活性炭催化过氧化氢去除荧光增白剂

研究了活性炭(activated carbon,AC)吸附、改性活性炭(activated carbon modified,ACM)吸附、过氧化氢(H2O2)氧化、AC催化H2O2等方法对水体中荧光增白剂VBL的处理效果,并通过自由基俘获剂叔丁醇、催化过程气体分析等探讨了AC催化H2O2分解VBL的机制.结果表明,经硝酸铁[Fe(NO3)3]改性过的ACM对VBL的吸附去除率高于未改性的AC.活性炭催化H2O2对VBL的去除效果明显,但未改性AC催化去除率高于ACM.60 min时,AC催化氧化去除率即可达到95%以上,而ACM仅为58%.叔丁醇的加入降低了AC和ACM催化氧化对VBL的去除率,表明AC催化H2O2氧化能促进H2O2形成羟基自由基(·OH)和原子氧参与反应.AC催化H2O2分解及释放气体分析表明,AC能催化H2O2形成氧气并放热,且ACM明显快于AC.结合催化H2O2去除VBL效率的结果分析,ACM催化反应时活性中间物(自由基和原子氧等)产生速率快于AC,活性中间物自身消耗形成氧气,而不是用于分解VBL.催化反应中活性中间产物的形成速率与反应物供给速率的不匹配可能是导致ACM催化效果弱于AC的重要原因.     

微生物电解系统生物阴极的硫酸盐还原特性研究

针对传统硫酸盐生物还原方法中供氢体系能耗大和氢气利用率低的特点,构建双极室微生物电解系统(microbial electrolysis system,MES),研究了微生物利用阴极作为电子供体去除废水中硫酸盐及电子利用的特性.外加电压为0.8 V时,MES生物阴极在36 h内SO2-4平均去除量为109.8 mg·L-1,平均还原速率可达73.2 mg·(L·d)-1.运行时MES的最高电流密度为50~60 A·m-3,电子回收率为(43.3±10.7)%,约90%的电子被用于还原SO2-4.微生物利用MES阴极产生的H2作为电子供体还原SO2-4,主要还原产物为溶解态的S2-和气态的H2S,还原过程主要发生在前12 h.对MES施加不同外加电压的实验显示,外加电压为0.8 V时的SO2-4去除率和电荷量都比0.4 V时高;但0.4 V情形下MES的电子回收率可达到70%,且周期结束时阴极H2低于检出限,推测微生物可以直接利用阴极的电子从而提高了能量效率.实验结果最终表明,微生物可利用MES的阴极进行代谢去除废水中的SO2-4,阳极微生物产生电子降低了系统能耗,这为含硫酸盐废水的高效低耗处理提供了新的研究思路.     

藏南干旱区湖泊及地热水体氢氧同位素研究

青藏高原水循环过程情况复杂,水体氢氧同位素包含了其重要信息.选取西藏南部干旱区淡水湖、咸水湖及地热水水体为研究对象,分析研究区内不同水体氢氧同位素组成、变化特征、影响因素及水循环过程.结果表明,3种水体均表现出了高海拔地区氢氧同位素组成偏负的特点,淡水湖打加芒错δ18O平均值为-17.0‰,δD平均值为-138.6‰,咸水湖朗错δ18O平均值为-6.4‰,δD平均值为-87.4‰,搭格架地热区热水δ18O平均值为-19.2‰,δD平均值为-158.2‰;受内陆干旱区强烈的蒸发作用影响,湖泊及地热水蒸发线斜率均小于8,氘过量d值均为负值;搭格架地热区热储温度较高,氢氧同位素关系存在氧漂移现象.     

秋夏季黄河三角洲湿地土壤汞和甲基汞的变化

汞在湿地中的行为对湿地水生生物健康具有重要影响.于2011年和2012年分别采集干(夏初)湿(秋季)季节黄河三角洲湿地土壤样品,分析不同季节汞与甲基汞的含量差异和垂直变化.秋季总汞平均含量为0.064 mg·kg-1;夏季为0.027 mg·kg-1,总汞含量平均减少57%,湿地由积水到干旱过程中导致汞的释放.秋季各点位0~10 cm深甲基汞平均含量为0.28μg·kg-1,夏季甲基汞平均含量为0.066μg·kg-1,各点位含量平均减少76%.在秋季受湿地淹水影响,利于甲基汞的形成,水分减少和湿地干旱导致土壤中的甲基汞减少.在垂直方向上,夏季与秋季相比总汞在0~10 cm深度都有减少,土壤中的汞发生释放,因此,湿地在秋季表现为汇,而在春夏季为大气汞的源.硫酸盐还原细菌的含量秋季远高于夏季,在夏季硫酸盐还原菌与甲基汞和甲基化率均显著相关,硫酸盐还原菌、淹水环境、有机物质都会影响甲基汞产生和分布.     

