饱和粉末活性炭电化学再生研究

采用电化学再生法对吸附处理染料废水产生的饱和粉末活性炭(PAC)进行再生,以NaCl为电解质,考察了电源类型、pH、再生时间、电压和NaCl浓度对活性炭再生率的影响,并对活性炭表面酸性含氧官能团进行测定。结果表明:(1)在pH=1、直流电压为6V、NaCl为6g/L、再生90min的最佳条件下,采用单室反应器,饱和PAC再生率达到59.09%。(2)电极循环伏安曲线结果表明,饱和PAC电极表面发生氧化反应,与主电极直接和间接氧化共同作用,使活性炭表面吸附的污染物降解。活性炭表面酸性含氧官能团滴定和红外光谱测试结果进一步表明,电化学再生法使活性炭表面基团得到恢复。     

核桃壳生物炭小球对雌激素污染物的吸附机制

为探究生物炭小球对雌激素污染物的吸附机制,以农业废弃物核桃壳为原材料,在400℃下热解碳化制备生物炭,与黏土、碳酸氢钠、硅酸钠混合制备生物炭小球。采用ESEM观察、比表面积测定、红外光谱对其表面结构和组成进行表征,并将其用于对雌酮(E1)、雌二醇(E2)和雌三醇(E3)的吸附去除研究。分别考察了吸附时间、溶液pH、生物炭小球投加量以及雌激素初始浓度对吸附效果的影响,并通过颗粒内扩散、等温吸附、吸附动力学探讨其吸附机制。结果表明:生物炭小球对雌激素的吸附平衡时间为15 min;投加量为1 g、pH为5、初始浓度为2 500μg·L-1时平衡吸附量最大;颗粒内扩散模型研究结果表明吸附机制包括分配作用和表面吸附;准二级动力学可较好地描述生物炭小球对雌激素的吸附过程;生物炭小球对雌激素的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型。所制备的生物炭小球对雌激素污染物具有较好的去除效果,在环境治理方面具有一定的应用前景。     

基于CFD模拟改良型厌氧折流板反应器(mABR)水力特性

改良型厌氧折流板反应器(modified anaerobic baffled reactor,mABR)的处理效率受水力特性的影响很大,而反应器升流室的升流速度又是影响反应器内水力特性的重要参数。使用CFD-fluent软件平台进行二维多相流数值模拟,在难降解废水水解酸化(固-液两相流)与高浓度有机废水发酵产气(气-液-固三相流)条件下,针对水流速度与固含率的变化,探究不同升流速度对反应器内流场特性的影响。结果表明:升流速度的增加及反应器厌氧产气有利于抬升泥水界面,促进泥水混合,提高传质效率;但过高的升流速度将导致污泥流失,使生物量的保持能力下降。通过分析可知,当两相流和三相流升流速度分别为2.0～2.5 m·h~(-1)和1.5～2.0 m·h~(-1)时,水力搅动及固含率分布较为显著,有利于泥水混合,使得反应器去除污染物效率最佳。     

氯自由基介导的BDD电极选择性氧化脱氮

为实现氨氮的高效选择性转化,设计了一个氯自由基介导的电化学体系。该电化学体系以稳定性好、氧化能力强的掺硼金刚石(BDD)电极为阳极,以Pd-Cu修饰的泡沫镍材料(Pd-Cu/NF)为阴极,以氯化钠为电解质,对BDD电极选择性电催化氧化性能与机理进行了研究。结果表明:在4.0 V电压下,体系中的Cl~-原位可转NO_3~-,副产物N_2;分别探究了阴极材料、电场强度、电极间距、溶液pH和电解质种类对氨氮转化性能的影响。通过电子顺磁共振和自由基捕获实验,证实了Cl·在氨氮转化过程中发挥了重要作用。在最优条件下,可实现40 min内100%的氨氮转化率和25 mg·L~(-1)的N_2生成量,以上研究结果可为解决水体中氨氮的污染问题提供参考。     

燃煤飞灰负载钾基CO_2吸收剂再生反应特性的动力学分析

采用热重分析的方法对吸收剂的再生反应进行研究,说明了燃煤飞灰负载钾基CO_2吸收剂的制备方法,探讨了在不同升温速率下燃煤飞灰负载钾基CO_2吸收剂和纯KHCO_3的再生反应特性。结果表明:燃煤飞灰负载吸收剂的峰值失重速率为0.13~0.73 mg·min~(-1),在升温速率为20℃·min~(-1)时,反应温度区间最小,为94.34℃;采用多种分析方法对吸收剂的受热分解反应进行动力学分析,纯KHCO_3的反应活化能为85.7~92.0 kJ·mol~(-1);燃煤飞灰负载钾基CO_2吸收剂的反应活化能为66.2~69.4 kJ·mol~(-1),随着转化率上升,2种样品的活化能均先减小后增大。燃煤飞灰负载钾基吸收剂再生反应的活化能小于纯KHCO_3的活化能,说明将KHCO_3负载于燃煤飞灰上有利于再生反应的进行。     

