真菌预处理优化制备微介多级孔炭及其吸附甲苯的研究

提出采用黄孢原毛平革菌对生物质前体物进行预处理的制备策略,从而研发孔结构可调的多级孔炭材料模板.选用荷叶作为生物质原材料,探讨菌种投加量、培养时间对多级孔炭材料前驱体的影响,并采用水蒸气物理活化法,分析活化温度和活化时间对炭材料比表面积、孔径分布和表面官能团的综合作用.最后,通过Raman、XRD、BET、FTIR、TGA、SEM、EA等手段表征其物理化学性质,并考察真菌预处理对炭材料的甲苯吸附性能的影响.结果表明,在生物质荷叶质量30 g、菌种投加量4 mL、培养时间7 d、活化温度800℃、活化时间90 min条件下制备的微介多级孔炭材料,在含有较多介孔的前提下比表面积可达937 m~2·g~(-1),总孔容为0.68 cm~3·g~(-1).动态模拟吸附实验发现,经预处理的炭材料在甲苯浓度905 mg·m~(-3)下对其饱和吸附容量为304 mg·g~(-1),是未经真菌调控荷叶吸附容量的1.83倍,吸附性能的提升主要归因于比表面积、孔容及表面酸性基团增大的作用.经真菌预处理调控的炭材料对甲苯的吸附符合Langmuir吸附等温线,属于单分子层吸附.     

岩溶管道中苯和甲苯自然衰减与反硝化增强修复实验研究

利用碳酸盐岩管道模型调查了不同流量条件下苯和甲苯的自然衰减行为,以及通过添加高浓度硝酸盐了解苯和甲苯的增强生物修复效果。结果表明:1岩溶管道中苯和甲苯存在明显的自然衰减,有氧降解是其重要的路径;2管道流量越大,对苯和甲苯浓度的衰减越不利;3添加硝酸盐难以促进反硝化去除苯和甲苯。影响自然衰减和增强修复效果的主要因素除了管道流量外,更主要的可能是由于管道内固体表面积小而不利用于微生物生长与发育。     

活性污泥法处理甲苯废气吸收液的研究

以甲苯废气吸收液为研究对象,利用活性污泥法降解吸收液中的污染物,研究了吸收液与生活污水混合比,重点分析了反应体系降解中污染物COD、SS、SCOP和甲苯的浓度变化。实验结果表明,当吸收液与生活污水体积比为5:95,曝气量5L/min,连续曝气4h的条件下,COD、SS、SCOP和甲苯的去除率达到77.18%、94.59%、100%和89.47%,甲苯的好氧降解符合准一级动力学方程。     

气相色谱法测定建材市场空气中的苯、甲苯和二甲苯

采用活性炭吸附—CS2解析毛细管气相色谱法,对建材市场空气中的苯、甲苯、二甲苯进行了测定。采用活性炭管采集样品,经CS2解析,FID做检测器,考察了苯、甲苯、二甲苯的线性关系。经实验测得解吸率在90%以上,苯、甲苯、二甲苯的加标回收率在96.6%~102.1%,线性方程的相对系数在0.999以上。该方法采样装置体积小、噪音低、操作简便,适用于同时进行苯、甲苯、二甲苯的快速测定。     

纳米TiO_2-Al_2O_3负载CuMnO_x对甲苯的催化燃烧

研究采用改进的溶胶-凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合载体,并用浸渍法制备CuMnOX/TiO2-Al2O3催化剂,通过对甲苯废气催化燃烧的实验,分别考察了Cu-Mn负载量、Cu/Mn摩尔比、焙烧温度及载体对催化剂制备过程及催化剂活性的影响。实验结果表明:活性组分负载量25%,铜锰活性组分的配比Cu:Mn=1:2,焙烧温度500℃是浸渍法制备CuMnOX/TiO2-Al2O3催化剂较佳的工艺条件;XRD衍射图谱表明,500℃下铜锰尖晶石的存在是催化剂催化活性优良的主要原因;由复合载体制备的CuMnOX/TiO2-Al2O3催化剂比单一载体制备的CuMnOX/Al2O3催化剂具有更高的甲苯转化率,其T99比单一载体要低20℃以上。     

污泥干化过程中苯系物(BTEX)的释放及其致癌风险评价

在模拟污泥干化的条件下,研究了4种类型污水污泥苯系物(BTEX)的释放特征及其影响因素.结果表明,在50-300℃的干化温度范围内,4种污泥的BTEX释放总置在4.20～161.90μg·m-3之间;在温度高于150℃之后,各类污泥中的BTEX释放量大幅增加;而低于150℃的情况下,污泥中BTEX的释放量仅占总BTEX释放量的5.09%.不同温度下污泥的BTEX释放量与其在污泥中的含量之间存在显著的线性关系.不同类型的污泥其所释放的BTEX组分之间具有较大的差别,污泥中BTEX的含量决定其所释放的数量,而其释放强度则取决于干化温度.对污泥释放BTEX进行健康风险评价表明,各类污泥在150～300℃下所释放的苯对暴露人员存在一定的致癌风险,其中女性相对于男性致癌风险更高.控制污泥干化温度可以最大限度地减少BTEX释放,进而降低致癌风险.     

