滦河水体溶解性有机物的综合分级表征及其混凝去除过程

天然水体溶解性有机物(DOM)是微污染物的潜在载体,是消毒副产物的主要前驱物,自身又可能成为微污染物,因此研究其内在特性和去除机理有着重要的基础性科学意义.本研究综合利用化学、物理分级方法(即树脂和超滤分级法),对中国北方典型饮用水源--滦河水体的DOM进行全面分级表征.此水体DOM基本化学分级特征是憎水酸(HoA)、亲水性物质(HiM)含量较高,且具有季节稳定性;其物理分级特征是分子量＜1 kDa及3 kDa～10 kDa的组分含量较高,也表现出一定的时间稳定性.选用工业聚合铝(PAC)研究此DOM的基本混凝特征和内在混凝机理,结果表明,强憎水部分HoA及3 kDa～10 kDa间的有机物较易被去除,而较大分子量范围10 kDa～30 kDa间的有机物去除率较低,说明混凝过程中此DOM的物理性质不起主要作用,而化学性质更为重要.特别对DOM各组分作进一步(结合)分级研究,发现HoA主要在＞10 kDa范围.＜1 kDa的有机物中主要为HiM,但其中还含有HoA和弱憎水酸(WHoA),这使特定条件下部分＜1 kDa有机物被混凝去除成为可能.另外,HoA中按分子量大小仍可分为易去除和难去除部分,但分布不连续,易去除部分在3 kDa～10 kDa和＞30 kDa区间,而其10 kDa～30 kDa部分较难去除,说明可能存在其他结构性影响因素,值得深入研究.     

富集甲基汞的树脂膜筛选及条件优化

树脂膜作为DGT技术的核心部分,是影响 DGT测定的关键因素。为确保树脂吸附和洗脱实验的准确性,筛选出醋酸-盐酸混合溶液作为甲基汞溶液的保存试剂。以标液中甲基汞的吸附率为指标,比较了4种吸附树脂的基本特征及在室内标液浓度为1μg/L的条件下对甲基汞的吸附效果,筛选出吸附效果最佳的树脂TCH-95,并对TCH-95树脂胶的不同洗脱试剂进行了研究。结果表明：24h TCH-95对甲基汞的吸附率高达98.9%。且在洗脱实验中,对硫脲-盐酸混合溶液添加冰醋酸有助于提高树脂胶中甲基汞的洗脱率,其2%硫脲-0.2mol/L HCl-4%HAc混合溶液的甲基汞洗脱率为84.5%,是目前TCH-95树脂的最佳洗脱剂。     

黄河干流宁蒙段溶解性有机物组分特征及其与金属离子的相关性

溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)是天然水体的重要组成部分,由于化学极性及所含的官能团不同,其在水体中的化学行为也不同.本研究以黄河干流宁蒙段为研究对象,于2015年4月采集了下河沿至头道拐沿程7个断面的水样,采用XAD系列树脂将DOM分为疏水性酸(hydrophobic acid,HOA)、疏水性碱(hydrophobic base,HOB)、弱疏水性酸(weak hydrophobic acid,WHOA)和亲水性物质(hydrophilic matter,HYI)这4个组分,探讨了DOM组分含量、荧光峰值及其与Pb、Zn、Cu、Cr、As这5种金属离子之间的相关性.结果表明,黄河宁蒙段DOM总量由下河沿至头道拐沿程逐渐增加.各断面DOM腐殖化程度较低,以亲水性的蛋白质类小分子物质(HYI)为主,疏水性酸(HOA)次之,这与黄河沿岸排污导致内源作用增强有关.三维荧光光谱中类腐殖质和类蛋白质荧光峰型显著,且类腐殖质峰沿程逐渐增强,进一步证实了内源污水输入的影响.SPSS相关性分析结果表明,DOM与5种金属离子呈现出不同程度的相关性,其中与Cu离子显著相关;4种组分中HYI与Cu离子的相关性最强,说明二者在迁移转化过程中存在显著相互作用.进一步研究发现,芳香蛋白类物质荧光峰强度随Cu离子浓度的升高而降低,这可能是Cu与亲水性组分中的芳香类蛋白质发生络合产生荧光淬灭效应,从而导致荧光强度降低.     

高吸湿性树脂材料的研究进展

高吸湿性树脂材料是一种具有优异的吸湿、保湿性能的功能高分子材料,可以适用于不同吸湿需求的场合。综述了高吸湿性树脂材料的主要类型、研究状况及其存在的不足,探讨了高吸湿性树脂材料的吸湿机理,展望了高吸湿性树脂材料的发展和应用前景。     

A novel aminated polymeric adsorbent for removing refractory dissolved organic matter from landfill leachate treatment plant

Refractory dissolved organic matter (DOM) from landfill leachate treatment plant was with high dissolved organic carbon (DOC) content. An aminated polymeric adsorbent NDA-8 with tertiary amino groups and sufficient mesopore was synthesized, which exhibited high adsorption capacity to the DOM (raw water after coagulation). Resin NDA-8 performed better in the uptake of the DOM than resin DAX-8 and A100. Electrostatic attraction was considered as the decisive interaction between the adsorbent and adsorbate. Special attention was paid to the correlation between porous structure and adsorption capacity. The mesopore of NDA-8 played a crucial role during uptake of the DOM. In general, resin in chloride form performed a higher removal rate of DOC. According to the column adsorption test, total adsorption capacity of NDA-8 was calculated to 52.28 mg DOC/mL wet resin. 0.2 mol/L sodium hydroxide solution could regenerate the adsorbent efficiently.     

