电气石自发电极性对溶液pH和亚硝化胞菌生长影响研究

电气石具有自发电极性,利用傅里叶变换红外光谱分析不同煅烧温度处理下电气石的变化,研究并探讨电气石自发电极性对溶液pH的影响；并借助微生物检测手段,研究电气石自发电极性对微生物生长的影响.结果表明,电气石能调节溶液pH至弱碱性,煅烧温度为800℃时,由于电气石晶胞体积的缩小,电极性增强,pH显著上升(9.8)；煅烧温度为1 000℃时,BO3原子团振动峰消失,羟基振动峰和Si-O-Si对称伸缩振动峰强度明显减弱,自发电极性消失,不再具有调节pH的作用.电气石可明显促进亚硝化细菌生长繁殖,缩短细菌适应期,提前进入稳定期,大幅增加细菌数量,5d后投加电气石组中亚硝化单胞菌数量为9.66×108个/mL,远多于对照组中亚硝化单胞菌的数量(8.04×10 7个/mL).     

适用于BAF的粉煤灰免烧陶粒的制备

为拓宽粉煤灰免烧陶粒的应用范围,使免烧法得以推广,本实验通过激发粉煤灰的潜在活性并选用污水厂剩余污泥为添加剂的方法制备免烧陶粒,使产品比市售烧结陶粒更适用于污水处理领域,为粉煤灰、污泥的处理提供一条经济合理的途径。实验对粉煤灰活性激发机理、污泥添加作用和陶粒物相组成(XRD)进行研究。制备陶粒产品的主要性能指标是破碎率1.9%,,表观密度为1667kg/m3,比表面积7.84m2/g。将制备免烧陶粒和市售烧结陶粒投入曝气生物滤池处理生活污水,结果表明利用污泥为添加剂,可在一定条件下制备出适用于BAF的性能优良的功能陶粒,达到经济节能、变废为宝的目的。     

一种负载型生物载体的制备及性能研究

为强化载体表面生物膜的活性,研究以水性聚氨酯(waterborne polyurethane)为介质制备负载电气石的聚氨酯(tourmaline on polyurethane,TPU)载体.用扫描电镜(SEM)和持水倍率表征载体的物理性能,并且考察TPU载体对挂膜量及硝化能力的影响.结果表明,水溶性聚氨酯浓度能够影响TPU载体对电气石的负载量,导入电气石可以优化TPU载体上极性基团的数量以及环境pH值,亚硝酸菌和硝酸菌在TPU载体上的不可逆附着量分别提高了74.82%和71.89%.与未投载体相比,NH4+-N和NO2--N的去除率分别提高了8.12%和9.08%,表明优化的TPU载体能促进硝化作用.     

完善饮用水水源保护预警应急机制

水是生命之源,饮用水源条件的优劣决定了经济社会的发展方式,直接关乎人类生存与社会发展.保障饮用水的安全是国家稳定的基础,也是国家的政治需要.     

响应面法对泡沫铜阴极电芬顿产H_2O_2与·OH性能优化

泡沫金属因其三维结构及优良导电性,使其作为电芬顿阴极开始引起学者关注。选择泡沫铜为阴极、石墨棒为阳极,搭建微孔曝气均匀的玻璃反应器,提高体系传质效率,并通过响应面探索体系产H_2O_2和·OH的机理。用响应面设计3因素(pH、电流、Fe~(2+)初始浓度)3水平实验,得到体系产H_2O_2和·OH与3种因素之间的非线性回归方程,得到最优条件:当pH=2、电流0.25 A、Fe~(2+)初始浓度为15μmol·L~(-1)时H_2O_2产量最大,为457.27μmol·L~(-1);当pH=2、电流0.25 A、Fe~(2+)初始浓度为20μmol·L~(-1)时·OH产量最多,可达18.56μmol·L~(-1)。根据方差分析,二次模型显著性很高(R_(H_2O_2)~2=0.977 8,R_(·OH)~2=0.964 2),能够很好地模拟实验结果。通过铜溶出实验分析得出铜溶出量在0.4~1.8 mg·L~(-1)之间,符合现行污水排入城镇下水道水质标准(CJ 343-2010)。     

