微波催化氧化修复技术处理有机氯污染土壤

采用微波催化氧化修复技术处理常州某农药厂有机氯农药污染场地和南通某化工厂有机氯污染场地土壤,考察不同参数条件下实验装置对污染土壤的处理效能。结果表明,在微波功率18kW、微波辐射时间20min、土壤处理量400kg/h、土壤含水率15%、活性炭添加量0.03kg/kg的最佳条件下,实验装置运行稳定,有机氯农药污染土壤中氯丹去除率可达70%左右;有机氯污染土壤中邻二氯苯、石油烃总量、1,2-二氯乙烷、苯酚去除率分别可达到99.98%、91.29%、98.52%、74.74%。研发的污染土壤微波催化氧化修复技术及实验装置对有机氯污染土壤的修复具有一定的普适性。     

鼠李糖脂洗脱氯丹和灭蚁灵污染场地土壤的工艺参数

优化了鼠李糖脂洗脱氯丹、灭蚁灵污染土壤的工艺条件,为开展有机氯农药污染场地土壤洗脱修复工程实践提供科学依据和技术参数。实验结果表明,随着洗脱剂———鼠李糖脂浓度的增加,氯丹和灭蚁灵的洗脱量呈现先增加后降低的趋势;洗脱时间和液固比对洗脱效果的影响趋势与浓度相同;在0~120 r/min范围内,氯丹和灭蚁灵洗脱量随着搅拌速度的增加而增大,80、120和200 r/min的洗脱量间差异不显著;单次洗脱量随洗脱次数的增加而降低,累计洗脱量则逐渐增大。综上所述,氯丹、灭蚁灵污染场地土壤鼠李糖脂洗脱的适宜工艺参数为鼠李糖浓度10 mmol/L,搅拌速度80 r/min,固液比1∶10,洗脱时间20 min,洗脱3次。     

Tween系列表面活性剂对白腐菌降解氯丹的影响

为利用微生物技术去除环境中的氯丹等有机氯农药污染提供依据,研究了4种Tween系列非离子表面活性剂对白腐菌Phlebia lindtneri GB1027降解有机氯农药氯丹及其中间代谢产物的强化效果。结果表明,表面活性剂对氯丹的增溶效果明显,在浓度为2.0 g/L的Tween20、Tween40、Tween60和Tween80溶液中,氯丹的溶解度与在水中的溶解度相比分别提高了16.25、18.21、20.36和20.89倍。低浓度(0.05~1.0 g/L)的表面活性剂对白腐菌在PDB培养基中的生长具有促进作用,而2.0 g/L的表面活性剂则会抑制菌株的生长。在0.05~1.0 g/L浓度范围内,各表面活性剂可促进白腐菌对氯丹及其代谢产物的降解效果,且降解率随着表面活性剂浓度的升高而增加。其中,白腐菌在添加了1.0 g/L的Tween80的体系中培养15 d后,对氯丹、氧化氯丹和环氧七氯的降解率分别比对照提高了30.2%、48.0%和34.3%。而当表面活性剂浓度升高至2.0 g/L时,由于菌株的生长受到抑制而导致对降解的促进作用不明显,甚至下降。     

微波辅助空气氧化水溶液中的PCP

采用活性炭为催化剂,对微波辅助空气氧化水溶液中的五氯酚进行了处理研究.考察了活性炭投加量、微波功率、辐射时间和通气量对溶液中五氯酚的去除率的影响.结果表明,在通气量为0.2 L/min,微波功率800 W和微波辐射60 min时,五氯酚的去除率可达到90%以上;对微波辐射前后的滤液进行紫外扫描和pH分析,可证实五氯酚被降解.     

