电催化氧化处理难降解废水技术研究进展

电催化氧化处理难降解废水技术已得到了广泛关注.本文从电极材料与应用,电极结构及反应器形状,以及与其它处理方法联用等综述了最新研究进展,并在此基础上总结出了电催化氧化技术今后的发展方向.     

焦化废水生化处理过程中溶解性有机物及毒性变化规律

焦化废水中的溶解性有机物(DOM)作为废水污染物和毒性的主要来源受到广泛关注。厌氧-缺氧-好氧(A-A-O)生物法联合混凝沉淀工艺在焦化废水处理中被广泛应用。于2018年4,7和11月分别采集4座焦化废水处理厂废水,采用光谱学分析手段和水生生物急性毒性试验对A-A-O联合混凝沉淀处理过程中焦化废水的DOM和毒性变化进行分析。结果表明,焦化废水中含有大量不饱和芳香性物质,其中类色氨酸、络氨酸物质占主导,其次为类溶解性微生物代谢产物、类富里酸物质和类腐殖酸类物质;未经处理的焦化废水对藻类和大型溞的急性毒性等级为中毒至高毒。A-A-O联合混凝沉淀处理可去除90%以上的类色氨酸、络氨酸和类富里酸物质,但对类腐殖酸类物质去除率相对较低,仅为约80%,关键去除段为缺氧段和好氧段;该工艺对焦化废水急性毒性削减率为80.51%~94.30%,关键削减段为厌氧段。Pearson相关性分析结果显示,焦化废水溶解性总有机碳(TOC)、类腐殖酸类物质荧光组分C1和类富里酸类物质荧光组分C4与废水急性毒性存在显著正相关关系,可利用其作为水样急性毒性初筛的指示性指标。可为焦化废水生化处理的效能优化和废水毒性控制及安全评估提供科学支撑。     

虚拟现实技术在热能系统中的应用研究

典型热能系统以锅炉设备进行能量转化与利用。以电站锅炉为例,其结构众多,内部烟气、水及蒸汽流程复杂,实际应用中深入理解较困难。虚拟现实（VR）技术可产生几乎等同于真实环境的视觉体验,真正做到“所见即所得”。因此,本文综合运用三维建模、计算机图形学等多种新技术,研究开发了系列基于VR技术的三维锅炉信息集成系统,并以单锅筒纵置式(DZL)工业锅炉与超临界电站锅炉为例进行阐述。VR技术在热能系统中的应用可为工业与发电、特种设备检测单位和高校等提供经济高效的知识获取途径,有效提升现有锅炉运行、管理与培训水平。     

白洋淀夏季汛期入淀河流水体溶解性有机物的光谱特征及来源

溶解性有机物（DOM）是全球最大的有机碳储存库,在天然水体的生物地球化学循环中起着至关重要的作用.河流是连接源头与受纳水体的过渡区,是进行DOM交换的关键环节.因此,运用紫外-可见光谱技术（UV-vis）和三维荧光光谱技术（EEMs）结合平行因子分析法（PARAFAC）,分析了夏季汛期白洋淀流域府河、小白河、白沟引河和瀑河水体中溶解性有机物的光谱特征及其来源.结果表明,府河和小白河水体的a₂₄₅和a₃₅₅显著高于白沟引河和瀑河;E₂/E₃显示入淀河流水体DOM相对分子质量大小为：瀑河>白沟引河>府河>小白河.三维荧光通过PARAFAC共解析出3种组分,分别为类酪氨酸（C1）、陆源类腐殖质（C2）和类色氨酸（C3）;各荧光组分间不存在差异（P>0.05）,C2和C3组分在不同入淀河流间存在差异（P<0.05）;易降解类蛋白质组分（C1+C3）占比高于类腐殖质组分C2.各入淀河流自生源指数BIX都大于1,腐殖化指数HIX都小于4,表明入淀河流水体自生源特征明显,腐殖化程度较弱;府河水体具有最高的FI指数（1.96 ± 0.25）和最低的HIX指数（0.46 ± 0.08）,且沿入淀河流方向自生源特征逐渐加强,表明府河水体呈现更高的内源特征.经入淀河流水体DOM的荧光组分与特征参数相关性分析得出,府河水体与小白河水体相关性呈现相似关系,白沟引河水体与瀑河水体呈现相似关系;各入淀河流水体DOM的荧光组分与水质参数的相关性呈现明显差异,并且与水体氮、磷关联较强;经多元线性回归分析,各入淀河流在C1组分之间不存在显著差异,在C2组分和C3组分之间存在显著差异.综上所述,通过对夏季汛期入淀河流水体的DOM光谱特征及来源的研究,进一步认识了白洋淀入淀河流的碳循环过程.     

