氧化改性竹炭脱除单质汞的特性与机理分析

将可再生的竹子作为活性炭的前驱体制备得到的竹炭,是一种廉价的多孔材料.在小型试验台架上研究了其脱汞性能,同时为强化竹炭对汞的吸附和氧化作用,采用化学浸渍法对原始竹炭进行了氧化改性,着重研究了改性竹炭的的汞吸附性能,并对改性前后的样品进行了元素分析、XPS表征、FT-IR分析、比表面积及孔径分布分析等以研究表面官能团在改性过程中的转化规律和脱汞机理.结果表明:氧化对竹炭的物理结构破坏严重,比表面积和孔容有明显的下降,但是氧化改性明显提高了竹炭的汞脱除性能.     

Mn-Ce/分子筛的脱汞特性研究

采用浸渍法在分子筛载体上负载活性锰、铈组分得到一种复合催化剂,在小型实验台架上考察了催化剂的脱汞性能,并对改性前后的样品进行XPS表征以研究制备的催化剂的活性组分的变化.结果表明负载锰、铈组分的催化剂在300~450℃内有较高的氧化单质汞的能力,特别是在450℃时单质汞的氧化效率仍保持在80%以上.催化剂具有较多的利于单质汞氧化的官能团,其主要靠化学吸附脱汞.烟气中的SO2与NO对单质汞的氧化有一定的抑制作用.     

PTFE复合材料吸附烟气中SO_2和Hg的实验研究

以煤质活性炭为原料、乙醇溶液为分散剂和PTFE(聚四氟乙烯)乳液为粘结剂制备了PTFE复合材料吸附剂,采用KI浸渍负载和HNO3浸渍氧化的方法对复合材料进行了改性以提高其对烟气中SO2和Hg的吸附性能。采用固定床吸附性能评价装置对复合材料的脱硫脱汞性能进行了评价,并对不同改性方法的可能吸附机理进行了分析。结果表明:复合材料的SO2吸附寿命延长了2倍,这可能是由于PTFE的疏水性能造成的。并且复合材料经两种方法改性处理后,脱硫脱汞能力均有了较大地提高,HNO3改性复合材料脱硫效果更好,单位SO2脱除量可增加25mg/g,而KI改性复合材料具有更好的脱汞效果,单位汞吸附量增大1.6倍左右。     

铜基改性非碳基吸附剂汞脱除性能研究

对以CuCl2及CuBr2为活性物质,6种大比表面积非碳基载体制成的吸附剂在不同烟气条件下的汞吸附性能及价态分布进行了研究.在纯N2条件下以氧化铝、沸石、皂土为载体的吸附剂具有很高的汞脱除率.水蒸气会降低吸附剂的汞脱除率,SO2对非碳基吸附剂有抑制作用,对CuBr2改性吸附剂及以皂土为载体的吸附剂的影响尤为突出.NO的影响更多地取决于吸附剂载体的性质.HCl的加入对CuCl2改性吸附剂及以皂土为载体的吸附剂的汞脱除率有抑制效果.模拟真实烟气的作用是几种酸性气体的叠加.其中CuCl2改性氧化铝在所有烟气条件下均表现出较好的汞吸附性能及很高的汞氧化率.     

低温等离子强化复合钙基吸附剂脱汞实验研究

在固定床吸附实验台上对低温等离子改性前后的复合钙基吸附剂进行脱汞实验,深入探究SO₂和O₂对具有较高孔隙率和比表面积的复合钙基吸附剂脱汞性能的影响.并通过多种表征手段和方法分析复合钙基吸附剂对Hg⁰的吸附机理.实验结果表明,由于等离子改性提高了吸附剂表面的含氧官能团的相对含量,经等离子改性的复合钙基吸附剂的脱汞效率有明显提高.在N₂+0.07% SO₂+6% O₂气氛下,吸附剂脱汞效率相比于无氧气氛由23.7%增至91.2%,吸附剂脱汞效率明显提高.此时吸附剂表面的羟基、酯基官能团作为主要反应活性位点,而羰基官能团的作用不明显.O₂的存在促使活性炭表面由碳原子不饱和键形成的活性位增加,促进了Hg⁰的吸附,同时生成多种汞化合物.随着SO₂浓度升至0.15%,改性复合钙基吸附剂表面活性位再次出现不足,此时SO₂抢夺Hg⁰的吸附位点,脱汞效率降至23.3%.     