不同粒径土壤对氯丹的吸附性能及其急性毒性

以典型有机氯农药氯丹为研究对象,重点研究了不同粒径土壤颗粒对氯丹的吸附特性及其对发光菌急性毒性的影响。研究结果表明,不同粒径的土壤颗粒对氯丹的吸附性能依次为:粘粒(2μm)≈粉粒(2~20μm)粗砂(200~2 000μm)细砂(20~200μm)。Freundlich等温吸附模型的线性相关系数最小为0.84,对不同粒径土壤吸附数据的拟合均优于Langmuir等温吸附模型。对吸附氯丹的吸附数据更符合准一级吸附动力学,其线性相关系数最高达到0.999。四种土壤颗粒浸出液对发光菌毒性的发光抑制率依次为细砂(-21%)≈粗砂(-21%)粘粒(-13%)粉粒(-9%),即发光菌的急性毒性与土壤颗粒的吸附性能负相关。     

烃类污染土壤热强化气相抽提技术的脱附动力学

为研究烃类污染土壤热脱附净化效率的影响机制,采用热强化气相抽提技术(soil vapor extraction,SVE)处理烃类污染土壤,探讨了通气速率、抽提气中水蒸气的浓度(gas water content,GWC)、土壤含水量(soil water content,SWC)对热强化SVE处理效率的影响,并采用LDF和Freundlich动力学方程对脱附处理过程进行了拟合。结果表明:在120℃的条件下,以通气速率80 mL·min~(-1)、GWC 15%和SWC 10%为最优处理工艺,气体在土壤空隙中间的传质速率加快,能明显缩短热强化SVE的处理时间;通气速率从40 mL·min~(-1)提高到80 mL·min~(-1)时,处理时间从425 min缩短至350 min;GWC从0%增加到15%时,处理时间从350 min缩短至105 min;GWC从15%增加到25%时,处理时间从105 min延长到240 min;当SWC为10%时,热强化处理时间缩短至290 min;当SWC从10%增加到15%时,处理时间从290 min延长至390 min。通过分析可知,LDF方程适合简单条件下(通气速率)的拟合,当通气速率为80 mL·min~(-1)时,偏差率为4%。Freundlich方程更适合复杂(土-水-气)体系下的拟合,GWC为15%时偏差率为3.8%,SWC为5%时偏差率为2.6%。以上结果可为开展热强化SVE处理烃类污染土壤研究提供参考。     

微波辅助空气氧化水溶液中的PCP

采用活性炭为催化剂，对微波辅助空气氧化水溶液中的五氯酚进行了处理研究。考察了活性炭投加量、微波功率、辐射时间和通气量对溶液中五氯酚的去除率的影响。结果表明，在通气量为0．2L／min，微波功率800W和微波辐射60min时，五氯酚的去除率可达到90％以上；对微波辐射前后的滤液进行紫外扫描和pH分析，可证实五氯酚被降解。     

微波/活性炭/双氧水协同降解甲基红废水的研究

对微波/活性炭/双氧水联合降解甲基红染料废水进行了研究。考察了活性炭量、双氧水量、甲基红初始浓度、微波功率、pH以及处理时间等因素对甲基红降解效果的影响。结果表明,对于100 mL 100 mg/L甲基红溶液,当加入0.5 g活性炭,1 mL 30%H₂O₂,调节微波功率至680 W,反应25 min后,甲基红降解率达到81.87%。通过对比试验,发现微波、活性炭及双氧水对甲基红的降解起协同作用。     

混合固定化酵母菌对苯并(α)芘污染土壤的修复

将3株酵母菌进行两两混合及3株混合后,采用物理法和化学法对其进行固定化包埋,用于多环芳烃苯并(α)芘污染土壤的修复.实验结果表明,酵母菌经过混合固定化包埋后,通过降解率及降解动力学分析可以得出,其降解效果明显好于游离菌,这是由于酵母菌经过包埋后,载体内部菌密度有效增加的结果.空白对照虽未接菌种,但污染物也有少量的下降,这是由于载体中含有一定量的活性炭,对污染物具有吸附作用,这种吸附作用随着时间的延长而趋于平缓.由实验结果还可以看出,物理法更适合对酵母菌进行混合固定化包埋,但并非混合酵母菌菌株越多,降解效果越好.菌株IM219-220-phy对苯并(α)芘的降解率最高达40.65%,半衰期为5.66 d.     

