TiO_2光催化对微滤去除腐殖酸的膜污染控制研究

着重研究了不同紫外灯光源和照射时间条件下,TiO_2光催化(PCO)对微滤去除腐殖酸过程中的膜污染控制,并探讨了膜污染的控制机理。研究结果表明,TiO_2光催化能有效提高微滤对腐殖酸的去除,同时降低膜通量的下降,起到有效控制膜污染的作用。进一步的实验分析表明,TiO_2光催化控制膜污染的主要机理在于将腐殖酸降解为易于被TiO_2吸附的小分子量物质,吸附腐殖酸降解产物后的TiO_2聚合颗粒粒径增大,易于在膜表面形成更为松散的沉积层,并使膜污染从以膜孔堵塞和沉积层污染为主转化为以沉积层污染为主的可逆性污染。     

TiO2光催化对微滤去除腐殖酸的膜污染控制研究

着重研究了不同紫外灯光源和照射时间条件下,TiO2光催化（PCO）对微滤去除腐殖酸过程中的膜污染控制,并探讨了膜污染的控制机理。研究结果表明,TiO2光催化能有效提高微滤对腐殖酸的去除,同时降低膜通量的下降,起到有效控制膜污染的作用。进一步的实验分析表明,TiO2光催化控制膜污染的主要机理在于将腐殖酸降解为易于被TiO2吸附的小分子量物质,吸附腐殖酸降解产物后的TiO2聚合颗粒粒径增大,易于在膜表面形成更为松散的沉积层,并使膜污染从以膜孔堵塞和沉积层污染为主转化为以沉积层污染为主的可逆性污染。     

腐殖酸和铁对阿特拉津光降解影响的研究

为考察除草剂在水体中的自净性能,对模拟太阳光(λ> 290 nm)下腐殖酸和铁元素对阿特拉津的光化学降解进行了研究。结果表明,单独辐照阿特拉津几乎不降解。在分别加入3、5和10 mg/L的腐殖酸时,阿特拉津的降解率分别为34.36 %、40.74%和15.66 %;在Fe(Ⅲ)投加量从0.01 mmol/L增加到0.2 mmol/L时,阿特拉津的降解率从24.36 %增加到34.97 %。而在当腐殖酸与铁共存时,阿特拉津降解率则进一步提高。紫外可见光谱和荧光光谱均表明,腐殖酸-铁络合物的形成及其光化学作用,促进了阿特拉津的降解。     

十六烷基三甲基溴化铵改性沸石对腐殖酸的吸附性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂,制备了CTAB改性沸石,并用于对腐殖酸的吸附性能研究。考察了pH、吸附时间及腐殖酸初始浓度对CTAB改性沸石吸附腐殖酸的影响,采用吸附等温方程和反应动力学方程进行拟合分析,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅立叶转换红外光谱分析仪(FTIR)对沸石改性前后进行结构表征。结果表明,在温度为25℃、转速为200r/min的条件下,选择pH为7.0、腐殖酸初始质量浓度为10mg/L、吸附时间为180min,此时CTAB改性沸石对腐殖酸的平衡吸附容量为0.16mg/g。相比Freundlich吸附等温方程(R2=0.967),CTAB改性沸石对腐殖酸的吸附更符合Langmuir吸附等温方程(R2=0.998),吸附机制为单分子层吸附。准一级反应动力学方程和准二级反应动力学方程均可以描述CTAB改性沸石对腐殖酸的吸附(R2=0.978)。吸附实验后的CTAB改性沸石上出现了甲基、亚甲基、羟基与羰基伸缩振动吸收峰,说明沸石已负载了CTAB,且腐殖酸已被CTAB改性沸石吸附。     

