rGO/TiO_2复合光催化剂的制备及光催化性能

用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),以柠檬酸作为钛酸四丁酯的水解抑制剂和氧化石墨烯的表面活性剂制备G0/TiO_2前驱体溶胶,经过干燥、热处理后用NaBH_4还原得到还原氧化石墨烯/TiO_2(rGO/TiO_2)复合光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱(PL)对其进行表征分析;研究了GO的引入量、光催化剂的投入量对甲基橙降解性能的影响.结果表明:柠檬酸的加入能有效改善纳米TiO_2在rGO表面的分散情况;rGO/TiO_2复合光催化剂的光催化活性明显高于纯TiO_2;GO的加入量为10%且催化剂用量为0.1g时催化效果最佳.     

石墨烯光催化技术在黑臭水体治理中的应用——以江阴滨江路河为例

以黑臭河道江阴滨江路河的治理为例,介绍了一种黑臭水体原位治理的技术—石墨烯光催技术。根据原位修复原则,经过几个月治理,最终消除黑臭,各项指标好于住建部颁布的黑臭水体判定标准。该技术具有施工方便、无需耗电耗能、无二次污染、绿色环保等优势。该河道的成功治理,为光催化技术在黑臭河道的治理应用提供了工程示范和技术借鉴。     

金属掺杂锐钛矿型TiO_2光催化氧化水中As(Ⅲ)的试验研究

对不同掺杂比例的3d过渡金属和稀土掺杂的TiO_2对水中三价砷离子[As(Ⅲ)]的光催化氧化效果进行试验。结果表明:Yb~(3+)以0.8%的掺杂比例掺杂锐钛矿[Yb_(0.8%)/TiO_2]的光催化氧化能力最强,且Zn_(0.1%)/TiO_2、La_(0.3%)/TiO_2、Tb_(0.5%)/TiO_2和Dy_(0.1%)/TiO_2的光催化氧化能力都比纯TiO_2强;pH值对Yb_(0.8%)/TiO_2的光催化氧化反应的影响不明显;Yb_(0.8%)/TiO_2的光催化氧化反应表现为假零级反应动力学。正交试验表明:[光]、[Yb_(0.8%)/TiO_2]、[Yb_(0.8%)/TiO_2]×[光]和[As(Ⅲ)]对试验效果的影响显著,是光催化氧化反应的主要影响因素。     

基于新型光催化氧化的小微黑臭水体治理研究

小微水体被称作江河湖库的"毛细血管",小微黑臭水体治理关系治水成败,传统治理技术面临水质反复、水质提升难、需要清淤、环保性能差、维护不便等问题,该文基于中时间尺度(治理期4个月、维护期9个月)水塘原位现场试验研究,提出了一种治理小微黑臭水体的新型光催化氧化综合治理技术。结果表明,新型光催化氧化综合治理技术能够显著提升黑臭水塘水质,4个月的治理后水体透明度提高79.13%,溶解氧提高5.1倍,氧化还原电位提高1.44倍,COD、NH_4~+-N、TN和TP分别降低35.75%、69.74%、78.99%和39.47%;至9个月的维护期末,水体透明度提高了9倍,溶解氧提高了4.4倍,氧化还原电位提高了1.66倍,COD、NH_4~+-N、TN和TP分别降低67.60%、96.93%、90.97%和65.79%。污染负荷削减量分析表明,该技术治理期削减COD、NH_4~+-N、TN、TP分别为176.72、52.46、78.60和5.53 mg/(m~3·d),维护期削减COD、NH_4~+-N、TN、TP分别为64.55、6.89、4.85和0.47 mg/(m~3·d)。表明新型光催化氧化综合治理技术不需要清淤即可实现原位修复,能量来源为自然光能,且通过集成石墨烯光催化网、生物填料、生态浮床、水下森林构建技术培育适宜于小微水体长效维持的水生态健康系统,可实现黑臭水体水质达到地表水Ⅴ类及以上,治理环保、维护简便。该技术可用于原位环保消除小型相对封闭水体的黑臭并实现水质稳定提升。     

