The simultaneous removal of ammonium and manganese from surface water by MeOx: Side effect of ammonium presence on manganese removal

Manganese and ammonium pollution in surface water sources has become a serious issue.In this study, a pilot-scale filtration system was used to investigate the effect of ammonium on manganese removal during the simultaneous removal of ammonium and manganese from surface water using a manganese co-oxide filter film(MeO_x ). The results showed that the manganese removal efficiency of MeO_x in the absence of ammonium was high and stable, and the removal efficiency could reach 70% even at 5.5 °C. When the influent ammonium concentration was lower than 0.7 mg/L, ammonium and manganese could be removed simultaneously. However, at an ammonium concentration of 1.5 mg/L, the manganese removal efficiency of the filter gradually decreased with time(from 96% to 46.20%). Nevertheless, there was no impact of manganese on ammonium removal. The mechanism by which ammonium negatively affected manganese removal was investigated, demonstrating that ammonium affected manganese removal mainly through two possible mechanisms. On one hand, the decreased p H caused by ammonium oxidation was unfavorable for the oxidation of manganese by MeO_x ; on the other hand, the presence of ammonium slowed the growth of new MeO_x and retarded the increase in the specific surface area of the Me Ox-coated sand, and induced changes in the morphology and crystal structure of Me Ox. Consequently, the manganese removal efficiency of the filter decreased when ammonium was present in the inlet water.     

催化氧化除锰活性滤料去除地下水中双酚A性能

以催化氧化除锰活性滤料(简称活性滤料)为研究对象,考察了地下水中锰污染对于活性滤料去除双酚A效能的影响.结果表明,进水中含有高浓度锰(5mg/L)时,会显著降低活性滤料对于双酚A的去除能力;同时,双酚A也会降低活性滤料对锰的去处能力.双酚A脱附实验结果表明,脱附的双酚A量不足双酚A去除总量的10％,且双酚A去除过程...     

MnOx同步除锰氨氮滤池的快速启动及污染物去除机制

通过将MnO_x负载于石英砂表面形成MnO_x滤料,并以此构筑滤池,开展动态试验,考察了滤池的启动周期、污染物去除效率及影响因素;同时通过表征MnO_x结构变化和灭活滤料表面微生物等方法探究了MnO_x滤池的污染物去除机制.结果表明:运行第1d滤池出水锰即可达标,运行至第9d,滤池启动完成,可实现对水中锰和氨氮的同步有效去除.滤池可稳定同步去除锰和氨氮的最大平均浓度分别为1.4和1.6mg/L,滤速为6m/h,且通过提升水中溶解氧含量可进一步增强滤池对锰和氨氮的去除效果.SEM、EDS和XRD分析结果表明,滤池运行过程中, MnO_x由相对密实的颗粒堆积形态逐步发展为多孔的一体化海绵状结构,其组成由ramsdellite和birnessite型MnO₂,逐步发展为buserite和birnessite型MnO₂,但元素组成相对较为稳定.结合滤料表面的微生物灭活实验,认为滤池稳定运行阶段,MnO_x对锰的去除主要为非生物作用,...     

高锰酸钾与接触氧化协同除锰及硬度对除锰效果的影响

针对日益严重的地表水锰污染，本实验采用高锰酸钾与接触氧化的方法协同除锰；通过调配进水中Ca²⁺、Mg²⁺含量模拟我国不同地区硬度差异显著的地表水，探究水体硬度对锰的去除效果的影响.结果表明：Mn²⁺被高锰酸钾氧化并形成"锰质活性滤膜"，可在停药后实现稳定有效除锰.成熟滤池的除锰效果会显著受到硬度的影响，进水硬度在40、200、400 mg·L^-1及700 mg·L^-1（CaCO₃计）时，接触氧化滤池分别在48、56、64 d及72 d实现稳定除锰，而4根滤柱对Mn²⁺去除的极限浓度分别为1.8、1.7、1.2 mg·L^-1及0.7 mg·L^-1.     

风干工艺强化催化氧化除氨氮/锰活性滤料膜负载

为强化地下水处理中催化氧化除氨氮/锰活性滤料表面膜负载强度,系统研究了风干温度对锰氧化物滤料氧化膜的活性、负载强度及负载量的影响,将不同温度风干的生产性滤料填充滤柱,检测沿滤柱深度的氨氮、锰浓度随时间的变化,分析风干温度对生产滤料活性恢复期、除氨氮锰能力和膜负载强度的影响规律.结果表明,滤料经风干处理可以明显缩短滤柱除氨氮/锰的恢复期,其中除氨氮活性最先恢复的是自然风干和60℃风干滤柱;经过风干处理的滤料氨氮/锰的处理能力明显增强,出水氨氮浓度更稳定,不同风干温度之间的差异不明显;滤料风干能显著增强膜负载强度;滤料在运行过程中,表面膜负载量呈现先减少后增长的趋势,特别是未风干处理滤料的运行初期膜量下降明显.利用XRD测定滤料样品表面锰氧化物的晶体结构,比较不同温度风干的初始滤料发现它们具有相同复杂的晶型.     