蚓粪腐殖酸对Cd2+的吸附作用研究

以蚯蚓粪中提取到的腐殖酸为研究材料,采用傅里叶变换红外光谱仪分析了蚓粪腐殖酸的功能基团组成,考察了pH、Cd~(2+)初始浓度和吸附时间对蚓粪腐殖酸吸附Cd~(2+)的影响,得到蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)的最佳吸附条件。研究结果表明:蚓粪腐殖酸的红外光谱特征吸收峰主要位于3 300～3 600cm-1,主要功能基团为羧基、羟基和胺基;pH小于4.0时,蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)的吸附效果较差,近中性条件下吸附效果最佳;Cd~(2+)初始浓度对吸附效果影响较大,Langmuir模型模拟得到Cd~(2+)的最大饱和吸附量为4.47mg/g;蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)的吸附作用较为稳定,吸附40min后基本达到饱和;蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)有较强的吸附能力,为土壤Cd~(2+)污染修复提供参考。     

天然有机物对零价铁去除水体中砷的影响研究

在研究零价铁对水体中砷去除动力学的基础上,着重探讨了天然有机物腐殖酸对零价铁除砷的影响.并对零价铁的腐蚀产物进行了分析.结果表明,水体中的砷可以通过在零价铁腐蚀产物上的吸附得到快速去除.腐殖酸显著降低了砷的去除率,这归因于腐殖酸与零价铁腐蚀产生的铁离子形成络合物,阻止了Fe(OH)3(或Fe(OH)2)沉淀的产生.腐殖酸浓度越高.砷的去除率越低.1.00 mg腐殖酸最多可以络合约0.75 mg铁离子.当铁离子与腐殖酸的络合达到饱和后,零价铁进一步腐蚀产生的铁离子可形成Fe(OH)3(或Fe(OH)2)沉淀,这些沉淀物可吸附水体中的腐殖酸和砷,从而加速砷的去除.冷冻干燥后的零价铁腐蚀产物的结构以无定型为主,含有少量的结晶化合物,包括γ-Fe2O3、γ-FeO(OH)和Fe3O4等.腐殖酸的存在可进一步增加腐蚀产物中的无定型成分.光电能谱(XPS)分析结果显示,吸附在腐蚀产物上的砷为5价,没有发现5价砷被还原成3价砷.在应用零价铁修复砷污染水体时,应考虑腐殖酸的影响.     

Fe(Ⅱ)活化过硫酸钠去除水中三氯生

采用Fe~(2+)活化过硫酸钠(SPS)对水中三氯生(TCS)的去除进行了研究,考察了Fe~(2+)、SPS的投加量、TCS初始浓度、p H值和腐殖酸(HA)等对TCS去除的影响,GC-MS鉴定识别了降解产物。结果表明Fe~(2+)活化SPS工艺能有效去除TCS,2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)为其主要降解产物,SPS浓度为1.0 mmol·L-1,Fe~(2+)的投加量为0.4 mmol·L-1时,初始浓度为460μg·L-1的TCS 2 min后去除率可达93.87%,TCS慢速反应阶段的降解符合一级反应动力学方程,其动力学常数K=0.140 min-1。TCS的去除随Fe~(2+)浓度的增加先增大后减小,高浓度的Fe~(2+)不利于2,4-DCP的降解,适量提高SPS浓度有利于TCS的去除和2,4-DCP的降解,TCS去除随初始浓度增大而降低,酸性环境有利于TCS的去除,腐殖酸对TCS的去除具有抑制作用,低浓度腐殖酸不利于2,4-DCP的降解。     

腐殖酸对生物炭吸附四环素的影响

以猪粪为原料,分别在300℃和700℃条件下制备猪粪生物炭(以下简称生物炭)。采用静态吸附实验,研究生物炭对四环素的吸附性能以及腐殖酸对生物炭吸附四环素的影响。结果表明:生物炭对四环素的吸附过程符合准二级动力学方程(R~20.99)。Langmuir和Freundlich方程都能很好地描述等温吸附过程(R~20.96)。最大吸附量随着热解温度的升高而增加,700℃条件下制备的生物炭吸附量最大,达到7.96mg/g。溶液pH影响吸附过程,pH为3.5~7.5时,生物炭对四环素的平衡吸附量较大。腐殖酸能缩短吸附平衡时间,使其由36.0h提前至18.0h。随着溶液中腐殖酸浓度的增加,300℃条件下制备的生物炭对四环素的平衡吸附量表现出增加的趋势,而700℃条件下制备的生物炭对四环素的平衡吸附量表现出减少的趋势。     