酸-碘改性壳聚糖-膨润土脱除单质汞特性及机理分析

为探明烟气中酸性气体(SO2,NO,HCl)和H2O对酸-碘改性壳聚糖-膨润土吸附剂脱除单质汞(Hg0)的影响和脱除机理,在小型固定床试验台架上开展了Hg0脱除的实验研究.结果表明:由于SO2与Hg0在吸附剂表面活性位上存在竞争吸附,SO2抑制吸附剂对Hg0的脱除.H2O和较高浓度(1000μg/m3)的NO对脱汞具有明显地促进作用.由于低温下HCl与Hg0较高的反应能垒,HCl对脱汞没有影响.与单一烟气成分影响相比,在SO2、NO、HCl和H2O的联合作用下,吸附剂的长时间脱汞性能得到大幅提高.机理分析表明壳聚糖首先被酸中的H+质子化,之后再吸附酸与KI反应生成的I2,进而有效地吸附Hg0.量子化学计算表明壳聚糖在酸性条件下对I2具有良好的吸附特性,改性壳聚糖吸附剂对Hg0具有较好的吸附能力,其吸附能约为127kJ/mol.     

MnOx/HZSM-5去除烟气中元素态汞的实验研究

采用浸渍法制备了一系列的MnOx/HZSM-5,在实验烟气中研究了MnOx/HZSM-5对Hg0的去除行为,并运用比表面(BET)和X-射线衍射(XRD)技术对其进行了表征.结果表明,在6%O2条件下HZSM-5本身具有良好的去除Hg0的性能,改性后的分子筛对Hg0吸附和氧化的能力得到改善,且MnOx负载量在10%时效果最佳;适当升高反应温度能增强脱汞效率,300℃为最佳反应温度;烟气中O2能促进汞的氧化,而NO和SO2与汞竞争MnOx/HZSM-5上的活性位,对Hg0的氧化有一定的抑制作用.此外,研究还发现,在MnOx/HZSM-5吸附剂上Hg0主要是经氧化形成HgO,其脱汞机理在一定程度上符合Mars-Maessen机理.     

载溴石油焦脱除烟气痕量Hg0的动力学机理

采用化学-机械溴化法对废弃物石油焦进行改性,制得的载溴石油焦吸附剂用来脱除燃煤烟气中的痕量Hg⁰.通过比表面积及孔径分析（BET）、X射线衍射（XRD）和X-射线光电子能谱（XPS）对石油焦载溴前后进行表征和分析,发现石油焦中的有机硫促进了溴的负载,且负载方式为化学吸附.通过固定床脱汞试验,并应用4种动力学模型对初始汞浓度梯度和反应温度梯度下的实验数据进行拟合分析,结果表明：温度在150℃时,载溴石油焦的汞吸附效果最优;增加烟气中痕量Hg⁰浓度能提高载溴石油焦的汞吸附速率和单位累积汞吸附量;描述化学吸附的Elovich动力学模型的拟合相关系数达到0.9999以上,说明化学吸附在载溴石油焦脱汞过程中起主导作用.     

