喷淋塔氨法脱硫正四价硫氧化数学模型研究

针对目前氨法烟气脱硫正四价硫S(Ⅳ)氧化系统的设计和运行主要依赖于经验,容易造成系统运行不稳定、投资及运行成本高等不足,本文结合S(Ⅳ)氧化动力学研究,建立喷淋塔氨法脱硫S(Ⅳ)氧化系统的数学模型.该模型能够计算不同浆液pH值、总硫浓度、空气量和停留时间等条件下S(Ⅳ)的氧化率.利用该模型对喷淋塔氨法脱硫实验系统中S(Ⅳ)的氧化过程进行了模拟,并将计算结果与实验值进行了对比.结果表明,模型计算值和实验值能够较好的吻合,二者之间的误差小于±20%.该模型对喷淋塔氨法脱硫S(Ⅳ)氧化系统的优化设计和运行具有较强的理论指导价值.     

抑制双碱法烟气脱硫浆液中SO_3~(2-)的重金属催化氧化

双碱法烟气脱硫浆液中累积的重金属对SO23-有强烈的催化氧化作用,导致有效脱硫组分损耗.投加Na2S去除浆液中的重金属离子,研究不同重金属离子浓度下SO23-的氧化速率,以揭示Na2S沉淀法对重金属催化氧化SO32-的抑制作用.实验表明,Mn2+对SO32-氧化的催化作用很显著,1.0 mmol/L Mn2+可使SO32-的初始氧化速率提高2.0倍,达0.65mmol/(L.min);SO23-的催化氧化在前60 min内快速进行,Mn2+的反应级数为0.169,故此时段内控制Mn2+浓度对抑制其催化作用尤为重要.初始pH6.50~8.50时,Na2S能有效去除浆液中重金属离子,且碱性条件更有利于重金属离子的去除.初始pH为8.50、Na2S投加量为240.0 mg/L时,脱硫浆液中Mn2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+的去除率分别为91.0%、88.1%、85.5%和99.9%.Mn2+对脱硫浆液中的重金属离子浓度具有指示作用.投加Na2S将Mn2+浓度由1.0 mmol/L降为5.0×10-3mmol/L,SO32-的初始氧化速率降低64.6%,为0.23 mmol/(L.min).在双碱法烟气脱硫中试装置中投加Na2S可使脱硫效率提高3.8%~5.1%.故以Mn2+为指示、用Na2S控制重金属离子浓度从而抑制SO23-被催化氧化,有利于降低脱硫剂消耗、提高脱硫效率.     

抑制双碱法烟气脱硫浆液中SO2-3的重金属催化氧化

双碱法烟气脱硫浆液中累积的重金属对SO23-有强烈的催化氧化作用,导致有效脱硫组分损耗.投加Na2S去除浆液中的重金属离子,研究不同重金属离子浓度下SO23-的氧化速率,以揭示Na2S沉淀法对重金属催化氧化SO32-的抑制作用.实验表明,Mn2+对SO32-氧化的催化作用很显著,1.0 mmol/L Mn2+可使SO32-的初始氧化速率提高2.0倍,达0.65mmol/(L.min);SO23-的催化氧化在前60 min内快速进行,Mn2+的反应级数为0.169,故此时段内控制Mn2+浓度对抑制其催化作用尤为重要.初始pH6.50~8.50时,Na2S能有效去除浆液中重金属离子,且碱性条件更有利于重金属离子的去除.初始pH为8.50、Na2S投加量为240.0 mg/L时,脱硫浆液中Mn2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+的去除率分别为91.0%、88.1%、85.5%和>99.9%.Mn2+对脱硫浆液中的重金属离子浓度具有指示作用.投加Na2S将Mn2+浓度由1.0 mmol/L降为5.0×10-3mmol/L,SO32-的初始氧化速率降低64.6%,为0.23 mmol/(L.min).在双碱法烟气脱硫中试...     

气相组分对氨吸收同步脱除模拟烟气SO2 和NOx 的影响

在pH值5.9～6.1,吸收液浓度≥1 mol·L-1的条件下,分析了模拟烟气的NOx氧化度、O2和SO2浓度,以及添加液相S(Ⅳ)氧化抑制剂Na2S2O3对SO2、NOx吸收脱除效率的影响.结果表明,氨可高效吸收脱除SO2和NO2,但对NO的吸收脱除效率几乎为0,因此,NO氧化是其吸收脱除NOx的前提.吸收液S(Ⅳ)浓度是影响NO2脱除效率的关键因素,气相O2浓度越高或SO2浓度越低,吸收液S(Ⅳ)浓度降低越快,继而使NO2吸收脱除效率降低越快.通过添加S(Ⅳ)氧化抑制剂S2O23-到吸收液,可在一定程度上抑制其氧化,从而延缓NO2吸收脱除效率的降低.     