微波紫外耦合辐射降解间硝基苯磺酸钠及活性炭再生

针对活性炭吸附法处理污水所面临的吸附剂物耗大及其所形成的危险废弃物处置难题,采用微波紫外耦合辐射技术对活性炭无害化再生。以活性炭吸附电镀废水中的间硝基苯磺酸钠(3-NBSA)为研究对象,考察了p H对活性炭吸附3-NBSA效果的影响,研究了活性炭的吸附动力学和吸附等温线,最后探讨了微波功率、微波辐照时间、空气流量及再生次数对活性炭再生效果和再生损耗率的影响。实验结果表明,p H在2~8范围内对活性炭吸附效果影响不大,活性炭吸附动力学符合准二级动力学模型,等温吸附特性可用Freundlich等温方程式来描述。活性炭再生实验的最佳工艺条件:微波功率为500W,微波辐照时间为10 min,空气流量为0.024 m3/h。最佳工艺条件下活性炭的再生率达到99.62%,且连续再生5次后仍能达到90.02%。实验表明,在微波紫外耦合辐射作用下比只在微波作用下,活性炭的再生效果和3-NBSA的降解效果更好。     

微米Cu／Fe对污染土壤洗脱液中有机氯农药的降解

以表面活性剂TritonX-100（TX-100）为洗脱剂,某有机氯农药（organochlorinepesticides,OCPs）污染场地土壤为对象,七氯、氯丹和灭蚁灵为目标污染物,研究微米Cu／Fe双金属对污染土壤洗脱液中OCPs的降解效果。考察了洗脱液中OCPs初始浓度、洗脱液pH值、微米零价铁加入量和cu负载量对Cu／Fe去除OCPs效果的影响。结果表明,微米Cu／Fe可以有效的去除土壤洗脱液中目标污染物。当微米零价铁加入量为1．0g（25g／L）,cu负载量为1．0％,洗脱液pH值为6．89时,Cu／Fe对2号土壤洗脱液中七氯、γ-氯丹、α-氯丹和灭蚁灵的去除效果最好,去除率分别为100．0％、99．3％、80．8％和71．1％。洗脱液中OCPs初始浓度越低,微米零价铁加入量越大,Cu／Fe对OCPs去除率越高;偏酸性条件有利于Cu／Fe对γ-氯丹和灭蚁灵的去除,而α-氯丹在中性条件下去除效果最好;1号土壤和2号土壤洗脱液的最佳铜负载量分别为2．O％和1．0％。     

Application of microwave irradiation in the removal of polychlorinated biphenyls from soil contaminated by capacitor oil

The applicability of microwave irradiation in the removal of polychlorinated biphenyls (PCBs) from the soil heavily contaminated by capacitor oil was studied. Granular activated carbon (GAC) was added into the soil as a microwave-absorbing material to rapidly increase the temperature of the reaction system. Effects of sodium hypophosphite (SHP) and iron powder (IP) as reductants on PCB removal, as well as the effects of water content in soil, microwave power and the amount of GAC added were investigated. The results indicated that in the presence of SHP and GAC, about 80% of PCBs in soil were effectively removed by 10 min microwave irradiation, and the further addition of IP could raise the average removal efficiency to a higher level, more than 95%. In the removal of PCBs with the microwave/GAC/IP/SHP system, an appropriate amount of water proved to be helpful in promoting the removal of PCBs from soil by steam distillation and in acting as a co-solvent of SHP and H-donor of IP.     

微波辅助光催化降解水中酚的研究

利用改装的家用微波炉和自制的无电极灯(EDL)试验了5种酚在水溶液中的微波辅助光催化降解效果.结果表明,反应30 min,微波辅助光催化作用(MW/EDL/TiO2)能去除80%以上的苯酚、间硝基苯酚、对氯苯酚和对甲酚,相应溶液的总有机碳(TOC)均减少70%以上,2-萘酚的去除率为59%,溶液TOC减少54%;微波(MW或MW/TiO2)作用对酚的去除率有一定贡献;对上述5种酚的微波辅助光催化反应动力学进行了初步研究,发现均符合准一级动力学方程.     

