石墨烯在水处理膜改性中的研究与应用

膜污染制约着膜分离技术的可持续发展。新型抗污染膜材料的研发是膜技术进一步发展的关键突破口,通过改性提升现有膜材料的抗污染性能一直是膜技术领域的研究热点。石墨烯因具有诸多独特的理化特征,近年来在膜改性领域备受关注。文章综述了不同石墨烯类材料的特点以及常用的膜改性方法,并详细阐述了石墨烯类材料在反渗透、正渗透、纳滤、超/微滤、渗透汽化以及导电膜领域内的膜改性研究及应用进展,并对今后的研究发展进行了展望,旨在推进新型膜材料的实际应用进展。     

氯消毒对再生水可同化有机碳的影响

考察了再生水氯消毒过程中的氯消耗特性及水质特性的变化,发现加氯后5 min,氯消耗速率最大,同时254 nm的紫外吸光度和三维荧光强度的变化最为显著.发现再生水消毒后生物可同化有机碳(AOC)浓度显著增加,说明消毒后水质生物稳定性变差.AOC变化趋势呈现为先增长后降低的趋势,对于不同处理工艺再生水,二级出水的AOC水平普遍高于深度处理出水,但深度出水消毒5 min后AOC的增长率却高于二级出水消毒后的增长率.进一步研究发现,再生水水样消毒后的AOC变化量与三维荧光积分值变化量之间有一定的正相关关系.     

长江三角洲地区基于喷涂工艺的溶剂源VOCs排放特征

了解挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的溶剂源排放特征是制定长江三角洲地区PM2.5和臭氧防控策略的关键.本研究通过罐采样-GC-MS/FID测定了长江三角洲地区重点喷涂行业(集装箱喷涂、造船喷涂、木器喷涂和汽车喷涂业)的VOCs排放特征.结果表明,长江三角洲地区喷涂行业排放的主要VOCs组分为甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烃类物质,三者之和占总VOCs的质量分数为79%~99%.生产工艺的不同对VOCs的排放组成影响并不大,废气处理装置中活性炭吸附对VOCs的组成并无明显影响,而催化燃烧的处理过程会使VOCs的排放组成产生显著变化,乙烯排放明显增大,同时也使得催化燃烧处理最大增量反应活性(maximum increment reactivity,MIR)值高于活性炭吸附处理后的MIR值,说明不同的处理措施的使用将影响VOCs对臭氧的生成作用.     

电化学氧化PFOA阳极材料筛选及其机制研究

全氟辛酸(PFOA)具有环境持久性及内分泌干扰性,传统的生物降解及高级氧化法对PFOA的去除效果微弱.本研究采用电化学氧化法降解PFOA,选取BDD(掺硼金刚石电极)、Pt、Ti、Ti/RuO2、Ti/RuO2-IrO2、Ti/In2O3、Ti/SnO2-Sb2O5-IrO2、Ti/SnO2-Sb2O5-RhO2、Ti/SnO2-Sb2O5、Ti/SnO2-Sb2O5-CeO2和Ti/SnO2-Sb2O5-Bi2O3这11种阳极材料为备选电极.采用线性扫描伏安法测试析氧电位(OEP),评价11种电极对PFOA的降解效果和脱氟效果,并采用超声-电化学协同方法间接证明PFOA分子在电极表面的直接电子转移是降解反应的第一步.Ti/SnO2-Sb2O5-Bi2O3、Ti/SnO2-Sb2O5-CeO2、Ti/SnO2-Sb2O5和BDD对PFOA有较好的电氧化效果,降解率分别是89.8%、89.8%、93.3%和98.0%.Pt、Ti/SnO2-Sb2O5-RhO2、Ti/SnO2-Sb2O5-IrO2和Ti/In2O3对PFOA的电氧化效果微弱,降解率分别是2.1%、2.3%、12.5%和3.1%.而Ti、Ti/RuO2和Ti/RuO2-IrO2对PFOA没有电氧化能力.PFOA分子经过电极表面的直接电化学氧化发生脱羧反应,后经过逐步脱掉CF2单元的循环生成短链的全氟羧酸类化合物C6F13COO-、C5F11COO-、C4F9COO-和C3F7COO-.     

MBR-RO组合工艺污水回收中试研究

以A2/O-MBR为预处理工艺,构建了MBR-RO组合系统并用于城市污水的直接处理与回收,考察了MBR工艺作为RO预处理的可行性,评价了RO膜的出水水质,分析了不同操作条件对RO膜的渗透性能及膜污染的影响.研究表明,RO出水平均值为TOC＜1.3 mg/L、NH 4-N＜0.03 mg/L、TN＜0.1 mg/L,TP未检出,电导率和浊度分别小于30μS/cm和0.12 NTU,MBR出水中的无机离子已被RO完全截留,MBR-RO系统具有很高的污染物降解能力和脱盐能力,其出水水质可达饮用水水质标准.MBR作为RO的预处理是完全可行的,连续6个多月的运行中RO膜污染表现不严重.     