催化氧化除氨氮/锰滤料活性恢复方式优化研究

以催化氧化除氨氮/锰失活滤料为研究对象,考察了3种不同恢复方式(自然恢复,投加碱度,再次挂膜)对滤料催化氧化氨氮、锰效能的影响.结果表明,自然恢复(1#)滤柱,投加碱度(2#)滤柱,再次挂膜(3#)滤柱分别于4,2,3d后氨氮去除率达到90%以上;逐渐提高氨氮浓度,3#再次挂膜滤柱出水氨氮浓度波动最大,1#自然恢复滤柱恢复期间出水亚硝氮积累时间最长且峰值最高.3根滤柱催化氧化去除锰活性恢复速度均较快.1#自然恢复滤柱和2#碱度恢复滤柱均能在2d内将锰完全去除.3#挂膜滤柱是在停止投加高锰酸钾后5d内实现将进水锰完全去除.氨氮和锰的相互影响实验结果表明,3根滤柱中投加碱度(2#)滤柱表现最优.尽管氨氮抑制锰的去除,但是投加碱度滤柱随着进水氨氮浓度的升高出水锰浓度始终低于0.1mg/L;锰对氨氮的去除影响不显著.XRD分析结果表明,受其表面负载新生成氧化膜的影响,高锰酸钾重新挂膜滤柱的滤料样品的结晶度较差.综合考虑氨氮和锰的活性恢复效率以及挂膜过程中药品的投加,提出采用自然恢复方式最适.     

应用ORP预测和控制地下水除铁滤池出水含铁量

试验研究了应用氧化还原电位(ORP)预测和控制除铁滤池出水含铁量的可行性,探讨了水力负荷(HLR)、溶解氧(DO)和pH值对ORP和滤池除铁效果的影响以及曝气过滤除铁的机理.结果表明,在pH值为6.69,DO为6.8mg/L时,滤池除铁机理主要为接触催化氧化作用;HLR、DO和pH值对滤池除铁有较大的影响;滤池出水含铁量(Y)与ORP(X)之间的关系可用回归方程Y=0.0004exp[3816/(X+200)] (R2=0.9664)表示;当ORP在400~510mV时,滤池出水含铁量小于0.3mg/L.     

高铁酸盐预氧化对颤藻去除效果及机理的研究

以深圳市铁岗水库水源为主要研究对象，通过与单纯投加聚合氯化铝（PAC）相比，研究了高铁酸盐预氧化对铁岗水中颤藻（Oscillatoria)的去除效能，藻类去除率高达97．85％。证明在处理较难去除的颤藻时，高铁酸盐与PAC联用，可显著提高对藻类的去除效能，初步研究了预氧化方法对水中颤藻去除的机理。     

原位合成CuO/ZnO-Al2O3水滑石衍生催化剂催化湿式空气氧化苯酚

采用原位合成法在γ-Al_2O_3表面合成了锌铝水滑石,再采用浸渍法制备了CuO/ZnO-Al_2O_3水滑石衍生催化材料,并将其应用于催化湿式空气氧化苯酚.同时,采用XRD、SEM、BET、H_2-TPR和N_2O滴定等手段对催化剂进行了表征,探讨了CuO含量对CuO/ZnO-Al_2O_3催化剂催化性能的影响.结果表明,当CuO负载量为10%时,催化剂的Cu比表面积最大,催化性能最佳,在200℃、2 MPa空气、苯酚初始浓度500 mg·L~(-1)的条件下,COD去除率为95.3%.     

MnOx/TiO2-ZrO2催化剂的制备及低温催化还原NO的研究

采用共沉淀法制备了TiO2-ZrO2复合氧化物,以其为载体采用等体积浸渍法制备了不同负载量的MnOx/Ti02-Zr02催化剂.低温下以NH3为还原剂考察了催化剂选择性催化还原(SCR)NO的活性.借助N2吸附、XRD、热重-差示扫描量热法(TG-DSC)对催化剂进行微观表征和分析.结果表明,负载量为5%时,生成的MnO2高度分散,NO的转化率较高;负载量为10%和15%时,出现MnO2晶相,NO的转化率有所下降.120-240℃、体积空速为10000 h-1的条件下,3种负载量的催化剂上NO转化率均大于90%.     

