污泥基活性炭的制备、表征及其应用

以城市生活污水厂脱水车间污泥为原料,采用化学活化法(ZnCl2为活化剂)在活化剂浓度为45%、活化温度为600℃、浸渍温度为45℃、活化时间为50min条件下制备污泥基活性炭。对污泥基活性炭进行了孔结构、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、XRD等表征分析。结果表明:该条件下制备出的污泥基活性炭碘吸附值为427.51mg/g,比表面积为329.48m2/g,大孔、中孔、微孔容积分别为0.19,0.12,0.15cm3/g。平均孔径为3.953nm。将其应用于生活污水处理,考察了污泥基活性炭投加量、pH、吸附时间对其吸附性能的影响。     

新型石墨材料对水中油性物质脱除的实验研究

讨论了膨胀石墨吸附材料对各种油类及各种水面漂浮油的吸附实验结果,同时讨论了对乳化状低含量含油废水的吸附处理结果和对设备清洗废水的过滤处理结果,并将部分结果与棉花和活性炭对油性物质吸附的数据进行了比较。结果显示,膨胀石墨无论对各种单纯油类、水面浮油以及乳化状液中的油和低含油废水中的油都有极好的吸附脱除能力。     

一种吸油泡沫材料的吸油性及吸油机理探讨

吸油泡沫作为一种新型吸油材料,其吸油性能在应用于溢油应急处置领域有待系统开发研究。文章通过对该吸油泡沫材料在动静态条件下、不同温度条件下对油类的吸附性能测试,以及对不同形状泡沫吸附油类性能的测试,主要分析了该吸油泡沫吸油性能的宏观影响因素,并进一步结合材料自身的扫描电镜结构、官能团组成等,对该吸油泡沫材料的吸油机理进行初步探讨,以期为其吸油性试验方法提供参考,也为该吸油泡沫材料下一步在溢油应急实践中的应用提供一定的理论依据。     

膨胀石墨对废水中铬的吸附研究

用微波法在1 000 W下微波膨胀60 s制备了膨胀石墨,并考察了pH值、吸附剂用量、不同初始浓度以及温度对膨胀石墨吸附废水中六价铬的影响,实验结果表明:当膨胀石墨的用量为0.1 g,pH=3,六价铬溶液初始浓度为10 mg/L,温度为15℃时,膨胀石墨对六价铬的去除率能达到39.94%,吸附能够较好地符合Langmuir吸附等温式以及二级动力学模型。     

膨胀石墨吸附材料在环境保护中的应用

介绍了膨胀石墨吸附材料的特点、结合国内外研究资料和我们对膨胀石墨吸附性能的研究，重点分析了这种新型吸附材料在环境保护中的各种用途     

CO_2活化法制备甘蔗渣活性炭

以CO_2为活化剂,甘蔗渣为原料制备甘蔗渣活性炭。探讨煅烧条件、活化温度、活化时间及CO_2流量对生物吸附剂吸附性能和得率的影响,并分析甘蔗渣活性炭的结构。结果表明,在煅烧温度700℃、活化温度850℃、活化时间40min及气体流量150 mL/min条件下制备的甘蔗渣活性炭性能最佳,其碘吸附值达到1089.76mg/g,得率34.27%;活化后甘蔗渣活性炭的中孔孔隙增加,吸附性能增强。该方法制得的活性炭性能优于化学法,且更为简单环保。     

废轮胎热解油脱色工艺研究

为解决废旧轮胎热解油颜色过深和存在异味而无法直接利用问题,文章采用活性炭对热解油吸附脱色工艺,将液相中含有的杂质、色素、异味等舍弃物吸附于活性炭表面上,以达到精致的目的。试验表明:热解油活性炭吸附脱色技术的最佳工艺条件为炭粒度550~1 700μm、脱色温度为室温、吸附时间为300 min、振荡频率为150 r/min。并证明了平2均孔径、中孔孔容积和中孔比表面积为26.4、0.307 m L/g和280 m/g的烟煤基活性炭对热解油具有很好的脱色能力。     