3种不同填料对城市黑臭水体的修复效果比较

针对中国城市黑臭水体治理工作,为了给黑臭河道治理提供更为可靠的参考依据,在深圳市一段黑臭河道进行中试研究,比较辫带式生物飘带、碳素纤维草和阿科蔓生态基3种不同填料分别对黑臭水体的修复效果。结果表明,3种不同填料均快速挂膜成功,并不同程度提高水体透明度、溶解氧和氧化还原电位,同时降低氨氮浓度。其中碳素纤维草膜上最先出现钟虫等微型动物,水质快速好转,2个月后透明度提高32 cm,溶解氧提高至3.3 mg/L,氧化还原电位远大于-50 m V,氨氮浓度降低明显,效果均优于其它2种填料。实践证明,在同等环境条件下,碳素纤维草通过其特有的高孔隙特征与吸附性能,能快速去除黑臭,可广泛应用于城市黑臭水体治理。     

N-TiO_2/RGO催化剂的制备及其光催化性能的研究

以三乙胺为氮源,HF为形貌控制剂,采用水热法一步合成了N掺杂(001)面锐钛矿TiO_2纳米片/还原氧化石墨烯(N-Ti O2/RGO)复合催化剂,通过XRD、FTIR、SEM、TEM和Raman对样品的组成结构和形貌进行表征。以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物,研究了不同掺N量和氧化石墨烯加入量下制备的复合材料的光催化性能。实验结果表明:当n(N)∶n(Ti)为0.5,氧化石墨烯加入量为15 m L时,N-TiO)2/RGO复合材料的光催化性能最好。在催化剂用量为0.5 g/L,罗丹明B溶液初始浓度为20 mg/L时,紫外光催化反应30 min后,罗丹明B的降解率可达94.02%。     

TiO_2/MWCNTs光催化氧化法深度处理焦化废水生化尾水

文章采用简单的溶胶凝胶-物理负载法制备了TiO_2/MWCNTs复合光催化剂,利用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱等表征方法对TiO_2/MWCNTs的物理化学性质进行了表征,并将其应用于H_2O_2协同光催化氧化法深度处理焦化废水生化尾水中。结果表明,TiO_2主要为锐钛矿相,MWCNTs掺杂后降低了TiO_2的禁带宽度。MWCNTs掺杂量（MWCNTs/TiO_2质量比）为0.50%时,TiO_2/MWCNTs的光催化活性最高,H_2O_2的加入显著提高了光催化氧化效率。TiO_2/MWCNTs投加量为1.0g/L,H_2O_2的投加量为1.5mL/L,废水初始pH值为3,反应时间为150min时,焦化废水生化尾水的COD、UV_(254)、色度、TOC的去除率分别为65.22%、88.71%、89.74%和46.56%。自由基捕获实验表明,·O_2^-是光催化氧化过程中最主要的活性组分。TiO_2/MWCNTs经5次重复使用后,对焦化废水生化尾水COD和UV_(254)的降解效率仍然可以达到67.49%和83.83%,表明催化剂稳定性良好。     

Fenton-纳米TiO_2/UV氧化法处理高浓度农药废水效果研究

采用Fenton氧化-纳米TiO_2/UV光催化组合工艺对湖南海利综合农药废水进行预处理,考察了pH、纳米TiO_2用量、Fenton试剂用量(配比)和辅助催化措施对处理效果的影响,确定了最佳工艺参数。试验结果表明,Fenton氧化的最佳工艺条件为pH=3、Fe2+用量0.8 g/L、H_2O_2用量0.89 g/L、反应时间2.0 h、Ca(OH)_2用量12.5 g/L,纳米TiO_2/UV光催化氧化其最佳工艺条件为pH=6、纳米TiO_2用量3.0g/L、处理时间2.0h,PAM用量12.0 mg/L,Ca(OH)_2用量7.5 g/L;在最佳工艺参数下,该组合工艺对COD、总磷、总氮、氨氮的去除率分别为61.54%、52.74%、48.76%和57.49%,COD浓度由65 900 mg/L降至25 342 mg/L,B/C由0.28提高至0.46。     

