改性污泥基吸附剂深度处理出水有机物的研究

本研究通过对污泥热解碳化,并负载传统的混凝剂制成改性污泥基吸附剂（Modified Sludge-Based Adsorbents, MSBAs）,用来深度处理超短污泥龄活性污泥工艺出水有机物（COD）.同时,以总有机物（TCOD）和溶解性有机物（SCOD）去除率及处理前后各类有机物组分特征变化为指标,评价MSBAs深度处理出水中有机物的效果及处理后污水中有机物的潜在风险.结果表明,改性后的污泥基吸附剂均有较好的有机物吸附效果,TCOD的去除效率可达到32.6%以上,其中,Fe₂（SO₄）₃改性制备的污泥基吸附剂对有机物的去除能力最大,TCOD最大的去除效率为42.5%,其中,SCOD最大的去除效率为44.1%.有机物特征分析结果显示,4种MSBAs对污水中疏水酸性有机物（HPO-A）有较好的去除效果,且处理后污水中有机物芳香构造化程度增加,稳定性增加,污水消毒副产物的产生可能性大大降低.     

低温条件下基于TMVOC的土壤气相抽提技术数值模拟

为研究低温条件下土壤气相抽提技术对包气带中苯系物的去除效果、解决修复技术有效性评估等难题,基于TMVOC模型模拟砂箱试验,从浓度梯度、相间转化、饱和度变化等方面分析土壤气相抽提技术对污染物空间分布规律的影响机理.结果表明,TMVOC模拟苯系物浓度的计算值与试验测量值的拟合效果较好;低温条件下,砂箱土体中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯的去除率分别为89.8%、71.3%、29.7%、14.4%.两次抽提过程中,苯在"气-液-NAPL（non-aqueous phase liquid）"三相中的质量均减少,减少比例近似为2:7:1,苯在液相中的质量减幅最大;在间歇期,苯由"NAPL相"以近似3:7的比例向"气、液"两相运移.在砂箱土体上部和中部NAPL相饱和度保持为0,"气-液"两相共存,间接表明苯系物在"气-液"两相间发生运移;在砂箱土体底部污染源附近"气-液-NAPL"相共存,间接表明苯系物在"气-液-NAPL"相间发生运移,抽提作用使得气相与液相饱和度升高、NAPL相饱和度降低.      

热强化气相抽提对不同质地土壤中苯去除的影响

研究应用电阻加热强化气相抽提技术对砂土、壤土和黏土中苯去除效果的影响及作用机制.与常规抽提结果相比,在热强化处理作用下气相抽提对砂土和壤土中苯的去除效率提高了13.1%和12.3%,处理时间分别降低75%和14%.热强化处理使得黏土含水率下降,土壤渗透率升高,黏土颗粒表面羧基和乙基的吸收峰消失,有机质含量减少,苯的去除效率与对照相比提高了34%.对于砂土和壤土,热强化主要是通过促进苯在土体中扩散来提高去除效率,从而实现在较短时间内污染物质的大量去除;而对于黏土则是通过降低土壤颗粒表面有机基团的含量,从而降低污染物和土壤颗粒的吸附能力,并通过降低含水率和升高渗透率从而提高土壤中气体的扩散性能,以达到增强气相抽提效果的目的.     

基于TMVOC的水位波动带土壤气相抽提模拟

为探究水位波动对土壤气相抽提（Soil Vapor Extraction，SVE）修复的影响，以西北某傍河石化场地为研究对象，利用TMVOC模拟苯系物的自然衰减过程及不同水位状态下SVE修复过程，从修复效果、相间转化、饱和度演变等方面比较不同条件下苯系物的衰减率.结果显示，该场地较佳的抽提井的压强为9.1×10⁴Pa，影响半径为8m；苯系物在自然衰减、水位稳定状态下SVE修复及水位波动状态下SVE修复12个月后的质量损失分别为17%、85%、96%；水位稳定和水位波动状态下SVE修复12个月后，非水相液体（Non-Aqueous Phase Liquids，NAPL）的饱和度最大可达到0.066和0.044；水位稳定状态下，苯系物在"气-液-NAPL"相去除率逐渐降低，水位波动状态下，在水位下降的阶段，更多的NAPL相苯系物转化为气相，并被抽提气流携带去除.     

