硫酸铵作为人工气溶胶模拟尘源的研究

硫酸盐、铵盐等水溶性无机盐粒子是大气气溶胶的重要组成部分,为进一步提高高效过滤器性能测试实验的精度,提出了过滤器测试标准要求外的新的人工尘气溶胶发生液（NH4）2SO4,并通过一系列实验,从相关性、粒谱分布、分散度等方面对其气溶胶粒子能否满足测试气溶胶的要求进行验证分析。实验结果表明,（NH4）2SO4和KCl间的相关系数R2为0.994 78,相关性很好;NaCl、KCl和（NH4）2SO4气溶胶的几何标准差分别为0.88、0.85和0.87,呈单分散且分散程度接近,可很好的满足测试气溶胶要求。还获得了可控参数喷气压力与发生溶液质量浓度对（NH4）2SO4气溶胶粒谱分布的影响规律：随喷气压力的增加,气溶胶粒子的粒径减小,分布集中;而随发生溶液质量浓度的增加,粒径增大,导致分散度增加。质量浓度和喷气压力对（NH4）2SO4和KCl气溶胶粒径和分散度作用规律的一致性进一步表明（NH4）2SO4作为测试气溶胶的可行性。     

NaClO2/尿素复合吸收剂湿法脱除烟气中的SO2和NO

在自行设计的喷淋塔中对NaClO2/尿素复合吸收剂脱除烟气中的SO2和NO进行了实验研究,实验分析了NaClO2/尿素复合吸收剂脱除SO2和NO机理。结果表明：SO2被吸收液吸收的过程分为2个部分,一部分SO2溶于水被NaClO2氧化为SO42-,另一部分SO2溶于水与尿素和氧气反应生成（NH4）2SO4;难溶于水的NO被NaClO2主要氧化为NO3-,进而被尿素吸收,NO被还原为环境友好气体N2。此外,实验主要探索了NaClO2浓度、尿素浓度、NO进口浓度、SO2进口浓度、初始pH值、温度对脱除NO的影响,优化选择最佳工艺条件,NaClO2浓度为4 mmol·L-1,尿素浓度为0.5 mol·L-1,吸收液初始pH值为7.0,温度为50℃时,平均SO2和NO脱除率分别为100%和95.2%。     

TiO2纳米管催化活性再生处理技术

采用H2O2、Fe2（SO4）3和Fenton溶液对失活的TiO2纳米管进行再生处理,重点考察了3种溶液的浓度和处理时间等对再生效果的影响,初步分析了经处理后TiO2纳米管催化活性得到再生或增强的机理。结果表明,经H2O2溶液处理后TiO2催化活性能得到有效再生,经Fe2（SO4）3,和Fenton溶液处理后其催化活性不仅得到再生,还能显著增强,这与H2O2和Fenton的强氧化作用,及进入TiO2纳米管的Fe3＋的阻止电子．空穴对再复合作用有关。     

完全自营养脱氮过程中的影响因素

基于正交实验考察了溶解氧（DO）、初始NH4＋-N浓度、pH对SBR自营养脱氮性能的影响。结果表明,DO和NH4＋-N浓度对好氧氨氧化速率影响大,pH对好氧氨氧化速率的影响小;DO、NH4＋-N浓度对亚硝酸氧化速率的影响较大,pH对亚硝酸氧化速率的影响较小;DO、NH4＋-N浓度和pH对厌氧氨氧化菌（ANAOB）的活性影响较小。好氧氨氧化菌（AOB）直接影响到CANON系统的总氮去除能力,是CANON系统的控制反应,DO是关键控制因子。实验确定的CANON系统优化运行条件为,DO（0．3±0．05）mg／L、初始NH4＋-N浓度150mg／L和pH7．4。     

