絮凝-O3/MNBs耦合工艺高效处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液

针对垃圾渗滤液纳滤浓缩液可生化性极低而无法进行生物处置的问题,本研究采用絮凝-臭氧微纳米气泡(O₃/micro-nanobubbles,O₃/MNBs)耦合工艺处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液以期提高其可生化性。通过改变絮凝工艺的絮凝时间,聚合硫酸铁投加量,絮凝转速以及O₃/MNBs工艺的臭氧进气量,初始pH,温度等参数来探究絮凝-O₃/MNBs耦合工艺最佳工艺参数。结果表明,在絮凝时间为40 min,聚合硫酸铁投加量为10 g·L^-1,絮凝转速为300 r·min^-1的最佳絮凝工艺参数下,垃圾渗滤液纳滤浓缩液的色度、腐殖质及COD去除率分别为79.8%、59.2%和73.3%,B/C从0.09增至0.22,生物毒性由92.4%(高毒)降至50.6%(重毒)。垃圾渗滤液纳滤浓缩液絮凝工艺的出水进一步采用O₃/MNBs工艺处理,在臭氧进气量为400 mL·min^-1,初始pH=11,反应温度为30℃的最佳工艺参数下,絮凝出...     

UV-LED/NaClO方法降解邻苯基苯酚过程中水质对自由基去除贡献的影响及产物毒性效应分析

为去除水中的邻苯基苯酚(OPP),以UV-LED/NaClO方法为降解手段,考察了CO₃^2-、NO₃^-、腐殖酸(HA)对OPP去除的影响,探究了HO·、UV-LED、NaClO和含氯自由基(Cl·、ClO·)等对去除贡献的影响,结合降解产物提出可能的OPP降解途径,采用毒性鉴定评估方法,筛选出毒性效应增强产物。结果表明：在pH=7.0±0.2、OPP初始浓度为3μmol·L-¹、NaClO=40.3 nmol·L^-1条件下,不同组分的去除贡献大小顺序为Cl·>NaClO>UV-LED>其他组分(CO₃^-·、Cl₂^-·、O_-·等)>HO·>ClO·,Cl·对OPP去除贡献最大为31.13%;当CO₃^2-和NO₃^-浓度由0增至1.0 m...     

Cu-ZnO双反应中心类芬顿催化剂降解水中碘乙腈性能与机制

多相芬顿催化虽然克服了均相芬顿pH适用范围窄,铁泥二次污染等问题,但还面临着稳定性差,H₂O₂利用率低的问题,从而限制了其实际应用。本文利用锌和铜的电负性差异制备了一种双反应中心催化剂Cu-ZnO,通过在催化剂表面构建贫富电子中心,从而诱导H₂O₂产生·OH降解污染物。采用TEM、EDS、XRD、FTIR、XPS以及EPR对催化剂进行表征,并研究了催化剂投加量、H₂O₂投加量、pH以及共存离子对碘乙腈降解效果的影响。结果表明,在催化剂投加量为1 g·L^-1,双氧水投加量为10 mmol·L^-1时,Cu-ZnO对碘乙腈的去除率在91%。大部分共存离子对催化剂的降解效果影响较小,且在酸性条件下催化剂稳定性较好,中性和碱性条件下金属离子基本无释放。催化剂诱导产生的·OH和HO₂^·/O₂^·-是碘乙腈(IAN)降解的主要活性物种,降解产...     

金属有机框架化合物衍生Mn2O3催化过一硫酸盐降解左氧氟沙星

采用高温煅烧方法制备得到了金属有机框架化合物衍生Mn₂O₃,并将其用于催化过一硫酸盐(PMS)降解左氧氟沙星(Levo)。在Levo初始质量浓度为1 mg/L、Mn₂O₃催化剂投加量为0.04 g/L、PMS投加量为0.15 mmol/L、初始pH为6.7的反应条件下,Mn₂O₃催化PMS反应体系可以快速降解Levo,伪一级动力学常数为0.033 7 min^-1。无机阴离子和腐殖酸对反应体系的影响不大,Cl^-甚至可促进Levo的降解,pH适用范围也较宽(3.0～9.0)。Mn₂O₃催化PMS降解Levo过程中电子介导机理起着重要作用,同时还存在单线态氧(¹O₂)的贡献,均属于非自由基路径。     