腐殖酸对生物炭吸附水环境中雌激素的影响

以玉米秸秆为原料,通过500℃限氧裂解制备生物炭(记为500BC),并采用批量吸附实验对比500BC及腐殖酸负载后生物炭(记为500BC-HA)对于水环境中两种雌激素(双酚A(BPA)和17α-乙炔雌二醇(EE2))的吸附性能及作用机制。结果表明,腐殖酸分子可阻塞部分500BC孔隙,使500BC的孔径、孔容及比表面积下降,负载腐殖酸后,500BC的比表面积由8.43m~2/g减小至4.40m~2/g,孔径从26.1nm减小至3.2nm,孔容由0.018cm~3/g下降至0.001cm~3/g;与500BC相比,500BC-HA对BPA、EE2的吸附能力均明显降低,一方面是因为腐殖酸分子占据了500BC表面的吸附点位并堵塞部分孔隙,使其吸附能力降低,另一方面腐殖酸负载后引入更多的含氧官能团,使500BC表面疏水性降低,与雌激素间的疏水作用减弱。腐殖酸负载质量浓度为0～10mg/L时,增加负载质量浓度对500BC吸附性能影响明显,当负载质量浓度大于10mg/L时,腐殖酸在500BC表面达到饱和,继续增加负载浓度对500BC的吸附性能不再产生影响。     

紫外光降解硝酸盐体系中四环素

为了考察紫外光照射下四环素(tetracycline,TC)在硝酸盐(NO_3~-)体系中的降解过程,研究了初始pH、TC初始浓度、NO_3~-浓度、腐殖酸以及磷酸盐等环境因子对TC光降解的影响,利用ESR检测和自由基猝灭实验,量化分析体系中不同氧化途径对TC去除的贡献率。结果表明:TC在NO_3~-体系中的光降解受pH影响显著;腐殖酸和磷酸盐对TC的降解表现出不同程度的抑制作用;TC通过直接光解、HO·、~1O_2和O_2~(·-)氧化4种途径降解,当TC浓度为10.0 mg·L~(-1),NO_3~-浓度为1.0 mmol·L~(-1),pH为7.0时光照150 min后,不同途径的贡献率分别为60.4%、25.6%、8.9%和5.1%。结果有助于了解TC的环境化学行为,为TC治理提供参考。     

硫化亚铁纳米粒子吸附地下水中的镉

用羧甲基纤维素钠(CMC)作为稳定剂制备Fe S纳米粒子,研究Fe S纳米粒子对地下水中镉的吸附性能。讨论了反应时间、CMC添加量、腐殖酸对CMC-Fe S纳米粒子吸附镉的影响。结果发现,Fe S纳米粒子吸附镉的动力学过程符合准二级动力学,吸附等温线符合Freundlich模型。吸附量随CMC添加量的增加而增加,当CMC和Fe S的摩尔比增加到0.001 0时,吸附量最大,此后随着CMC添加量的增大,吸附量又降低。腐殖酸(HA)的加入有利于Fe S纳米粒子对镉的吸附。     

载Ca磁性碳纳米管对水中腐殖酸的去除

采用化学共沉淀一步法以钙盐和铁盐对多壁碳纳米管(MWCNTs)改性以制备具有去除水中微污染物腐殖酸的磁性碳纳米管复合材料。X射线能谱分析表明改性MWCNTs上载有Ca和Fe元素。通过振动样品磁强计测得该复合材料具有较强磁性。改性后的MWCNTs 30 min对水中腐殖酸的去除率由改性前的63.89%提高到90.27%。研究了改性MWCNTs投加量、腐殖酸初始浓度、吸附时间、振荡速度、pH及温度对水中腐殖酸去除的影响。结果表明,腐殖酸去除率随着载Ca磁性MWCNTs投加量增大而提高。吸附量随着腐殖酸初始浓度的增大而增加,但去除率却减小。吸附初期腐殖酸去除速率快,0.5 g·L~(-1)的载Ca磁性多壁碳纳米管在腐殖酸初始浓度为20 mg·L~(-1)时,5 h达到吸附平衡,平衡吸附量为39.41mg·g~(-1)。腐殖酸去除率随着振荡速度的增大而增大,在225 r·min~(-1)时达最大,随后随着振荡速度的增大而缓慢下降。在弱酸性下,腐殖酸去除率较高,当pH为5时,腐殖酸去除率达到92.24%;当pH5时,酸性加强,腐殖酸去除率下降;当pH5时,腐殖酸去除率随pH增大呈下降趋势。腐殖酸去除率随着温度的升高而降低。     