高压电弧放电处理偶氮染料废水

用高压电弧放电产生的低温等离子体对含偶氮染料的废水进行了处理,以甲基橙为例研究了电压幅值、处理时间、溶液初始浓度、溶液初始pH值、投加Fe^2＋和Fe^3＋对染料脱色的影响。实验结果表明,甲基橙浓度为50mg／L时其降解率随时间和电压幅值的增加而增加。溶液初始浓度对染料去除效果影响较为明显,同等条件下初始浓度越低降解率越高。酸性条件下有利于低温等离子体处理甲基橙。Fe^2＋和Fe^3＋对低温等离子体降解甲基橙有一定的催化作用。电压8kV处理3min,Fe^2＋为20mg／L时去除率由89．64％增至99．72％。Fe2（SO4）,的最佳投加量为5mg／L（以Fe^3＋计）,而FeCl,的最佳投加量为80mg／L（以Fe^3＋计）。     

微曝气Fenton氧化法处理模拟双酚A废水的效果及其生物验证

研究了微曝气Fenton氧化法关键工艺参数对模拟双酚A（BPA）废水处理效果的影响,并从活性污泥性质和污染物去除率两方面,采用膜生物反应器(membrane bioreactor, MBR)对微曝气Fenton氧化法的处理效果进行了实验验证,为实现BPA废水的生物处理奠定基础。结果表明,初始pH值、反应时间、H₂O₂/COD(质量浓度比)、H₂O₂/Fe²⁺ (摩尔浓度比)、反应温度及曝气量均对预处理效果有较大影响,在最佳条件下,COD去除率可达70%,BOD/COD值则由原废水的0.02提高到0.50以上。MBR处理上述出水的结果表明,经微曝气Fenton氧化处理BPA的废水,可较好地适应后续的生化处理。     

氧化亚铁硫杆菌菌液脱除SO_2的实验研究

对比了酸性水溶液、酸性Fe3+溶液、含Fe3+的氧化亚铁硫杆菌菌液的SO2脱除效果,分析了氧化亚铁硫杆菌在SO2脱除过程中的主要作用。结果表明:(1)在实验的进气SO2浓度范围内,酸性水溶液对SO2的吸收仅为物理吸收,反应进行到60min时,SO2脱除率均降至15%以下,溶液不再具有SO2脱除能力。(2)对酸性水溶液、酸性Fe3+溶液和含Fe3+的氧化亚铁硫杆菌菌液3种吸收液而言,在实验的进气SO2浓度范围内,进气SO2浓度越高,SO2脱除率越低;Fe3+初始质量浓度为4.44g/L时,SO2脱除效果较好。(3)氧化亚铁硫杆菌在SO2脱除过程中,直接氧化作用不明显,其主要作用是将Fe2+氧化为Fe3+,维持溶液中Fe3+的浓度,这种间接氧化的作用对SO2的有效脱除非常重要。     

用微电极测定曝气量对SBR系统中硝化作用的影响

为了研究曝气量对硝化作用的影响,实验采用3个相同的SBR装置,分别在曝气量为4、10和16 L/h的条件下处理人工污水,并采用自制的溶解氧、NO3-、NH4+和pH微电极测定了活性污泥絮体内部微元环境中相应基质的浓度。结果表明,曝气量为4 L/h时,活性污泥絮体内存在厌氧微区,NO3--N浓度减小了,发生了反硝化作用;而曝气量为10 L/h和16 L/h时,活性污泥絮体内发生的都是硝化反应,且NH4+-N浓度的减小量、NO3--N浓度的增大量都随着曝气量的增大而增大,pH随着曝气量的增大而减小。     

废水中KMnO4对生物处理效果的影响

为减轻和消除含高浓度KMnO4的牛仔服加工废水对生物处理系统的毒害作用,采用模拟序批式活性污泥法,研究KMnO4对活性污泥微生物生长的影响及COD和NH4+-N的降解规律。结果表明,当处理进水COD浓度500 mg/L,NH4+-N浓度23.5 mg/L,污泥浓度为2 000 mg/L时,曝气时间为4 h,KMnO4质量浓度增加对COD和NH4+-N的降解影响很大;同样条件下曝气时间改为8 h,对NH4+-N的降解影响显著减小,但对COD的降解影响减少不多;并且,高浓度KMnO4对NH4+-N去除效果的抑制作用比对COD的大。因此,处理含高浓度KMnO4的废水需要延长一倍曝气时间,可以获得良好的COD和NH4+-N的降解效果。同时,KMnO4对活性污泥的抑制影响较好地吻合非竞争性抑制机理修正莫若特方程的规律。     