Experimental study on filtration and continuous regeneration of a particulate filter system for heavy-duty diesel engines

This study investigated the filtration and continuous regeneration of a particulate filter system on an engine test bench, consisting of a diesel oxidation catalyst（DOC） and a catalyzed diesel particulate filter（CDPF）. Both the DOC and the CDPF led to a high conversion of NO to NO2 for continuous regeneration. The filtration efficiency on solid particle number（SPN） was close to100%. The post-CDPF particles were mainly in accumulation mode. The downstream SPN was sensitively influenced by the variation of the soot loading. This phenomenon provides a method for determining the balance point temperature by measuring the trend of SPN concentration.     

应用紫外/氯组合工艺去除微污染原水中氨氮的特性研究

针对饮用水中氨氮超标对环境造成的污染问题,采用紫外/氯组合工艺对饮用水中氨氮进行降解研究.结果表明,紫外/氯高级氧化工艺可以有效去除水中氨氮.一方面,自由氯和氨氮之间发生取代反应将氨氮转化为氯胺,254 nm紫外光可有效裂解N—Cl键,一氯胺在254 nm处的摩尔吸光系数为354 L·mol~(-1)·cm~(-1),量子产率为0.68 mol·E~(-1);另一方面,自由氯光解产生的自由基可直接氧化氨氮.随着紫外辐照剂量的增加,氨氮和总溶解性氮(TN)的浓度逐渐减少,当紫外辐照剂量达到1000 mJ·cm~(-2)时,氨氮(起始浓度2 mg·L~(-1))和TN的去除率分别为53%和35%,相比单独氯化条件下分别提高了20%和15%.随着Cl_2/N的增加,氨氮和TN的浓度逐渐减小,当Cl_2/N≥1.6时,紫外/氯组合工艺对氨氮的去除率接近100%,当Cl_2/N1.6时,紫外/氯工艺对TN的去除率相比单独氯化工艺提高了30%左右.此外,氨氮去除率随pH升高而增加,而TN去除率随pH升高而降低.本研究结果可为紫外/氯组合工艺在水厂中的实际应用提供有效的理论和技术支持.     

CeO2形貌结构对催化湿式空气氧化苯酚性能的影响

采用水热法、沉淀法和溶胶凝胶法制备了3种不同形貌的CeO₂催化材料,并将其用于湿式空气氧化苯酚水溶液过程中,探讨了CeO₂形貌结构对催化湿式氧化苯酚水溶液性能的影响.采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）等手段对CeO₂催化材料进行了表征.结果表明,水热法制备的CeO₂催化材料表现出较好催化性能,主要原因是水热法合成的CeO₂呈现交错的纳米棒状结构,主要暴露（220）晶面,且沿着（220）晶向生长.在反应温度为200℃、空气压力为2MPa、苯酚初始浓度500mg/L的条件下,最终（240min）COD的去除率为95.5%.     

CeO2形貌结构对催化湿式空气氧化苯酚性能的影响

采用水热法、沉淀法和溶胶凝胶法制备了3种不同形貌的CeO₂催化材料,并将其用于湿式空气氧化苯酚水溶液过程中,探讨了CeO₂形貌结构对催化湿式氧化苯酚水溶液性能的影响.采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）等手段对CeO₂催化材料进行了表征.结果表明,水热法制备的CeO₂催化材料表现出较好催化性能,主要原因是水热法合成的CeO₂呈现交错的纳米棒状结构,主要暴露（220）晶面,且沿着（220）晶向生长.在反应温度为200℃、空气压力为2MPa、苯酚初始浓度500mg/L的条件下,最终（240min）COD的去除率为95.5%.     

地下水脱砷技术的研究现状及发展趋势

为明确地下水脱砷技术研究现状及未来发展趋势,采用文献计量学方法统计分析了Web of Science（WoS）数据库中2008—2020年发表的关于地下水脱砷技术的文献资料,并从年度发文量、发文机构、发文期刊、发文作者以及论文关键词等方面进行分析。结果表明：WoS数据库中地下水脱砷技术方面的研究型论文共1 501篇,年度发文量总体呈上升趋势;中国、美国和印度为发文量排名前3的国家;共计1 503家研究机构、4 875名作者参与地下水脱砷技术研究,其中高等院校为主要研究机构,而高校教师与硕士、博士研究生则为研究的主力军;关键词分析表明,吸附和电絮凝技术是地下水脱砷的主流方法,其中零价铁材料作为吸附剂是贯穿2008—2020年的研究热点;通过突现分析得出,二元甚至多元氧化物和纳米复合材料的制备将成为未来地下水脱砷技术研究的热点方向。