废偕胺肟型螯合树脂再生工艺及吸附性能研究

为了解决废弃螯合吸附树脂堆积对环境造成污染,在参考了原树脂合成路线的基础上,设计出了资源化处理该树脂的方法。在二乙胺溶剂中,以废偕胺肟型螯合树脂为原料,加入羟胺试剂,使废树脂发生偕胺肟化反应改性为偕胺肟基聚丙烯腈-二乙烯基苯,实现了废树脂的再生。探讨了废螯合树脂改性工艺及吸附性能,在实验中单因素考察了反应温度、反应时间、二乙胺浓度、盐酸羟胺浓度以及NaOH浓度等因素对偕胺肟化反应效率的影响,同时对树脂及二乙胺溶液进行循环使用。结果表明,二乙胺浓度为70%,盐酸羟胺浓度为1.2mol/L,NaOH浓度为2mol/L,反应温度为50℃,反应时间为2h时达到最佳再生综合效能。以Cu(Ⅱ)离子进行吸附效率测试,有效地恢复该种树脂的吸附能力的90%。树脂循环使用四次之后,吸附效率仍能达到60%。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对螯合树脂表征表明,腈基转化成了偕胺肟基团。在废树脂再生的反应过程中,二乙胺溶剂表现为激活剂的作用。     

几种吸附材料在含油废水处理中的应用

含油废水的来源广泛、成分复杂且对环境危害严重,吸附法是处理含油废水常用的方法,吸附剂性能的优劣对处理含油废水有至关重要的影响。介绍几种典型的吸附材料包括活性炭、高吸油树脂、粉煤灰和膨润土;活性炭是处理含油废水最常用的吸附材料,高吸油树脂则是新型的有机吸附剂,粉煤灰来源广且价格低廉,膨润土资源丰富;几种吸附材料各有优点缺点,其特性、吸附机理、在含油废水处理中的应用也不尽相同,通过比较分析,提出了未来用于含油废水处理吸附材料的发展趋势。     

离子交换树脂静态吸附二甲胺的研究

通过静态吸附实验,研究了二甲胺在ZGSPC106型细颗粒树脂上的吸附行为,从热力学和动力学角度对吸附过程进行了分析,并用红外光谱的方法探讨了树脂吸附二甲胺的机理.结果表明,Langmuir等温方程能够很好的拟合吸附平衡数据,热力学参数表明该吸附可自发进行,且为熵增加的吸热过程,293K温度下树脂的静态饱和吸附容量为138.89mg/g(干树脂);吸附动力学符合准二级动力学模型,颗粒扩散是树脂吸附二甲胺速率的主要控制步骤.     

树脂负载Fe3+/Cu2+多相类芬顿降解染料橙黄

制备了新型多相类Fenton催化剂(Fe3+cu2+)/R(Fe3+和cu2+同时负载于离子交换树脂),以橙黄Ⅳ为研究对象,探讨了初始过氧化氢浓度、橙黄Ⅳ浓度、催化剂量、初始pH值及温度等因素对催化反应速率的影响,并对该催化剂重复使用性能进行测试.研究结果表明,该催化剂(Fe3++Cu2+)/R与Fe3+/R相比表现出更好的催化过氧化氢分解的活性,使橙黄Ⅳ的降解率提高10%;催化过氧化氢氧化橙黄Ⅳ的反应遵循假一级反应动力学,反应活化能为10.71 kJ·mol-1;催化剂表现出良好的重复使用性能,Fe3+和cu2+在树脂表面负载比较牢固,具有较好的稳定性和耐用性.同时,电子顺磁共振(EPR)测试结果表明,cu2+的掺杂能有效地促进OH·的产生;X射线光电子能谱(XPS)测试结果表明,反应过程中存在高价态铁物种.因此,在该体系反应过程中产生的活性物种是OH·和高价态铁同时共存.     

三元高吸油树脂的制备及其吸油性能

采用本体聚合法,以丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)和甲基丙烯酸十八酯(SMA)为单体,反应型低聚硅氧烷(OSS)为交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂制备了三元高吸油树脂,优化了制备条件,考察了其对不同有机溶剂的吸油性能,并对其进行了表征。实验结果表明:树脂制备的优化条件为BA,St,SMA,OSS,AIBN的质量分别占单体总质量的39.60%,39.60%,20.80%,0.21%,1.50%,于55℃下反应24 h;在该优化条件下所制备的树脂对氯仿的吸油率可达80.2 g/g;树脂对氯仿和二氯甲烷的吸油率远高于其他有机溶剂。表征结果显示,树脂形成了一定的网络结构,具有较好的耐热性、耐寒性和热稳定性。