催化还原脱除地下水中的硝酸盐

本文介绍了催化还原脱除地下水中硝酸盐的原理、催化剂的选择、催化剂的制备等问题。与传统的硝酸盐脱除技术相比，催化还原法具有运行时间短以及管理方便等优势，但是目前催化剂的活性和选择性还不够理想，而且反应过程中还会受到传质等因素的限制。     

催化还原脱除地下水中硝酸盐的研究

采用浸渍法制备催化剂Pd-Cu/γ-Al2O3,用BET、ICP、XRD、TEM和EDX对该催化剂进行了表征.以甲酸钠作为还原剂,对催化还原硝酸盐进行了试验研究.结果表明,100 mg·L-1硝酸盐完全反应时总氮的脱除率可以达到87%.催化反应的活性和选择性受pH值、催化剂投加量、甲酸钠浓度和硝酸盐初始浓度等反应条件影响.甲酸钠作为还原剂时只需控制溶液初始pH值,初始pH值过高或过低都会降低催化剂活性;控制初始pH值为4.5,适当降低催化剂投加量和增加甲酸钠的浓度有利于提高催化活性,但选择性会显著降低.初始pH值为4.5时,不同初始浓度硝酸盐的催化还原反应为一级反应.     

脱除地下水中硝酸盐氮的研究进展

地下水中硝酸盐氮的脱除可以采用传统脱除法和催化反硝化脱除法。介绍了地下水脱氮技术的发展历史,着重介绍了最新发展提出的催化反硝化脱氮法。具体阐述了催化反硝化脱氮的原理、处理效果、主要影响因素、优势和局限性,对目前存在的问题和今后的发展方向,指明催化活性和催化选择性的提高,是催化反硝化法实用化过程中需要解决的关键问题。     

Pd-W-Cu/γ-Al_2O_3催化氢还原脱硝的基本性能研究

采用浸渍法制备Pd-W-Cu/γ-Al2O3催化剂,用XRD和SEM方法对该催化剂进行了表征.以氢气作为还原剂,在间歇式反应器中对催化还原地下水中硝酸盐进行了实验研究,考察了催化剂制备方法对催化还原硝酸盐性能的影响.结果表明,W的添加改善了Pd的分散性,提高了催化剂的活性和选择性.金属Pd/W/Cu质量比、浸渍顺序和焙烧温度对催化性能有较大影响.Pd/W/Cu质量比为3∶1∶1,Pd、Cu和W3种金属组分同时浸渍,焙烧温度为400℃时,催化剂的活性和选择性最高.在NO3--N初始浓度为100mg·mL-1条件下,催化反应60min后水中NO3--N和NO2--N浓度均为0mg·mL-1,NH4+-N浓度为2.5mg·mL-1.     

Pd/TiO2-SnO2催化还原硝酸盐效能及反应调控

采用共沉淀法制备了掺杂TiO2的复合载体TiO2-SnO2;浸渍法制备了单金属负载型催化剂Pd/TiO2-SnO2.用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面仪（BET）和透射电镜（TEM）表征表明Pd和TiO2在SnO2上成单层或亚单层分散,增加了反应活性位.催化剂分散性良好,比表面积为100.8m....     

改性贵金属催化剂催化还原脱除NO

含有NO的工业废气直接排放会严重污染空气,须对含有NO的工业废气进行净化处理.采用NH3为还原剂贵金属铂催化剂进行了低温还原NO脱除烟气中氮氧化物性能的研究.结果表明:实验室制备的贵金属铂催化剂具有高的低温活性和选择性催化还原脱除NO的性能,但该催化剂易被原料气中少量的硫化物(SO₂)中毒而影响其稳定性;用稀土元素La和Ce对贵金属铂催化剂进行改性,改性后贵金属铂催化剂的稳定性得到了大幅度提高,出口气体中氮氧化物浓度大幅度降低.本实验Pt∶La∶Ce最佳摩尔比为1∶3.78∶3.56.     

N掺杂TiO_2光催化还原地下水中硝酸盐

以硫酸钛为前驱体,采用水热沉淀法制备TiO2光催化剂,采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱(EDS)、X-射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)和光电子能谱仪(XPS)进行表征和分析,考察了硫酸钛浓度、焙烧温度对光催化还原水中硝酸盐活性的影响.结果表明,制备的催化剂为掺杂N的锐钛矿型TiO2.硫酸钛浓度为0.5mol.L-1、焙烧温度为400℃时制备的催化剂活性最佳,反应120min后,硝酸盐转化率为95.8%,中间产物NO--N浓度为0.17mg·mL-1,副产物NH+-N浓度为1.52mg·mL-1.     

