船舶塑料垃圾热解特性及动力学分析

利用热重分析(TGA)研究船舶塑料垃圾在不同升温速率和不同气氛下的热解特性,并得到了热解动力学参数。结果表明,船舶塑料垃圾的热解过程主要有3个阶段,比一般塑料热解复杂;随着升温速率增大,最大热解速率和最大热解速率温度等热解特性参数也增大,反应变得更剧烈;N2/CO2比为4∶1时,热解反应进行得最完全,固体残留率最少。动力学分析表明,采用3个连续一级反应模型能很好地拟合实验数据;不同的升温速率和气氛比对反应各阶段活化能均有不同程度的影响。     

水泥窑共处置过程中水泥生料对砷的吸附/冷凝特性

针对水泥生料开展了氮吸附与SEM测试分析,研究了水泥生料的比表面积,孔径结构和微观表面积。同时,利用管式回转炉和控温立式炉联用装置研究了砷元素在水泥生料上的吸附冷凝特性。结果表明,水泥生料的比表面积很小,微观表面结构致密无孔,砷元素主要是冷凝在生料表面上。进入吸附冷凝炉的重金属可以分为3部分,第1部分冷凝在管壁上,占80%左右;第2部分吸附/冷凝在生料上,占10%左右;第3部分随烟气释放到空气中,不到10%。水泥生料对砷的吸附冷凝量随时间的增加而增加,随温度的升高而降低。水泥生料对砷的吸附冷凝特性可用双常数速率方程拟合,拟合效果较好,计算得表观活化能在6~7 kJ/mol之间。此外,砷的初始浓度对水泥生料的吸附冷凝特性影响很小。     

罐底含油泥热解动力学参数计算方法的优选

在化学反应设计中反应动力学是较重要的因素。为得到更合理的污泥热解动力学参数计算方法,利用热重分析仪,在氮气气氛下对罐底含油污泥的热解特性进行研究。根据热重实验数据,分别采用Coats-Redfern法、Kissinger法、FWO法和Popescu法计算污泥热解动力学参数,并获取罐底泥热解制油的主要阶段(第2阶段)的反应活化能E、频率因子A并分析各种方法反应机理。通过对比不同计算方法得到动力学参数及拟合曲线与实验曲线的相关性,确定了最佳罐底含油污泥热解动力学参数计算方法。研究表明,Popescu法得到罐底泥的热解过程符合Jander方程,活化能E为101.43 kJ/mol,与FWO法得到的91.20 kJ/mol相近,且预测曲线与实验曲线有较好的相关性(0.9816),说明Popescu法计算罐底泥热解动力学参数更合适。     

螺蛳壳和鱼骨混合物对水中磷酸盐的去除作用

通过试验研究了螺蛳壳、鱼骨以及螺蛳壳和鱼骨混合物对水中磷酸盐的去除作用。结果表明,当磷酸盐初始质量浓度C0为20 mg·L-1、pH值为7、T为303 K条件下,螺蛳壳投加量为4 g·L-1时对水中磷酸盐的去除率在36 h时达最大值86%;鱼骨投加量为2 g·L-1时,在不存在钙离子的情况下鱼骨对磷酸盐的去除率较低,当反应时间为5 h时仅为36%左右;螺蛳壳和鱼骨混合物可以有效去除水中的磷酸盐,特别是较短时间内(12 h以内)其去除能力明显优于单独投加螺蛳壳或鱼骨,投加量为6 g·L-1时其对水中磷酸盐的去除率在12 h时达最大值96%。pH值,水中共存的Cl-、SO42-、Na+、K+和Mg2+对螺蛳壳和鱼骨混合物去除水中磷酸盐的影响较小,HCO3-会抑制螺蛳壳和鱼骨混合物对水中磷酸盐的去除,而Ca2+则会促进螺蛳壳和鱼骨混合物对水中磷酸盐的去除。螺蛳壳和鱼骨混合物对水中磷酸盐的主要去除机制包括螺蛳壳和鱼骨对磷酸盐的表面吸附作用以及钙磷化合物沉淀作用。鱼骨可以为钙磷化合物沉淀的异质成核提供核心,促进钙磷化合物沉淀的生成;螺蛳壳和鱼骨所释放出来的钙离子可以为钙磷化合物沉淀的形成提供钙源。     