液相催化氧化脱除烟道气中SO_2和NO_x的研究

针对我国国情提出了液相催化氧化脱硫脱氮的新方法,在鼓泡反应器内进行了液相催化氧化脱硫脱氮的实验.就催化剂的选择、吸收液的pH值、催化剂浓度等对SO2和NOx吸收效率的影响及其变化规律进行了研究.结果表明,氨中和Fe3 液相催化氧化法脱硫脱硝有较好的效果,采用本方法可以脱除90%以上的SO2以及50%左右的NOx.     

UV/K_2S_2O_8降解偶氮染料AO7的研究:动力学及反应途径

紫外光分解过硫酸盐(S2O28-)是一种新型的高级氧化技术,可以产生强氧化性的硫酸根自由基(SO·4-).以偶氮染料AO7为目标污染物,重点研究了反应体系氧化剂K2S2O8浓度、溶液初始pH值和无机阴离子(H2PO4-、HCO3-、NO3-和Cl-)对反应体系的影响.结果表明,AO7的降解遵循准一级动力学,当AO7初始浓度为0.14mmol/L时,最佳的氧化剂K2S2O8与污染物AO7的摩尔比为20.pH值对UV/K2S2O8体系降解AO7的反应速率影响较大,增大pH有利于SO·4-转化为·OH.溶液中的无机离子对反应体系有一定的抑制作用.采用GC/MS分析了UV/K2S2O8体系降解AO7的主要中间产物(萘酚、1,2-苯并吡喃酮、邻苯二甲酸),并根据中间产物的分析推测了降解途径.     

氨法烟气脱硫技术的工艺研究

采用亚硫酸铵作为吸收剂,对模拟烟气进行氨法烟气脱硫实验。考察了进口烟气温度、吸收液pH值、吸收液浓度、液气比对脱硫效率的影响,并对亚硫酸铵的氧化问题进行了研究。实验结果表明：进口烟气温度与脱硫效率成反比关系;吸收液pH值、吸收液浓度与脱硫效率成正比关系;吸收液pH值大于6.3、浓度大于1%时,氨逃逸随着二者的增大而增多...     

HCO3-浓度对厌氧氨氧化反应器脱氮效能的影响

采用序批式生物膜反应器,通过氮去除速率的测定,研究了HCO3-浓度对厌氧氨氧化反应器脱氮效能的影响.结果表明,当HCO3-与NH4+-N进水浓度比值为0.21时,反应器出水pH值大幅升高,抑制了厌氧氨氧化菌活性,使得氮去除速率大幅下降.当其比值为1.13时,反应器内pH能够降低到厌氧氨氧化菌生长所需要的环境,同时,反应器的氮去除速率开始逐步升高.当过量的HCO3-进入反应器后对厌氧氨氧化反应无影响,说明HCO3-对厌氧氨氧化反应器脱氮效能具有重要的影响,对维持反应器pH值与脱氮效能十分重要.在厌氧氨氧化反应器启动过程中HCO3-与NH4+-N进水浓度最佳比值为1.13.     

硫酸盐还原-氨氧化反应的特性研究

将接种的ANAMMOX污泥进行自养条件下的硫酸盐还原-氨氧化反应,实验发现硫酸盐还原-氨氧化反应是pH下降的过程,其产物为单质硫和氮气,NO-3-N是其中间产物.NH+4-N/SO2-4-S的转化比随着原水n(N)/n(S)比的减小而减小,其中原水n(N)/n(S)比对氨的转化率影响不大,低的n(N)/n(S)比可以提高SO2-4-S的转化率,但却使NH+4-N转化为NO-3-N的比率增大,导致n(TN)/n(TS)的去除比减小.这表明硫酸盐还原-氨氧化反应不是基元反应.硫酸盐能把氨氧化为NO-2-N或NO-3-N,其中转化为NO-3-N的反应是限速步骤,缩短反应时间有利于氮损失.     