微波强化Fenton/活性炭工艺处理制药废水的影响因素

为了研究微波强化Fenton/活性炭工艺处理高浓度制药废水的影响因素,以阜新某集团公司生产制药原料排出的废水为研究对象,利用静态实验,采用混凝-微波强化Fenton/活性炭工艺对高浓度制药废水进行实验。实验用水为100 mL、COD为576~1 440 mg/L的制药废水,当活性炭投加量为2 g,H2O2投加量为3/4Qth,pH值为5,微波辐照功率和时间分别为500 W和7 min时,COD去除率可达到92.6%,出水COD在42.6~106.6 mg/L范围内。实验结果表明,活性炭的投加量、H2O2的投加量、pH值、微波辐照功率和辐照时间对微波强化Fenton/活性炭工艺的处理效果影响都较显著。     

微波辐射回用活性炭对水中亚甲基蓝和Cd2＋去除效果的研究

考察了微波-活性炭联合处理技术对模拟染料废水中亚甲基蓝和Cd2＋的去除效果。对于100 mL浓度为1 000 mg/L的亚甲基蓝溶液、活性炭用量为10 g时,新活性炭对亚甲基蓝的去除率为99.99%;采用700 W微波对吸附亚甲基蓝的活性炭辐射10 min进行再生并回用,经微波辐射再生10次后活性炭对亚甲基蓝的去除率为99.68%,未经微波作用反复使用10次的活性炭对亚甲基蓝的去除率为85.41%。结果表明：微波处理有效地减缓了活性炭吸附能力的下降速率,实现了活性炭再生和反复使用。在吸附过程中,Cd2＋使活性炭对亚甲基蓝的吸附能力略有下降,而共存的亚甲基蓝则促进了活性炭对Cd2＋的吸附,对新炭和再生后活性炭物理化学特性的表征证明了活性炭对亚甲基蓝的吸附为物理吸附,对Cd2＋的吸附为化学吸附。     

微波诱导AC/Cu、AC/Fe催化非均相Fenton 反应催化降解垃圾渗滤液

采用活性炭载体负载Cu、Fe为催化剂,在微波诱导作用下,对垃圾渗滤液污染物进行降解。实验结果表明,活性炭负载金属前经适当浓度硝酸浸泡处理后,催化剂对COD去除率提高可超过15%,过高硝酸盐浓度对COD去除有不利影响;催化剂对COD去除率随Cu、Fe金属负载量增加呈先增加后降低的趋势,催化剂对Cu、Fe的最佳负载量分别为质量百分比2.11%和1.12%。对于AC-Cu体系,在初始pH=3,H2O2投加量为4.98×103mg/L,催化剂用量为5.0×103mg/L,420 W功率下微波辐射10 min时,垃圾渗滤液COD去除率可达到84.13%;对于AC-Fe体系,当H2O2投加量为0.33×103mg/L,催化剂AC-Fe用量为2.0×104mg/L,420 W功率下微波作用10 min时,垃圾渗滤液COD去除率为60.16%。分析2种催化剂对COD去除差异的原因,可能是催化剂AC-Cu表面单分子分布的阈值比AC-Fe高。降解液的pH值对AC-Cu体系、AC-Fe体系COD去除影响存在拐点,最高COD去除率点对应的降解液pH值为3。微波辐射功率较低时,体系COD去除率随辐射功率增加而增加;辐射功率较高时,高温下垃圾渗滤液中有机硫化物分解成小分子硫化物,对催化剂活性存在一定抑制作用。     

