混凝土尘抑尘剂配方研制及其性能表征

针对建筑工地扬尘控制需求,研究了适用于混凝土尘的抑尘剂。以高温抗蒸发性、抗研磨性、渗透性作为指标,研究了以吸湿剂、凝并剂和表面活性剂为组成的抑尘剂配方,并对其抑制混凝土尘性能进行了表征。结果表明:(1)混凝土尘粒径越小,越难被润湿。200目混凝土尘粒径均一;Ca含量最多,其次是Si,质量分数占11.10%;真密度为6.41g/cm3。(2)抑尘剂最优配方为25%(质量分数,下同)CaCl2、0.15%蔗糖、0.10%吐温-20。(3)10d后喷洒抑尘剂溶液的混凝土尘含湿量仍能达到10%,具有很好的吸湿放湿性。持续14m/s风速1h后,混凝土尘的损失率为2.23%(质量分数),具有良好的抗风蚀性能。     

基于表面活性剂的施工扬尘抑尘剂及其性能

针对建筑施工扬尘控制的需求,研究了适用于建筑施工扬尘的抑尘剂配方。该抑尘剂是由吸湿剂、凝并剂和表面活性剂组成的。采用含湿量、筛上和筛下土壤尘质量之比、渗透性作为指标,确定了组分及其浓度范围,通过正交实验筛选出最优抑尘剂配方,并对其抑尘性能进行了研究。结果表明,抑尘剂的最优组成为25%的氯化钙、0.25%的聚丙烯酰胺和0.05%的椰油酰胺丙基甜菜碱。在吸湿放湿性实验中,喷洒过该抑尘剂溶液的土壤尘样品的10 d后含湿量大于9%;在抗风蚀性实验中,喷洒过抑尘剂溶液的土壤尘样品的损失率为0。     

以秸秆及植物种子制备的生态修复环保抑尘剂及其应用效果

以农业废弃物秸秆和绿色植物种子为主要原料,辅以少量淀粉、表面活性剂、碱等助剂,研制出一种常温下即可快速配制的生态修复型环保抑尘剂。通过对抑尘剂粘度、渗透性等性能的评价,确定抑尘剂制备原料秸秆、淀粉、表面活性剂和碱的最佳质量比为20∶7∶2∶5。抑尘剂的制备工艺简单、成本低廉,且抗风蚀抗雨淋效果较好。在5级风蚀条件下,抑尘剂的抗风蚀率大于99%。经过中雨(降雨量20 mm·d^-1)雨淋后,喷洒抑尘剂的壳体依旧紧实,且结壳厚度未发生变化;对喷洒抑尘剂的场地进行生态修复效果表征,场地中所选种子生长茂盛,这表明其修复效果显著。进一步地,便携式风洞(PI-SWERL)测试结果表明,在抑尘剂喷洒60 d后,经过风速17.2 m·s^-1的风力侵蚀,抑尘剂的抑尘效率仍可保持在90%以上。本研究可为开发绿色、可持续的抑尘技术提供参考。     

木糖高温厌氧发酵产氢的影响因素及两相产氢-产甲烷的能量转化效率

通过批次实验,考查了木糖高温(55℃)厌氧发酵中初始pH(5.0~10.0)和初始底物浓度(2.5~15 g·L~(-1))对产氢效率、液相产物以及木糖降解率的影响;并进行了两相产氢-产甲烷实验,对比单相产甲烷与两相产氢-产甲烷能量转化效率。结果表明:在初始pH=5.0或初始底物浓度为2.5 g·L~(-1)时无氢气产生,最大产氢率1.31 mol H2·(mol木糖)-1在pH=7.0,底物浓度7.5 g·L~(-1)时获得,同时木糖降解率和累积产氢量分别为97.48%和328.4 mL;其主要代谢副产物为丁酸和乙酸,属于丁酸型发酵。厌氧产氢后末端产物甲烷产率为274.9 mL CH_4·(g COD)-1,两相系统能量转化效率达到63.98%,高于单相产甲烷系统的49.39%。     

水性聚合物对铁矿粉的抑尘性能与现场应用

为控制扬尘污染,采用水性聚合物抑尘剂将澳洲铁矿粉稳定化,表征了铁矿粉的含水率、Zeta电位、表面形貌、化学组成与晶体结构,研究了聚合物的抑尘性能和现场应用效果。结果表明,抑尘剂可促进铁矿粉聚集、提高内聚力,可在湿润状态下延缓水分挥发、干燥状态下紧密封闭粉体,有效降低风力侵蚀性。在30℃、35%相对湿度下的平均含水率比洒水提高了1.2倍,装卸过程和露天堆场估算的扬尘控制效率分别达到67.78%和93.96%。露天料场24 h PM_(2.5)和PM_(10)的控制效率分别为75.0%和80.95%,与估算结果接近;30 d的观察期间,堆体的封闭状态稳定,实现了现场有效抑尘。     

