基于化学反应动力学的饮用水铝形态分布模型研究

目前饮用水中的总铝超标现象十分严重,其危害与铝的存在形态密切相关.本研究利用三层前反馈式的人工神经网络技术,建立了基于化学反应动力学的铝形态预测模型.结果表明,无机单核铝和溶解铝的浓度变化速率与反应时间及水温、pH、总铝、氟离子、磷酸根和硅酸根等水质参数密切相关,二者的反应级数均为三级.通过人工神经网络可有效地进行饮用水中无机单核铝和溶解铝反应动力学参数的预测;反应速率常数k和初始浓度项1/c02的计算值和模型预测值的相关系数R均大于0.999.由M市管网水铝形态的预测结果可知:当总铝浓度0.05mg·L-1时,模型对无机单核铝浓度的预测误差较大;而当总铝浓度0.05mg·L-1时,模型有较好的预测能力,无机单核铝和溶解铝的相对预测误差分别为±15%和±10%.     

水温和pH对饮用水中铝形态分布的影响

铝对输配水系统及人体健康的影响主要与其存在形态有关.本研究采用硫酸铝模拟配水考察了水温和pH对溶液中铝形态分布的影响情况.考察的主要铝形态包括单核铝、溶解铝、悬浮铝和多核铝;采用的形态分析方法为荧光分光光度法.结果表明:当pH=6.5时,悬浮铝为饮用水中铝的主要存在形态,在总铝中的质量分数为62.2%;而当pH>7.0时,单核铝为主要形态,且随反应时间的增加变化不大.各水质条件下的多核铝浓度均较低,且随反应时间的变化也不大.水温对铝形态的影响与pH是一致的,由pOH可将二者统一起来.通过调节pOH可以实现饮用水中铝形态的控制,这将对输配水系统的运行管理及铝毒性控制提供理论依据.     

混凝沉淀过程中铝系混凝剂的形态转化规律

研究了模拟配水中硫酸铝和氯化铝2种传统铝凝聚剂和2种聚合氯化铝(PAC)絮凝剂在混凝过程中的形态转化规律以及原水浊度和溶解性有机碳(DOC)对残余铝形态分布的影响.结果表明,在低浊体系中,投加铝系混凝剂是导致出水余铝升高的主要原因;但在高浊体系中,铝系混凝剂,尤其是聚合铝具有一定的除铝功能;混凝沉淀过程中传统铝凝聚剂的残余铝总量明显高于聚合铝混凝剂的残余铝总量;聚合铝混凝剂的残余铝全部为悬浮态铝,传统铝混凝剂的残余铝中还存在着胶体态铝和溶解态铝.原水浊度和DOC浓度增加,会提高残余铝中胶体态铝和溶解态铝的含量.     

电助光催化氧化苯甲酰胺

以钛板为基材,采用溶胶-凝胶法制备固定膜 TiO₂/Ti 光催化剂,并对其施加一定的阳极偏电压,对苯甲酰胺溶液进行了电助光催化氧化处理.考察了阳极偏电压、溶液浓度和pH值对苯甲酰胺降解效率和光电流的影响规律,并比较了电助光催化氧化与光催化氧化、光解和电解处理对苯甲酰胺去除率的差异.结果表明,外加阳极偏电压可以大大提高光催化氧化技术的处理效率,最佳工艺条件为偏电压+0.6V/SCE,苯甲酰胺溶液的浓度 1.0mg/L,溶液呈酸性.在此条件下,经过 1h的处理,苯甲酰胺的去除率可达 90%.     

两相厌氧膜-生物系统处理造纸废水

采用传统两相厌氧工艺 ( BS)与膜分离技术相结合的系统 ( MBS)处理造纸黑液配制废水 .结果表明 :系统 COD去除率可以达到 73.1 % ,高于 BS系统 ( 4 8.6% ) ,且在厌氧污泥活性及运行稳定性方面优于 BS系统 ;在 COD负荷为 6kg·( m³·d)^-1时MBS酸化率为 20.1 % ,酸化水平为 7.5% ,略优于 BS系统 (分别为 7.0 %和 5.0 % ) .探讨了其原因及 MBS系统引入膜的作用 ,并对系统的评价体系进行了初步讨论 .     