亚铁活化过碳酸钠对垃圾渗滤液污染地下水中COD的去除

针对垃圾渗滤液渗漏严重威胁地下水水质的问题,以过碳酸钠(sodium percarbonate,SPC)为固体氧化剂来构建地下水的原位修复技术,采用单因素法,以受污染的高COD地下水为处理对象,通过实验研究了n(SPC):n(FeSO₄·7H₂O)、药剂投加量、反应时间对SPC/Fe²⁺体系去除COD的影响和SPC/Fe²⁺体系的反应机理。结果表明：n(SPC):n(FeSO₄·7H₂O)和SPC的投加量显著影响COD的去除效能;在初始pH值为7.22、 n(SPC):n(FeSO₄·7H₂O)=1:2.75、 SPC投加量为48 mmol·L^-1以及反应30 min的最佳实验条件下,COD的去除率可达82.09%;SPC/Fe²⁺体系通过降解类蛋白有机物和腐殖酸实现高COD地下水的有效处理,主要活性物种HO·能够有效减小腐殖质分子量及其分子间聚合度,同时降低芳香性构化...     

生物质利用方式对富营养水体中碳氮磷含量及其比例的影响

生物质常被添加至富营养水体中以调节碳氮比(C/N),促进脱氮,但不清楚生物质的粒径和投加方式对富营养水体中营养物质浓度和比例的影响。通过机械粉碎制得20～40、40～80、80～160目稻壳颗粒,并选取直接投加和无纺布包裹投加2种投加形式,以不添加稻壳或无纺布包裹砖块作为对照组。以超纯水为水样研究不同粒径和投加方式下稻壳的3 d碳氮磷释放特性;以成都市府河下游河段水样为研究对象,考察了不同粒径和投加方式下稻壳的21 d静态脱氮特性。结果表明,在超纯水中,稻壳释放出COD_Mn(5.5～16.5 mg·L^-1)、TP(0.18～0.45mg·L^-1)、 TN(0.39～0.95mg·L^-1)、 COD_Mn/TN(8.5～19.7)、 COD_Mn/TP(27.9～37.5),前四者均呈现出80～160目>40～80目>20～40目的规律,仅COD_Mn和COD_Mn/TN呈现直接投加>无纺布包裹投加的规律...     

TiO2光催化降解水中土霉素的动力学研究

环境中抗生素的出现及其引起的危害正受到越来越多的关注。以高压汞灯为光源,选用较为广泛的抗生素土霉素（OTC）为处理对象。考察了初始质量浓度、反应过程中光照、催化剂投加量、溶液起始pH、溶液中DOM和NO^-₃对光催化降解的影响,研究了其光降解动力学。结果表明,TiO₂光催化氧化法能够有效去除水中半微量的OTC,OTC的光降解过程符合一级反应动力学模型;UV/TiO₂联用工艺对TOC也有很好的去除效果,反应90 min,TOC去除率可达74%;OTC的初始浓度从30 mg/L增大到90 mg/L,反应速率从0.0619 min^-1降低到0.0130 min^-1;随着光催化剂投加量的增大,光降解速率常数先增大后减小;增加溶液的pH值,速率常数逐渐减小;溶液中的DOM和NO^-₃也可以影响光降解效率。     

硝基苯类废水的全混态零价铁-芬顿组合预处理工艺优化与工程验证

针对企业硝基氯苯装置产生的高毒性、难降解的硝基苯类废水,开发出全混态零价铁-芬顿组合预处理工艺,并分别优化了零价铁还原和芬顿氧化的工艺条件。结果表明,pH为2.0、零价铁投加量为220 mg/L时,废水中硝基苯类物质的去除率可达98.5%以上。出水pH约为3.0,继续投加3000 mg/L的H₂O₂,Fe²⁺投加比按C(Fe²⁺,mg/L):C(H₂O₂,mg/L)=1:10,1 h内COD去除率可达90%以上,且B/C由0.08提高到0.45。可见该组合预处理工艺可大幅削减废水毒性、改善可生化性,且直接运行成本仅为26.28元/吨,具有良好的环境和经济效益。     