混凝-活性炭吸附对化工废水深度处理效果的研究

通过试验对比了活性炭吸附法、混凝-活性炭吸附法深度处理化工废水中有机物的去除效果。在对影响深度处理化工废水中有机物的去除率的各种要素如投加量、配比、吸附时间、pH值等条件进行试验后,得出了去除有机物的最佳试验条件。结果表明,对混凝-活性炭吸附法深度处理化工废水中的有机物而言,混凝可以有效去除浊度,去除率达93.9%以上,活性炭对有机物去除效果明显,其最佳投加量为35mg/L。     

建筑废弃物对水体有机物和总磷的去除效果及作用方式

文章通过研究加气块、混凝土、砂浆和红砖4种建筑废弃物对水体有机物和总磷（TP）的去除效果和作用方式发现：4种建筑废弃物均可实现水体中有机物和TP的去除,其中加气块（平均去除率>50%,去除量达0.33 mg/g）和红砖（平均去除率>35%,去除量达0.22 mg/g）具有较高的有机物去除效果,砂浆（平均去除率>70%,去除量达0.018mg/g）和加气块（平均去除率超过45%,去除量达0.013 mg/g）具有较高的TP去除效果;4种建筑废弃物均可能通过水合有机物物理吸附的方式去除有机物,加气块、混凝土、砂浆可能通过磷酸钙类沉淀生成型化学吸附方式去除TP,红砖可能通过磷酸铝类表面络合型化学吸附方式去除TP。该研究有助于深化建筑废弃物用于水污染控制的机理认知并帮助改进其技术参数。     

表面活性剂增强修复地下水中PCE的砂箱实验及模拟

在石英砂充填的二维砂箱中开展表面活性剂（Tween 80）冲洗四氯乙烯（PCE）的修复实验,基于图像分析技术监测不同污染源区结构条件下NAPL相的去除过程.由于实验条件限制,实验中缺乏溶解相浓度数据.为此进一步基于UTCHEM数值模拟方法来理解NAPL相和溶解态之间的质量传输过程,并探讨表面活性剂浓度、注入速率等因素对修复效率的影响.综合砂箱实验和数值模拟结果表明：介质均质和非均质条件下会形成不同类型DNAPL污染源区结构,表现为离散状PCE与池状PCE体积比（GTP）差异.由于离散状污染物与表面活性剂的接触面积更大,更易被优先去除;初始GTP值越高,污染物的修复速率和修复效率也越高.增大表面活性剂浓度或提高表面活性剂的注入速率,虽然能提高DNAPL的修复速率,但会明显降低表面活性剂的修复效率,实验过程中修复效率降幅可达93%.线性驱动溶解模型可以有效地模拟表面活性剂修复DNAPLs过程,基于数值模拟方法选择合适的表面活性剂配比可有效的节省实际污染场址修复经费和时间成本.     

VOCs相间非平衡态迁移对土壤修复效果的影响

挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）普遍存在于工业污染场地,因其易迁移和难降解的特性而受到广泛关注.修复VOCs污染场地时通常存在拖尾、反弹和二次污染物释放的现象,限制了对VOCs的修复效率,这些现象均与修复过程中VOCs在相间的非平衡态迁移有关,但目前仍缺乏定量化的研究.基于此,选择四氯化碳为典型的VOCs,采用沙箱试验,探究了VOCs的相间非平衡态迁移在表面通风、土壤挖掘以及热脱附和气相抽提联用技术应用过程中对土壤修复的影响.结果表明:在表面通风和土壤挖掘过程中能产生较为显著的二次污染物释放现象;在热脱附和气相抽提联用技术的修复过程中能产生拖尾现象,而在修复结束后则会产生反弹现象,这些现象均为相间非平衡态迁移的表现形式.其中,在表面通风、土壤挖掘以及热脱附和气相抽提联用技术修复过程中,四氯化碳释放通量的最大反弹幅度分别为0.69、2.80和64.00倍,表明相间非平衡态迁移对热脱附和气相抽提联用技术产生的影响最大.研究显示,相间非平衡态迁移在不同的土壤修复工艺中均有体现,严重限制了土壤修复的效率,需要引起土壤修复工作者的高度重视.      

微气泡臭氧化预处理实际制药废水去除SS和有机物性能

采用臭氧微气泡预处理实际制药废水,并与氮气微气泡、臭氧普通气泡和氮气普通气泡处理过程比较,考察悬浮固体（SS）和有机物去除过程和性能.结果表明,臭氧微气泡存在强吸附-气浮-氧化作用,显著增强SS去除能力,60 min时SS去除率可达到81.67%,同时SS粒径减小,SS表面负电荷转变为正电荷.微气泡臭氧化具有强·OH氧化作用,显著增强有机物降解去除能力,60 min时溶解性COD （SCOD）去除率可达到36.60%,且SS去除可加速SCOD去除,UV₂₅₄去除率可达到36.91%,同时可生化性改善和生物毒性消除作用明显.三维荧光和GC-MS分析表明,微气泡臭氧化可有效氧化破坏废水中复杂结构大分子有机物,显著降低废水中有机物芳香性.微气泡臭氧化可为高浓度难降解实际制药废水提供高效可行的预处理手段.     