富含中孔与酸性基团的生物质炭的制备与吸附性能

以棉秆基生物质纤维为原料,采用磷酸一步活化法制备了同时富含中孔与含氧酸官能团的新型高比表面棉秆纤维基生物质活性炭,分析了浸渍比、炭化温度及保温时间等操作参数对活性炭纤维组成、得率、孔结构及表面官能团含量的影响,测定了制得的棉秆纤维基活性炭对水中对Pb(Ⅱ)与对硝基苯胺的等温吸附性能,并初步探讨了其吸附机制.结果表明,棉秆纤维基生物质炭孔结构与含氧酸基团因制备条件不同有较大变化,实验条件下制备的棉秆基活性炭纤维产率、中孔孔容与比表面的最大值分别为35.5%、0.91 cm3·g-1、1731 m2·g-1;在3∶2的浸渍比,600℃活化90 min的工艺条件下,制备的样品ACF-01的总孔孔容达1.02 cm3·g-1,比表面积为1 731 m2·g-1,微、中孔比例分别为66%与31%,中孔集中在5 nm以内,富含含氧酸官能团.样品ACF-01对水中Pb(Ⅱ)与对硝基苯胺的Langmuir最大吸附量分别为123 mg·g-1和427 mg·g-1,吸附性能远高于微孔孔容相近的商业活性炭纤维ACF-CK,这表明活性炭ACF-01的中孔和含氧酸官能团在吸附过程中发挥了重要作用.     

Ni-Co-P/EG复合材料制备及其电磁性能研究

研究了利用化学镀在膨胀石墨表面及内部孔结构制备Ni-Co-P非晶态合金镀层的方法,探讨了合金镀层对膨胀石墨电磁性能的影响。结果表明,Ni-Co-P/EG材料电磁屏蔽效能明显提高,Ni-Co-P/EG材料电磁屏蔽效能均高于50 dB,最高达到69 dB。     

改性聚氨酯海绵的合成及其油水分离性能

以膨胀石墨与氧化锌为原料,采用复合改性法改性聚氨酯海绵,在硅烷偶联剂的作用下,用月桂酸的醇溶液表面修饰后制备出改性聚氨酯海绵. 通过扫描电子显微镜(SEM)与接触角测定仪进行表征,对改性聚氨酯海绵的吸油、吸水及循环使用性能进行了测定,并试验获得了最佳的油水分离条件. 结果表明:改性聚氨酯海绵具有良好的疏水超亲油性,在膨胀石墨分散液与氧化锌胶体溶液体积比为1∶1时,对于质量浓度为20 g/L的机油水溶液,饱和单位吸油量最高可达17.7 g/g,对机油的选择性吸附系数为10.41,油水分离效果最佳;在选择吸附过程中,15 min以内油水分离效率就能达到78.41%;改性聚氨酯海绵每次循环利用后,单位吸油量的减幅均低于7.3%,循环使用性能良好. 研究显示,该种改性聚氨酯海绵对油水体系中的油类具有很好的选择性,吸附完成后,经过简单的挤压将油回收后即可循环利用,具有便捷、高效、循环、无二次污染的特性.      

聚噻吩改性阴极强化电极生物膜反应器去除硝酸盐机制研究

为进一步提高电极生物膜反应器的脱氮效能,采用导电聚合物聚噻吩(PTh)和电子穿梭体蒽醌-2,6-二磺酸二钠(AQDS)改性阴极材料石墨毡,系统研究了不同碳氮比(C/N)条件下,改性电极的应用对BER体系的脱氮效能、电极表面生物相和体系微生物群落结构等方面的影响.结果表明,应用PTh与AQDS协同处理石墨毡的BER体系的NO~-_3-N去除速率和效能均明显优于未处理电极体系,在HRT=4 h、C/N为2.0时NO~-_3-N的去除率达到90.0%以上.PTh/AQDS改性石墨毡电极的生物膜与电极的比重为0.26±0.04,其值为对照组的2.4倍,证明了PTh/AQDS改性后电极具有更优的生物相容性.应用PTh/AQDS改性电极的BER具有更好的微生物丰富度和多样性,AQDS促进了特定微生物Thauera_mechernichensis(24.6%)的富集和亚硝酸盐还原酶的活性,保障了BER体系的反硝化效能.     