Fenton体系降解水中偶氮染料的研究

研究了Fenton体系对于水溶液中偶氮染料橙G(orange G,OG)的降解,反应30 min后,在[Fe2+]0=0.1mmol/L、[H2O2]0=10 mmol/L、pH=3.0的条件下,初始浓度为20 mg/L的OG的去除率达到99%以上。与H2O2相比,OG的降解速率随着Fe2+不同投加量的变化更为敏感。Fe2+和H2O2初始浓度较高时,反应过程中的Fe2+的浓度维持在一个较低的水平,OG的降解速率较快。腐殖酸对OG在Fenton体系中的降解影响表现出明显的阻碍作用,并且随着腐殖酸浓度的增加,抑制作用越来越大。     

LC-OCD分析活性焦吸附-生物降解去除稠油废水中DOC的历程

采用液相色谱-有机碳测定仪(LC-OCD)分析活性焦吸附-生物降解去除稠油废水中溶解性有机碳的历程。结果表明,稠油废水中的溶解性有机物,除含有大量矿物油和有机表面活性剂外,还含有微量生物聚合物和少量腐殖酸及腐殖酸的降解产物;活性焦吸附-生物降解工艺对稠油废水中DOC的去除率为85.6%,其中HOC和CDOC分别占40.8%和44.8%。HOC和CDOC总去除率分别为92.73%和80%,活性焦吸附去除42.4%DOC,其中预吸附和后吸附分别去除24.0%和18.4%,预吸附主要去除HOC和OA,后吸附主要去除NEU。生物降解去除43.2%的DOC,主要是HOC、NEU、OA和BP。活性焦吸附-生物降解降解稠油废水容易去除的DOC是HOC、OA、BP和NEU,比较难去除的DOC为HS和BB。     

去除饮用水中三卤甲烷和腐殖酸的活性炭选型方法

三卤甲烷(THMs)是水中天然有机物在氯化消毒过程中产生的对人体有致癌作用的挥发性有机物,腐殖酸是生成消毒副产物的主要前驱物.活性炭吸附是去除THMs和腐殖酸最常用的方法.不同炭型的活性炭对THMs和腐殖酸的吸附容量并不相同.以饮用水中最常见的THMs(即三氯甲烷)和腐殖酸为吸附对象,进行煤、椰壳和果壳3种不同材质活性炭的吸附容量实验.实验结果验证了苯酚值预测各类活性炭对小分子THMs吸附性能以及丹宁酸值预测各类活性炭对大分子腐殖酸吸附性能的有效性.具有丰富微孔和表面氧化程度较低的上海椰壳炭YK-2和上海果壳专用炭对三氯甲烷的吸附容量比上海原煤破碎高,大孔丰富的上海果壳专用炭和上海原煤破碎对腐殖酸的吸附性能高.将实验结果与美国环保局RREL(Risk Reduction Engineering Laboratory)水污染物处理数据库中相关信息对比发现,相比国外常用活性炭,国产活性炭对三氯甲烷的吸附性能与之相当或略高,具有更好的性价比,应用前景广阔.     

过硫酸盐活化耦合微生物燃料电池的降解结晶紫性能

利用Fe0活化Na_2S_2O_8产生具有强氧化性的SO-4·催化降解目标物结晶紫。研究不同因素(阴极液初始pH值、S_2O_8~(2-)浓度、共存离子Cl-浓度)对Fe~0/~(-1)-微生物燃料电池(MFC)体系中结晶紫降解率及产电性能的影响。结果表明,阴极液初始pH值降低和~(-1)浓度增加有利于体系中结晶紫的降解和最大功率密度的提高,阴极液共存离子Cl~-浓度的增加会阻碍结晶紫的降解,最大功率密度随Cl-浓度增加呈现先增加后降低的趋势。综合体系中结晶紫的降解率和最大功率密度,在温度为30℃,Fe~0投加量为1 mmol·L~(-1),阴极液初始pH值为3、~(-1)浓度为2 mmol·L~(-1)时,180 min后浓度为0.16 mmol·L~(-1)的结晶紫降解率达到95.62%,最大功率密度为637.245 m W·m~(-3),内阻约为400Ω。降解过程符合一级动力学方程。     

