象,考察了碳酸盐体系中pH的改变对Cu2+诱导结晶过程的影响. 结果表明:当进水ρ(Cu2+)为200 mg/L、沉淀剂pH为10.2时,经回流系统拦截,微晶产率可降低0.5%~1.0%,Cu2+的去除率可达99.0%以上. 经XRD(X射线衍射)分析表明,结晶产物以碱式碳酸铜为主,晶型呈短杆状,尺寸较为均一;当沉淀剂pH升至12.2时,Cu2+的去除率降至95.0%,系统出水结晶产物晶型特征不明显,尺寸不均,XRD结果显示为氢氧化铜、碱式碳酸铜、碳酸钙等混合结晶产物,晶体衍射峰多存在宽化现象,表明高pH下结晶产物晶化程度较低.      

诱导结晶反应器运行性能研究

以含铜废水为处理对象,将流化床和固定床两种诱导结晶反应器进行对比试验。结果表明:当进水含铜浓度为20 mg/L时,流化床反应器出水含铜量为0～2 mg/L,出水含铜量在0～11 mg/L;利用SEM-EDS可以发现,流化床形成的结晶产物生长致密、晶形明确、产物纯度高,固定床形成的结晶产物在载体表面分布不均、结构疏松,纯度较低。     

雾天气下二次气溶胶均质成核生长过程

二次气溶胶的核化过程涉及分子杂乱运动和碰撞,在分子间的范德华力作用下,大气环境系统中产生分子聚合,形成分子团、胚胎和核.基于此建立二次气溶胶核化和生长模型,并且采用颗粒群平衡模拟和多重蒙特卡洛方法,对雾天气下水汽均质同分子核化及H₂O-H₂SO₄均质异分子核化的过程开展热力学和动力学数值研究. 结果表明:在水汽均质核化过程中,当水汽过饱和比从2增至10时,水汽的成核速率增加约73个数量级,形成临界胚胎所需的分子数降低了97.3%. 而对于H₂O-H₂SO₄均质异分子核化过程,在环境温度271.15 K,气态H₂SO₄分子数浓度为5×107cm-3条件下,当RH(相对湿度)由80%增至100%时,二次气溶胶成核速率增加1.4倍;在气态H₂SO₄分子数浓度较高、RH较大时,核化形成的临界胚胎粒径较小. 经过均质核化生长后,二次气溶胶粒径处于1.5～3.5 nm.      

细菌气溶胶在大气冰核核化过程中作用的研究进展

介绍了大气中细菌气溶胶的种类和浓度分布的变化特征,对冰核细菌促进冰核核化的分子生物学机制,影响成冰活性的因素以及冰核在大气冰核核化过程中作用的研究进展等做了重点介绍,对冰核细菌的生物学、分子生物学和形态学及其实际应用等方面的研究进展也做了讨论,同时也指出了今后需要进一步研究的问题,尤其是生物冰核在云和降水中作用方面的问题.     

Catalytic wet air oxidation for the treatment of emulsifying wastewater

The wet air oxidation (WAO) and catalytic WAO(CWAO) of the high strength emulsifying wastewater containing nonionic surfactants have been investigated in terms of COD and TOC removal. The WAO and homogeneous CWAO processes were carried out at the temperature from 433 K to 513 K, with initial oxygen pressure 1.2 MPa. It was found that homogeneous catalyst copper(Cu(NO3)2) had an fairly good catalytic activity for the WAO process, and the oxidation was catalyzed when the temperature was higher than 473K. Moreover, several heterogeneous catalysts were proved to be effective for the WAO process. At the temperature 473 K, after 2h reaction, WAO process could achieve about 75% COD removal and 66% TOC removal, while catalysts Cu/Al2O3 and Mn-Ce/Al2O3 elevated the COD removal up to 86%-89% and that of TOC up to 82%. However, complete elimination of COD and TOC was proved to be difficult even the best non-noble catalyst was used. Therefore, the effluent from WAO or CWAO process need to be further disposed. The bioassay proved that the effluent from WAO process was amenable to the biochemical method.     