典型类雌激素的降解方法及其影响因素研究进展

类雌激素是一类新兴污染物,目前在环境中普遍存在,且在极低浓度下可对生物体和环境产生重大威胁.本文重点介绍了酚类、天然类固醇类和邻苯二甲酸酯等3种典型类雌激素的来源、环境分布特征及其生物毒性,综述了典型类雌激素的最新化学降解法(直接光解法和高级氧化法)和生物降解法(菌类降解法和藻类降解法)及其特点.直接光解法操作简便,但降解效果不佳;高级氧化法能快速高效地去除类雌激素,但操作相对复杂、影响因素较多;生物降解法的应用性强,但处理周期长、受环境因素影响大.此外还阐述了类雌激素的降解机理及其影响因素,最后对典型类雌激素的多种高效联合降解技术提出了展望.     

袋式除尘器进气均布板结构参数对气流分布的影响分析

针对袋式除尘器的进气均布板主要结构参数对气流分布影响的问题,采用正交试验方法进行CFD模拟试验设计,并以气流速度相对均方根σ值作为气流均匀性的评价指标。研究结果给出了σ与板数n、板长L、挡板上端距灰斗顶部截面高度ΔH、挡板前后偏角θ及过滤风速v之间的函数关系式。表明适当增加n、增大ΔH和θ、减小L、降低v,可以提高进气流分布均匀程度,影响进气均匀分布程度的排序为L>θ>n>ΔH>ΔL。     

淀粉改性絮凝剂制备及其对污泥絮凝性能研究

利用60Co-γ辐射,以共辐照接枝技术制备出淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物。研究了各种反应条件对丙烯酰胺(Acrylamide,AM)接枝率和单体利用率的影响规律,利用傅里叶红外光谱对接枝产物进行了表征。结果表明,其最佳合成条件为:辐射剂量15 kGy,淀粉与AM质量配比0.5∶1,阻聚剂添加量0.02%AM,单体浓度5%,产品接枝率达244%,单体利用率达171%。接枝产物通过Mannich反应阳离子化后考察其对剩余污泥絮凝性能,试验结果表明:改性絮凝剂(CSPAM)对剩余污泥的絮凝效果优于市售PAM,且CSPAM最佳用量小于PAM。     

五孔支撑纤维膜在MBR运行中的特性研究

实验室自行研发的PVDF/PMMA/TPU共混体系的五孔支撑膜具有高强度耐冲击的特点,在一定程度上改善了传统中空纤维膜的断丝情况。将选择典型的、具有代表性的MBR工艺流程,采用自主研发的五孔膜制成帘式组件,用于处理经水解酸化后的印染废水。实验讨论了水力停留时间,曝气强度和污泥浓度对于出水水质的影响,最后确定最优的操作条件为:MBR的水力停留时间为20 h,曝气强度为2.45 m/m.h,污泥浓度为4 500 mg/L。     

利用微脉冲激光雷达分析上海地区一次灰霾过程

通过分析2008年6月至2009年5月期间浦东新区灰霾天气出现的特征,并以2008年12月19日至2008年12月21日一次典型的灰霾天气过程为例,利用激光雷达(Light laser detection and ranging,简称Lidar)数据资料反演得到气溶胶消光系数及其强度图和廓线图,结合地面气象数据和气溶胶观测资料,分析了此次灰霾天气形成的原因.一年的观测资料表明,上海地区冬季和春季易产生灰霾天气,冬季出现重度霾最多,秋季和夏季灰霾天气较少.较弱的太阳辐射以及静风、小风是导致灰霾天气发生的重要原因,且高湿度的霾天气对能见度影响更大.大气边界层(以下简称边界层)高度变化决定着灰霾天气发生的强度,当边界层高度在1km左右时,易发生轻微霾天气,当边界层高度降至600m左右时,易发生中度、重度霾天气,而太阳辐射强度变化决定着边界层高度的变化.轻微霾天气下,大气气溶胶垂直分布最强消光值约为0.15km-1,而重霾天气下可达0.30km-1以上.本次霾过程还受地面颗粒物排放的影响,主要是PM1和PM2.5,且在消光作用中散射性气溶胶的贡献大于吸收性气溶胶.轻微霾天气下PM2.5浓度为50μg·m-3,黑碳浓度为5000ng·m-3,浊度为200Mm-1,而重度霾时则分别达到200μg·m-3、24000ng·m-3和1400Mm-1.随着此次霾的出现,整层大气气溶胶光学厚度(AOD,550nm)不断增加,在重度霾时达到0.6左右,Angstrom指数在重度霾时显著降低,表明有大颗粒物导入,说明此次重度霾天气的发生还与气溶胶的输送有关.