载Pt石墨催化臭氧化降解水中草酸的研究

以石墨为催化剂载体,以H₂PtCl₆·6H₂O为贵金属活性组分前驱物,采用等体积浸渍法制备了Pt/石墨催化剂.对Pt/石墨催化臭氧化、石墨催化臭氧化以及单独臭氧氧化降解草酸的效果进行了研究.结果表明,在本实验条件下,单独臭氧氧化、石墨催化臭氧化和Pt/石墨催化臭氧化草酸的去除率分别为3.0%、47.6%和99.3%.Pt的负载可以显著地提高石墨催化臭氧化的效果.以草酸的去除效率为催化活性指标对Pt/石墨催化剂的制备条件进行了优化.结果表明,石墨载体的预处理没有提高Pt/石墨催化剂的活性.Pt/石墨催化剂最佳制备条件为：以水为溶剂,浸渍时间24　h,活性组分Pt的负载量为1.0%,氢还原温度为350℃.所制备催化剂经重复使用5次,草酸去除率仍超过90％.     

PEG协同膨胀石墨去除氮氧化物的研究

文章研究在聚乙二醇-300(PEG-300)液相氛围下膨胀石墨对氮氧化物的去除。分别进行了反应物初始浓度、吸附剂用量、温度、流速等因素试验,考察其对氮氧化物去除效率的影响,结果表明:流速控制在0.5 L/min,初始浓度为0.5 mol/L,添加0.15 g膨胀石墨于20 mLPEG-300中,采用两级吸收在0℃下反应1 h,对氮氧化物的去除率可以达到90.03%,去除量可达474 mg/g,吸收剂简单易制,工艺简单,物耗低。     

化学沉淀法除去废水中的氨氮及其反应的探讨

研究了化学沉淀法处理含氨氮废水，实验研究了不同操作条件，如溶液ｐＨ值、沉淀剂种类和配比、废水中的初始氨浓度等对氨的处理效率的影响，在适宜的操作条件下，可除去废水中的氨高达９９％，处理后残液中氨浓度小于１ｍｇ／Ｌ（１ｐｐｍ），探讨了化学沉淀反应过程的机理。     

反硝化除磷工艺实现亚硝酸盐积累的参数优化

为促进反硝化除磷与厌氧氨氧化工艺的耦合,实现污水氮、磷的同步高效去除,构建序批式反应器(Sequencing batch reactor,SBR),优化了反硝化除磷工艺实现亚硝酸盐积累的工艺参数.SBR在厌氧-缺氧-微好氧运行条件下,缺氧段投加模拟硝酸盐工业废水逐步实现了反硝化除磷过程的亚硝酸盐积累.结果表明,经过142d的培养驯化,在进水C/P比为55时,缺氧段引入NO₃^--N浓度为23mg/L时,亚硝酸盐积累率为51.01%,NO₃^--N→NO₂^--N转化率为40.22%,硝酸盐去除率为72.14%,PO₄^3--P去除率最高达88.17%.出水COD浓度低于25mg/L,COD去除率维持在90%以上.微生物群落结构分析表明,拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)为系统内优势菌门.通过参数优化实现了聚磷菌的驯化,Candidatus Accumulibacter为代表的反硝化聚磷菌丰度增加(累积丰度由1.49%增加到5.08%),以Candidatus Competibacter为代表的反硝化聚糖菌丰度增加更为明显(累积丰度由1.02%增加到15.49%),聚磷菌与聚糖菌的共同作用有利于实现除磷过程的亚硝酸盐累积.     