微气泡曝气方式对生物膜反应器运行性能的影响

运行OHR（Original Hydrodynamic Reaction）混合器微气泡曝气生物膜反应器,比较不同曝气方式下,生物膜反应器对污染物的去除性能及能耗情况。结果表明,微气泡曝气生物膜反应器可以实现废水中碳氮同步去除,连续曝气时COD、NH3-N和TN平均去除率分别为88.5%、53.4%和43.4%,平均去除负荷分别为1.60、0.089和0.092 kg·（m3·d）-1。生物膜反应器采用微气泡间歇曝气,随着曝气时间的减少,溶解氧（DO）浓度下降,反应器COD和NH3-N去除性能随之降低;COD和NH3-N去除效果下降与生物膜好氧生物活性降低相一致。受硝化作用抑制影响,同步硝化反硝化过程对TN的去除性能也有所降低。采用微气泡间歇曝气能够降低曝气能耗。同时,随着曝气时间的减少,单位COD去除所需能耗降低,单位NH3-N去除所需能耗有所升高,单位TN去除所需能耗基本不变。     

沿面放电活化空气用于亚硫酸铵氧化

在主流湿法烟气脱硫工艺中,采用强制氧化法对亚硫酸盐产物进行氧化,该方法存在亚盐氧化速率低、耗能高、设备投资大等问题。本研究采用沿面放电等离子体将空气预活化为富含活性氧的氧化气体,替代空气以提高亚硫酸盐的氧化效率。以亚硫酸铵浆液为对象,考察了沿面放电等离子体装置中空气流速、放电电压等活性物质发生因素,以及浆液pH值、浆液温度和硫酸铵含量等浆液条件对亚硫酸铵氧化的影响,发现亚硫酸盐氧化率随空气流速增大、放电电压升高而升高,pH值、浆液温度对亚硫酸铵氧化的影响不大,浆液中硫酸铵的存在不影响活性氧注入提高空气强制氧化亚硫酸铵效果的性能。同空气强制氧化相比,采用沿面放电预活化的空气氧化,可有效缩短亚硫酸铵的氧化时间。沿面放电活性氧注入是一种快速高效的亚硫酸盐氧化方法,具有较高的工业应用价值。     

电弧放电产生NOx及其对亚硫酸铵的氧化

将脱硫塔产生的高浓度亚硫酸铵氧化为硫酸铵是氨法脱硫研究的一个难点。利用二氧化氮(NO2)的氧化性,可以有效氧化高浓度的亚硫酸铵。空气中电弧放电可以产生氮氧化物(NOx),本研究采用高频交流电源,不锈钢针-针电极,研究了放电间距、气体流量、湿度和O2含量等参数对产物NOx的浓度和NO2/NOx比值的影响,并对产物气体做了红外分析和光谱分析。实验结果表明,放电间距增大有利于NOx浓度和NO2/NOx的提高,气体流量和湿度的增大使NOx浓度和NO2/NOx降低,O2含量为50%和60%时NO2浓度和NO2/NOx分别达到最大值。产物NOx对亚硫酸铵的氧化速率最高可达0.0264 mol/(L·min)。     

DBD反应器电极结构对放电特征及甲苯降解效果的影响

为研究DBD反应器电极结构对放电特征和甲苯降解效果的影响,设计了具有3种不同结构高压电极(棒、螺纹棒、线圈)和接地电极(铜网、铜带、铜丝)的反应器。通过放电图像、发射光谱、电压-电流波形、李萨如图、放电功率和放电间隙气体温度分析了不同电极结构反应器的放电特性;以甲苯去除率、矿化率、能量效率为评价指标,考察了电极结构对甲苯降解效果的影响。结果表明：3种不同结构高压电极反应器的放电强度顺序为线圈>棒>螺纹棒;当甲苯质量浓度为678 mg·m⁻³、电压为12~20 kV、且以线圈为高压电极时,反应器的放电功率、放电间隙气体温度低,分别为0.4~10.3 W、28~64 ℃,而对甲苯的去除率、矿化率、能量效率均最高,分别为77.71%~100%、21.03%~35.96%、4.96~8.81 g·kWh⁻¹;3种不同结构接地电极反应器中以铜带为接地电极时放电强度最强,对甲苯的去除率、矿化率和能量效率最高,分别为25.3%~100%、3.41%~35.96%、4.96~23.17 g·kWh⁻¹。本研究可为DBD反应器在降解甲苯应用中的结构优化和材料选择提供参考。     

