亚甲蓝湿式氧化影响因素研究

以湿式氧化技术对亚甲蓝水溶液进行处理,用水样COD去除率评价处理效果.考察了反应时间、温度、氧分压、搅拌速度、进水pH值以及进水浓度对处理效果的影响,并进行机理分析.实验确定的最佳操作工艺条件为:反应温度210℃、氧分压2.0 MPa、搅拌速度880 r/min、进水pH=11.30.在此条件下,COD为2 000mg/L的亚甲蓝水溶液,反应90min时COD去除率达93.2%.     

湿式过氧化氢氧化法处理吡虫啉农药废水研究

为优化反应条件,在2 L压力反应器内,对吡虫啉农药废水进行湿式过氧化氢氧化(WPO)和催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)降解处理,考察了过氧化氢加入量、反应温度、进水pH值和催化剂等对反应过程与污染物降解的影响规律.结果表明,WPO和CWPO能在温和的条件下降解难于生物降解的吡虫啉农药废水.温度为110℃,压力为0.6 Mpa,过氧化氢用量为理论用量.进水pH值为3.5的条件下,WPO处理吡虫啉农药废水,COD去除率为47.7%;采用非均相Cu-Ni-Ce/SiO2催化剂,pH值为7.0.其他条件相同时,CWPO对相同吡虫啉农药废水的COD去除率可达89.1%.计算得CWPO和WPO基于COD的第1阶段表观活化能分别为11.2 kJ/mol和29.6 kJ/mol.湿式过氧化氢氧化法为农药废水的处理提供了一种经济有效的方法.     

Fe(NO3)3催化乙酸预处理玉米秸秆的研究

采用Fe(NO3)3催化乙酸对玉米秸秆进行预处理,以提高水解反应的效率,考察了乙酸初始质量分数和预处理时间对玉米秸秆水解反应的影响。结果表明,Fe(NO3)3可有效提高乙酸预处理秸秆的水解率。当使用0.05 mol/L Fe(NO3)3催化5%乙酸预处理秸秆15min时,与单独乙酸预处理玉米秸秆相比,水解液中葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的质量浓度分别提高了110%、250%和10%,同时秸秆中半纤维素和纤维素的水解率分别提高了49%和14%;与单独0.05 mol/L Fe(NO3)3预处理玉米秸秆相比,水解液中相应的各单糖质量浓度分别提高了131%、68%和61%。随乙酸初始质量分数增加,水解反应中各产物的质量浓度均逐渐增加。乙酸初始质量分数从1%增加到5%,水解玉米秸秆15 min时,水解液中葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的质量浓度分别从8.67 g/L、11.68 g/L和3.19 g/L升高到11.86 g/L、13.78 g/L和3.23 g/L。延长预处理时间有利于秸秆的水解反应,但太长会导致玉米秸杆中半纤维素和纤维素的水解率增加变缓。当采用0.05 mol/L Fe(NO3)3催化5%乙酸时,预处理时间从15 min延长到60 min,半纤维素的水解率从74.7%逐渐升高到92.9%,而纤维素的水解率没有变化,稳定在26%。     

Mn/Ce/La复合催化剂湿式氧化处理苯酚废水的研究

为了研制高效稳定的新型催化剂,采用共沉淀方法制备了Mn/Ce/La复合催化剂,用于催化湿式氧化处理苯酚模拟废水,考察了催化剂制备条件和催化反应条件对催化剂性能的影响.以NaOH为沉淀剂.将混合盐沉淀物常温下老化0.5 h,378 K干燥12 h,873 K焙烧1 h,研磨至粒径为75μm,制得Mn/Ce/La复合催化剂.催化剂最佳配比为n(Mn):n(Ce/La)=5:5(n(Ce):n(La)=2:1),将其用于处理2g/L(COD约4 760mg/L)的苯酚模拟废水,离子溶出得到了有效控制.COD的去除率达到98%以上.     