微波辐射回用活性炭对水中亚甲基蓝和Cd~(2+)去除效果的研究

考察了微波-活性炭联合处理技术对模拟染料废水中亚甲基蓝和Cd2+的去除效果。对于100 mL浓度为1 000 mg/L的亚甲基蓝溶液、活性炭用量为10 g时,新活性炭对亚甲基蓝的去除率为99.99%;采用700 W微波对吸附亚甲基蓝的活性炭辐射10 min进行再生并回用,经微波辐射再生10次后活性炭对亚甲基蓝的去除率为99.68%,未经微波作用反复使用10次的活性炭对亚甲基蓝的去除率为85.41%。结果表明:微波处理有效地减缓了活性炭吸附能力的下降速率,实现了活性炭再生和反复使用。在吸附过程中,Cd2+使活性炭对亚甲基蓝的吸附能力略有下降,而共存的亚甲基蓝则促进了活性炭对Cd2+的吸附,对新炭和再生后活性炭物理化学特性的表征证明了活性炭对亚甲基蓝的吸附为物理吸附,对Cd2+的吸附为化学吸附。     

Carbofuran degradation by the application of MW-assisted H₂O₂ process

Carbofuran removal performance of a microwave (MW)-assisted H?O? system under different MW-power levels (300-900 W) was investigated. Batch experiments were conducted at 100 mg/L carbofuran concentration using a modified-MW reactor with 2450 MHz of fixed frequency. As a precursor, control experiments were carried out with H?O? alone, MW alone and conventional heating (CH). A maximum carbofuran removal of 14 % was observed in both H?O? alone and CH systems. On the other hand, only 2 % removal was observed in the MW alone system irrespective of the operation-mode, i.e. continuous or pulsed. The combination of MW and H?O? produced 100 % carbofuran removal in all the MW-assisted experiments. The MW-assisted system operated under continuous-mode and at 750 W has showed rapid carbofuran degradation, i.e. 30 sec, with the highest first-order removal rate constant of 25.82/min. However, 97 % carbon oxygen demand (COD) removal was observed in the same system only after 30 min. On the other hand, 100 % carbofuran removal and 49 % COD removal were observed in the pulsed-mode MW-assisted H?O? system after 10 and 30 min, respectively. Carbofuran mineralization in the system was evidenced by the formation of ammonium and nitrate, and carbofuran intermediates.     

Combined effect of microwave and activated carbon on the remediation of polychlorinated biphenyl-contaminated soil

The application of microwave and activated carbon for the treatment of polychlorinated biphenyl (PCB) contaminated soil was explored in this study with a model compound of 2,4,5-trichlorobiphenyl (PCB29). PCB-contaminated soil was treated in a quartz reactor by microwave irradiation at 2450MHz with the addition of granular activated carbon (GAC). In this procedure, GAC acted as microwave absorbent for reaching high temperature and reductant for dechlorination. A sheltered type-K thermocouple was applied to record the temperature rising courses. It was shown that the addition of GAC could effectively promote the temperature rising courses. The determination of PCB residues in soil by gas chromatography (GC) revealed that rates of PCB removal were highly dependent on microwave power, soil moisture content, and the amount of GAC added. GC with mass spectrum (MS) detector and ion chromatography were employed for the analysis of degradation intermediates and chlorine ions, respectively. It was suggested that microwave irradiation with the assistance of activated carbon might be a potential technology for the remediation of PCB-contaminated soil.     

微波修复原油污染土壤的均匀设计实验

采用均匀设计实验方法,研究了微波修复原油污染土壤时原油去除率与微波能耗、含水率和含炭率等因素的关系,并应用MATLAB编程拟合出经验公式。结果分析表明:微波能耗在0～288 kJ范围内,污染土壤的原油去除率随微波能耗线性增加;在含水率为6%、含炭率为4%、微波能耗从0增加到288 kJ时,原油去除率从0%增加至92.3%;含炭率在0%～4%范围内原油去除率与含炭率成线性关系,在微波能耗为288 kJ、含水率为6%、含炭率从0%增加到4%时,原油去除率从12.3%增加至92.3%;原油去除率与含水率成二次曲线关系且开口向下,微波修复原油污染土壤的最佳含水率为6.6%。研究结果对微波修复原油污染土壤技术的优化提供了有价值的参考。