污染土壤中苯并(a)芘的微生物降解

本文以B(a)P污染土壤为处理对象 ,进行了土壤微生物群体及单一菌对B(a)P的降解试验 ,结果表明 ,鲜土中的微生物降解力 >风干土的微生物降解力。土壤微生物群体比单一微生物降解B(a)P效果好。真菌的降解能力强于细菌。 2 2 0 9号镰刀菌降解B(a)P的速率最快 ,为高效降解菌     

蔬菜废弃物混合堆肥过程中百菌清和都尔的降解规律

以蔬菜废弃物为原料,研究了杀菌剂百菌清和除草剂都尔在堆肥过程中的降解特征。结果表明,高温好氧堆肥处理可有效去除蔬菜废弃物中残留的百菌清及都尔。堆肥过程中,百菌清的降解规律符合一级动力学模型,在50℃条件下,其半衰期为1.10 h;都尔降解速率较为缓慢,经15 d,其降解率为94%(c0=10 mg·kg~(-1))。都尔、百菌清及其降解产物对堆肥系统中的微生物具有抑制作用,在添加量为10~105 mg·kg~(-1)时,微生物活性抑制明显,堆肥周期延长。     

氨氮和腐殖酸对膜电容去离子技术去除垃圾渗滤液中无机离子的影响

高浓度氨氮及大量腐殖质的存在一直以来都是膜电容去离子技术(membrane capacitive deionization,MCDI)应用于垃圾渗滤液除盐的重要难题。采用PE离子交换膜作为膜材料,以活性交联碳布(activated carbon cloth,ACC)作为吸附材料组装MCDI装置,并对含有不同浓度梯度的氨氮和腐殖酸的模拟垃圾渗滤液进行吸附除盐实验。结果表明,垃圾渗滤液中氨氮浓度的增加会使MCDI对氨氮的去除量上升,但会导致Na~+、K~+和NO_3~-受到的影响较小。较低浓度腐殖酸(0～1 500 mg·L~(-1))的存在能一定程度促进MCDI对K~+和NH_4~-的吸附,但过高的腐殖酸(1 500～2 000 mg·L~(-1))浓度会导致所有无机离子特别是阴离子吸附量的下降,且腐殖酸的存在也会降低MCDI对所有离子的再吸附效果,减小MCDI的使用寿命。对垃圾渗滤液进行预处理,将氨氮和腐殖酸的浓度降低,有利于提高MCDI的去离子效果。     

改性秸秆吸附微生物对土壤中石油烃降解及演化特征的影响

以甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯改性玉米秸秆(BMGS)为载体吸附微生物对油污土壤进行了模拟降解实验,研究BMGS作为菌剂载体对油污土壤的降解效果,同时利用GC-MS指纹图谱深入分析TPH(total petroleum hydrocarbon)的重要组分——正构烷烃的降解演化规律和特性。结果表明:BMGS具有较高吸油能力(10.3 g·g~(-1)),大于原秸秆(RMS)5.7 g·g~(-1);在3%含油量的油污土壤中,加入用BMGS吸附的菌剂的降解半衰期(14.8 d)均短于空白与用原秸秆(RMS)吸附的半衰期(36.1 d和33.0 d)。降解演化特性表明,2种秸秆RMS与BMGS材料对正构烷烃降解的促进作用依次提高,主峰碳数均出现前移,且BMGS的效果更为明显。加入BMGS后有利于菌剂降解较难降解的偶碳数正构烷烃和类异戊二烯烷烃,并且在降解前、后期,对低、高碳数正构烷烃的降解优势完成增效作用,高碳数正构烷烃平均降解率达到91.25%,较好地解释BMGS吸附菌剂后可以缩短降解TPH半衰期及提高降解率的原因。