地下水脱硝催化剂的制备及其性能研究

以Al2O3为载体制备了负载型催化剂,通过甲酸催化还原脱除地下水中硝酸盐对该催化剂进行了活性评价,并研究了催化剂制备条件对催化性能的影响,发现催化剂种类、配比及其含量不同,催化剂的催化性能也相应发生变化,其中4%Pd-1%Cu/Al2O3催化剂可以在45min内将100mg/L的NO3-被完全去除。     

去除地下水硝酸盐的新技术

一、地下水去除硝酸盐的现状目前,许多国家的供水中,都出现了硝酸盐含量增加的趋势。尤其是,随着近年来各国对水质要求的提高,使饮水中硝酸盐的含量问题更为突出。在荷兰(用水的2/3为地下水),有25％左右的地下水,其硝酸盐含量过高。在我     

略论地下水硝酸盐氮污染及其防治措施

通过资料调研，全面综合国内外地下水硝酸盐氮污染状态，主要来源，危害程度及去除技术发展动态。针对我国地下水硝酸盐氮污染现状、提出了包括改变化肥的传统施用方法，制定有关管理法规限制和控制化肥施用量，控制非点污染源地地下水污染等方面防治对策措施。     

去除地下水中硝酸盐的渗透性反应墙研究

通过土柱试验模拟地下水环境,研究以发酵树皮和沙子混合物为反应介质的渗透性反应墙(生物墙)对地下水中硝酸盐的去除情况,探讨其作用机制与影响因素,为硝酸盐污染地下水的修复提供经济有效的方法.结果表明,从模拟生物墙运行的第3 d起,墙内为强还原环境(Eh在-100 mV之下),有利于硝酸盐的还原降解.在15 d的运行时间内,模拟生物墙对水中硝态氮(NO3--N)的去除率为80%～90%左右(NO3--N由进水的20 mg·L-1可降至出水的1.6 mg·L-1);出水中亚硝态氮(NO2--N)的浓度较低,一直小于2.5 mg·L-1;出水中铵态氮(NH4+-N)的浓度在前2 d较低,从第3 d起升至12 mg·L-1.模拟生物墙对NO3--N的去除机制主要为吸附和微生物降解.提高模拟生物墙内水流速度后,NO3--N的去除率有所下降,出水中NH4+-N的浓度明显降低.在模拟生物墙下游串联一个模拟沸石墙,可去除水中98%的NH4+-N.     

以聚羟基脂肪酸酯为固体碳源去除地下水中的硝酸盐

研究了可降解聚合物聚羟基脂肪酸酯（PHA）作为固体碳源和生物膜载体去除地下水中硝酸盐的影响因素。结果表明,低温反硝化有较大影响,5℃和10℃时的反硝化速率分别只有30℃时的5%和13%。反硝化对进水pH有较强的适应性,在pH4.5-9.5条件下,反硝化速率介于11.2-15.8mg/（Loh）之间。pH为4.5-8.5时,出水亚硝酸盐的浓度相差不大。DO对以反硝化速率影响不大,当进水DO为0.9mg/L-5.0mg/L时,反硝化速率介于12.6-15.8mg/（Loh）之间,出水NO2-N浓度的最大值为0.15 mg/L。     

氢气还原海绵铁去除水体中硝酸盐的研究

利用小球烧结和氢气还原工艺制备了粒径1mm～5mm的多孔性球形海绵铁,对球形海绵铁去除水体中硝酸盐的效率及去除动力学进行了研究。结果表明:溶液初始pH值对硝酸盐去除效率的影响显著,初始pH值小于3时,硝酸盐的去除率随溶液初始pH的增加而逐渐降低;初始pH值大于3时,硝酸盐的去除率又随之升高。硝酸盐浓度低于10mgN/L时,硝酸盐去除率随着硝酸盐初始浓度的增加而增加,硝酸盐的残余量保持在0.4mgN/L左右;硝酸盐浓度高于20mgN/L时,硝酸盐的去除率随初始硝酸盐浓度的增加而略有降低。球形海绵铁去除硝酸盐为一级动力学反应,反应级数为0.970～1.378,表观反应速率常数为0.314h-1～0.536h-1。海绵铁还原硝酸盐的主要产物为氨氮,随着还原反应的进行,溶液pH值快速增加,氨氮以分子态氨的形式从水中逸出。进行归纳总结和对比,并以多环芳烃的提取为例列举了各方法的应用步骤,从而为其他环境样品其他有机物分析预处理提供参考。     

化学反硝化去除硝酸盐的试验研究

在间歇式完全混合反应器中,以Pd-Cu/γ-Al₂O₃为催化剂,对催化还原硝酸盐进行了实验研究.结果表明:在负载型金属催化剂作用下,硝酸盐能有效地被还原生成N₂,总氮的去除率达80%以上.催化剂的活性和对氮气的选择性受催化剂量、pH值、H₂的流量和压力、初始硝酸盐浓度等反应条件的影响,适当增加催化剂量和提高H₂的流量和压力都有利于提高催化剂的活性;而对于选择性,前者提高,后者则会导致降低,即控制反应扩散性能有利于提高催化选择性.在试验的浓度范围内,其催化还原硝酸盐的反应为一级反应.     