Fe(Ⅲ)催化氧化S(Ⅳ)机理及其动力学

为了探索Fe3 催化氧化S(Ⅳ)的反应动力学规律,实验考察了pH、Fe3 浓度、S(Ⅳ)浓度、温度对反应动力学的影响.结果表明,Fe3 催化氧化S(Ⅳ)过程中动力学控制步骤为Fe2 的氧化,且pH在0～3范围内,氧化速率随着H 浓度的升高而降低;Fe3 浓度为0～0.01 mol·L-1时,氧化速率随Fe3 浓度的增加而加快,继续增加Fe3 浓度,氧化速率没有明显变化;S(Ⅳ)浓度为0～0.1 mol·L-1时,氧化速率随S(Ⅳ)浓度的增加而加快.由实验数据得到了氧化速率公式.反应速率在20～40 ℃范围内随温度升高而加快,反应活化能约为13kJ·mol-1.在实验基础上推测反应为自由基链反应机理.     

天津地区大气污染状况和气溶胶硫酸盐的研究

我们于1980—1981年对天津市大气污染物浓度做了同步监测,对天津市大气污染状况,二氧化硫转化为硫酸盐的过程及其对大气能见度的影响做了研究。以超C_i几率和的方法处理数据,研究结果表明,大气污染以早晨最严重,傍晚次之,中午较轻:冬季比夏季污染严重。各种污染物中以硫酸盐对大气能见度的影响最大,总颗粒物次之。当大气相对湿度大于70%时,对大气能见度的影响比较突出。颗粒物中的苯溶物对大气能见度有一定的影响。城市中相对湿度高时硫酸盐浓度大,可能是产生冬季烟雾事件的原因。下风方向的硫酸根浓度与二氧化硫浓度的比值和硫酸根含硫浓度与大气总硫浓度的比值均比上风方向相应的数值高,说明城市燃煤烟气是硫酸盐的来源。城市中硫酸根浓度与二氧化硫浓度的相关系数为0.77,硫酸根与颗粒物浓度的相关系数为0.95。在形成硫酸根的过程中二氧化硫浓度和颗粒物可能有贡献。以一维有源简化模式估算二氧化硫转化为硫酸根的速率常数,约为2.3±1.1%/hr,冬季约1.5%/hr。二氧化硫的迁移距离约为17—340km。     

近3年太原市夏季降水的化学特征研究

本研究采集了2011~2013年太原市夏季66场降水样品,分析了p H值、电导率和水溶性阴阳离子,探讨了太原市夏季降水的化学组成及来源.结果表明,近3年太原市夏季降水p H值范围为4.63~8.02,加权平均值为5.19;2011~2013年酸雨频率分别为37.0%、31.2%和17.4%.太原夏季降水的化学组成以SO2-4、NO-3、Ca2+和NH+4为主,阴离子SO2-4和NO-3加权平均浓度分别占阴离子总浓度的67.2%和22.0%,阳离子Ca2+和NH+4加权平均浓度分别占阳离子总浓度的55.1%和29.0%;降水中SO2-4、NO-3、Ca2+和NH+4浓度水平随年度有明显的下降趋势.近3年SO2-4/NO-3的当量浓度比分别为2.97、3.06和3.08,平均值为3.02,说明太原市夏季酸性降雨类型为硫酸和硝酸复合型,且硝酸盐的贡献逐年增强.通过中和因子分析,表明太原市夏季降水中Ca2+和NH+4对酸性中和起主导作用,但Mg2+的作用不可忽略.太原市夏季降水中水溶性化学组分主要与燃煤排放有关;结合气团的后向轨迹分析表明太原市夏季降水主要受山西省内南部低空运行的短距离输送气团的控制;西南和东南气团是太原市夏季降水中水溶性化学组分的主要来源.为了有效改善太原市的空气质量,太原南部及本地焦化企业和燃煤电厂污染物的排放应给予关注.     

Online single particle measurement of fireworks pollution during Chinese New Year in Nanning

Time-resolved single-particle measurements were conducted during Chinese New Year in Nanning, China. Firework displays resulted in a burst of SO_2, coarse mode, and accumulation mode(100–500 nm) particles. Through single particle mass spectrometry analysis, five different types of particles(fireworks-metal, ash, dust, organic carbon-sulfate(OC-sulfate), biomass burning) with different size distributions were identified as primary emissions from firework displays. The fireworks-related particles accounted for more than70% of the total analyzed particles during severe firework detonations. The formation of secondary particulate sulfate and nitrate during firework events was investigated on single particle level. An increase of sulfite peak(80SO_3~-) followed by an increase of sulfate peaks(97HSO_4~-+ 96SO_4~-) in the mass spectra during firework displays indicated the aqueous uptake and oxidation of SO_2 on particles. High concentration of gaseous SO_2, high relative humidity and high particle loading likely promoted SO_2 oxidation. Secondary nitrate formed through gas-phase oxidation of NO_2 to nitric acid, followed by the condensation into particles as ammonium nitrate. This study shows that under worm, humid conditions, both primary and secondary aerosols contribute to the particulate air pollution during firework displays.     

