燃煤电厂超低排放气态污染物监测技术综述

介绍了燃煤电厂超低排放气态污染物监测系统的采样系统和分析单元,分析了其各自的优缺点。对稀释抽取式、冷干抽取式和热湿抽取式3种采样方法,以及非分散红外吸收法(NDIR)、非分散紫外吸收法(NDUV)、紫外差分吸收法(DOAS)、紫外荧光法(UVF)和化学发光法(CL)5种分析方法进行对比。结果表明,冷干抽取式+紫外差分法以及稀释抽取式+紫外荧光法+化学发光法可以较好地符合燃煤电厂超低排放监测的要求。     

受限空间内惰性气体对CH4爆炸抑制特性研究

N2和CO2是常用的惰性抑爆气体,为研究两种气体的抑爆特性,采用20L球形爆炸试验装置,分析了不同浓度配比条件下N2/CH4/空气以及CO2/CH4/空气混合气体的爆炸压力,同时采集爆炸后的气体样品,对比分析爆炸后残留气体的主要成分。结果显示:随CH4浓度从5%增加至12.5%时,完全抑制CH4爆炸需要的惰性气体最小量先增大后降低,CH4浓度在6.5%~7.5%之间时,抑爆需要的惰性气体的量最大;在同一CH4浓度条件下,抑爆需要N2的量大于CO2,并且CH4浓度在5%~6.5%时,抑爆需要两种惰性气体的量值差别最大;当CH4浓度一定时,随着加入惰性气体量的增大,爆炸最大超压逐渐降低,惰性气体浓度和爆炸超压之间基本呈线性关系;在同样条件下,相对于N2,CO2为抑爆气体时,爆炸后腔体内残留的CH4浓度较高。研究成果为惰性气体抑爆技术提供技术支撑,同时为揭示惰性气体抑爆机理有一定作用。     

甲苯对UASB反应器中溶解性微生物产物的影响

以乙酸钠为外加碳源,考察了UASB反应器内甲苯对可溶性微生物产物（SMP）的影响。实验结果表明：低质量浓度（20~70 mg/L）的甲苯对微生物有刺激作用,使得污泥增殖速率变小,SMP的质量浓度也逐渐减少,经过一段时间的驯化后,系统COD和TOC的去除率分别达到93%和94%以上,下降趋势较小；较高质量浓度（70~200 mg/L）的甲苯对微生物有抑制作用,污泥活性下降,反应器运行状况开始恶化,SMP的质量浓度也逐渐增大,经过一段时间的驯化后,系统COD和TOC的去除率分别维持在81%和83%以上；当甲苯质量浓度超过200 mg/L时,表现为污泥活性严重下降,对COD的去除效果极差。     

膜生物反应器中溶解性微生物产物特性的研究进展

溶解性微生物产物是制约生物处理出水达标和回用的主要污染物，处理工艺和操作条件的不同可能造成其特性差异。阐述了溶解性微生物产物的定义和产生机制，对膜生物反应器中溶解性微生物产物的组成、分子质量分布、亲水／疏水性、螯合性和毒性进行了概述，分析了影响其产生、特性和去除的因素。由于膜的截留作用使溶解性微生物产物在膜生物反应器中积累，容易引起膜污染。可以通过优化操作条件，减少溶解性微生物产物的产生，提高出水水质，有效地抑制膜污染。     

碱活化过一硫酸盐降解水中环丙沙星

采用碱活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)对环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)的去除进行了系统地研究.结果表明,碱活化PMS体系能够高效地去除CIP.通过自由基捕获实验确定了单线态氧(~1O_2)和超氧自由基(O_2~-·)是反应体系中的主要活性物种.NaOH浓度、PMS浓度、反应温度和共存阴离子等对CIP在碱活化PMS体系中的去除均有一定影响.随着NaOH和PMS浓度的增加,CIP的降解均呈现出先增加后降低的趋势.提高反应温度能够加大CIP的反应速率,经过阿伦尼乌斯方程拟合得到的反应活化能为5.09 k J·mol~(-1).不同的阴离子对CIP的去除呈现不同的影响:Cl~-、SO_4~(2-)和NO_3~-对CIP的降解没有呈现明显的作用,H_2PO_4~(2-)能够有效地抑制环丙沙星的去除,而CO_3~(2-)极大地促进了反应进程.通过UPLC-MS/MS可检测到10种降解产物,CIP分子结构中的哌嗪环易于受到活性物种的攻击.     