响应面法优化混凝处理西北农村水窖水

针对西北地区水窖水低温低浊且微污染的水质特点,采用混凝工艺实现水质提升。通过研究混凝剂投量、助凝剂投量、pH等单因素对浊度、高锰酸盐指数、UV₂₅₄、氨氮去除率的影响,并利用Design-Expert软件对实验数据进行处理,得到二次响应曲面模型各因素间相互作用对响应值的影响,以及其最佳水平。结果表明：采用PAC+PAM的组合处理窖水时,最佳工艺参数PAC投加量为52.08 mg·L^-1,PAM投加量为0.32 mg·L^-1,pH为8.03时,微污染窖水浊度、高锰酸盐指数、氨氮去除率分别为95.8%、81.1%、48.6%。且在浊度、高锰酸盐指数、氨氮模型中,各因变量的影响程度依次为：pH>助凝剂投加量>混凝剂投加量;助凝剂投加量>混凝剂投加量>pH;混凝剂投加量>pH>助凝剂投加量。通过模型可信度分析证明：响应曲面法用于优化混凝工艺处理水窖水的可行性和有效性,同时也为雨雪水等非常规水源水质的净化提供了技术参考。     

零价铁Fenton技术处理含聚乙烯醇的印染退浆废水

采用零价铁Fenton技术处理含聚乙烯醇(PVA)的印染退浆废水。通过单因素实验和正交实验,考察了初始pH、H2O2投加量、铁屑粒径及投加量和反应时间对实验结果的影响。结果表明,初始pH和H2O2投加量对处理效果影响很大。最佳反应条件是初始pH=4.0,H2O2投加量为100mmol/L,铁屑(粒径为1~3mm)投加量为15g/L,反应时间为30min。在该条件下,出水PVA质量浓度为0.9mg/L,PVA去除率为99.9%,COD去除率为23.6%,BOD5/COD由0.12升高至0.34,可生化性明显提高。无论从处理效果考虑还是从成本考虑,零价铁Fenton技术都优于传统Fenton技术。     

硫化亚铁活化过一硫酸盐降解含表面活性剂水溶液中三氯乙烯的效果与机制

采用硫化亚铁(FeS)活化过一硫酸盐(PMS)降解含表面活性剂吐温-80(TW-80)水溶液中的三氯乙烯(TCE),考察了PMS和FeS投加量、TW-80浓度、溶液初始pH、无机阴离子(Cl^–和HCO₃^–)对TCE降解的影响,确定了PMS/FeS体系中的主导自由基及TCE降解机理,验证了PMS/FeS体系处理实际地下水中含TW-80的TCE效果。结果表明：增加PMS或FeS投加量有利于TCE的降解,但当其投加剂量分别超过0.8 mmol·L^–1和0.6 g·L^–1时,TCE降解反而受到抑制,且TCE的降解率随TW-80浓度的增加而下降;PMS/FeS体系对pH有较宽的适用范围,在pH=11时受到抑制,Cl^–和HCO₃^–对TCE降解有抑制作用;通过自由基淬灭实验和电子顺磁共振实验确定了SO₄^–·、HO·和O₂^–·是PMS/FeS...     

铜镍纳米结构修饰多孔电极的电化学硝酸根还原

利用电化学将硝酸根转化为有价值的氨是硝酸盐处置绿色、低碳的途径。本研究制备了铜镍纳米结构修饰多孔电极(Ni-Cu NW),同时构建了电场与流场相协同的穿透式电化学反应器体系。在施加-0.6 V (vs.RHE)电位条件下,该体系氨法拉第效率可达到(84.35±3.63)%,而泡沫Cu电极的法拉第效率仅为(17.2±0.63)%。在定制的穿透式反应器中,Ni-Cu NW电极在-0.6 V、300 r·min^-1转速条件下对1 400 mg·L^-1 NO₃^--N溶液电解,100 min后硝酸盐的转化率接近100%,氨选择性为85.5%。电子自旋共振能谱(ESR)和H_ads淬灭实验证明除了电极直接还原硝酸盐,体系中的H_ads可帮助进一步还原硝酸盐。以50 mA·cm^-2恒电流密度运行24 h,运行前后电极的硝酸盐还原性能未产生明显变化。     