倾角和循环流量对平板型光催化反应器性能的影响

考察了平板倾角和循环流量对平板反应器流动特性和性能的影响 ,并讨论了以太阳光为辐射光源时平板型反应器的最佳倾角问题 .研究表明 ,平板上液体体积 (V)和水膜厚度 (b)与倾角 (β)、循环流量 (Q)分别存在定量关系 .入射辐射条件相同时 ,在悬浮催化剂体系中 ,平板倾角越小 ,循环流量越大 ,反应器性能越高 ;在固定催化剂体系中 ,平板反应器 (长 1m,宽 0.48m)的性能最佳时的循环流量为 500L/h、倾角为 10°,相应雷诺数为 286.无论在悬浮催化剂还是固定催化剂体系中 ,周期性地辐射能提高反应速率 .     

H－酸废母液的湿式空气氧化处理

研究了用湿式氧化法处理染料中间体Ｈ－酸废母液。在２００－２５０℃,Ｐｏ２＝１－３Ｍｐａ下,Ｈ－酸的湿式氧化反庆可分为２个阶段,最初１０ｍｉｎ为快反应段。ＣＯＤ快速下降,ＵＶ／可见光吸光度先急剧升高,之后快速降低;慢反应段延续到３０ｍｉｎ,ＣＯＤ和吸光度缓慢下降,其后变化不大,经过湿式氧化处理之后,可生化性大幅度改善,在１６０℃,充氧３ＭＰａ,反应１ｈ,可使１０ｇ／Ｌ的Ｈ－酸液的ＣＯＤ降低５０％,Ｄ     

生化需氧量(BOD5)测定方法的改进和数据的图解法处理

介绍了图解法的原理,实验条件,实验方法,并采用图解法和标准法,通过对国家标准样品和有代表性的实际水样进行ＢＯＤ５测定和比较,所有试验样品的测定值均在标准样品的已知值范围内。图解法与标准法相比,两者误差不超过±５％,证明了图解法的准确性,合理性和实用性。图解法是标准法的改进,它简化了实验操作,减少了误差,使测定计算更准确。     

光电协同催化氧化苯甲酸的试验研究

在自制的光电协同催化氧化反应器中,对苯甲酸溶液进行了光电协同催化氧化处理研究,考察了阳极偏电压、反应氛围和制备光阳极所用基材对苯甲酸降解效率的影响,并比较了光电协同催化氧化与光解、光催化氧化和电解处理对苯甲酸去除率的差异.试验结果表明,经过1h的处理,光电协同催化氧化对苯甲酸的去除率可达85%以上,远远高于光解、光催化氧化和电解处理对苯甲酸的去除率(依次为48%、30%和约0%),具有明显的光电协同作用;工作电极与对电极采用内外同心圆柱形的布置方式;在通入高纯氮的条件下,TiO₂/Ti板光阳极对苯甲酸的去除率在1h时可达98%,优于TiO₂/Al板光阳极在仆时对苯甲酸85%的去除率;在通入纯氧的条件下,TiO₂/Ti板光阳极和TiO₂/Al板光阳极经过1h对苯甲酸的去除率均接近100%.     

SiO2纳米粉掺杂对薄膜光催化剂结构和活性的影响

针对固定膜光催化剂吸附能力差的缺陷,在催化剂的涂覆溶胶中掺杂具有较大比表面积的SiO2纳米粉制备了一种新的TiO2薄膜.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(TEM)和红外光谱(FTIR)等手段对催化剂进行表征发现,催化剂的晶相以锐钛矿为主,并含有少量的金红石,平均晶粒尺寸为27nm左右.其中掺杂的SiO2以十几到几十纳米的无定型团簇形式分散于薄膜中,除了能增大薄膜的表面积外,对TiO2的晶体结构和表面基团等性质几乎没有影响.光催化降解试验表明,SiO2掺杂后薄膜的活性大大改善,并受掺杂SiO2的原始粒径和掺杂量影响很大.此外,该催化剂还具有很好的稳定性,在连续30多天的使用中,对活性艳红X-3B的去除率一直维持在80%左右,活性未见降低.