超声-过氧化氢-氧化铜组合技术催化氧化水中苯酚

研究了超声-H2O2-CuO组合技术对苯酚的降解效果。考察了苯酚初始浓度、溶液温度及鼓入空气对苯酚去除率的影响。实验结果表明，与未鼓入空气时相比，连续鼓气时苯酚的降解效果较好；初始浓度低，苯酚去除率高；溶液温度从20％上升到55％时，苯酚去除率随温度升高而增大，温度对该过程的影响主要表现为对催化剂的影响而不是对超声作用的影响。高效液相色谱分析表明，苯酚降解的中间产物主要为对苯二酚、邻苯二酚及其他有机小分子物质，最终产物为草酸、二氧化碳和水。     

基于超声波原位增渗的地下水中苯酚污染的高效降解

近年来,石油类有机污染物引起的地下水污染状况日趋严重,在传统原位化学氧化修复技术中,药剂的迁移扩散受含水层渗透性及非均质性的影响显著,寻求行之有效的原位增渗方法是提高修复药剂影响半径以及污染物修复效率的关键所在。超声波增渗技术具有对环境扰动小、无二次污染及装置简单易安装等优势,被广泛应用于改善煤岩和油层渗透率等领域,以此提高煤气和石油采收率。然而将超声波作为增渗技术应用于地下水原位修复领域的报道甚少,增渗效果和修复机理仍然有待深入研究。通过对两种不同的含水介质施加超声波作用,对比分析超声前后介质中孔径及孔隙连通性的变化、高锰酸钾的运移速率以及苯酚的降解效率,阐明超声波原位增渗的作用机理和影响因素,并探讨基于超声原位增渗下有机污染物的降解动力学。结果表明,影响超声波原位增渗效果及有机物污染物降解效率的主要因素有超声作用功率、介质粒径、超声波作用模式以及地下水流速等。超声波原位增渗效果会随着超声作用功率和介质粒径的增大而增强,通过对介质施加500 W的超声波作用150 min,可最大程度地提升高锰酸钾的运移速率达3.02倍;此外,当地下水流速为8.59 cm·d⁻¹时,超声波预处理作用方式可最大程度将苯酚降解率从78.61%提升至91.45%。本研究通过探索超声波原位增渗对修复药剂传输速率以及污染物修复效率的作用机理,可为开拓地下水原位修复技术的应用前景提供可靠的理论依据和技术支持。     

超声-碱破解剩余污泥的条件优化

剩余污泥水解是实现污泥减量化和解决污水处理厂生物脱氮除磷中碳源不足的重要途径。以浓缩池污泥为对象,通过正交实验对超声-碱联合处理条件进行优化,考察了污泥破解率、上清液C/N与C/P的变化,并进行经济性分析。结果表明,对污泥破解率、上清液C/N、C/P影响最大的3个因素分别为pH、声能密度、pH。综合考虑3者,得到最佳操作条件为,声能密度=1.5 W·mL⁻¹、超声时间=15 min、pH=10、碱处理时间=1.5 h,在此条件下,污泥VSS去除率可达35％左右,可以减少污泥处置的成本。上清液SCOD>7 600 mg·L⁻¹、C/N>30、C/P>60,可以制备高碳低氮磷的污泥上清液回流,在大规模应用中比外加碳源的方式要节约成本。本研究结果可为超声-碱破解污泥的实际工程提供参考。     

Improvement of the activity of anaerobic sludge by low-intensity ultrasound

This paper aims to study the enhancement effect of low-intensity ultrasound on anaerobic sludge activity and the efficiency of anaerobic wastewater treatment. Dehydrogenate activity (DHA) and the content of coenzyme F(420) were detected to indicate the change of activity of anaerobic sludge induced by ultrasound at 35 kHz. Single-factor and multiple-factor optimization experiments showed that the optimal ultrasonic intensity and irradiation period were 0.2 W/cm(2) and 10 min, respectively, and the biological activity was enhanced dramatically under the optimal condition. The chemical oxygen demand (COD) removal efficiency was increased by ultrasonic treatment and the COD in the effluent was 30% lower than that of the control (without exposure). The hypothetical mechanism of biological activity enhancement by ultrasound was also discussed according to the results.     