     

生物塘-人工湿地工艺去除农田灌溉水中镉污染的效果

通过野外大田试验,探讨了生物塘-人工湿地工艺去除农田灌溉水中Cd污染的效果,并进一步分析了水力停留时间对Cd净化效果的影响及净化效果的日变化规律。结果表明:试验区灌溉水中全量Cd平均浓度为13.92 μg/L,是GB 5084—2005《农田灌溉水质标准》中Cd浓度限值的1.39倍,且以溶解态Cd为主,约占77.8%;经生物塘-人工湿地工艺处理后全量Cd平均去除率为42.0%,出水达标天数率为85.2%;组合工艺的Cd去除率随水力停留时间的延长呈先升高后降低趋势,最佳停留时间约为19 h;生物塘和人工湿地的Cd去除率日变化规律均呈早晚低、中午高的单峰曲线,Cd最大去除率出现在13:00左右。     

Synthesis of novel adsorbent by intercalation of biopolymer in LDH for the removal of arsenic from synthetic and natural water

This study focuses on the synthesis of nanocomposites named CCA and CZA that were prepared by the incorporation of cellulose(CL) in the Ca/Al and Zn/Al layered double hydroxide(LDH),respectively.These materials were then used for the uptake of As(Ⅲ)and As(V) from aqueous medium.Characterization of both nanocomposites(CCA and CZA) was done using FTIR and Raman analysis to identify the functional groups, N_2 adsorption-desorption isotherms to determine the specific surface area and pore geometry and XPS analysis to obtain the surface atomic composition.Some other characters were investigated using simultaneous TGA and DTA and elemental chemical analysis(CHNS/O).The crystallinity of the prepared nanocomposites was displayed by XRD patterns.Furthermore,the sheet-like structure of the LDHs and the irregularity of surface morphology with porous structure were observed by TEM and SEM microphotographs.Optimization of maximum adsorption capacity was adjusted using different parameters including pH,contact time and adsorbent dosage.The pseudo-second-order model was in good fitting with kinetics results.The adsorption isotherm results showed that CZA exhibits better adsorption capacity for As(Ⅲ) than CCA and the Langmuir isotherm model described the data well for both nanocomposites.Thermodynamic studies illustrated the endothermic nature of CCA and exothermic nature on CZA,as well as the fact that the adsorption process is spontaneous.A real water sample collected from well located in Gabes(Tunisia),has also been treated.The obtained experimental results were confirmed that these sorbents are efficient for the treatment of hazardous toxic species such as.     

论浅水湖泊中的水固交错带与科学清淤规划——以雄安新区白洋淀为例

本文从雄安新区白洋淀科学清淤规划的重要性入手,提出水固交错带这一新型生态交错带研究的理念.重点关注由于沉积物形成过程和结构不同导致的污染物在水相、固相和气相及在水-固界面和水-气界面等区域的地球化学循环过程与机制的差异,以及与其对应的特异性水生态和底栖生态修复理念与设计.基于这一理念,结合白洋淀内源污染治理的需求,进一步提出了"基于弹性机制的生态空间重构"的工作设想.以此抛砖引玉,深入探讨沉积物-水微界面过程机制,以及相应的特殊宏观生态效应与污染控制,推动环境水质学领域的研究与发展.     

电晕氧化结合化学吸收脱除烟气中NO2实验研究

实验研究了直流电晕湿空气自由基簇射结合25%的NaOH溶液吸收的NOx脱除过程．结果表明：通过调节流过喷嘴电极中的空气流量,可以得到稳定的流光电晕;空气中水蒸汽对NOx脱除效率有影响;在反应器内同时有HNO2和HNO3生成;实验工况下,反应器NOx转化率45％以上,经吸收液吸收后系统总脱氮效率可达70％．     

鸟粪石法处理高浓度氮磷废水的动态试验研究

本研究以实验室模拟的高浓度氮磷废水为研究对象,采用折流式反应器,探讨了在动态条件下,pH、Mg：P、N：P及水力停留时间对鸟粪石法脱氮除磷的影响。试验结果表明：对于氨氮的去除率,以上四个因素影响相当;对于磷的除率,各因素的影响大小为：N：P〉pH〉Mg：P〉水力停留时间。当模拟水样中的TP浓度为310mg／l,pH为9．7,水力停留时间为60min,Mg：N：P=1．2：1．2：l时,氨氮和磷的去除率分别可高迭85．8％和86．3％。