开顶式气室原位研究水稻汞富集对大气汞浓度升高的响应

采用开顶式气室熏气实验和土壤加汞培育实验,原位研究水稻各器官汞富集对大气汞质量浓度升高的响应关系.结果表明,水稻根中汞含量与大气汞质量浓度无显著相关性(P0.05),与土壤汞含量呈显著正相关(R=0.998 8,P0.05),表明水稻根中的汞主要来自于对土壤中汞的吸收累积.水稻茎中汞含量随大气汞质量浓度的升高呈线性增加(RB=0.964 6,RU=0.983 1,P0.05),且上部茎中汞含量高于下部茎;茎下部汞含量随土壤汞含量的升高呈线性增加(R=0.990 1,P0.05),茎上部汞含量随土壤汞含量的升高呈二次拟合增加(R=0.998 9,P0.05),且下部茎汞含量高于上部茎,说明茎汞含量受土壤和大气汞浓度的共同影响.水稻叶中汞含量与大气汞质量浓度呈显著正相关(R=0.998 5,P0.05),与土壤汞含量也有很好的线性关系(R=0.998 3,P=0.058 5),表明水稻从大气吸收的汞主要积累在叶片中,从土壤吸收的汞主要富集在根中并通过茎部向叶部传输.利用实验建立的函数关系对水稻地上生物质中汞的大气来源估算,至少60%~94%和56%~77%水稻叶和上部茎中的汞来自大气,而大气对下部茎仅贡献8%~56%.由此水稻地上部分生物质汞主要来自对大气汞的吸收,为区域大气汞的收支及汞循环模型提供理论依据.     

单光子/光电子在线质谱实时分析聚氯乙烯热分解/燃烧产物

实验室研制了低能光电子磁场增强电离(MEPEI)和单光子电离(SPI)复合电离源,该电离源具有电离化合物范围宽、碎片离子少、质谱图简单等优点,结合飞行时间质谱(TOF-MS)实现了聚氯乙烯(PVC)热分解/燃烧产物的在线分析.针对不同的目标化合物,MEPEI/SPI复合电离源通过调节电离区电场强度,可以快速在SPI和SPI-MEPEI之间切换.PVC热分解/燃烧产物中电离能大于光子能量(10.60 eV)的HCl和CO2(12.74 eV、13.77 eV)利用MEPEI模式电离;而烯烃、二氯乙烯、苯系物、氯苯、苯乙烯、茚满及萘系物等可通过SPI-MEPEI复合模式电离.通过实时监测PVC主要燃烧产物的信号强度随温度的变化趋势可推断出,PVC燃烧产物主要是通过两种机制生成:①250～370℃时,PVC发生脱氯及分子内环化反应,产生大量的HCl、苯和萘;②380～510℃时,PVC发生分子间交联反应,生成烷基芳烃,如甲苯和二甲苯/乙苯等.实验结果表明,SPI/SPI-MEPEI复合离子源TOF-MS分析速度快,应用范围广,在在线分析中具有广泛的应用前景.     

低温等离子体协同处理Hg~0、NO_x、SO_2的机理研究

低温等离子污染物处理技术具有工艺简单、可协同控制多种污染物、占地面积小等特点,是目前在污染物控制技术领域的研究热点。主要介绍气体放电产生低温等离子体去除污染物过程中存在的O2、CO2气体对污染物去除效率的影响、NO x和SO2对Hg去除效率的影响和加入H2O、NH3、HCl对污染物去除效率的影响研究。     

曝气生物滤池去除邻苯二甲酸丁基苄酯的效果

采用陶粒滤料曝气生物滤池(BAF)处理邻苯二甲酸丁基苄酯(BBP)模拟废水,考察了空床接触时间(EBCT)、温度对BBP的去除效果的影响;运用气质联用仪(GC-MS)分析了BBP在曝气生物滤池内降解的中间产物并推测其可能的降解途径。结果表明,当温度为25℃,空床接触时间(EBCT)为8 h时,BAF对BBP的降解效果良好,去除率达到95.7%;BAF对BBP的去除率随着温度的升高和EBCT的增加而增大,EBCT为去除效果的主要影响因素。BAF出水中检测到邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)以及邻苯二甲酸(PA)等降解产物,据此推测邻苯二甲酸丁基苄酯的生物降解途径可能为BBP的苯环先断裂生成邻苯二甲酸二丁酯,而后断裂一个酯键形成单酯,接着再断裂另一酯键形成邻苯二甲酸,最终分解成二氧化碳和水。     

纳米氢氧化钛及焙烧产物对磷酸根的吸附特性研究

以纳米氢氧化钛(NTH)作为吸附水溶液中磷酸根的吸附剂,考察了NTH不同焙烧温度下的分子式及其对PO4吸附效果的影响。选择PO4初始浓度为50mg/L,通过正交试验确定在pH=2、吸附剂用量为0.1g、吸附时间3-3-为40min、温度25℃时,NTH吸附效果达到最佳,吸附量为55.5mg/g,经200、300、400及500℃焙烧后的NTH对磷酸根的吸附量逐渐减小;吸附量分别为49.4、40.6、25.5及16.8mg/g;NTH经800℃焙烧后,焙烧产物TiO2不具有吸附性。TG、XRD分析表明随着焙烧温度的升高,NTH的表面活性基团(-OH)数量逐渐减少。结果表明,吸附剂的吸附性与吸附剂表面羟基的数量有直接关系。