PESA对高钙废水中污泥酶活性的影响

鉴于聚环氧琥珀酸钠(PESA)对高钙废水中酶活性研究不足的问题,在SBR反应器中研究了不同ρ(Ca~(2+))和ρ(PESA)对过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶、蛋白酶、灰分和F值的影响及其变化规律。结果表明:在ρ(Ca~(2+))由0升至1 920 mg·L~(-1)过程中,过氧化氢酶从2.3下降至0.5 mg·(g·min)~(-1),磷酸酶变化为2 325→4 579→2 394μg·(g·h)~(-1),脲酶变化为:105→56.5→70.6→39.51μg·(g·h)~(-1),蛋白酶变化为:6.81→14.28→3.49→14.22→0.73 mg·(g·h)~(-1),F值从0.86降至0.69,灰分从402 mg·L~(-1)上升至1 890 mg·L~(-1);当系统中ρ(Ca~(2+))达到1 920 mg·L~(-1)时,保持系统ρ(Ca~(2+))不变,向其中等梯度加入PESA(ρ为5~25 mg·L~(-1)),过氧化氢酶从0.5降至0.3 mg·(g·min)~(-1),磷酸酶从2 394.8上升至9 336.7μg·(g·h)~(-1),脲酶从39.51升至82.31μg·(g·h)~(-1),蛋白酶基本不变,F值保持在0.7左右,ρ(灰分)从1 890降至1 358 mg·L~(-1)。研究表明高浓度钙离子严重影响生物酶、生物量和灰分;而PESA可与钙形成可溶性的螯合物分散在水中,具有使沉积钙盐减少和酶活性恢复的作用。     

SH抑尘剂固化建设场地类型土的抗雨蚀性能

经抑尘剂固化后的抗雨蚀性能是影响抑尘剂使用时效性的关键因素之一。以高分子材料——SH抑尘剂为研究对象,考虑建设场地扬尘来源(即建设场地类型土)、喷洒量、坡度、坡面形态及固化时间等因素,借助冲刷量、冲刷面破坏形态及冲刷颗粒物分布状态评价SH抑尘剂在仅固化建设场地类型土表层条件下的抗雨蚀效果。实验结果表明,SH抑尘剂可与表层土颗粒形成具有抗雨蚀能力的保护层。粉土、黏土、粉煤灰及碎石土经SH抑尘剂固化后,在暴雨强度下冲刷颗粒物少且呈散粒状,土样表面的整体完整性保持良好,无明显冲刷痕迹;SH抑尘剂对各种坡面形态及坡度均具有较好适应性,SH抑尘剂适用于场地土及裸露地表的固化;随SH抑尘剂喷量及固化时间的增加,固化土的抗雨蚀能力先增大后趋于平缓,从施工和经济角度,建议选取的SH抑尘剂喷量为1.2 kg/m~2,固化时间为3 d。     

膨润土接枝丙烯酸高吸水性树脂的抑尘性能研究

在微波辐射下制备了膨润土接枝丙烯酸高吸水性树脂(SAP)(一种加入聚乙烯醇(PVA),另一种不加入PVA)。结果表明:(1)红外光谱图表明,PVA与聚合网络形成了半互穿网络结构;X射线衍射图表明,膨润土与PVA、丙烯酸形成了具有无定形结构的复合产物。(2)不论是沙土堆还是尘土堆,喷洒膨润土接枝丙烯酸SAP溶液的抑尘效果明显比喷洒自来水好;喷洒膨润土接枝丙烯酸SAP溶液的尘土堆的抑尘效果好于沙土堆。(3)在温度为15℃时,考虑到节约成本的问题,首选不加入PVA的膨润土接枝丙烯酸SAP做抑尘剂;在温度为45℃时,加入PVA的膨润土接枝丙烯酸SAP适合做抑尘剂。(4)膨润土接枝丙烯酸SAP浓度越高,其耐蒸发性越高。     

钢铁厂露天堆料场挡风抑尘墙效果的数值模拟

对某钢铁厂露天堆料场设置挡风抑尘墙进行数值模拟研究,通过对动力阴影区覆盖面积的考察,分析了自然风速、墙高、墙开孔率及墙后建构筑物对挡风抑尘墙的挡风抑尘效果的影响.该钢铁厂露天堆料场设置防风抑尘墙的最佳几何尺寸是:墙长(L)为500 m,墙厚(d)为5 mm,墙高(H)为15～20 m,墙开孔率(k)为0.2～0.3,在主导风风速达到10 m/s以上的大风天气能够形成有效覆盖整个料场的动力阴影区,再配以合适的喷雾洒水或喷洒化学抑尘剂等其他抑尘手段就能够非常有效地抑制料场扬尘.     

