蒸汽-空气混合注射修复TCE污染的二维土箱实验研究

蒸汽-空气混合注射法是一种新近发展起来的并具有较好应用前景的包气带非水相液体(NAPLs)污染修复方法.为探讨蒸汽-空气混合注射法的修复过程及机制,本研究采用石英砂模拟包气带松散介质,选取三氯乙烯作为典型污染物,在二维土箱内人工设置不同的污染方式和污染区域,开展混合注射修复实验.结果表明,混合注射有效地改善了SVE法后期出现的"拖尾"现象,其修复过程可分为SVE阶段、蒸汽加强阶段和热量穿透阶段;污染区域零散分布与单一分布相比,热量穿透土箱的时间变短,TCE去除率更高,去除速率更快.污染区域零散分布与单一分布条件下,热量穿透时间分别为60 min、69 min,去除率分别为93.5%、88.2%,去除时间分别为83.9 min、90.6 min,缩短了修复时间;另外,在污染区域单一分布的实验中发生TCE污染羽的积累与下渗现象,降低了TCE去除效率,在污染区域零散分布实验中温度过渡带更宽,温度峰前冷凝的NAPL态TCE减少.     

XDLVO理论解析不同离子条件下海藻酸钠微滤膜污染

应用extended Derjaguin-Laudau-Verwey-Overbeek(XDLVO)理论定量解析海藻酸钠微滤膜污染中界面微距作用力,探讨不同离子条件对膜污染影响的主控机制.结果表明,对于亲水性膜表面,范德华力促进膜污染,极性作用力阻碍膜污染;而对于疏水性膜表面,范德华力减缓膜污染,极性作用力加速膜污染.海藻酸钠与微滤膜接触时双电层作用力对膜污染贡献相对微弱.离子强度及钙离子对海藻酸钠微滤膜污染的影响主要是通过改变极性作用力来实现的.较高的离子强度会降低极性作用力的排斥性或升高极性作用力的吸引性,从而加重海藻酸钠微滤膜污染.虽然钙离子使出水通量急速下降,但钙离子的存在使得物理清洗效率提高.不同离子条件下初始阶段及后期阶段污染趋势K分别与膜-海藻酸钠粘附自由能及海藻酸钠-海藻酸钠粘聚自由能具有良好的线性相关性,表明XDLVO理论适用于描述不同离子条件下海藻酸钠微滤膜污染行为.     

浸渍法制备负载化离子液体吸附剂及其表征

采用浸渍法制备了负载化离子液体吸附剂[Bmim]BF_4@SBA-15,N_2吸附、SEM及TG表征发现:离子液体主要负载于SBA-15载体孔道内,少量附着于载体外表面。为优化制备条件,重点考察了共溶剂、反应时间、离子液体和载体的质量比等因素对负载量的影响。实验结果表明:当丙酮为共溶剂、离子液体与载体质量比为6∶1、浸渍时间为9 h时,离子液体负载量可达66.8%。在此基础上,对负载化离子液体进行CO_2吸附性能测试,发现随离子液体负载量增加,CO_2吸附量先增大后减小。当负载量为34.9%时,CO_2吸附量可达40.3 mg/g。     

Triton X-100在黄土上的吸附行为及影响因素

水土体系下,应用批实验法研究了Triton X-100在天然黄土上的吸附行为与平衡时间、Triton X-100浓度、溶液离子强度和pH值的关系.结果表明,Triton X-100在黄土中的吸附平衡时间约为30 min,其吸附动力学符合一级动力学模型,相应拟合参数Qe、k1、r2分别为3.041 mg·g-1、0.102 min-1、0.993 4.吸附等温线明显为非线性,在利用的4种等温吸附模型中,Sips模型对实验数据提供了最佳的拟合,其拟合参数Qmax和r2分别为3.202 mg·g-1和0.998 7.溶液离子强度和pH值对Triton X-100在黄土上的吸附有显著的影响,其吸附量随NaCl浓度的增加而明显增加,随pH增加而降低.     

偶极荷电静电除尘器伏安特性及收尘性能研究

提出一种新型的静电除尘器,即偶极荷电静电除尘器,分析了其收尘机理,主要包括离子风、电场力及电凝并,利用PIV技术对离子风进行了测定,并对其伏安特性及收尘性能进行了实验研究,结果表明:离子风速度约为2m/s左右;偶极荷电静电除尘器的电晕电流及对微细颗粒物的除尘效率均远高于普通的静电除尘器。     

基质浓度·电极距离·离子强度对MFC影响的研究

以宜兰酒厂废水处理厂的污泥为菌种来源,构建单槽无膜无介体空气阴极型微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC),通过添加小同浓度的基质、改变阳极与阴极距离及添加不同浓度的NaCl,分别考察了基质浓度、电极距离、离子强度对MFC性能的影响.研究结果表明,伴随基质COD浓度的增加(从300 mg/L增到...     