溴离子和溴酸盐活性炭竞争吸附及溴酸盐生成影响

采用3种活性炭对水体中溴离子和溴酸盐的吸附去除规律进行了考察.结果表明,单吸附条件下溴离子和溴酸盐的吸附去除效率分别达到69%和88%以上,双吸附质条件时溴离子去除率减少到10%.溴酸盐去除率为60%以上;有机物与溴酸盐之间存在竞争吸附关系,AC-400的孔径分布条件更适合于有机物的吸附过程.而不利于溴酸盐的吸附,在低浓度平衡溶液条件下(ce＜72 mg·L-1),AC-100对有机物的吸附能力较高,在溶液平衡浓度72mg·L-1＜ce＜211 mg·L-1条件时,AC-150对有机物的吸附能力较强,影响程度取决于活性炭比表面积和粒度分布等因素;溴酸盐的去除效率同时受到水体中氨含量和pH的影响,氨含量超过200μg/L以上溴酸盐减少量变化不显著,较低pH值溴酸盐生成量较少.     

快速检测净水器中活性炭的吸附效果

对于采用氯及其制剂进行消毒的自来水，净水器活必不仅吸附水中有机物，也吸附水中余氯。活性炭对有机物的去除率与对余氯的去除率有很好的相关性。通过测定余氯去除率来表征对水中有机物的去除能力，即间接判断净水器中活性炭吸附效果是可行的。机理研究表明，活性炭吸附有机物，有效吸附面积下降，导致活炭对余氯去除率下降。本研究提供了一种可快速、简便而有效的检验活性炭吸附效果的方法。     

铝污泥酸化提取液改性沸石的除磷特性及机制

为了提高沸石的除磷能力并降低改性成本,以给水厂铝污泥为铝源,采用酸化提取液合成层状双氢氧化物(LDHs)覆膜于沸石表面制备改性沸石,分别测定原沸石、Al-Zn改性沸石及铝污泥改性沸石的表面特性和化学组分,分析等温吸附及吸附动力学特性,探讨铝污泥改性沸石的除磷性能及除磷机制.结果表明,最佳酸化提取条件为60 min、150 r·min~(-1)和p H1. 0,该条件下1 g铝污泥(干重)可提取77 mg的铝;改性沸石的饱和吸附容量和解吸性能较原沸石显著提高,尤其是铝污泥改性沸石,其理论最大吸附量从30. 24 mg·kg~(-1)提升至170. 40 mg·kg~(-1);改性使得沸石对磷酸盐的主要吸附类型由物理吸附向化学吸附转变.以铝污泥为铝源改性沸石能有效地提高其对磷酸盐的吸附能力及再生能力,在降低磷浓度过高引发的水体富营养化风险的同时,实现以废治废的目的.     

Development of metal organic fromwork-199 immobilized zeolite foam for adsorption of common indoor VOCs

Reticulated foam shaped adsorbents are more efficient for the removal of volatile organic compounds(VOCs),particularly from low VOC-concentration indoor air streams. In this study composite structure of zeolite and metal organic frameworks(MOFs),referred as ZMF,has been fabricated by immobilization of fine MOF-199 powder on foam shaped Zeolite Socony Mobil-5(ZSM-5)Zeolitic structure,referred as ZF. The ZMF possess a uniform and well-dispersed coating of MOF-199 on the porous framework of ZF. It shows higher surface area,pore volume,and VOCs adsorption capacity,as compared to ZF-structure.Post-fabrication changes in selective adsorption properties of ZMF were studied with three common indoor VOCs(benzene,n-hexane,and cyclohexane),using gravimetric adsorption technique. The adsorption capacity of ZMF with different VOCs follow the order of benzene n-hexane cyclohexane. In comparison with MOF-199 and ZF,the composite structure ZMF shows improvement in selectivity for benzene from other two VOCs. Further,improvement in efficiency and stability of prepared ZMF was found to be associated with its high MOF loading capacity and unique morphological and structural properties. The developed composite structure with improved VOCs removal and recyclability could be a promising material for small to limited scale air pollution treatment units.     