SO2和NO在Na2CO3/γ-Al2O3 上的吸附及相互影响研究

通过固定床反应器实验,探索Na2CO3/γ-Al2O3吸附-催化剂对SO2和NO的吸附状况,并根据吸附-催化剂上活性位机理对实验结果进行初步解释.反应条件为:T=423 K,常压,GHSV=20 640L/(kg·h).实验数据主要通过分别测定SO2和NO的进出口浓度得出.研究结果表明,SO2可以被吸附-催化剂单独吸附储存,不受NO和其他组分的影响,但是NO被吸附的前提是与SO2和O 2同时存在.水蒸气和O2的同时存在可使SO2的吸附量明显增加.实验结果还表明,NO的吸附依赖烟道气入口SO2/NO物质的量比,其吸附性能受SO 2浓度的影响.过大或小的SO2/NO比都不利于提高NO的吸附量,过小的SO2/NO比影响了NO的吸附速率.被SO 2或SO2、O2和水蒸气预先饱和吸附的吸附-催化剂,也不能使NO(有氧气和水蒸气存在)在无SO2的条件下被吸附.烟道气中的水蒸气有利于SO2和NO的吸附和转化.     

Fe2+催化剂湿式催化氧化处理染料废水的试验研究

以活性炭固载Fe2+为催化剂,在微波反应器中进行湿式催化氧化反应,以单因子法考查亚甲基蓝的湿式催化氧化效果受反应时间、催化剂、H2O2、初始浓度、pH、微波功率条件影响的关系.确定了湿式氧化反应的最优化条件:Fe2+的固载量125 mg,30％H2O2用量10 mL,pH值3.8,功率380 W条件下微波加热10min,处理20 mg/L亚甲基蓝溶液100 mL,降解率超过95％.     

负载型膨胀石墨催化剂低温催化氧化NO研究

膨胀石墨(EG)具有四级孔结构,是一种优良的吸附剂和催化剂载体.采用超声浸渍法制备了Mn/EG催化剂,用于低温催化氧化NO,考察了金属负载量、进口NO质量浓度及O2体积分数对NO氧化效率的影响.结果表明,利用超声浸渍法制备得到的Mn/EG催化剂低温催化氧化活性较好,且催化剂表面的3价Mn对反应活性有重要影响.进口气体中O2体积分数对反应活性有明显的影响,低温时高体积分数的氧能促进NO的转化.150℃时,在NO体积分数为0.05％、O2体积分数为3％、空速为47 770 h-1的条件下,该催化剂的NO催化氧化效率可达42％.     

Cu/γ-Al2O3的制备及对活性艳红X-3B的脱色性能研究

为实现活性染料X-3B废水在常温常压下高效地脱色,以过渡金属为活性组分、活性氧化铝(γ-Al_2O_3)为载体,采用等体积浸渍法制备了一系列M/γ-Al_2O_3(M=Cu2+、Fe3+、Zn2+、Mn2+)负载型催化剂,并考察其对活性艳红X-3B模拟染料废水的脱色性能,同时考察了活性组分、焙烧温度、负载量、催化剂投加量、氧化剂用量及pH值等因素对活性艳红X-3B脱色性能的影响规律。结果表明,常温常压下,以Cu2+为活性组分,焙烧温度为350℃、负载量为4%(质量分数)、氧化剂H_2O_2浓度为58 mmol/L、催化剂投加量为1.2 g/L、pH值为5~7、反应50 min时,催化剂对活性艳红X-3B废水的脱色效果最佳,脱色率可达95%以上。平行试验表明,Cu2+的存在可增加载体表面的吸附中心,H_2O_2可分解产生HO·,当两者共存时,活性艳红X-3B在催化剂表面主要发生化学吸附与催化氧化两种反应过程,且染料在Cu/γ-Al_2O_3上发生的吸附作用明显大于H_2O_2分解产生HO·而引发的催化氧化作用。动力学试验表明,活性艳红X-3B反应过程动力学模型与初始质量浓度有关,大于等于200 mg/L时,符合准一级动力学方程。     

SO2和NO在Na-γ-Al2O3上的吸附及相互作用

采用固定床连续流动反应器研究423 K、常压下SO2和NO在Na-γ-Al2O3上的吸附性能.研究表明,不论是否存在O2,低温下Na-γ-Al2O3均能同时或单独吸附SO2和NO,O2提高了Na-γ-Al2O3吸附或同时吸附SO2和NO的能力.SO2和NO在Na-γ-Al2O3上吸附时存在相互作用,NO可以促进SO2的吸附,而SO2对NO吸附的影响是多方面的,一方面,SO2促进NO氧化转化,使NO吸附量增加,另一方面,SO2促使NO2脱附,降低了NO吸附量.O2促进了SO2和NO间的相互作用.     

