添加剂强化热脱附修复菲污染土壤

针对多环芳烃污染土壤热脱附能耗较高的问题，采用K₂CO₃、CaCO₃和Fe₂O₃等添加剂强化热脱附过程，以降低能耗。通过室内模拟实验研究了热脱附温度、停留时间、添加剂种类与投加量等对菲(Phe)去除效果的影响，分析了热脱附去除过程、能耗以及热脱附后土壤理化性质的变化。结果表明：在100、200℃下停留30 min,投加5.0%(质量分数)的K₂CO₃、CaCO₃和Fe₂O₃均能显著提高Phe的去除率(p<0.05),效果最好的是K₂CO₃。添加剂投加后土壤导热系数的提高可能是促进热脱附的重要原因。200℃停留30 min时，Phe去除率随K₂CO₃投加量增加呈现先增加后下降趋势，最优投加量为5.0%,此时去除率为85.90%,较无添加剂组提高了11.82百分点。200℃时，投加...     

4种碱基添加剂对1,2,4-三氯苯污染土壤热脱附效果的影响

含氯有机物是土壤中常见的污染物质,对人体危害大,采用热脱附修复技术去除。通过改变加热温度、加热时间及添加4种碱性物质(NaHCO3、NaOH、Ca(OH)2、CaCO3)等条件获取TCB的去除效率及污染土壤理化性质变化情况。实验结果表明,热脱附能有效去除土壤中TCB,当温度为350℃加热30 min时,污染土壤中TCB去除率为83.27%;碱性物质的添加能有效强化热脱附过程,添加1%的NaHCO3、NaOH、Ca(OH)2和CaCO3后,TCB去除率分别提高了28.28、26.13、20.28、18.19%。碱性物质的添加促进了TCB的脱氯和降解,相比于无碱性物质热脱附,添加1%NaHCO3和NaOH后尾气中DCBz增加了5.4 ug·L-1和3.65 ug·L-1。热脱附后土壤有机碳、有效磷质量分数和阳离子交换量减少,电导率增大;碱基协同热脱附前后土壤的总有机碳质量分数变化不大,土壤中有效磷质量分数和阳离子交换量明显增大,脱附条件为250℃、30 min以及1%的Ca(OH)2时,脱附前后有效磷由57.5 mg·kg-1增大至80.2 mg·kg-1,阳离子交换量由19.72 cmo...     

花生壳粉用于抑制道路沥青CO2排放研究

以降低沥青受热CO₂排放为目标,研究了花生壳粉、负载Al(OH)₃花生壳粉和负载Mg(OH)₂花生壳粉对沥青受热烟气CO₂排放浓度的影响。结果表明,花生壳粉对抑制沥青受热CO₂排放具有良好的效果,花生壳粉最佳粒径为>60～80目,最佳添加量为1.0%(质量分数),在此条件下,沥青受热60 min的CO₂减排率为78.3%。负载Al(OH)₃可进一步提高花生壳粉的碳减排性能,Al(OH)₃的最佳负载量为2.0%(质量分数),负载Al(OH)₃花生壳粉最佳粒径为>80～100目,最佳添加量也为1.0%,在此条件下其对沥青受热60 min时的CO₂减排率为89.6%,而负载Mg(OH)₂对提高沥青碳减排性能的作用不明显。负载的化学物质和花生壳粉之间存在着较强的交互作用,其对沥青碳减排性能不是吸附性能和阻燃性能的简单叠加。     

g-C3N4/TiO2复合薄膜光催化降解石油采出水中多环芳烃

针对亟待解决的石油开采废水中的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)污染物的生物毒害性问题,利用紫外光辐照g-C₃N₄/TiO₂复合薄膜光催化剂,对取自内蒙某采油现场的采出水水样进行降解处理,研究多组分PAHs污染物共存条件下的不同环数PAHs发生光催化氧化反应的降解规律及降解动力学。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)表征光催化剂表面微观形貌,采用固相微萃取法富集和萃取水样中的PAHs,采用气相色谱-质谱联用法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)检测分析PAHs含量。经UV/gC₃N₄/TiO₂光催化反应处理,采出水中不溶的颗粒态萘优先于溶解态萘被降解去除,经60 min后对萘的总去除率可达61.13%。大于4环不溶性高环PAHs,可被优先光催化降解,从而高毒性的PAHs污染物被逐级转化为相对较低生物毒性的...     