浙江宁波天童地区酸性降水化学特征研究

为了解浙江宁波天童地区降水的化学特征、离子来源及酸性降水的成因,于2010年3月—2011年2月在该地区采集了90个降水样品,并运用离子色谱法分析其化学组分.结果显示,天童地区降水的酸化频率和酸化程度非常高,酸雨频率为97%,雨量加权pH平均值为4.37,离子浓度的大小顺序为SO24->NH4+>NO3->Ca2+>Cl->Na+>Mg2+>K+>F-,降水较清洁;降水pH值和各离子含量存在明显的季节变化,总体表现为冬、春季污染程度高于夏、秋季;SO24-/NO3-的浓度比值为1.9,表明该地区酸雨类型为硫酸和硝酸复合型;SO24-、NO3-、NH4+和部分Ca2+主要来自人为污染源,Na+、Cl-和大部分Mg2+主要来自海洋源,K+和大部分Ca2+则主要来自地壳源,海洋对天童地区降水离子组分影响较大,但对降水酸度影响并不显著;NH4+与SO42-(r=0.90)、NO3-(r=0.88)的相关性分别大于Ca2+与SO24-(r=0.67)、NO3-(r=0.73)的相关性,且NH4+/Ca2+的浓度比值为1.47,说明NH4+对降水酸性的中和作用大于Ca2+,与我国其他城市降水相比,天童地区降水中的碱性离子,尤其是Ca2+浓度较低,从而导致降水酸度高于北方地区和西南其他地区.     

基于脉冲电晕放电技术的硫氰化物分解与氮转化

针对含高浓度硫氰酸盐的废水/废液,采用高效的物化技术实现化学转化,避免生物过程因毒性抑制所需要的稀释作用,作为预处理工艺提供厌氧氨氧化的水质条件.以配制的硫氰酸盐模拟废水作为研究对象,采用自主搭建的脉冲电晕放电(PCD)装置,从构建厌氧氨氧化适配条件的目的出发,考察了不同pH条件下含氮污染物经PCD处理随时间的动态转化规律,以及SCN~--N降解副产物(SO_4~(2-)和HCO~-_3浓度)对NH~+_4-N降解的影响,并拟合了不同条件下NH~+_4-N的降解动力学.结果表明,PCD技术利用原位产生的O_3和·OH能氧化包括SCN~--N和NH~+_4-N在内的还原态含氮化合物为NO~-_3-N,pH的增高有利于氧化反应的进行;反应过程中产生的SO_4~(2-)和HCO~-_3对NH~+_4-N的氧化具有显著的抑制作用,HCO~-_3的抑制效应要高于SO_4~(2-).研究表明,对于高SCN~-废水的处理,PCD技术可作为厌氧氨氧化工艺的预处理技术,在规避毒性抑制与构造水质特征方面表现出优越性.     

唐山市2017年采暖期不同污染等级PM2.5化学组分特征对比与来源分析

为深入了解唐山市采暖期PM_2.5污染成因与来源,采用在线监测设备于2017年12月1日-2018年1月28日连续监测了唐山市PM_2.5及其水溶性离子和碳质组分（OC、EC）的质量浓度变化,并结合部分常规气体污染物及气象数据进行对比分析.结果表明:①相对湿度的增加和风速的降低促进了污染的发展.②清洁、轻中度污染和重污染时,SOR（硫氧化率）分别为0.05、0.08、0.20,NOR（氮氧化率）分别为0.05、0.12、0.26,随着污染的加重,SO₂、NO_x向PM_2.5中SO₄2-、NO₃-的二次转化现象更加明显.③清洁时,ρ（OC）、ρ（EC）、ρ（SO₄2-）和ρ（Cl-）占PM_2.5化学组分（水溶性离子、碳质组分）质量浓度总和的68%,主要污染源为燃煤;清洁、轻中度污染和重污染时,ρ（NO₂）/ρ（SO₂）分别为0.96、1.14、1.44,ρ（NO₃-）/ρ（SO₄2-）分别为0.94、1.57和1.75;重污染时,ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）、ρ（NH₄+）三者之和占PM_2.5化学组分质量浓度总和的61%,二次污染物成为主要污染源.④观测期,唐山市轻中度污染和重污染时,受经北京市、天津市等唐山市西部地区方向气团影响频率分别为61%、63%,受该方向气团影响时,ρ（NO₂）/ρ（SO₂）、ρ（NO₃-）/ρ（SO₄2-）明显增大.研究显示,相较于燃煤排放物在大气污染物中的占比变化,随着污染的加重,工业工艺和机动车尾气排放产生的污染物占比明显增大,区域传输对大气污染影响不可忽略,政府有必要开展区域联防联控、停产限产和限行限号的措施.      