乙醇对地下水中硝酸盐去除作用的研究

综述和比较了近年来利用不同碳源反硝化去除地下水中硝酸盐的研究成果,并着重于乙醇作为碳源的脱硝作用。从硝酸盐去除、亚硝酸盐积累、产生生物量等方面比较了不同碳源蔗糖、乙醇、甲醇、乙酸等的优缺点,最终认为乙醇是较为合适的碳源。阐述了该领域的研究进展,总结了影响反硝化进行的主要因素,指出目前乙醇反硝化去除硝酸盐存在的问题,同时对今后进一步的研究方向进行了展望。     

金属掺杂二氧化钛光催化还原硝酸氮

采用光沉积法制备了负载金属Fe或Cu的P25二氧化钛光催化剂,用TEM、ICP、XRD及UV-Vis等对其进行了表征,并测定其在20 W紫外灯照射下光催化还原硝酸氮、去除总氮的效果;考察了pH值、搅拌气体、金属的负载量、空穴清除剂甲酸的用量以及金属Ag-Cu复合沉积等条件的影响.反应2 h的结果表明,二氧化钛上载铜量增加,硝酸氮转化率随之增加,但最大总氮去除率和氮气选择性均出现在0.5%Cu负载量下;氮气搅拌和酸性条件下反应,形成氮气的选择性略低(62%),但最高的硝酸氮转化率和总氮去除率分别达到36.9%和23.2%;CO2作为搅拌气体.Cu的负载量为0.5%、甲酸用量为0.06 mol/L时.形成氮气选择性最好(88.4%).硝酸氮转化率和总氮去除率分别为29.5%和25.1%.同样条件下,采用二氧化钛上共沉积金属总质量分数为1%、Ag:Cu=1:1的催化剂,硝酸氮的转化率可达48.1%,总氮去除率为34.2%,氮气选择性为72.2%.     

饮用水中硝酸盐去除方法比较

本文综述了饮用水中硝酸盐的各种去除方法及其优缺点.通过分析比较,认为离子交换法和生物反硝化法都可用于大规模生产饮用水,但最有发展前途目前研究最多的是生物反硝化法.该法将硝酸盐转化为氮气,无废液产生,处理费用低.但异氧反硝化法需进行复杂的后处理除去过量的有机物,自养反硝化法会造成出水硫酸盐含量增高.     

饮用水中N0_3~-去除

研究了粒状滤床生化反应柱对NO_3~-去除特性。结果表明,当容积负荷范围为每日1.92～3.84kg(NO_3~--N)/m~3时,反硝化率为95.7％～100％,相应CH_3OH消耗量为每日4.9～9.8kg/m~3;COD_(Cr)去除负荷为每日7.3～14.6kg/m~3。进水NO_3~-浓度越低,达到完全反硝化所需的C/N值越高;投加的C/N值越高,实际消耗的C/N值越高;当投加的C/N值低时,其消耗的C/N值也低,越接近于理论值(CH_3OH:NO_3~--N=2.47),相应的出水残留有机物也低(COD_(Cr)<10mL);投加的C/N值低于一定值时,NO_3~-将不能全部转化成氮气,此时水中的NO_2~-浓度<1mg/L;反硝化过程导致pH提高,当NO_3~-浓度<40mg/L时,pH<8.5。     

以稻草为碳源和生物膜载体去除水中的硝酸盐

采用室内试验装置,研究了以农业废弃物稻草为反硝化碳源和反应介质的生物反应器对于污水中硝酸盐的去除效果及其影响因素.结果表明,以稻草为反硝化碳源和生物膜载体的反应器启动时间短,对污水中硝酸盐氮的去除效果好,且试验过程中未发现亚硝酸盐累积;进水硝酸盐浓度对装置的处理效果有一定影响,浓度过高会导致硝酸盐的去除率下降;装置对进水DO和ｐH变化有一定抗性,DO在1.0～3.5 mg/L,pH在6.5～8.5之间变化时,反应器硝酸盐的去除率变化很小,缓冲能力较强;反应器稳定性强,装置运行84 ｄ后,出水硝酸盐开始升高,硝酸盐去除率逐步降低,但去除率仍在50%以上.     

地下水硝酸盐污染抽出处理优化方法模拟研究

以北京某场地生活垃圾填埋场硝酸盐污染地下水为研究对象,针对抽出处理技术,利用遗传算法(GA)和模拟退火法(SA)对地下水硝酸盐污染羽治理区中布置18口备选井方案进行优化.优化目标函数最小化治理成本,确定最佳井数及其井的位置和抽水速率,同时达到在100 d内将研究区硝酸盐浓度降低至10 mg·L-1的治理目标.GA优化结果为8号井优化抽水速率为155 m3·d-1,14号井优化抽水速率为10 m3·d-1.SA优化结果为8号井优化抽水速率为82 m3·d-1,14号井优化抽水速率为39 m3·d-1.基于GA和SA优化抽水速率,硝酸盐总量去除率分别为76.89%和84.92%.优化结果说明,最佳井的位置应位于硝酸盐污染羽中游及中下游的中轴线上,且中游抽水速率比下游要大.两种优化算法对比表明SA优化系统治理成本比GA节省6.8%,且波动性小,更收敛.