土壤粒径及有机质对多溴二苯醚热脱附的影响

在实验室条件下,研究了土壤粒径与土壤有机质含量对多溴二苯醚(PBDEs)热脱附的影响,以期为PBDEs污染土壤热脱附修复提供理论依据。实验结果表明,300℃停留30 min条件下,粒径为<75、75～125、125～250、250～425和425～850μm的土壤中PBDEs去除率分别为49.53%、73.88%、79.39%、83.56%和87.09%,PBDEs总去除率随粒径的增大而增大,土壤BDE209较BDE206、BDE207和BDE208更易于脱除。此外,温度低于450℃时,H2O2氧化部分去除有机质后土壤中PBDEs的去除率较原土高;表明,土壤有机质可能抑制土壤中PBDEs的热脱附。     

絮凝-电解氧化联合处理氰化提金废水

采用絮凝-电解氧化联合技术处理氰化废水,主要研究了聚硅酸铝铁(PSAF)添加量、絮凝时间、pH、电压、电解时间、极板间距对总氰(CNT)、游离氰(CN^-)、Cu、Zn离子去除率的影响,并对其反应机制做了分析。研究表明,当PSAF添加量为2 g·L^-1,絮凝时间为30 min,pH为9条件下,CNT、CN^-、Zn、Cu离子的去除率分别可达42.97%、100%、84.40%、34.88%。Zn(CN)₄^2-、Cu(CN)₃^2-、CN-的吸附量分别为567.88、89.76、439.74mg·L^-1。以钛板为阴极,石墨板为阳极,采用一阴两阳体系对絮凝后液进行电解氧化实验,在电压为3 V、电解时间为2 h、极板间距为10 mm条件下,CNT、 CN^-、 Zn、 Cu离子的去除率可达91.70%、 100%、 99.15%、94.49%。絮凝过程中Zn(CN)₄^2-<...     

铁锌共掺杂MCM-41构建双酸性中心及其催化臭氧化布洛芬

Fe-MCM-41作为臭氧(O₃)催化剂被广泛关注,但其存在O₃利用率和界面反应效率较低等缺点,这极大限制了其在非均相催化臭氧化领域的应用。为解决这一问题,通过一步水热合成方法制备了具有双酸性中心的Fe-Zn-MCM-41催化剂。不同臭氧化体系对布洛芬(IBP)降解结果表明,反应30 min后Fe-Zn-MCM-41/O₃降解IBP的表观速率常数为0.035 min^-1,分别是单独O₃、 MCM-41/O₃、 Fe-MCM-41/O₃和Zn-MCM-41/O₃的2.9、 2.9、1.9和1.6倍。XRD、N₂吸附-脱附、TEM和XPS等表征结果证明,Fe和Zn成功进入MCM-41骨架内并分别作为中酸位点和强酸位点。中酸位点产生的·OH迅速扩散到溶液中,加快溶液中IBP的去除;强酸位点产生的·OH键合在Fe-Zn-MCM-41表面,促进IBP界面氧化。LSV和EIS结果表明,Fe-Zn-MCM...     

曝气吹脱法用于牛场沼液污染物的去除

氨吹脱是一种有效的污水脱氮处理技术,其中曝气吹脱法又简单易行。为了探究曝气吹脱法用于牛场沼液污染物去除的最优条件,实验研究了温度、曝气量、初始p H等参数对氨氮去除效果的影响,并探讨了投加Ca(OH)2及曝气吹脱对COD、TP的去除作用。结果显示:温度、曝气量是影响氨氮去除效果的关键因素,30℃、4 000曝气量条件下氨氮去除率最高;由于沼液本身p H会受吹脱影响升高,因此,调节初始p H在8~9.5范围内对氨氮去除效果无显著影响;Ca(OH)_2能去除少量COD及TP,吹脱也能对COD去除有一定影响,投加7.7 g/L Ca(OH)_2吹脱后,沼液COD、TP去除率分别为9.7%、14.8%。最优条件30℃、4 000曝气量下,不加Ca(OH)2吹脱能得到70%以上的的氨氮去除率。一般情况下建议不加Ca(OH)_2进行沼液氨吹脱。     