SO2诱导的萱草保卫细胞凋亡及其信号调节

SO2是一种常见的大气污染物,急性和慢性暴露都会对植物造成伤害.因此,本文以景观绿化植物萱草叶片下表皮为材料,研究了SO2对气孔保卫细胞的致死效应及其可能的信号调节途径.结果表明,利用SO2体内衍生物-亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液处理萱草表皮3 h后,随着处理浓度(1.0~5.0 mmol·L-1)的增加,萱草保卫细胞生理活性下降,甚至死亡;浓度超过2.0 mmol·L-1时,细胞死亡率显著增高(p0.05),死细胞出现核固缩、核拉长、核碎片等典型凋亡特征,保卫细胞内的活性氧种(ROS)、一氧化氮(NO)和Ca2+水平显著升高.采用不同浓度的抗氧化剂过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸(AsA),Ca2+螯合剂乙二醇双四乙酸(EGTA)和Ca2+通道抑制剂氯化镧(LaCl3)及NO清除剂羧基-2苯-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3氧化物(C-PTIO)和合成抑制剂叠氮钠(NaN3)处理后,均可使SO2衍生物诱发的细胞死亡率降低,以200 U·mL-1CAT、0.05 mmol·L-1的AsA、EGTA、LaCl3及0.20 mmol·L-1的C-PTIO、NaN3的效果最佳,同时胞内ROS、NO和Ca2+水平下降.以上结果表明,一定浓度的SO2可诱导萱草保卫细胞死亡,可能通过诱导ROS和NO爆发,激活细胞质膜钙通道,进而引起胞内Ca2+增加,通过ROS-NO-Ca2+信号途径介导细胞死亡.SO2诱导的萱草细胞死亡可能存在细胞凋亡过程.     

A numerical experiment on the relative importance of H2O2 O3 in aqueous conversion of SO2 to SO42-

The importance of the three major aqueous reactions thought to be responsible for the in-cloud conversion of SO₂ to SO₄^2- was studied using the acidic deposition and oxidants model by supressing each reaction individually and all reactions simultaneously. The reactions are the oxidation of SO₂ by H₂O₂, or O₃ and catalytic oxidation by O₂ in the presence of Fe and Mn. The model simulations were 19–24 April 1981. It was found that SO₄^2- precipitation concentrations were generally more sensitive to H₂O₂ oxidation than to O₃ oxidation. The contribution of catalytic oxidation of SO₂ in the presence of Fe and Mn is insignificant everywhere and at all times. The contributions of H₂O₂ oxidation to SO₄^2- in precipitation is strongest in light precipitation areas while O₃ oxidation can be greater than H₂O₂ oxidation in heavy precipitation areas. The effect of supressing one reaction is mitigated by compensation through another mechanism. This is seem from the significant difference observed in the effects when individual suppressions were added together and when all reactions were suppressed simultaneously. From this, it is estimated that the contribution of aqueous oxidation of SO₂ to SO₄^2- in precipitation is approximately 50–80 per cent. Further simulations show that the relationship between SO₂ emissions and SO₄^2- production in the aqueous-phase through the oxidation reaction with O₃ is always non-linear in view of the pH dependence of the reaction rates.     

产酸脱硫反应器中碳硫比对群落生态特征的影响

通过产酸脱硫反应器处理高浓度含硫酸盐废水的连续流试验,从群落动态的角度研究碳硫比(COD/SO₄^2-)从4.2降低到2.0的过程中,pH值、氧化还原电位(ORP)、碱度(ALK)和末端产物(VFAs)组成、优势种群分布等群落生态特征的变化规律试验证明,在此过程中ORP和ALK提高,而pH值和VFAs中乙酸的分布比例降低,群落类型由高碳硫比稳定型转化为低碳硫比亚稳定型,但仍未改变乙酸型顶极群落的典型特征.