考虑松动圈影响的钻孔瓦斯抽放合理封孔长度确定研究

以王行庄矿11071工作面为工程试验地点,通过超声波和钻孔窥视现场测试,结合理论计算,开展了瓦斯抽采煤巷松动圈范围和瓦斯抽放钻孔合理封孔长度确定的研究。确定了王行庄11071工作面二1煤层围岩卸压区宽度为8.87 m,极限平衡区宽度为9.87 m,合理封孔深度为10 m;通过极限平衡法理论计算得到的结果与超声波法、钻孔窥视法的测试结果基本相符。     

超声强化Fe0去除阳离子红GTL的研究

采用US/Fe0系统去除阳离子红GTL,考察了pH值、Fe0用量、超声功率及活性炭、H2O2、盐分添加对阳离子红GTL去除率的影响,利用紫外-可见吸收光谱变化查明阳离子红GTL在不同条件下的去除差异性,利用SEM解析铁的形态与染料去除的相关性。结果表明： pH≥5.0时超声和Fe0具有协同效应,Fe0用量2 g/L,pH=7.0,超声功率135 W,阳离子红GTL去除率达到96.07%;一定量的活性炭、H2O2、盐分添加会加速染料去除,US加速Fe0反应速度,但不改变染料降解机理,添加活性炭能够彻底降解阳离子红GTL,添加H2O2提供的氧化环境抑制苯胺类化合物生成;铁的形态及与染料的接触是影响染料去除效果的重要原因。     

2-氯联苯与4-氯联苯的超声降解研究

以2-氯联苯(2CB)与4-氯联苯(4CB)为对象,研究了污染物结构对超声降解的影响.在20kHz,30.8W·cm-2的超声波作用下,2CB与4CB的准一级降解速率常数分别达到0.128min-1和0.098min-1.其反应速率的差异来自不同取代基位置导致的挥发性之差.在95%的母体去除后,～80%的有机氯转化成无机氯离子.1h后2CB与4CB溶液的TOC去除率分别达到40%和35%.     

基于超声空化原理的废旧线缆回收方法

废旧线缆是一种可以回收利用的资源。目前普遍使用机械破碎方法回收废旧线缆,具体工艺是采用机械磨削的方法分离铜和绝缘皮,然后用筛分法获得。由于此工艺中包含有磨削过程,因此会损失很大一部分铜,从而造成资源浪费。为此,研究使用超声波工艺回收电线,并探讨一些因素对分离率的影响。研究结果表明:利用超声波的空化效应分离电线中的金属和塑料,能有效避免铜的大量损失。当水温为60℃,分离率达到最高值;电线长度与分离率之间基本成反比关系;电线总量的大小对分离率也有一定的影响。     

超声-Fenton高级氧化降解染料工业废水的研究

采用超声与Fenton高级氧化技术联合处理染料废水,取得了满意的效果。同时考察了初始浓度、初始pH值、超声时间、超声频率、超声功率、H2O2和FeSO4初始浓度等因素对其COD去除效果的影响,当超声波频率为45 kHz,功率为200 W,初始pH值为2.63,超声时间为150 min,H2O2浓度为60 mmol/L,FeSO4浓度为12 mmol/L时,染料废水COD去除率达到91.8%。     

剩余污泥减量化工艺条件优化研究

运用超声处理连续流活性污泥系统中不同种类的污泥,并将其回流至原系统中,研究其剩余污泥减量化效果。按正交实验设计并进行试验,确定最优工艺条件。结果表明:当声能密度为0.6 W/mL,作用时间为5 min,超声污泥为混合污泥,回流比为7∶120时,减量效果最佳。且在该条件下经一周期的运行,污泥减量效果达到96.24%,COD由进水的830 mg/L降至44 mg/L,NH4+-N和TN分别由进水的62.43 mg/L和103.19 mg/L,降解到2.31 mg/L和6.52 mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级排放标准。