Development of metal organic framework-199 immobilized zeolite foam for adsorption of common indoor VOCs

Reticulated foam shaped adsorbents are more efficient for the removal of volatile organic compounds (VOCs), particularly from low VOC-concentration indoor air streams. In this study composite structure of zeolite and metal organic frameworks (MOFs), referred as ZMF, has been fabricated by immobilization of fine MOF-199 powder on foam shaped Zeolite Socony Mobil-5 (ZSM-5) Zeolitic structure, referred as ZF. The ZMF possess a uniform and well-dispersed coating of MOF-199 on the porous framework of ZF. It shows higher surface area, pore volume, and VOCs adsorption capacity, as compared to ZF-structure. Post-fabrication changes in selective adsorption properties of ZMF were studied with three common indoor VOCs (benzene, n-hexane, and cyclohexane), using gravimetric adsorption technique. The adsorption capacity of ZMF with different VOCs follow the order of benzene > n-hexane > cyclohexane. In comparison with MOF-199 and ZF, the composite structure ZMF shows improvement in selectivity for benzene from other two VOCs. Further, improvement in efficiency and stability of prepared ZMF was found to be associated with its high MOF loading capacity and unique morphological and structural properties. The developed composite structure with improved VOCs removal and recyclability could be a promising material for small to limited scale air pollution treatment units.     

吸收法处理挥发性有机物研究进展

挥发性有机物（VOCs）对环境造成严重污染,危害人体健康,已成为全社会共同关注的环境问题。吸收法作为一种重要的VOCs末端处理技术,具有工艺简单、适应性强、二次污染少、投资运行成本低等优势。吸收剂与吸收设备是制约吸收法处理VOCs效率的关键因素,在介绍VOCs的危害及常见治理技术的基础上,简述4类常用VOCs吸收剂（有机溶剂、表面活性剂、微乳液及离子液体）与2种常用VOCs吸收设备（填料塔与超重力旋转填料床）的最新国内外研究成果,概述VOCs吸收剂再生与重复利用的方法。最后,针对吸收法处理VOCs目前存在的问题,提出了今后的重点研发方向。     

MOFs基多孔材料吸附去除VOCs的研究进展

大气中挥发性有机物（VOCs）严重威胁生态环境和人类健康,其治理迫在眉睫。吸附法因操作简单、效率高、能耗低等优势成为目前处理VOCs最经济有效的方法之一。但传统吸附材料如分子筛、活性炭、硅藻土等存在吸附容量小、易堵塞、选择性低且再生困难等问题。因此,发展高效稳定的VOCs吸附材料仍是目前的研究热点。金属有机框架材料（metal-organic frameworks,MOFs）是一种比表面积高、孔道结构丰富的新型多孔材料,在VOCs吸附净化方面具有良好的应用潜力。针对近10年MOFs基多孔材料吸附去除VOCs的研究,从MOFs的结构和特点出发,详述MOFs的分类及其复合材料的类型,基于MOFs基多孔材料吸附VOCs过程中的影响因素和机制,对其在VOCs吸附应用方面的研究进展进行总结,并对其在该领域的未来发展进行展望。     

吸收法处理玉米深加工过程异味气体的实验研究

为解决玉米深加工过程中产生的异味气体造成的环境污染问题,采用吸收法对玉米深加工的废气中VOCs进行了处理实验,分别测定了不同吸收剂(清水、3%碱液、1.25%硫酸、森林之源除臭剂、烷基苯磺酸钠溶液、非离子型相转移试剂X溶液)对VOCs的去除效果,并和生物洗涤法进行比较分析,其中,0.03%非离子型相转移试剂溶液对玉米深加工废气中VOCs可以达到95%以上的去除效果,吸收液可送废水处理设施处理。     

插层水滑石的组装及对对硝基甲苯的吸附

采取一步改性、离子交换和焙烧复原3种方法实现阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)插层Mg3Al-NO3-水滑石(HT)的组装,通过XRD、FT-IR、TEM、TOC、NMR等表征手段对插层水滑石(SDS-HT)进行表征.研究了SDS-HT吸附对硝基甲苯的性能及影响因素,探讨了其吸附机理,并定量描述了分配作用和表面吸附对总吸附量的相对贡献.结果表明,3种插层方法均制备了层状结构良好的阴离子黏土,其中焙烧复原法制备的样品SDS含量最多. SDS在SDS-HT中形成了增溶(分配)作用较强的有机相,并影响表面吸附作用和分配作用在吸附过程中的贡献率.3种样品对对硝基甲苯均有良好的吸附作用,在本研究浓度范围内,对硝基甲苯的吸附主要由表面吸附作用提供,焙烧复原法所得样品平衡浓度为162mg/L时的吸附量最大,为44.5mg/g.