TiO_2/氧化石墨烯复合材料的太阳光催化性能研究

利用渗析法对Hummers法制备氧化石墨烯(GO)的清洗进行了改进,再以溶胶-凝胶法制备了TiO_2/GO复合材料。通过XRD、FTIR、SEM对复合材料进行表征,并在模拟太阳光下通过光催化降解苯酚的实验考察了GO百分含量、煅烧温度及循环使用次数对复合材料光催化活性的影响。实验结果表明:复合材料在经过500℃煅烧2 h后,GO上大部分含氧官能团被还原;GO的加入不仅未改变TiO_2的锐钛矿晶型,还可以有效抑制复合材料的团聚;改用酸渗析法清洗GO所制备的复合材料光催化效果要比传统的酸清洗法好;当复合材料材料中GO的百分含量为10%,煅烧温度为500℃时,复合材料的光催化活性最高,经过100 min模拟太阳光光照后,可将15 mg/L的苯酚完全降解;复合材料在循环使用6次后对苯酚的降解率仍可达到87.6%,具有较好的稳定性。     

纳米级TiO_2/粉煤灰/UV催化臭氧化去除水中苯胺的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/粉煤灰光催化剂,利用X射线衍射法对催化剂的物相和粒径进行了表征。通过苯胺光催化臭氧化降解实验,考察了pH、催化剂投加量、薄膜厚度等反应条件对苯胺降解效果的影响,并研究了苯胺光催化臭氧化降解的反应机理。实验结果表明,经550℃热处理后的TiO2主要以锐钛矿晶型存在,平均粒径为11.12 nm。降解反应遵循·OH机理,当催化剂投加量为5 g/1.5 L废水时,催化效果最好。     

关于规范黑臭水体治理的全过程管理分析

现有的城市黑臭水体治理技术及应用较为成熟,但要从根本上消除水体黑臭,需注重黑臭水体治理过程管理,从而确保整个治理工程的有序和高效,巩固已有治理效果。本文介绍了城市黑臭水体的治理现状,并根据当前存在的黑臭水体治理成效不稳等问题提出了规范黑臭水体治理全过程管理的建议:确定水质优化管理目标,建立黑臭水体综合管理体系,规范河道管理,规范治理工程的管理以及治理后评估,以加快打好城市黑臭水体治理攻坚战。     

纳米级TiO2/粉煤灰/UV催化臭氧化处理苯胺废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/粉煤灰光催化剂,利用X射线衍射法对催化剂的物相和粒径进行了表征.通过苯胺光催化臭氧化降解实验,考察了pH、催化剂投加量、薄膜厚度等反应条件对苯胺降解效果的影响,并研究了苯胺光催化臭氧化降解的反应机理.实验结果表明,经550℃热处理后的TiO2主要以锐钛矿晶型存在,平均粒径为11.12nm.降解反应遵循·OH机理,当催化剂投加量为5g/1.5L废水时,催化效果最好.     

基于微生物修复技术的黑臭水体底泥治理研究

为助力我国黑臭水体治理行动,本文通过微生物修复技术和常规的曝气复氧技术对黑臭水体底泥治理进行了研究,发现基于微生物修复技术能降低黑臭水体底泥厚度、底泥COD、上清液COD、上清液NH_3-N等指标值,对黑臭水体底泥治理效果明显,适合大范围推广。     

光催化氧化法去除水中有机氯化物的研究

以TiO_2为催化剂,研究了饮用水中常见的9种氯化有机物的光催化氧化、pH、复氧条件等对光催化氧化效果的影响及有关反应动力学问题。研究表明,光催化氧化法在饮用水深度处理领域。具有很好的应用前景。     

城市黑臭水体治理技术及其发展趋势

城市黑臭水体治理是一个复杂艰巨的系统工程,要"标本兼治"必须具备科学系统的治理路线和技术集成。本文介绍了黑臭水体治理技术的原则和路线;列举了当前效果稳定可靠、运行经济合理、涉及黑臭水体治理各领域的常规实用技术;根据我国4种常见类型的黑臭水体提出了针对性治理措施;并结合国内外最新研究进展及热点趋势列举了具有发展前景的黑臭水体治理技术,以期为我国城市黑臭水体科学系统的治理提供借鉴。     