膜-生物反应器在我国的研究与应用新进展

膜-生物反应器(MBR)作为一种污水处理新技术,其研究和应用在我国受到了广泛关注.主要以1995-2006年发表在国内中文期刊上的关于MBR研究与应用的700多篇文献为基础,分析了与MBR构型、应用领域和研究机构等相关的文献数量分布,综述了在MBR新工艺、膜污染及其控制技术和污水处理类别等方面的研究进展,总结了MBR在污水再生利用中的应用概况,指出了未来MBR技术研究的挑战和工业应用的发展方向.     

水电开发对河流生态系统服务功能的影响——以澜沧江漫湾水电工程为例

人类的经济活动对河流生态系统施加的干扰越来越多,其中既有正面影响,也有负面影响.在剖析河流生态系统服务功能内涵特征的基础上,探讨了水电开发对河流生态系统服务功能影响的机理及途径,建立了评价指标体系和评估方法.并以澜沧江漫湾水电站为对象进行了案例研究.结果表明,漫湾水电工程建设对河流生态系统服务功能正面影响的价值增量为11.30×108元·a-1,负面影响的价值损失为3.27×108元·a-1.正面影响以水力发电产生的经济效益为主,负面影响以河流输沙和维持生物多样性服务功能减弱的价值损失为主.漫湾水电开发生态环境效益与生态环境成本的比值为1:5.56,生态环境影响的净现值为一26853.50×lO'元·a-1.鉴于水电开发经济效益获取所付出的巨大环境代价,提出了水电开发与河流生态系统服务功能可持续调控模型,以期为实现绿色水电开发提供参考.     

城市污水处理工艺对噬菌体的去除效果

测定了北京市3座城市污水处理厂各处理单元出水中的SC噬菌体和F-RNA噬菌体浓度进水中SC噬菌体和F-RNA噬菌体浓度范围分别为6.25 ×103～1.34×104 PFU·mL-1和2.4×10～2.4×103 PFU·mL-1,经过处理,上述2类噬菌体的总去除率分别为72.45%～99.89%和57.84%～93.06%,低于对粪大肠菌的处理效果生物曝气工艺对噬菌体的去除效率最高,深度处理中的砂滤工艺对噬菌体的去除作用不明显.根据测定的F-RNA噬菌体浓度预测水中肠道病毒的浓度,结果显示生活污水经常规处理和深度处理后仍含有0.65～15.8 PFU·L-1的肠道病毒.     

微生物强化处理与堆制强化处理含油污泥对比试验

为探索含油污泥的高效处理方法,对含油量为12.68%的污泥进行微生物菌剂强化处理和堆制强化处理现场试验.在第1、15、30d分别向微生物强化处理单元投加微生物菌剂和营养液;同时向堆制强化单元投加10kg畜禽粪便来提供共降解物质,强化堆制处理过程.结果表明,微生物强化处理单元含油量持续下降,56d后下降至6.42%,去除率达到47%;强化堆制单元处理效果较好,56d后含油量下降至6.98%,去除率达到31%;对照单元含油量则变化很小,56d后含油量为10.15%.对照单元的pH基本保持不变,最高为8.28,最低为7.93,微生物强化处理单元pH最低达到7.33,一般稳定在7.8左右,菌剂的添加对pH影响明显.堆制强化处理单元温度随着农家肥的添加而剧烈升高,最高达到54℃.试验进行过程中监测了样品中微生物总数的变化情况.通过气谱-质谱分析,可以明显地看出2种方法处理后,含油污泥中石油成分的差异,对碳原子数小于21的烃类有着良好的去除效果.     

检测水中有机磷农药的酶传感器

采用丝网印刷技术制作厚膜型电极,通过交联法将乙酰胆碱酯酶固定在电极上,开发快速检测水中有机磷农药的酶传感器.采用循环伏安法对电极所做的检测结果表明电极彼此间的差异在10%以内,具有较好的一致性.通过在交联剂、酶和底物等方面优化传感器的工作参数,确定了戊二醛、酶和底物的浓度分别为0.2%、0.5 mg/mL和10 mmol/L时,传感器响应最好.在交联固定酶的情况下,根据酶活受到有机磷抑制的原理,采用时间-电流法对特丁硫磷和对硫磷进行了检测.结果表明:这2种有机磷的检测限都可以达到1 ng/mL,线性区间1～10 000ng/mL.在物理吸附固定酶的情况下,采用循环伏安法对特丁硫磷进行了检测.结果表明:采用循环伏安法检测的灵敏度比采用时间-电流法的灵敏度要高.