SO_2和NO在Na-γ-Al_2O_3上的吸附及相互作用

采用固定床连续流动反应器研究423K、常压下SO2和NO在Na-γ-Al2O3上的吸附性能。研究表明,不论是否存在O2,低温下Na-γ-Al2O3均能同时或单独吸附SO2和NO,O2提高了Na-γ-Al2O3吸附或同时吸附SO2和NO的能力。SO2和NO在Na-γ-Al2O3上吸附时存在相互作用,NO可以促进SO2的吸附,而SO2对NO吸附的影响是多方面的,一方面,SO2促进NO氧化转化,使NO吸附量增加,另一方面,SO2促使NO2脱附,降低了NO吸附量。O2促进了SO2和NO间的相互作用。     

“百草枯”生产的环境风险评价

结合河北省桃园农药厂开发的百草枯新工艺(低温钠法),对百草枯生产过程中的环境风险进行评价。首先介绍了百草枯生产的工艺流程,然后系统分析了金属钠、吡啶、氯甲烷以及百草枯等危险物的性质及其危害性,并在上述分析的基础上,采用相应的评价模型对钠化釜及合成釜中吡啶可能造成的爆炸与扩散进行了评价。最后,就百草枯生产的环境风险提出了相应的对策和防范措施。     

丙二酸二(2-(2,3-二羟基苯甲酰胺)乙基)酯的合成与螯合性能研究

用2,3-二羟基苯甲酸经羟基保护、酰胺化、酯化和去保护4步反应,生成一种新型的四齿丙二酸二(2-(2,3-二羟基苯甲酰胺)乙基)酯配体.采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、核磁共振氢谱(1H NMR)、核磁共振碳谱(13C NMR)和质谱(MS)对其结构进行了表征.在中性pH值条件下,研究了这种配体对铀酰离子的络合能力.结果表明,丙二酸二(2-(2,3-二羟基苯甲酰胺)乙基)酯配体与铀酰离子的螯合常数为23.2.     

固定食用菌加工废弃物对废水中重金属Cu2+的吸附性能

用聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)将金针菇(Flammulina velutipes)、毛木耳(Auricularia polytricha)、杏鲍菇(Pleurotus eryngii)和平菇(Pleurotus ostreatus)加工废弃物固定制成吸附小球,研究初始p H值、反应时间对Cu~(2+)吸附的影响及吸附特性,并应用到实际废水的处理中。结果表明:固定金针菇、毛木耳、杏鲍菇和平菇废弃物吸附小球的最大吸附率分别为81.3%、60.8%、42.8%和50.0%;伪二级动力学模型比颗粒内扩散模型能更好地描述固定食用菌加工废弃物吸附小球对Cu~(2+)的吸附过程;固定金针菇、毛木耳和平菇废弃物吸附小球的等温吸附过程与Langmuir等温模型拟合度高,吸附过程主要是单层吸附,固定杏鲍菇废弃物小球的等温吸附过程则更符合Freundlich等温模型;扫描电镜(SEM)分析显示,固定金针菇废弃物吸附小球吸附Cu~(2+)后,细胞壁增厚,细胞壁上形成了明显的Cu~(2+)无机沉淀或晶体,表现为物理性吸附。研究表明,固定金针菇废弃物吸附小球对自然废水中Cu~(2+)的去除率为73.11%,具有一定的实际应用价值。     

膨润土负载壳聚糖对Cu2+的吸附作用

将壳聚糖与膨润土结合,研制出一种复合吸附剂,并用于溶液中Cu2 的脱除,取得很好的效果,脱除率达到70%以上.通过X-射线衍射实验研究了改性膨润土的结构和改性机理.结果表明,膨润土的片状层结构未发生变化,壳聚糖仅吸附在膨润土的内外表面.该吸附剂具有投药量少、稳定性高、操作简单、无再次污染等优点.     