纳米钯?铝双金属对水中3-氯酚的脱氯降解研究

采用置换沉积法制备了纳米钯/铝双金属催化剂,氢解还原去除水相中难降解有毒有机物3-氯酚(3-CP),考察了溶液pH、钯负载量、纳米钯/铝双金属投加量、反应温度对脱氯效果的影响并解析相关反应机制。结果表明:(1)初始pH 3.0时,沉积液中93.25%(质量分数,下同)～96.67%的钯可有效负载于铝材上。(2)在pH为3.0、纳米钯/铝双金属投加量为2g/L、钯负载量为1.16%(质量分数)、反应温度为25℃下降解初始摩尔浓度为0.389mmol/L的3-CP,反应终了时脱氯率在99%以上。利用纳米钯/铝双金属降解氯代有机污染物具有高效低耗的优势,在实际应用上具有较好的前景。     

硫酸化钛铈氧化物催化剂的抗重金属中毒

工业烟气中氮氧化物高稳定净化催化剂的开发是实现烟气超低排放的重要需求。目前工业上应用最广的SCR商业V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂往往面临重金属中毒失活的难题。采用浸渍法改性CeO2载体,开发了具有优异抗重金属(Pb、Zn、Cd)中毒性能的硫酸化钛铈氧化物催化剂。在气体小时空速(GHSV) 360 000 h^-1、温度300℃条件下,硫酸化钛铈氧化物催化剂Pb、Zn、Cd中毒后NO转化率分别为75%、73%、63%,比商用V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂Pb、Zn、Cd中毒后NO转化率分别增加了28%、36%、43%。Raman表征结果显示,硫酸化钛铈氧化物催化剂Pb中毒后仍然保持了较高的氧空位浓度。XPS和H₂^-TPR表征结果显示,Pb与SO₄^2-发生相互作用,保护了催化剂表面的Ce活性位点,从而抑制...     

紫外线活化过一硫酸盐工艺对水中苯脲类除草剂Chlortoluron的去除特性研究

为研究紫外线活化过一硫酸盐(UV/PMS)工艺对水中常见苯脲类除草剂绿麦隆(Chlortoluron)的去除特性,对比考察了UV/PMS工艺与单独UV、单独PMS对Chlortoluron的降解效果,系统探讨了降解过程中关键工艺参数如PMS投加量、UV强度、pH和常见水体背景离子(Cl^-、NH⁺₄、HCO^-₃及SO^2-₄)对Chlortoluron降解的影响,并对其相关成本效益进行了衡算分析。结果表明,UV/PMS体系中产生的强氧化性自由基包括SO^-₄·和HO·大大提高了Chlortoluron的去除速率,其降解过程符合拟一级动力学模型且降解速率随PMS投加量和UV强度的增加而增大;碱性pH环境比酸性pH更有利于Chlortoluron的去除;水体背景离子Cl^-和NH⁺₄显著抑制了Chlortoluron的降解,HCO     

多元金属氧化物对水中苯胂酸类污染物的吸附性能及机理

砷污染一直是全球关注的环境问题。以典型苯胂酸—阿散酸(p-ASA)为目标污染物,通过水热法制备了锌-铁-锆复合金属氧化物(ZnFeZrO_x)吸附剂,探究了ZnFeZrO_x对p-ASA的吸附行为和吸附机理。结果表明:在pH=4,吸附温度为60℃,ZnFeZrO_x投加量为2.2 g·L^-1,p-ASA初始质量浓度为50 mg·L^-1时,ZnFeZrO_x对pASA的去除率可达95.15%。该吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型,最大吸附容量为595.23 mg·g^-1。而在吸附实际废水的实验中,ZnFeZrO_x对牲畜养殖废水中p-ASA的去除率仍保持在较高的水平(84.92%)。表征结果表明,ZnFeZrO_x在吸附过程中具有良好的化学稳定性,Fe-OH为主要吸附活性位点,ZnO和Zr-O起到一定作用。ZnFeZrO_x具有良好的再生性能,重复使用3次后...     