非平衡等离子体诱导催化剂吸附单质汞

采用非平衡等离子体诱导γ-Al2O3催化剂吸附单质汞,分析了等离子体与催化剂之间的相互作用。结果表明,在放电区域填充催化剂和在气流中加入单质汞均可降低放电的起始放电电压,这是因为放电区域填充催化剂使气体空间放电转变成表面的微放电。催化剂表面可以被等离子放电直接活化,使本身不能吸附单质汞的催化剂产生很强的吸附单质汞的能力。在放电能量密度约为19 J·L-1时,等离子体诱导催化剂吸附单质汞的效率可达94.1%。O2对等离子体诱导催化剂吸附Hg0有促进作用,随着O2浓度的提高,吸附效率随之提高。当气流中含有5% O2时,单质汞的吸附效率可达到98.5%,这是因为气流中存在O2时,经放电生成的等离子体中含有活性氧物种O3和O等,这些活性物质因具有氧化单质汞的能力而增强了单质汞的吸附。此外,催化剂表面O3的分解过程也是强化单质汞的吸附的原因。     

齿轮-筒电极放电处理有机废气及电极优化

放电等离子体技术被广泛用来处理各类有机污染物,其中放电电极的结构是污染物处理效率的关键。通过实验分别研究了在搭载齿轮-筒电极和线-筒电极的等离子体气体处理器下处理甲苯和VOC的效率。此外,还模拟了齿轮-筒电极的放电间距、齿轮齿数、电压大小对于放电特性与效率的影响。结果表明,齿轮-筒电极处理甲苯的效率比线-筒电极具有优势,最高效率可相差8.3%。齿轮-筒电极在处理VOC时的效率也优于线-筒电极2%~5%。放电间距在8~10 mm左右、齿轮为20齿时的电子数密度最大。同时,放电所产生的电子数密度随着电压的增大而增大,但当电压超过-20 kV时增长缓慢。齿轮-筒电极处理有机废气的效率比线-筒电极有提升,此外,电极结构还有优化提升空间。     

微气泡曝气中氧传质特性研究

气泡曝气过程中氧传质对于好氧生物处理过程具有重要意义。采用水力旋转剪切微气泡发生装置,考察了运行条件和水质特性对微气泡曝气中氧传质特性的影响。结果表明,微气泡曝气可获得较高的气含率和气泡停留时间;表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)可以提高微气泡曝气的气含率和气泡停留时间。微气泡曝气中氧的总体积传质系数明显高于传统气泡曝气。总体积传质系数随着空气流量的增加而增加;氧传质效率随着空气流量的增加而减小,且对空气流量的变化更为敏感。在温度15~35℃范围内,微气泡曝气中氧的总体积传质系数随着温度的增加而增加,变化关系与传统气泡曝气基本相同,但对温度的变化更为敏感。微气泡曝气中,表面活性剂SDS会使氧的总体积传质系数略有降低,其不利影响明显小于传统气泡曝气;氧的总体积传质系数随盐度(NaC l浓度)增加而逐渐增加,并在NaC l浓度5 000 mg/L后趋于稳定。     