甘蔗渣抑尘剂的微波聚合制备及性能表征

以聚乙烯醇为单体,过硫酸铵为引发剂,氢氧化铝为交联剂,丙三醇为塑化剂,在微波反应器中制备聚乙烯醇接枝纤维素基甘蔗渣抑尘剂。通过正交实验和极差法确定了影响粘度和保水性的显著因素分别是单体质量、温度和交联剂的用量。采用SEM、FT-IR对综合性能最佳的抑尘剂进行结构表征,观察到其表面平整,结构致密,接枝成功。自制抑尘剂与4种市售抑尘剂对比结果显示,自制抑尘剂粘度达到23.95 mm~2·s~(-1),55.13 h内都能保持含水率在4%以上,在抗压性、抗雨水冲刷性、抗风蚀性、耐寒耐热性和渗透性等技术指标及经济性方面均优于市售产品,市场前景较好。     

CuO活化过硫酸盐对孔雀石绿的降解

为研究CuO在活化过一硫酸氢盐(PMS)与过二硫酸盐(PS)降解染料时的差异,通过单因素控制实验,探究PMS/PS浓度、CuO投加量、初始pH和氯离子对CuO/PMS和CuO/PS体系降解孔雀石绿染料(MG)的影响。结果表明:常温常压下,在MG初始浓度为10μmol·L~(-1),PMS浓度为250μmol·L~(-1),CuO投加量为200 mg·L~(-1)的条件下,60 min后CuO/PMS体系对MG的降解率为86.73%;当MG初始浓度为10μmol·L~(-1),PS浓度为200μmol·L~(-1),CuO投加量为200 mg·L~(-1)时,60 min后CuO/PS体系对MG的降解率为79.07%,过量的CuO和过低的pH均会降低体系的氧化能力。当MG初始浓度为10μmol·L~(-1),氧化剂浓度为200μmol·L~(-1),CuO投加量为200 mg·L~(-1)时,CuO/PMS体系与CuO/PS体系对MG降解率分别为80.35%和79.07%,降解效果大致相当。在地下水/工业废水中氯离子普遍存在情况下,CuO/PS体系由于不产生硫酸根自由基,则避免了氯代副产物的生成,因而相对硫酸根自由基氧化体系具有一定优势。动力学分析显示,两种体系中MG的降解均遵循一级反应动力学模型。     

Trametes sp. LS-10C漆酶对直接类偶氮染料的脱色作用

利用栓菌(Trametes sp.LS-10C)漆酶在单酶和漆酶-介体体系2种情况下对3种直接类偶氮染料进行脱色。结果表明,在给酶量为10 U·m L~(-1)、染料浓度为100 mg·m L~(-1)条件下反应24 h后,直接蓝86在非介体体系中脱色率达到71.2%,其最适脱色温度和pH范围分别为45~60℃和3.5~5.0;直接橙26在介体体系(10μmol·L~(-1)ABTS)中脱色率达到78.7%,其最适脱色温度和pH范围分别为35~45℃和4.5~6.5;直接红31在介体体系(10μmol·L~(-1)ABTS)中脱色率达到90.7%,其最适脱色温度和pH范围分别为35~45℃和3.5~5.0。     

双分离层复合纳滤膜的制备及其性能

以改性后的聚丙烯腈(PAN)超滤膜为基膜,依次采用层层自组装(LBL)和界面聚合的方法制备了具有双层分离层的复合纳滤膜。以间苯二胺(MPD)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为有机相单体,聚乙烯亚胺(PEI)为阳离子聚电解质,聚(4-苯乙烯磺酸钠)(PSS)为阴离子聚电解质,探索了LBL条件对双分离层复合纳滤膜性能的影响,考察了通过不同制备方法获得的纳滤膜对硫酸镁(MgSO_4)的分离性能,得到了最佳的LBL制备条件:PEI溶液的浓度为1.00 g·L~(-1),pH为7;PSS溶液的浓度为1.00 g·L~(-1),p H为10,支撑电解质氯化钠(NaCl)浓度为1.00 mol·L~(-1),单一聚电解质(PEI或PSS)的沉积时间为20 min。与仅通过界面聚合法制得的聚酰胺纳滤膜相比,在界面聚合反应之前,先通过LBL沉积1.5层的聚电解质层时得到的复合纳滤膜分离性能优异稳定,在0.80 MPa的压力下,过滤2.00 g·L~(-1)MgSO_4溶液时的通量为18.6 L·(m~2·h)~(-1),截留率达到99.07%。     