氨基修饰增强的Fe/Cu-MOF对罗丹明B的光催化降解性能及相关机理

利用溶剂热合成法合成了氨基修饰的Fe/Cu-MOF-NH₂,分别采用XRD、SEM、N₂吸附-脱附、UV-vis、EA等检测方法进行了表征分析,并将其用于RhB的光催化降解,考察了RhB的初始质量浓度、催化剂质量浓度和pH对光催化降解的影响。结果表明,氨基的引入显著提升了催化剂的可见光响应性能;在合成Fe/CuMOF-NH₂时,当含氨基配体与不含氨基配体的摩尔比为1∶1、RhB初始质量浓度为300 mg·L^-1、催化剂质量浓度为1 mg·mL^-1、pH为4.2时,光照4 h后,催化剂对RhB的去除率达到99.53%。活性物种淬灭实验结果表明,·OH、h⁺分别是Fe/Cu-MOF-NH₂和Fe/Cu-MOF在催化降解过程中的主要活性物种。以上结果可为探究Fe/CuMOF-NH₂光催化降解RhB的机制提供参考。     

有机质对污染土壤中DDTs热脱附行为的影响

采用2种不同性质土壤(黑土和棕壤)作为供试土壤,利用DDT农药自配滴滴涕类(DDTs,包括p,p'-DDT、o,p'-DDT、p,p'-DDD、p,p'-DDE)污染土壤.采用热脱附方法,研究了原土及去有机质后土壤中DDTs在300℃,6个停留时间(5、10、20、30、40和50 min)下的去除率以及脱附后土壤中D...     

外源性海藻糖强化好氧脱氮菌处理高盐废水的菌群特性

为提升高盐胁迫下好氧脱氮功能菌群的富集丰度及脱氮性能,解决高盐废水生物脱氮效率低的问题,助推好氧脱氮功能菌在高盐废水处理的工程应用,将海藻糖添加到已富集好氧脱氮功能菌的膜曝气生物膜反应器(membrane aerobic biofilm reactor,MABR)中,构建高盐废水的海藻糖生物强化处理系统,从反应器脱氮性能、菌群多样性以及脱氮功能基因丰度等方面探究高盐废水中海藻糖对好氧脱氮菌的强化机制。结果表明：实验组(C₄₀、C₁₂₀、C₃₆₀和C_{1 080})中NH₄⁺-N、TN和COD去除率相较对照组(C₀)分别提高了10.70%、32.72%、27.36%、19.45%,8.32%、28.36%、22.53%、17.63%和12.09%、31.14%、25.27%、25.06%;外加海藻糖提高了菌群在高盐废水中的脱氮效率,浓度为120μmol·L^-1时,NH₄⁺-N...     

载镧酒糟污泥生物炭对磷的吸附性能及机理

为实现市政污泥的无害化和资源化利用,以酒糟和市政污泥为原料热解制备酒糟污泥生物炭(LBC_Z),采用共沉淀法将镧(La)负载到LBC_Z表面制得La改性酒糟污泥生物炭(La-LBC_Z),探究了改性剂浓度、 LaLBC_Z投加量、溶液初始pH和共存离子对La-LBC_Z吸附磷的影响,使用SEM-EDS、BET、XRD、FTIR和XPS等表征手段分析了吸附机理。结果表明：改性剂浓度为0.1 mol·L^-1时La-LBC_Z对磷的吸附效果最好(吸附量为68.32 mg·g^-1),为改性前的6倍;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型,为单分子层表面的化学吸附。此外,生物炭孔隙结构不发达,La以氢氧化物形态负载到生物炭表面,络合反应是其主要的吸附机理。在吸附-脱附实验中,La-LBC_Z经过5次循环后吸附量为61.2 mg·g^-1,吸附率为87.79%,脱附量为52.65 mg...     