咪唑类离子液体系列对卤虫的急性毒性研究

选取卤虫作为实验生物,研究了1-丁基,1-辛基,1-十二烷基-3甲基咪唑盐酸盐( [Cnmim][Cl](n = 4,8,12) ) 3种离子液体的暴露对卤虫个体存活率的影响.同时,选取了实验室常用的有机试剂甲醇和乙腈,无机化学品重铬酸钾作为阳性对照.根据剂量效应曲线的拟合结果发现,受试离子液体系列随着咪唑环上烃基侧链碳原子数的增加,对卤虫的毒性效应也相应增强,3种离子液体对卤虫的LC50-24h依次为171.1,133.6,17.76μg/mL.离子液体对卤虫的LC50-24h比甲醇(LC50-24h=84.83mg/mL)和乙腈(LC50-24h=52.84mg/mL)低了2~3个数量级,重铬酸钾对卤虫的(LC50-24h=16.87μg/mL)与离子液体对卤虫的LC50-24h处于同一水平.     

开放系统下方解石对邻苯二甲酸的吸附

通过批量平衡法,研究开放系统条件下方解石对邻苯二甲酸的吸附特性.结果表明:1邻苯二甲酸在方解石上的吸附3 h后渐趋平衡,一级动力学方程与二级动力学方程都能较好拟合吸附过程;2当p H从7.7增加到9.7时,邻苯二甲酸的吸附率逐渐降低,溶液中HCO-3和CO2-3的竞争效应及方解石表面的静电效应是其主导因素;3邻苯二甲酸的吸附率随离子强度升高而减少,这是由于电解质的"盐效应"作用增大了竞争离子HCO-3和CO2-3的浓度;4与间、对苯二甲酸相比,邻苯二甲酸的吸附率明显较高,可能是由于邻苯二甲酸的两个羧基距离较近,容易在方解石表面形成环状的络合物结构.通过研究邻苯二甲酸在方解石上的吸附特性,有助于了解二者的相互作用机制,为利用方解石去除环境中的邻苯二甲酸提供理论支持.     

磺胺嘧啶在覆铁石英砂中迁移特征及数值模拟

为了探讨磺胺类抗生素在土壤中的迁移特征,以磺胺嘧啶（SDZ）为研究对象,以石英砂（QS）为介质,采用高温加热法制备覆铁石英砂（IOCS）,通过土柱出流实验,研究不同铁含量和离子强度对SDZ在IOCS中迁移的影响,并利用Hydrus-1D软件对结果进行模拟.土柱出流实验结果表明,随着IOCS表面铁含量增加,其表面粗糙度越大,且表面携带的正电荷越多,SDZ越容易吸附在IOCS表面,其相对浓度峰值越低,不利于SDZ的迁移;离子强度的增加,促进了SDZ在QS和IOCS中的迁移,这主要是受静电作用、表面络合作用和竞争吸附作用的控制.模拟结果显示,非平衡单点吸附模型（OSM）可以较好地模拟不同铁含量和离子强度下SDZ的迁移过程,拟合曲线与实测曲线几乎重合,R²>0.97,RMSE<0.032,拟合效果较好;反演所得吸附分配系数k_F随着铁含量的增加而增加,随离子强度的增加而减小;阻滞因子R_d与其呈现相同的变化趋势;吸附特征参数β>1,而一阶动力学速率常数α均较小.     

干旱区绿洲城郊排污渠沉积物重金属污染与释放特征

在白银市城郊东大沟沿程采集了8个沉积物样品,采用Tessier五步连续提取法和静态释放试验研究了沉积物中重金属的污染特征及在不同离子强度条件下沉积物中重金属的释放规律.结果表明:(1)东大沟沉积物中Cd、Cu、Pb、Zn的含量均超过了甘肃省土壤元素背景值,其平均值分别为背景值的128.83、12.71、26.90、17.99倍.(2)沉积物中Cd和Cu主要以残渣态和有机结合态存在,Zn主要以有机结合态和铁锰氧化物结合化态存在,Pb主要以铁锰氧化物结合态存在;沉积物中重金属的活性顺序为ZnPbCdCu.(3)随着离子强度的增大,沉积物中Cu、Pb、Zn的释放量随之增加,沉积物中Cd的释放量则是先增加后减少.