黑臭水体形成原因及治理技术分析

随着城市与经济的快速发展,人民生活水平的逐步改善,生产生活过程中对环境造成的影响也日益严重,城市河道水体污染问题受到人们越来越多的关注,城市黑臭水体治理成为近年来环境治理的重点方向.为了更好的了解黑臭水体问题,文章介绍了城市黑臭水体的判定标准以及城市黑臭水体形成的原因,根据黑臭水体形成的原因,介绍了黑臭水体的治理技术.     

黑臭治理国际经验及对我国的启示

我国黑臭治理形势严峻。国际上对黑臭治理已经有了较为丰富的经验,主要有制定科学的黑臭治理标准体系规制黑臭排放,并建设完善合理的黑臭处理基础设施。我国黑臭治理过程中主要存在着法律体系不完善、治理标准不合理、基础设施建设不到位等问题,可借鉴黑臭治理国际经验改进我国的黑臭治理。     

微生物与植物在河道模型中的黑臭水治理效果

针对我国河道黑臭现象严重的现实问题,为了给黑臭河道的治理提供更为可靠的参考依据,试验在大型自然河道模型中,比较了2种微生物菌株(投加剂量为:光合细菌P9,8.0×105个/mL;根际杆菌No.2,2.0×104个/mL)和3种水生植物(投加剂量为美人蕉30棵,水葫芦40棵及浮萍2 m2)对30 t流动的模拟黑臭水的处理效果。结果表明,单独使用微生物和联合使用微生物及水生植物均能取得相似的结果,至第8天时,COD、黑度、臭度的去除率均超过55%,BOD的去除率超过40%,氨氮的去除率超过30%,溶解氧提高至超过3.5 mg/L。上述结果说明,相对于水生植物而言,微生物处理黑臭水效果更为明显:微生物菌株能够通过加速黑臭水中有机物的降解,从而提高溶解氧浓度,并大幅度改善水体黑臭状态。     

黑臭水体中不同浓度Fe2+、S2-与DO和水动力关系

以巢湖南淝河口湖湾区的黑臭水体为例,运用分位数回归方法研究了黑臭水体中不同浓度Fe²⁺、S^2-与DO及流速的定量关系.比较发现：分位数回归方法能够定量分析流速和DO对不同浓度Fe²⁺、S^2-的作用;而普通线性回归则无法给出它们彼此在不同浓度情况下的定量关系.进一步分析发现,水体流动主要通过分散作用降低黑臭水体中Fe²⁺及S^2-的浓度;增加流速对降低南淝河口及黑臭水体边缘等Fe²⁺、S^2-浓度梯度较大区域的污染效果显著;但对黑臭水体中间位置Fe²⁺、S^2-浓度梯度较小区域污染没有显著影响.增加DO对减少S^2-浓度达到0.043mg/L以上或Fe²⁺浓度达到0.80mg/L以上黑臭水体区域污染的效果明显;但对低浓度Fe²⁺、S^2-污染的处理效果不佳.这些结果为治理浅水湖泊中的黑臭水体提供了理论依据.     

从清水河的治理过程分析北方黑臭水体治理方案

清水河是典型的北方黑臭水体,该河道经过控源截污、清淤疏浚、投加微生物制剂等一系列方法的治理,水质化学需氧量从原来的150mg/L降到了30mg/L左右。通过该水体的治理过程,探讨北方黑臭水体的治理方法。研究和实践表明,单一的工程措施很难从根本上解决黑臭水体的污染问题。在北方黑臭水体的治理过程中,既要考虑从源头上解决污染物的控制,又要考虑水体自净能力的增强和城市景观问题。前期工程截流+人工湿地+生物修复等综合技术运用的工程能够达到很好的治理效果,在北方黑臭水体的治理中有广阔的应用前景。