菲和镉单一及复合污染条件下在毛蚶体内的富集动力学研究

采用室内半静态双箱动力学模型实验,研究了菲和镉单一及复合污染条件下在毛蚶(Anadara subcrenata)体内的生物富集,通过对富集与释放过程中毛蚶体内菲和Cd的富集量进行非线性曲线拟合,获得了菲和Cd单一及复合污染条件下在毛蚶体内的吸收速率常数k1、释放速率常数k2、生物富集因子BCF、生物半衰期B1/2和平衡状态下最大富集量CA max等动力学参数。实验结果表明,菲和Cd在实验前期富集速率较高,8 d以后富集速率减缓,释放阶段与富集阶段相似。毛蚶对菲的BCF值为37.80,远大于Cd的BCF值13.12,且生物半衰期时间更长,菲更容易在生物体内富集。菲和Cd联合暴露条件下,在毛蚶体内的CA max和BCF值均大于单一作用,说明二者同时暴露时,毛蚶对菲和镉的吸收富集均有所增强。实验模型拟合度较好,输出值和实测值之间无显著性差异,拟合方程和拟合参数可信。     

锰铜铈氧化物催化剂氧化NO性能及动力学研究

实验以TiO2为载体采用浸渍法制备CuOx/TiO2、CeOx/TiO2、CuCeOx/TiO2和MnCuCeOx/TiO2催化剂,考察这些催化剂氧化NO活性,探究Cu、Ce摩尔比和添加Mn元素对CuCeOx/TiO2催化剂氧化NO活性的影响,使用扫描电镜观察催化剂表面结构。研究发现,Cu、Ce元素配合后的CuCeOx/TiO2催化剂氧化活性明显好于单独含Cu、Ce的催化剂,当Cu、Ce摩尔比为Cu:Ce=1∶2时,CuCeOx/TiO2催化剂氧化活性最好,在NO浓度500×10-6,O210%,空速为24 000 h-1,350℃时,NO氧化度为0.62;添加Mn元素可以提高CuCeOx/TiO2催化剂低温氧化活性,250℃时,MnCuCe/Ti-3和MnCuCe/Ti-5催化剂氧化度为0.53和0.69,300℃时,MnCuCe/Ti-3和MnCuCe/Ti-5催化剂氧化度均为0.76;此外,实验还研究了NO在MnCuCe/Ti-3催化剂上反应的动力学方程。     

Fenton法处理垃圾渗滤液的参数优化及反应动力学模型

采用Fenton法处理垃圾渗滤液,研究反应时间、初始浓度、pH、Fenton试剂用量对垃圾渗滤液TOC去除率的影响。研究结果表明,最优反应条件是反应时间30 min,初始pH为3.0,初始[H2O2]0=7 310 mg/L,最佳[H2O2]/[Fe2+]摩尔比为5,反应温度为室温,此时渗滤液的TOC去除率达到70.3%。渗滤液矿化过程符合一级反应动力学,并建立了符合该渗滤液的反应动力学模型。     

化工园区生化出水氯代烃污染物的臭氧氧化降解

以化工园区污水处理厂生化出水为背景水样,考察了臭氧氧化对2,4,6-三氯酚、氯苯、1,2-二氯苯、对硝基氯苯、四氯酞酸5种特征氯代烃污染物的降解效果,并对其降解动力学进行了分析。实验结果表明:臭氧对2,4,6-三氯酚和氯苯的降解效果最好,反应30 min时的去除率均接近100%,其次为1,2-二氯苯和对硝基氯苯,反应30 min时的去除率分别为95.7%和36.0%,最差为四氯酞酸,反应30 min时的去除率仅为8.9%;臭氧对2,4,6-三氯酚和对硝基氯苯的降解符合零级动力学方程,对氯苯和1,2-二氯苯的降解符合一级动力学方程,对四氯酞酸的降解符合二级动力学方程。     

臭氧氧化法处理焦化废水生化出水的反应动力学

对臭氧氧化去除焦化废水生化出水COD的反应动力学及其影响因素进行了实验研究，结果表明，在臭氧投加量为8．50mg／min，反应温度为20＇E和初始pH为10．61条件下，对COD的降解符合表观一级反应动力学模型，其相关系数R。=0．9991，表观反应速率常数k。。=1．01×10^-3s-1。该条件下，臭氧氧化对COD的降解主要来源于高活性羟基自由基的强氧化作用。在不同的臭氧投加量（4．25～12．75mg／min）、不同的反应温度（10～40℃）和不同的初始pH（3．76～12．53）下，COD的降解也同样遵循一级反应动力学规律。随着臭氧投加量的增大，COD降解的表观反应速率常数从（0．554×10^-3）s-1增加到（1．06×10＆-3）s-1；随着反应温度的升高，表观反应速率常数从（0．427×10^-3）s-1增加到（1．40×10-3）s-1，温度越高反应速率提高的幅度却越小；在初始pH3．76～10．61范围内，表观反应速率常数从（0．218×10^-3）s-1增加到（1．01×10^-3）s-1，在初始pH为12．53时表观反应速率常数下降到（0．857×10^-3）s-1。