改性Ti4O7阳极对氯霉素的高效电氧化降解

针对传统电化学氧化中阳极是污染物催化氧化的核心,寻找一种具有高析氧电位,高反应活性面积,优良催化活性的阳极是当下亟待解决的问题。为此,选取了亚氧化钛(Ti₄O₇)电极作为基础电极且对其进行过渡金属元素掺杂改性。通过各种表征及降解性能研究发现,所制备改性电极相对于纯Ti₄O₇电极催化性能有所提高。其中,锆(zirconium, Zr)元素掺杂后使得改性电极具有更高的析氧电位和更好的电催化活性。在电流密度为30 mA·cm^-2,初始pH为6.1,电解质为100 mmol·L^-1 Na₂SO₄和10 mmol·L^-1 NaCl的最优条件下,氯霉素的去除率为97.4%。并且该电极具有很好的抗干扰性和稳定性,在不同pH干扰下对氯霉素依然具有较高的降解率(均高于81.1%)。此外,Zr元素掺杂的Ti₄O₇改性电极对氟苯尼考和双氯芬酸钠等药物也具有很好的降解效果...     

磁性山竹壳炭的制备及对氯霉素吸附性能

以山竹壳为原料,K₂C₂O₄为活化剂,Fe(NO₃)₃为赋磁剂制备了磁性山竹壳炭。考察了制备条件对山竹壳炭理化性质的影响,并探究其对水体中氯霉素的吸附性能。结果表明,随着K₂C₂O₄用量的增加和炭化温度的升高,磁性山竹壳炭的比表面积和孔容增加,但Fe₃O₄逐渐被还原为单质Fe。当磁性山竹壳炭PGC-4-900投加量为0.3 g·L^-1,溶液质量浓度为125 mg·L^-1时,对氯霉素吸附容量最大可达316.3 mg·g^-1。吸附过程为自发、吸热和无序度增加的过程。吸附动力学符合拟二级动力学模型,等温模型可用Langmuir方程描述。磁性山竹壳炭在吸附氯霉素方面具有宽泛的pH适应性,静电作用非磁性山竹壳炭对氯霉素吸附主要机理,孔隙填充和π—π作用在氯霉素吸附过程中起主导作用。     

改性牡蛎壳粉/Ce-N-TiO2吸附-光催化降解草甘膦

通过水热法成功制备了改性牡蛎壳粉/Ce-N-TiO₂复合光催化剂,采用扫描电子显微镜、比表面积测试和X射线光电子能谱分析对其微观形貌、物化性质进行表征分析,并研究其在模拟太阳光下吸附-光催化协同降解草甘膦的降解性能。结果表明：改性牡蛎壳粉单独吸附与Ce-N-TiO₂单独光催化叠加理论降解率低于复合光催化剂协同作用降解率,充分证明两者复合后具有良好的吸附-光催化协同作用;在前120 min内复合材料的降解速率明显高于理论叠加曲线的降解速率,光催化降解草甘膦中有机磷的速率常数由1.179×10^-2 min^-1提升至2.441×10^-2 min^-1;在实验范围内,改性牡蛎壳粉/Ce-N-TiO₂吸附-光催化协同降解草甘膦的最佳反应条件为：pH为5、实验温度为35℃、催化剂投加量为1.0 g·L^-1、磁力搅拌器转速为300 r·min^-1、光功率设定为400 W。     

超声波降解四环素类抗生素废水

采用超声波降解模拟废水中四环素类抗生素(TCs):土霉素(OTC)、四环素(TC)和金霉素(CTC),考查废水初始浓度、初始pH、超声波输入功率密度、曝气量和自由基清除剂(正丁醇)对降解效率的影响。结果表明,超声波可以快速高效地降解废水中的TCs,CTC最易被降解,TC和OTC次之;在OTC、TC和CTC初始浓度0.25 mg/L,初始pH=8.2,声功率密度1.2 W/mL,气水体积比30∶1的条件下,超声波辐照20 min后去除率分别达到76.8%、84.0%和94.4%。在实验研究条件下,TCs去除率均随初始浓度(0.25~2.00 mg/L)的增大而降低,但总去除浓度升高;碱性条件有利于TCs降解,去除率随初始pH(6~11)升高而升高;功率密度(0.24~1.96 W/mL)越高,TCs去除率也越高;曝气后TCs的去除率明显升高,随着气水比(10∶1~60∶1)的增大,去除率逐渐上升;正丁醇有效抑制TCs超声波降解,可推断TCs主要降解途径为自由基氧化。TCs超声波降解过程符合伪一级动力学反应特征。