光/电/化学催化降解水中二甲基甲酰胺的反应特性

设计了以负载型TiO₂薄膜电极为阳极,以高纯多孔石墨为阴极,以饱和甘汞电极为参比电极的光/电/化学催化反应器,对二甲基甲酰胺(DMF)溶液进行降解. TiO₂/Ti薄膜电极能对阳极槽中的DMF进行降解;同时,阴极槽中产生的过氧化氢(H₂O₂)可与亚铁离子形成Fenton催化体系,对DMF溶液也具有良好的降解作用. 结果表明,在以0.02 mol/L的Na₂SO₄和0.01 mol/L的FeSO₄混合溶液作为支持电解质,初始pH为3.5,阴极电位(-E_c)为0.66 V,曝气强度为1.5 L/min和反应时间为60 min等的条件下,阳极槽和阴极槽中DMF的去除率分别达到85.10%和82.95%.      

三维荧光光谱结合化学分析评价胞外多聚物的提取方法

采用高速离心法、EDTA法、阳离子交换树脂法(CER)、甲醛法和甲醛 NaOH法提取普通活性污泥和好氧颗粒污泥的胞外多聚物(EPS),结合三维荧光光谱对五种方法进行评价,并对EPS中的成分进行分析.结果表明,5个EPS的三维荧光光谱峰值中,2个是类蛋白峰,2个是类富里酸峰,1个是类腐殖酸峰.匀浆对好氧颗粒污泥EPS的提取必不可少.甲醛严重干扰核酸的化学测定.透析前后的EPS提取液均应作为分析对象.单纯高速离心法无法有效提取EPS.CER法不容易造成细胞破壁,是一种比较有效的方法.虽然甲醛 NaOH法对EPS的提取量最大,但对细胞的破壁程度也最大.EDTA会导致溶胞,并严重污染EPS.甲醛 NaOH法和EDTA法都会严重干扰胞外蛋白的三维荧光光谱分析.     

北京市温榆河-北运河水系水质空间分布特征研究

采用水体三维荧光光谱(3D-EEMs)结合平行因子分析(PARAFAC)方法,研究了温榆河-北运河水系溶解性有机物(DOM)的荧光组分及其空间分布特征,并对沿岸污水处理厂、支流、干流的水质参数及其DOM组分之间的相互作用进行了分析。结果表明:温榆河-北运河水系干流溶解性有机碳(DOC)浓度与各支流接近,总磷浓度从上游到下游逐渐降低,氨氮和总磷污染严重。水体DOM共存在2类(4种)荧光组分,包括类腐殖质组分(类腐殖酸,C1;类富里酸,C2)和类蛋白组分(类色氨酸,C3;微生物代谢产物,C4)。污水处理厂出水汇入各支流后,水体DOM中的类腐殖质组分的比例上升。荧光比例显示,各河流DOM以C3组分为主,占比为24.76%~40.27%。水体荧光指数(1.58~1.72)、自生源指数(0.96~1.17)及腐殖化指数(0.74~0.81)计算结果指明,该水体的DOM组成具有内源和外源的双重特性,整体腐殖化程度低且自生源特性强。DOC与C1、C2和C4组分呈现极显著正相关,表明荧光组分可用于动态跟踪河流有机物;总氮与C1、C2组分呈极显著正相关,说明类腐殖质组分会对氮污染物浓度产生重要影响;总磷与自生源指数呈显著负相关(P＜0.05),表现为DOM腐殖化程度越高,总磷浓度越低。     

提金含氰废水中电沉积铜的热力学分析

从热力学角度,结合有关热力学原理,利用热力学数据,计算出电沉积铜在常温及非常温下的标准电极电位φ0T,同时分析了铜与锌共沉积的有关热力学条件,为处理含氰废液电沉积铜提供了理论依据。      

湍球塔内气流分布优化的数值计算及试验

通过对湍球塔（TCA）内三维流场的数值计算,找到了较佳的结构参数,在此基础上进行的试验表明,计算结果与试验结果相吻合。计算程序可为TCA的设计及保证其长期安全经济运行提供理论依据。     

藻类的三维荧光光谱辨别及算法研究

采用三维荧光技术分析了栅藻,微囊藻和小环藻的色素组成.通过对3种藻的特殊激发谱线的分析,采用435,485,525,630nm作为叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c与藻蓝胆素的特征激发波长,采用684nm作为发射波长,建立了3种藻叶绿素浓度与藻密度的荧光强度矩阵方程.根据水样的标准荧光光谱和4个激发波长可以计算出每种藻类的叶绿素浓度与藻密度.