ZnO改性聚丙烯腈基活性炭吸附水中Cr(Ⅵ)离子的效果

ZnO改性聚丙烯腈制成的活性炭(PAC)是吸附去除水中Cr(Ⅵ)的一种新型吸附剂。从接触时间、吸附剂用量、pH和Cr(Ⅵ)初始浓度等方面对该新型吸附剂吸附性能进行了研究。结果表明,该吸附剂不仅具有良好的吸附效果,而且能够重复使用2次。PAC-0.8(聚丙烯腈置于50 mL、0.8 mol·L~(-1)的Zn(NO3)2水溶液)对Cr(Ⅵ)的吸附效果优于PAC-0.4(聚丙烯腈置于50 mL、0.4 mol·L~(-1)的Zn(NO_3)_2水溶液);PAC-0.8和PAC-0.4对Cr(Ⅵ)的吸附效果优于改性前的聚丙烯腈基活性炭,吸附最适pH范围为2~3,Langmuir等温模型比Freundlich等温模型能更好地描述吸附剂的吸附行为。实验结果可以为ZnO改性聚丙烯腈制成活性炭对废水中Cr(Ⅵ)去除的应用提供科学依据。     

蒸发浓缩预处理黄姜皂素水解废液

针对黄姜皂素水解废液有机物浓度高、酸度高、可生化性差等特点,采用常压蒸发浓缩法预处理黄姜皂素水解废液,研究了初始pH值和浓缩倍数对废液主要污染物蒸发浓缩效果的影响。结果表明:初始pH值对蒸出液COD、氨氮、VFA浓度变化影响较大。pH7时,COD和乙酸浓度分别由4 045 mg·L~(-1)、1 742 mg·L~(-1)快速降低到980 mg·L~(-1)、82.9 mg·L~(-1);氨氮浓度在25 mg·L~(-1)处波动;pH7时,COD浓度在1 000 mg·L~(-1)处波动,乙酸由82.9 mg·L~(-1)缓慢降低到6.4 mg·L~(-1),氨氮浓度由26.2 mg·L~(-1)快速升高到207 mg·L~(-1)。浓缩倍数对蒸出液污染物浓度影响也很大。浓缩2~10倍,COD、氨氮、乙酸浓度分别由980、26.2、82.9 mg·L~(-1)升高到3 372、141、2 250 mg·L~(-1),对应占其污染物总量的百分比由0.66%、1.91%、1.46%升高到4.08%、18.5%、71.5%。考虑工艺设备耐腐蚀性、蒸发能耗、耗时和处理效果等因素,选择初始pH=7、浓缩5~7倍比较适宜。蒸出液经过适当处理可做工艺回用水,达到废水处理资源化、减量化的目的。     

藻菌共培养对小球藻生长及苯酚降解的影响

工业苯酚废水无序排放会对环境造成极大危害,构建既能去除苯酚又能积累微藻生物质的藻菌组合对实现苯酚废水净化及其资源化利用具有重要意义。首先,研究了小球藻对苯酚的耐受性和降解性能;然后,构建了其与简单芽胞杆菌Bacillus simplex的共培养体系;最后,测试了藻菌比、藻菌接种浓度和苯酚浓度等对小球藻生长及苯酚降解的影响。结果表明:小球藻能耐受400 mg·L~(-1)的苯酚,但其对100～600 mg·L~(-1)苯酚的降解率仅为1.21%～11.66%;对于藻菌共培养体系,在固定小球藻接种浓度为0.2 g·L~(-1)、藻菌比为1∶4～4∶1条件下,3～5 d完全降解了400 mg·L~(-1)的苯酚,小球藻叶绿素(a+b)含量较单藻组增加了0.14～2.21倍,且随着藻菌比降低,苯酚降解效率及小球藻生物量逐步提高;在固定藻菌比为1∶1、小球藻初始接种浓度为0.05～0.4 g·L~(-1)条件下,4～5 d完全降解400 mg·L~(-1)苯酚,且在藻接种浓度为0.2 g·L~(-1)条件下,小球藻具有最高的比生长速率;在藻菌接种浓度0.2 g·L~(-1)、藻菌比1∶1条件下,6 d内完全降解500 mg·L~(-1)的苯酚,且在各苯酚浓度(200～600 mg·L~(-1))下,小球藻叶绿素(a+b)含量较初始接种值增加了1.54～4.71倍。与简单芽胞杆菌共培养可以促进小球藻生长并提高其苯酚降解能力,在苯酚废水净化及资源化利用领域展现了一定的应用潜力。     