磁性氧化石墨处理乳化含油废水及磁致增强效应

以高铁酸钾为氧化剂,基于改进Hummers法制备了新型磁性氧化石墨材料,在SEM、FTIR、氮气吸脱附和表面接触角表征基础上,探究了该材料处理乳化含油废水的效果及磁致增强效应.结果表明：相较于石墨,磁性氧化石墨比表面积增大,表面有卷曲结构并负载着Fe₃O₄颗粒,具有含氧官能团,存在疏水性较强的微观孔隙结构.在外加磁场条件下,磁性氧化石墨团聚,形成疏水性宏观孔隙结构,利于乳化油滴的吸附和附着.磁性氧化石墨处理乳化含油废水的能力远好于石墨与粉末活性炭,且处理效率与磁场强度成正相关,COD去除率可达95%以上.使用后的磁性氧化石墨进行溶剂萃取或热处理,可以循环使用.磁性氧化石墨经过4次循环使用,热再生效率为92%,溶剂萃取再生效率为86%.以上研究为乳化含油废水的处理提供了一种有效的方法.     

Monitoring microbial community structure and succession of an A/O SBR during start-up period using PCR-DGGE

Polymerase chain reaction (PCR) - denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) protocol was employed for revealing microbial community structure and succession in a sequential anaerobic and aerobic reactor performing enhanced biological phosphorus removal (EBPR) during start-up period.High phosphorus removal was achieved after 15 d.On day 30, phosphorus removal efficiency reached to 83.2% and the start-up was finished.DGGE profiles of periodical sludge samples showed that dominant microbial species were 19 OTUs (operational taxonomy unit ).Unweighted pair-group method using Arithmetic averages (UPGMA clustering analysis revealed that rapid community succession correlated to lower phosphorus removal rate and higher phosphorus removal efficiency reflected on steady community structure.Sequencing results indicated that determined sequences (12 OTUs) belonged to proteobacterium, Actinobacteria, Gemmatimonadales and unaffiliate group.Proteobacterium, Tetrasphaera elongate and Gemmatimonas aurantiaca may act important roles in phosphorus removal.With little amount as known glycogen accumulating organisms, Candidatus Competibacter phosphatis still at accumulating-phase had limited influence on microbial community structure.When climax community was obtained, dominant microbes were 14 OTUs.Microbes in a large amount were uncultured bacterium, Thauera sp., uncultured γ-Proteobacterium and Tetrasphaera elongata.     

Removal of multicomponent VOCs in off-gases from an oil refining wastewater treatment plant by a compost-based biofilter system

Waste gases from oil refining wastewater treatment plants are often characterized by the presence of multicomponent and various concentrations of compounds. An evaluation of the performance and feasibility of removing multicomponent volatile organic compounds (VOCs) in off-gases from oil refining wastewater treatment plants was conducted in a pilot-scale compost-based biofilter system. This system consists of two identical biofilters packed with compost and polyethylene (PE). This paper investigates the effects of various concentrations of nonmethane hydrocarbon (NMHC) and empty bed residence time (EBRT) on the removal efficiency of NMHC. Based on the experimental results and practical applications, an EBRT of 66 s was applied to the biofilter system. The removal efficiencies of NMHC were within the range of 47%–100%. At an EBRT of 66 s, the average removal efficiency of benzene, toluene, and xylene were more than 99%, 99%, and 100%, respectively. The results demonstrated that multicomponent VOCs in off-gases from the oil refining wastewater treatment plant could be successfully removed in the biofilter system, which may provide useful information concerning the design criteria and operation of full-scale biofilters.     

磷酸铵镁沉淀法预处理7-ACA综合废水试验研究

采用磷酸铵镁(MAP)沉淀法对高氨氮7-ACA综合废水进行了预处理试验研究,以Na2HPO4和MgCl2.6H2O作为沉淀剂,探讨了初始反应pH值、n(Mg2+):n(PO43-)/:n(NH4+)投配比及反应时间等因素对氨氮去除效果的影响。结合结晶物SEM分析,确定预处理的最佳工艺条件为:初始反应pH 9.0、n(Mg2+):n(PO43-):n(NH4+)投配比1.0:1.1:1和反应时间20 min。平行试验结果表明,在最佳工艺条件下,当进水氨氮浓度为1 020~1 190 mg/L时,处理后出水氨氮浓度为小于150.0 mg/L,氨氮去除率在85.0%以上,残磷量小于40.0 mg/L,为7-ACA综合废水的后续生化处理创造了有利条件。