改性聚乙烯亚胺捕集和回收水中的Cu2+

为提高含铜废水的处理效果及简化处理流程,采用CS₂、NaOH对聚乙烯亚胺进行改性,制备出一种新型高分子絮凝剂--PEX（聚乙烯亚胺基黄原酸钠）.以含Cu2+水样为处理对象,探讨了初始ρ（Cu2+）、pH、共存无机物质、有机物质以及浊度对PEX捕集Cu2+性能的影响,并考察了螯合絮体中Cu2+的回收情况.结果表明:PEX对含Cu2+水样具有很好的捕集性能,Cu2+去除率最高可达到100%;PEX对Cu2+的去除效果随着水样初始pH的升高而增强,但pH位于PEX等电点处时,Cu2+去除率有所降低.在较低的PEX投加量下,水样中共存的NaCl、CaCl₂、NaNO₃、Na₂SO₄、柠檬酸、焦磷酸钠对PEX去除Cu2+均可起到促进作用,而共存的EDTA、氨基乙酸、浊度对PEX去除Cu2+具有一定的抑制作用;增加PEX投加量后,可减弱或消除上述影响.螯合絮体采用HNO₃溶液进行静态浸泡30 d后,Cu的回收率可达100%.研究显示,PEX能有效去除和回收水样中的Cu2+.      

Water softening by induced crystallization in fluidized bed

Fluidized bed and induced crystallization technology were combined to design a new type of induced crystallization fluidized bed reactor. The added particulate matter served as crystal nucleus to induce crystallization so that the insoluble material, which was in a saturated state, could precipitate on its surface. In this study, by filling the fluidized bed with quartz sand and by adjusting water p H, precipitation of calcium carbonate was induced on the surface of quartz sand, and the removal of water hardness was achieved.With a reactor influent flow of 60 L/hr, a fixed-bed height of 0.5 m, pH value of 9.5, quartz sand nuclear diameter of 0.2–0.4 mm, and a reflux ratio of 60%, the effluent concentration of calcium hardness was reduced to 60 mg/L and 86.6% removal efficiency was achieved. The resulting effluent reached the quality standard set for circulating cooling water. Majority of the material on the surface of quartz sand was calculated to be calcium carbonate based on energy spectrum analysis and moisture content was around 15.994%. With the low moisture content, dewatering treatment is no longer required and this results to cost savings on total water treatment process.     

Phosphate removal and recovery through crystallization of hydroxyapatite using xonotlite as seed crystal

Xonotlite was synthesized and tested for phosphate removal and recovery from synthetic solution in a batch mode. The e ects of pH, initial calcium concentration, bicarbonate concentration on phosphate removal through crystallization were examined. The morphology and X-ray di raction (XRD) pattern of xonotlite before and after crystallization confirmed the formation of crystalline hydroxyapatite. The results indicated that the crystallization product had a very high P content (> 10%), which is comparable to phosphate rock at the dosage of 50–200 mg xonotlite per liter, with a maximum P content of 16.7%. The kinetics of phosphate removal followed the second-order reaction equation. The phosphate removal ability increased with increasing pH. The precipitation of calcium phosphate took place when pH was higher than 7.2, whereas the crystallization occurred at pH 6.0. A high calcium concentration could promote the removal of phosphate via crystallization, while a high bicarbonate concentration also enhanced phosphate removal, through that the pH was increased and thus induced the precipitation process. When xonotlite was used to remove phosphate from wastewater, the removal e ciency could reach 91.3% after 24 h reaction, with removal capacity 137 mg/g. The results indicated that xonotlite might be used as an e ective crystal seed for the removal and recovery of phosphate from aqueous solution.     

石墨烯掺杂分子筛负载氧化铁芬顿催化降解苯酚影响因素的研究

通过水热晶化法制备了石墨烯掺杂介孔分子筛MCM-41复合载体,利用该载体浸渍负载氧化铁制备了非均相芬顿催化剂gh-MCM-41-Fe.以苯酚为模拟有机废水,考察了催化剂和H2O2投加量、水质因素(苯酚初始浓度、反应温度和水中腐殖酸和草酸)等对gh-MCM-41-Fe芬顿催化降解苯酚效能的影响.结果表明,当苯酚初始浓度为100 mg·L-1,催化剂在60 min催化降解苯酚去除率高达97.6%,COD去除率为65.9%,反应符合准一级反应动力学模型;苯酚降解速率随着催化剂和H2O2投加量的增加而增加,但投加过多会消耗·OH自由基从而不利苯酚降解过程;苯酚初始浓度从10 mg·L-1增至100 mg·L-1,苯酚降解速率相应降低,但体系中H2O2及·OH自由基的有效利用率反而增加;反应温度对于苯酚废水降解率和COD去除率影响不大,反应表观频率因子为105.68 min-1,表观活化能为18.43 k J·mol-1;腐殖酸和草酸对苯酚废水降解和COD去除均有抑制作用.