Cu2+对活性污泥代谢及群落结构的影响

为探究微量Cu2+对微生物代谢产物及群落结构的影响,采用序批式反应器(SBR),以含Cu2+原水作用下活性污泥为研究对象,分析不同质量浓度Cu2对胞外聚合物(EPS)和溶解性代谢产物(SMP)的影响,并通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析总细菌在不同质量浓度微量Cu2+驯化前后的群落结构.结果表明,活性污泥的EPS质量浓度受Cu2+的影响呈波动下降趋势,反应中后期趋于稳定,稳定区间与Cu2+质量浓度成反比.Cu2+加入反应体系后会造成SMP质量浓度短暂下降,随后微生物释放SMP来缓解环境压力,SMP质量浓度有所回升;中后期由于Cu2+积累导致细胞自溶、释放SMP,SMP质量浓度突增,增长幅度与Cu2+质量浓度成正比.不同质量浓度Cu2+会造成特定菌群的消亡,还会促进耐受力强的微生物成为优势菌种.含Cu2+原水会使微生物量和群落多样性降低,当Cu2+质量浓度为3.5 mg/L时SDI由1.92下降至1.23,而由于新优势菌种的产生,Cu2+质量浓度为5.0 mg/L时SDI有所回升.     

湿法脱硫后烟气中SO3/硫酸雾测试方法的试验

在自行设计和搭建的模拟湿法脱硫烟气系统中,研究了基于控制冷凝法原理的SO_3/硫酸雾采集装置对湿法脱硫后SO_3/硫酸雾的捕集性能,重点考察了螺旋管与石英棉冷凝温度、采样枪温度、采样流量、采样时间和SO_3/硫酸雾质量浓度对SO_3/硫酸雾捕集性能的影响。结果表明,在研究范围内,湿法脱硫后SO_3/硫酸雾采集装置优化的操作参数为:螺旋管及石英棉冷凝温度95℃,采样枪温度280℃,采样流量17 L/min,采样时间30 min。SO_3/硫酸雾质量浓度较高时,螺旋冷凝管对SO_3/硫酸雾的捕集起主要作用,其捕集的SO_3/硫酸雾比例在75.8%~80.8%,远高于螺旋冷凝管与石英棉捕集SO_3/硫酸雾的比例;SO_3/硫酸雾质量浓度较低(约1mg/m3)时,采样枪对SO_3/硫酸雾的捕集起主要作用,其捕集SO_3/硫酸雾的比例大于50%。     

NH3-H2O2气雾对氰化氢气体的消毒

采用NH_3-H_2O_2气雾对1 m3密闭试验舱内氰化氢气体进行消毒,采用单因素试验研究H_2O_2和NH_3质量浓度对消毒率和消毒反应速率的影响规律。结果表明,NH_3-H_2O_2气雾对HCN的消毒符合一级反应动力学特征,NH_3质量浓度对消毒反应速率有一定影响,但当NH_3质量浓度增加至20 mg/m3以上时,对反应速率几乎没有影响; H_2O_2质量浓度对消毒反应速率有显著影响,反应速率随H_2O_2质量浓度的提高明显增大。NH_3-H_2O_2气雾消毒剂的最佳配方为H_2O_2的质量浓度为120 mg/m3、NH_3的质量浓度为20 mg/m3,在此条件下对HCN进行消毒,在28 min时HCN的残余质量浓度为0. 92 mg/m3,可以达到GBZ 2. 1—2007《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》中有关HCN最高容许质量浓度MAC值(1 mg/m3)的规定。分析消毒机理为H_2O_2首先将HCN氧化为氰酸(HCNO),氰酸不稳定,在NH_3和水的作用下可以水解成碳酸铵,也可以进一步被氧化形成CO2和N2。     

一种新型双3,4-羟基吡啶酮类衍生物的合成及铀络合研究

以甲基麦芽酚为原料,经4步反应合成得到一种新型的四齿双3,4-羟基吡啶酮类衍生物,通过红外、紫外、核磁、质谱对其结构进行了表征.采用等摩尔连续变化法测定了四齿双3,4-羟基吡啶酮衍生物与UO22+的络合常数,在pH=7.4时,络合常数lgK=22.7,证实所合成的四齿双3,4-羟基吡啶酮衍生物有望成为一种新型的核素促排剂.