直接利用葡萄糖的液流催化燃料电池改进

液相催化燃料电池(LCFC)可直接处理生物质并产电,而电池结构等因素对电池性能有明显影响,但目前还缺乏上述方面的研究。通过系列产电实验考察了温度和酸化条件对Nafion115膜性能的影响、不同氧化条件下石墨毡的改性效果以及电池内部导流槽在不同葡萄糖浓度条件下的影响。结果表明:质子交换膜适宜以80℃酸化处理,该条件下电池功率密度达到5.39 mW·cm~(-2);石墨毡改性适宜以50 mL·min~(-1)干空气流速在420℃条件下对其进行煅烧,该条件下电池功率密度进一步提升至6.21 mW·cm~(-2);葡萄糖浓度显著影响电池性能,当浓度为2.0 mol·L~(-1)时,导流槽结构会降低电池性能,当浓度为1.0 mol·L~(-1)和0.50 mol·L~(-1)时,导流槽结构使电池性能更优,并且也更加稳定。     

柠檬酸强化电动去除和回收污泥中的重金属

探讨了柠檬酸对污泥中重金属形态的影响,并以柠檬酸为络合剂、以杭州七格污水处理厂城市污泥为研究对象,在0.8 m A·cm-2恒定电流密度条件下运行120 h,在5组柠檬酸浓度分别为0.00、0.05、0.10、0.20和0.30 mol·L~(-1)的条件下,采用自行设计的双层双阳极反应器对污泥中重金属进行电动去除和回收实验。结果显示,柠檬酸能促使污泥中大量的Zn由可还原态转化为酸可提取态,但对Cu的形态影响不大。电动处理实验中,添加柠檬酸后Zn和Cu的去除率都有明显提高,当柠檬酸浓度为0.20 mol·L~(-1)时,Zn的去除率最大达58.3%,Cu的去除率为42.4%;当柠檬酸浓度为0.10 mol·L~(-1)时,Cu的去除率最大为51.7%,Zn的去除率为46.4%。柠檬酸的最佳添加浓度为0.10~0.20 mol·L~(-1),当柠檬酸添加量超过0.20 mol·L~(-1),Zn和Cu的去除率反而会因为络合物在阳极区的沉淀而降低。     

湖北孝感不同类型扬尘中黑碳的污染特征及来源分析

在湖北孝感采集5种不同类型扬尘(道路尘 、大气降尘 、堆场尘 、土壤尘和建筑尘)样品45个,并采用热光反射法测定其黑碳(BC)、焦炭和烟炱浓度.结果表明:(1)孝感扬尘中BC质量浓度为0.02～10.65 g/kg,平均值为1.45 g/kg,BC平均值表现为道路尘>土壤尘>建筑尘>大气降尘>堆场尘.(2)BC和总有机...     

猪粪沼液的磁混凝预处理工艺优化及评估

以高悬浮物、高氮磷与高有机物的猪粪沼液为研究对象,采用磁混凝进行预处理,以浊度去除率为主要考察指标,结合单因素实验和正交实验,优化磁混凝工艺参数,并简要分析磁混凝机制及评估其作为沼液资源化利用的预处理工艺的效能。研究结果表明,优化的磁混凝条件是PAC、PAM、磁种的投加量分别为5 g·L~(-1)、120 mg·L~(-1)、3 g·L~(-1),转速为250 r·min-1。经磁混凝处理后,猪粪沼液的浊度、SS、COD、TP与PO34--P浓度降为2 235 NTU、 3.84 g·L~(-1)、10 302 mg·L~(-1)、133 mg·L~(-1)和62.58 mg·L~(-1),去除率分别为92.90%、84.42%、70.63%、91.90%和50.3%。同时,磁混凝对氨氮与K的去除率较低,分别为6.49%和16.12%,浓度分别为4 072.5 mg·L~(-1)和4 176 mg·L~(-1),利于后续的沼液资源化利用。磁种加载后在混凝过程中被絮体包裹,形成密实的磁絮体,显著提高了沉降性能,沉降时间由传统混凝的25 min降为5 min,同时污泥量显著减少。综上,磁混凝可高效削减沼液的悬浮物,且保留氮与钾等营养物质,促进沼液资源化利用。