钴基气体扩散电极强化电芬顿处理磺胺噻唑钠

制备钴氧化物掺杂的碳氮气体扩散电极(Co-CN-GDE)强化电芬顿体系抗生素降解效能.引入CoO_x后,Co-CN-GDE界面反应电荷阻力降低,氧强度提高,促进HO^·等活性物质生成.将其应用于磺胺噻唑钠(STZ)废水处理,20min内随钴掺杂比例从0增加至1/5,反应动力学常数从0.008min^-1提升至0.243min^-1,STZ降解率从76.94%提升至98.99%.同时生物毒性实验证明新电芬顿体系对STZ有去毒作用.最后,通过超高效液相色谱-串联质谱检测STZ降解过程中的产物,得出STZ主要降解路径为α,β和γ键断裂.本文为解决微区强碱环境催化剂还原受阻进一步提高气体扩散电极处理抗生素废水能力提供解决思路.     

电芬顿反应原理研究进展

电芬顿法作为一种新型电化学氧化技术,因其强氧化能力以及环境友好的特性引起了国内外的广泛关注.电芬顿反应通过电极产生H2O2和（或）Fe2＋,进行一系列反应生成具有强氧化能力的羟基自由基·OH.为了提高电子传递速度,产生更多芬顿试剂,国内外学者研发出不同类型的电芬顿反应器.通过分析电芬顿反应中·OH浓度与有机物浓度间的关系,大多数学者在准一级反应动力学基础上确定了反应常数,然而,目前其应用仍只停留在实验室阶段,电芬顿技术的效率及机理仍需要进一步研究改进.     

完善饮用水水源保护预警应急机制

水是生命之源，饮用水源条件的优劣决定了经济社会的发展方式，直接关乎人类生存与社会发展。保障饮用水的安全是国家稳定的基础，也是国家的政治需要。温家宝总理在政府工作报告中提出，要“让人民群众喝上干净的水、呼吸清新的空气，有更好的工作和生活环境。”然而我国目前正进入环境污染事故的高发期，2005年发生的松花江重大水污染事故，导致哈尔滨400万群众停水近4天，2006年发生的北江、湘江和洞庭湖重大水污染事故均不同程度影响到了人民群众的饮用水安全。饮水水源地安全问题已引起党和国家的高度重视，应急和预警作为应对饮用水突发事故的必要手段和有力保障在目前形势下越发显得必需与重要。[编者按]     

3D打印气体扩散电极产H2O2及其对焦化废水的处理研究

利用3D打印技术设计出一种高效产H₂O₂的3D打印气体扩散电极（3D-GDE）并将其应用于电芬顿体系对实际焦化废水降解研究.结果表明3D-GDE阴极H₂O₂产量高达16.1mg H₂O₂/cm²,而相同条件下传统气体扩散电极仅为7.16mg H₂O₂/cm².通过考察不同因素对阴极产H₂O₂影响可知：酸性条件更有利于产H₂O₂;电流从200mA提高到250mA,其H₂O₂产量从250mg/L提高到450mg/L,但是继续提高电流时（250~300mA）,H₂O₂并没有明显增加.将3D-GDE电极应用于电芬顿对实际焦化废水处理,在最适宜条件下,可以实现对焦化废水有效矿化（4h电解后高达80%）,其降解过程中三维荧光指纹分析也直接证明了该体系的高效性.Microtox毒性实验表明,3D-GDE电芬顿体系可以有效的降低焦化废水体系的毒性,其最低能耗为0.9kW·h/g TOC.     

电-Fenton技术中H2O2积累强化的研究现状及展望

电-Fenton技术因原位电化学合成H₂O₂、电循环Fe²⁺/Fe³⁺而在水处理领域备受关注.阴极2电子氧还原（ORR）电合成H₂O₂反应决定着·OH形成速率及产量.本文首先从阴极电合成H₂O₂全过程角度阐明了阴极积累H₂O₂的原理,随后分别总结了近年来在电-Fenton体系强化2电子ORR前驱体氧传质策略、提高2电子ORR电合成H₂O₂的反应活性/选择性方法、减小/抑制H₂O₂无效分解的途径.在此基础上,进一步总结了电-Fenton技术在环境中的应用,最后对电-Fenton的发展趋势进行了阐述.