微波辅助Cu(Ⅱ)-Fenton体系催化氧化处理对硝基苯酚废水

为了拓宽Fenton反应pH范围,提高降解效率、减少药剂用量,向Fenton体系中添加辅助催化剂Cu(Ⅱ),并对微波辅助催化氧化对硝基苯酚(PNP)模拟废水工艺进行了研究。提出微波辐照-放置处理工艺,并与普通全过程微波处理工艺进行了比较。结果表明,该体系处理工艺将Fenton反应最佳pH范围由2.0~3.5拓宽到2.0~5.5;在pH=5.0时,对于100 mg/L的PNP溶液,当[Cu2+]=0.8 mg/L、[Fe2+]=3.0 mg/L、[H2O2]=0.2 g/L,微波功率250 W,辐照2.0 min、放置4.0 min,PNP去除率可达98%以上;辅助催化剂Cu2+的加入增强了氧化效果,同时节约药品20%以上。通过对比实验发现,Cu2+与Fe2+发生了某种作用机制,联合促进了体系中·OH的生成。该反应体系不仅将传统Fenton反应体系狭窄的pH值范围延伸到接近中性的区域5.0~5.5,又可在短时间内使PNP去除率达到98%以上。     

絮凝-UV/O_3法处理粘胶纤维生产中的废碱液

粘胶纤维生产的压榨废碱液中含有大量的半纤维素,去除半纤维素是其稳定回收的关键环节,为降低处理成本和环境污染,同时为后期的工程设计和改造提供依据和参考,实验研究了聚丙烯酰胺(PAM)分子量、PAM添加量、Ca(OH)_2添加量、UV/O_3处理温度和接触时间、活性炭停留时间对絮凝-UV/O_3法对半纤维素去除率的影响,获得了最佳参数。当PAM分子量为2 300万、PAM添加量为0.5 g/L、Ca(OH)_2添加量为3 g/L、处理温度为50℃、接触时间为2 h、停留时间为60 min时,废碱液中半纤维素去除率可达91%,处理后的碱液可以达到工艺回收的要求。     

Fe2+-热活化过硫酸钠氧化降解菲及其对土壤的影响

在模拟菲污染土壤中用β-环糊精(β-CD)作为Fe²⁺螯合剂,考察了Fe²⁺-热(45℃)活化过硫酸钠(Na₂S₂O₈)氧化降解菲的效果及其对土壤的影响。结果表明,Na₂S₂O₈∶菲=80、Fe²⁺∶Na₂S₂O₈=1/3、β-CD∶Fe²⁺=1/10(均为摩尔比)时,菲的降解率最高,达85.1%。Fe²⁺活化时主要自由基为SO^-₄·和·OH,而热活化时主要为·OH。根据中间产物推测菲的两条降解途径为：自由基攻击菲的9、10位点生成(1,1’-联苯)-2,2’-二甲醛或攻击2、3位点氧化开环生成2-乙基-6-甲氧基萘,再形成邻苯二甲酸二丁酯,最终矿化为CO₂和H₂O。土壤氧化修复后,pH降低,氧化...     

载气含氧量及污染物浓度对土壤石油烃热脱附效率的影响

石油烃(TPHs)在土壤中难以降解,并具有生物毒性,异位热脱附(ESTD)在修复石油烃污染土壤方面极具应用潜力。采用实验室模拟异位热脱附装置,研究了热脱附载气含氧量及土壤石油烃污染浓度对可萃取石油烃(EPHs)中柴油段(DRO)和重油段(ORO)的5种组分去除率的影响。结果表明:在初始浓度为5 000～20 000mg·kg~(-1)时,在20 min内的脱附率均不超过50%;当初始浓度增加到40 000 mg·kg~(-1)、脱附时间为20 min时脱附率可以达到68.2%。热脱附时间为50 min时,40 000 mg·kg~(-1)污染土壤的残余浓度为407.1 mg·kg~(-1)。DOR组分相同时间的脱附率随污染浓度的升高而升高,ORO组分在50 min之内不能完全脱附,脱附率随着污染物浓度上升会出现先增大后减小的趋势。在250℃时,DRO中3个组分的去除率均随着气氛含氧量的增加而呈现明显的增长趋势。在400℃条件下,ORO中2个组分分别在含氧量为12%和15%时达到最高的去除率。本研究结果可为ESTD技术修复不同浓度的石油烃污染土壤的工程设计参数提供参考。     