新型介质阻挡放电反应器同时处理废气和废液研究

为了充分发挥介质阻挡放电处理污染物的能力.本研究依据介质阻挡放电降解废气和废液的原理,设计了一种介质阻挡放电同时处理废液和废气的反应器,并对模拟废气甲苯和染料废水进行处理.实验过程中对甲苯和染料废水分别单独处理和两者同时处理的效果进行了比较.结果表明,甲苯在单独处理和同染料废水同时处理时都可达到较高的降解效果,两者同时处理时甲苯的降解效率可达88.6%.并且在甲苯降解效率基本保持不变的情况下,本反应器可以实现对染料废水的同步降解,其中处理50 mg·L-1活性艳蓝60min时,降解率可达95.4%,每小时处理量为35.8 mg.通过同时处理甲苯和染料废水提高了反应器的能量利用效率.     

基于Miseq测序与碳平衡的生物滴滤床降解甲苯研究

在甲苯进气浓度为1 640 mg/m3,进气负荷为198.11 g/(m3·h),系统停留时间(EBRT)为30 s的条件下,生物滴滤床对甲苯的去除率达到84%,去除负荷为166.41 g/(m3·h)。碳平衡计算表明:22.27%的输入碳源为微生物所同化,59.52%的碳以CO2形式排出,仅有2.46%的碳溶于营养液中。在出口气体中,以CO2形式存在的碳占79.08%,其余则以甲苯形式存在。经Miseq-16S rRNA测序平台分析可知,该生物反应器中的优势菌属为假单胞菌、丛毛单胞菌和红球菌属,优势菌门为变形菌门、拟杆菌门和酸杆菌门。其中,变形菌门和拟杆菌门在反应器中所占比例在经过驯化之后显示出相反的变化趋势。     

水溶性吸收剂对甲苯废气的吸收性能

液体吸收法应用于处理工业有机废气涉及到2个关键因素,即吸收剂的选择与吸收液的再生处理. 选择8种水溶性吸收剂——2种氟碳表面活性剂(FSO100和FSN100)、2种非离子表面活性剂〔TW80(吐温80)和SP20(斯盘20)〕、2种阴离子表面活性剂〔脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠(AEC)〕及2种类表面活性剂〔β-CD(β-环糊精)和SA(乙酸钠), 对模拟甲苯废气进行了动力学吸收试验,研究吸收性能和加热蒸馏法对甲苯回收与吸收剂溶液再生的可行性. 结果表明:吸收剂类型是影响甲苯吸收能力的最主要因素. 2种氟碳表面活性剂吸收液的甲苯吸收能力最强,其次是SP20与AES,而其他4种吸收剂溶液对甲苯的吸收能力很弱. 上述3类吸收剂对甲苯的初始去除率分别为80%～90%、75%左右与60%～70%,甲苯饱和吸收浓度(以w计)分别为0.58～3.45、0.38～1.44与0.14～1.01 mg/g. 除TW80吸收液热稳定性差、不宜采用加热蒸馏方法再生外, 其他吸收剂溶液经5次重复使用,甲苯回收率可达70%～85%,并能保持其原有吸收性能. 甲苯分配系数计算结果表明,FSO100和FSN100分别为0.41、0.62, SP20和AES分别为0.76、0.95, 其他4种吸收剂溶液在1.12～3.54之间;甲苯分配系数与饱和吸收浓度呈负相关、与体积传质系数呈正相关. 因此,2种氟碳表面活性剂吸收液对甲苯的吸收能力强,加热蒸馏法回收甲苯与再生吸收液具有经济性,用于处理甲苯废气具有广泛的应用前景.      

反应失控条件下过氧化二叔丁基-甲苯体系的安全泄放研究

安全泄放是在失控条件下降低反应体系风险最为经济有效的技术措施。为了研究泄放口的设计,利用高性能绝热量热仪PhiTEC II对质量分数20%的过氧化二叔丁基(DTBP)-甲苯(C7H8)体系进行了测试,得到热惯量1.06条件下温升速率、压升速率随温度变化的数据。结果表明:该DTBP体系的起始分解温度为148℃,其反应体系属蒸汽和气体共同作用的混合体系;采用Leung方法和OMEGA方法对该体系的安全泄放量和泄放装置的泄放能力进行了计算,求得当泄放压力为0.25 MPa时的泄放面积为0.001 4 m2;低热惯量的绝热量热仪Phi-TEC II可以为失控反应的压力泄放设计提供基础数据,有利于提高安全泄放设计的可靠性。