磁性氮掺石墨烯活化过硫酸钾降解水中亚甲基蓝

活化过硫酸盐产生硫酸根自由基的高级氧化技术在水环境污染物治理中引起了广泛的关注和研究.本研究采用水热法制备磁性氮掺石墨烯(M-N-G)作为催化剂.利用SEM、BET、XRD和VSM等手段表征材料,系统研究了该材料活化过硫酸盐降解亚甲基蓝的效能.结果表明:M-N-G的比表面积为94.35 m2·g-1,磁性Fe3O4分布在材料表面,能有效的活化过硫酸钾降解亚甲基蓝.当催化剂的用量为200 mg·L~(-1),过硫酸钾浓度为0.4~0.5 mmol·L~(-1)时,在p H=3~6时对10 mg·L~(-1)亚甲基蓝的降解率达90%以上.体系温度在15~32℃时,降解速率常数在0.0227~0.0488 min-1,反应活化能为33.7 k J·mol-1.EPR分析及自由基漼灭实验证明了体系中有羟基自由基和硫酸根自由基产生.TOC分析结果表明:TOC去除率可达50%.M-N-G经过简单的稀硫酸和水洗后,可高效重复利用4次.该技术方法简单、高效、无二次污染,能为有机污染物废水处理提供一种新的方法选择.     

粗MnSO4溶液中MnS2O6的去除条件研究

用软锰矿吸收SO2生成MnSO4时会伴随有副产物MnS2O6生成。产品中MnS2O6的存在会降低硫酸锰产品质量,同时会缓慢释放出SO2气体污染环境。本文用单因素实验方法研究了粗MnSO4溶液中MnS2O6的最优去除条件。研究结果显示,软锰矿用量为12.2 g,硫酸加入量为20 mL、反应温度100℃、反应时间3 h、搅拌速度500 r/min,MnS2O6的去除率可达91%以上。其最终产品能达到GB1622-1986一级品标准。     

Techno-economic and environmental analysis of an integrated standalone hybrid solar hydrogen system to supply CCHP loads of a greenhouse in Iran

The techno-economic and environmental performance of hybrid solar hydrogen energy systems was investigated to provide combined cooling, heating and power (CCHP) demands of a standalone greenhouse in Iran to achieve sustainable agriculture based on an optimization procedure. From the environmental point of view, by deploying hybrid energy systems, 83%, to 100% of emissions can be avoided. Also a sensitivity analysis was performed on the hybrid energy systems in order to study the effect of major parameter variation on the systems justification. It was concluded that hybrid solar systems are economically competitive with conventional systems, for high solar intensity locations with high diesel fuel prices and decreased prices for PV and hydrogen storage technology.     

用电解锰阳极泥和含SO_2工业尾气制备硫酸锰

以电解锰阳极泥与电解锌生产中产生的含SO_2尾气为原料,经过反应、浸出、浸出液两次净化和浓缩结晶制备硫酸锰,考察了反应时间、含SO_2尾气的流量及反应温度对Mn~(4+)转化率的影响.实验结果表明:在反应时间45 min、反应温度20～30 ℃、含SO_2尾气流量16 L/min的条件下,Mn~(4+)转化率达90%以上;尾气中SO_2利用率随尾气流量增加而降低;所得MnSO_4·H_2O产品质量达到GB1622-86<工业级硫酸锰标准>.     

O3-H2O2氧化法处理印染废水

采用O₃-H₂O₂氧化法对印染废水进行氧化处理，比较了O₃氧化法和O₃-H₂O₂氧化法对印染废水的处理效果，考察了初始废水pH、H₂O₂加入量、O₃流量和反应时间对废水的色度去除率和COD去除率的影响。实验结果表明：O₃-H₂O₂氧化法对废水的COD和色度的去除效果比O₃氧化法更好；在初始废水pH为11、H₂O₂加入量为13mmol/L、O₃流量为6g/h、反应时间为60min的最佳工艺条件下，处理后废水COD为61.50mg/L，COD去除率为95.73%，废水色度为5倍，色度去除率为99.75%，TOC为37.84mg/L，TOC去除率为85.10%，BOD₅为22.76mg/L，BOD₅去除率为90.20%，BOD₅/COD为0.37。     

碳纳米管电极原位产生过氧化氢及其对亚甲基蓝脱色效果简

将碳纳米管固定化制成多孔疏水性导电薄膜构建电化学阴极还原体系，实现过氧化氢在阴极的原位产生。电极特性研究表明，电极在较宽的电压范围内均具有较好的活性。考察了阴极电位、电极成分、氧气流量和电解质浓度对过氧化氢原位产生的影响，在优化条件下经过120 min后过氧化氢达到66.17 mg/L，并探讨过氧化氢原位产生的机理。在此基础上考察原位过氧化氢氧化工艺下对亚甲基蓝的脱色效果，并分析其脱色机理。