碳修饰的铁基催化剂催化降解膜生物反应器出水中有机污染物

采用水热法合成碳修饰的铁基催化剂,并利用非均相类Fenton反应对膜生物反应器(MBR)出水进行处理。研究表明,对催化剂进行碳修饰可以大幅提高类Fenton反应的催化活性,反应60 min对MBR出水COD的去除率可超过91%,且经过6次循环降解性能几乎保持不变。X射线光电子能谱(XPS)表明,反应后催化剂中高活性Fe²⁺占比并未减少。循环伏安曲线表明,通过水热法进行碳修饰能有效提高催化剂电子传输效率并促进Fe²⁺/Fe³⁺循环。电子顺磁共振(EPR)测试表明,·OH和·O^-₂均是该体系中的活性氧物种。     

改性粉煤灰处理低浓度含磷废水的研究

以酸改性粉煤灰为吸附剂,处理低质量浓度(1 mg/L左右)磷酸盐溶液,探讨了改性剂的种类、改性剂用量、吸附剂用量、反应时间、pH以及温度对除磷效果的影响.结果表明:(1)经过酸改性后粉煤灰的磷去除率显著提高,而且硫酸改性粉煤灰的除磷效果更好,磷去除率最高可达97.68％.(2)最佳条件:选择硫酸用量为5 mL/g进行改性,硫酸改性粉煤灰投加量为2.0g,反应时间为60 min,pH为7.2～10.8,温度为25℃(即室温).(3)改性粉煤灰对磷的吸附更符合Freundlich吸附等温模型,既有物理吸附,也有化学吸附,并以Ca、Mg氧化物与磷形成磷的沉淀物为主.     

CaCO3类吸收剂净化焚烧烟气中HCl气体的研究

通常烟气中的酸性气体采用Ca(OH)2净化,然而当烟气温度在300 ℃以上时,Ca(OH)2喷入到烟气中将快速生成CaCO3.研究了两种CaCO3的反应特性,比较了200～900 ℃内CaCO3类吸收剂和Ca(OH)2与烟气中HCl气体的反应率,发现在600 ℃左右和800 ℃及以上,CaCO3类吸收剂的反应率与Ca(OH)2相当或更高;CaCO3类吸收剂、特别是改性CaCO3可替代Ca(OH)2作为干式净化HCl气体的吸收剂,合适的反应温度在600 ℃左右.     

零价铁与甲醇支持的生物-化学法去除富氧水中的硝酸盐氮

针对富氧水中硝酸盐氮(NO-3-N),采用零价铁(ZVI)和甲醇支持的生物-化学联合法开展了批实验研究,探讨了ZVI类型、CH3OH∶N比、初始溶解氧(DO)浓度、初始NO-3-N浓度和水温等5个因素对联合法除氧脱氮效果的影响。结果表明,ZVI的除氧能力由高至低依次为:ZVI-C(0.124 d)>ZVI-A(0.141 d)>ZVI-B(0.179 d)。ZVI支持的联合法NO-3-N去除率由高至低依次为:ZVI-A(99.6%)>ZVI-C(95.3%)>ZVI-B(92.2%)。CH3OH∶N≤3.5∶1时,联合法去除<52.0%的NO-3-N;CH3OH∶N=10∶1时,去除100%的NO-3-N;CH3OH∶N=200∶1时,去除70.2%的NO-3-N。当初始DO浓度介于3.6~5.3 mg/L之间时,联合法的NO-3-N去除率介于98.8%~99.6%之间。在任意时刻,低底物浓度(5.2 mg/L)时的NO-3-N去除率低于高浓度(21.1 mg/L)时的去除率;低底物浓度下完全脱氮所需时间比高浓度下长2 d。15.0℃时联合法需要7 d可以达到完全脱氮,然而在27.5℃时则需要5 d。低温时亚硝酸盐氮浓度最大值(4.4 mg/L)显著高于高温时的最大值(1.1 mg/L)。ZVI类型、CH3OH∶N、初始NO-3-N浓度和水温显著影响联合法的脱氮效果,而初始DO浓度对联合法的影响不大。