介质阻挡放电氧化降解木质素磺酸钠的动力学研究

为了有效地处理难生物降解的造纸废水,采用气相介质阻挡放电产生氧化性物质,对木质素磺酸钠进行了氧化降解研究。在不同操作条件下,对其降解动力学及矿化程度进行了研究。结果表明,介质阻挡放电能有效地降解木质素磺酸钠,其氧化降解反应遵循准一级动力学反应。当峰值电压为20 kV,被水蒸气饱和的空气为气源,流量为7 L/min时,氧化处理60 min后,木质素磺酸钠降解率达到70％。其速率常数K随峰值电压、气源、气体流量和木质素磺酸钠的初始浓度的变化而不同。气体流量越大,木质素磺酸钠的初始浓度越低,速率常数K越大,降解效果越好。随着处理时间的增加,氧化性物质能将部分木质素磺酸钠矿化使溶液TOC降低,当被水蒸气饱和的空气作为气源时,氧化处理120min,21.38%的TOC被去除。     

电极配置对多针-板脉冲等离子体反应器放电特性的影响

脉冲放电等离子体反应器作为低温等离子体技术处理气态污染物的关键部分,其电极配置很大程度上决定了放电等离子体的形成和放电能量的利用效率,研究反应器在不同电极配置下的放电特性可为改善脉冲能量注入形式和提高放电稳定性提供参考。实验研究了多针-板脉冲等离子体反应器的针板间距和针针间距对伏安特性和单脉冲注入能量的影响。结果表明,针板间距相同时,多针电极结构与单针相比,起晕电压较低、火花击穿电压较高,放电稳定性较好;相同条件下,放电电流随针板间距的增大而减小,而随针针间距的增大总体上呈上升趋势,当针针间距增大到20 mm时,相邻针尖的相互作用已很小,继续增大针针间距,放电电流出现下降趋势;针板间距对火花击穿电压的影响较大,针针间距对其影响较小。当针板间距为20 mm,针针间距为20 mm时,电晕放电具有最大单脉冲注入能量。     

CFB烧结烟气脱硫灰亚硫酸钙热氧化条件优化

循环流化床(CFB)是一种常用的半干法烟气脱硫工艺,该工艺的副产物主要为脱硫灰。含有大量亚硫酸钙的脱硫灰较难被利用,致使大量脱硫灰堆积,给环境保护和企业生产带来了巨大的压力。亚硫酸钙的存在限制了脱硫灰在建材领域的应用,只有将其氧化为硫酸钙才能实现其资源化。脱硫灰热氧化主要采用了立式管式炉,分别考察了反应温度、反应状态、氧含量、水汽的含量对亚硫酸钙氧化的影响。结果表明：温度对脱硫灰氧化的影响最大,其次为气体流速、氧含量和水汽含量。反应温度与反应速率呈正相关;增加氧气含量可以提高反应速率,但当氧含量高于30%时,反应速率趋于稳定;反应器温度在350 ℃时,亚硫酸钙开始缓慢反应,在400 ℃、无预热气速为75 mL·min⁻¹时,亚硫酸钙最大转化效率达到86%,预热处理后最大转化率达到90%;当水汽量<0.88 g·L⁻¹时,水汽量的增加会抑制氧化的进行;当水汽含量>0.88 g·L⁻¹时,则会促进反应的进行。以上结果对指导脱硫灰热氧化处理和节能环保具有理论与实践意义。     

三维电催化氧化法处理高浓度有机废水

以石墨为阳极,钢板为阴极,主电极板间填充具有特异催化功能和导电性能的铁锰双金属改性活性炭催化剂颗粒,进行三维电催化氧化实验,以处理高浓度有机废水。通过浸渍煅烧法制备了铁锰双金属改性活性炭催化剂,且对催化剂的形貌和结构进行了表征和分析;考察了电压、初始pH、曝气量和反应时间等工艺参数对电催化氧化去除乙腈的影响,再确定最佳实验条件后,考察了三维电催化氧化处理有机废水的稳定性、处理实际有机废水的效果。结果表明：铁锰初始比例为1∶2、煅烧温度为550 °C、投加量为300 mg·L⁻¹、电压为24 V、初始pH为7、曝气量为4 L·min⁻¹时,三维电催化氧化反应60 min处理效果最佳,乙腈去除效率达到96.1%,5次循环实验乙腈去除率仍能保持88.7%。且在处理实际废水中,也能保持高效的去除性能,并能同步去除氨氮。