酸改性对褐煤半焦脱除烟气中元素态汞性能的影响

为减少燃煤烟气中零价汞的排放,利用HCl和HNO3溶液对褐煤半焦改性研制了一种高效、低成本的吸附剂.运用酸碱滴定、Boehm滴定、BET、SEM和FTIR等技术对半焦吸附剂的表面特性进行表征与分析,利用固定床吸附实验装置及烟气测汞仪在线考察了半焦吸附剂对气态Hg0的吸附特性.结果表明,酸改性使半焦灰分含量降低,增加了半焦比表面积和羧基、酚羟基等官能团含量.酸改性处理可提高半焦对元素态单质汞的脱除效率,特别是盐酸溶液改性褐煤半焦可使吸附温度为140℃时的脱汞效率显著提高,这与改性半焦表面羧基、酚羟基和C-Cl官能团的含量及性质有关,半焦表面这些官能团能为Hg0的化学吸附提供活性位.     

KI改性黏土脱除烟气中单质汞的研究

卤素改性材料对烟气中单质汞的去除具有较高的效率,黏土(膨润土)在我国分布广,资源丰富且廉价易得.为探究KI改性黏土对烟气中单质汞的脱除效率,以浸渍法制得了KI改性膨润土,研究了不同KI负载量、不同吸附温度及不同烟气氛围下,改性膨润土对Hg0的脱除效率和累积吸附量,并与原始膨润土进行对比.运用比表面分析(BET)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及热重分析法(TGA)等方法对材料的物理化学特性进行了分析.结果表明,KI改性大大提升膨润土对Hg0的脱除效率,并且Hg0的脱除效率随着KI负载量的加大而上升.温度提高了吸附剂吸附Hg0的性质,吸附剂主要表现为化学吸附.O2有利于吸附剂对Hg0的吸附.SO2对吸附剂吸附Hg0有轻微的促进作用,H2O的存在对吸附剂吸附Hg0具有很强的抑制作用.     

CoMn@AC活化过一硫酸氢盐降解水中罗丹明B

通过浸渍合成复合催化材料CoMn@AC,用于催化过一硫酸氢盐(PMS)产生自由基对罗丹明B(RhB)进行降解。采用扫描电子显微镜(SEM)、比表面及孔径分析仪(BET)等对其进行表征。考察了催化剂负载量、PMS投加量、pH以及温度等因素对RhB降解的影响。结果表明:当Co负载量为7%且n(Co)∶n(Mn)为5∶1时,合成的复合材料CoMn@AC7-5∶1对100 mL浓度为50 mg/L的RhB降解效果可达到84.2%;在pH为4~10,反应温度为25 ℃,PMS浓度为0.250 mmol/L时,4 h内对RhB的去除率可达84.2%;猝灭研究表明,硫酸根自由基(SO-₄·)在反应过程中起主要作用;此外,CoMn@AC/PMS体系对RhB的降解效率随温度的升高而显著加快,其降解活化能为29.80 kJ/mol。     

对苯二甲酸的微生物降解

从处理对苯二甲酸(PTA)生产废水的上流式厌氧生物滤床(UASB)底部活性污泥中分离到一株降解活性较高的细菌T_6.当PTA为唯一碳源时,降解率可达98％,菌体接种量的大小对降解速度有一定影响.该菌可以分别在好氧和厌氧条件下降解PTA.试验表明,降解PTA的酶为胞内酶,经鉴定,T_6菌为假单胞菌(Pseudomonas sp.).其某些特性与已知种有差异,尚待进一步确定.     

城市绿化的声衰减

本文试图通过对北京地区的不同绿化结构声衰减的测量和分析,找出减噪效果较好的绿化结构形式。从各种绿化结构的声衰减结果可以看到绿篱、乔灌木和草坪构成的绿带效果较好,平均可以减噪5dB(A)。     

红球菌SY095产生物表面活性剂对沉积物中铅和铜的去除

采用批次淋洗的方法研究了红球菌SY095产生物表面活性剂对沉积物中Pb和Cu的去除作用,考察了生物表面活性剂浓度、pH、温度、振荡时间、提取次数等条件对重金属去除效果的影响,并分析处理前后重金属的形态变化。结果表明:随着生物表面活性剂浓度的增加,2种重金属的去除率增大;Pb在淋洗剂pH为6时解吸效果最好,达到34.16%,而Cu的去除效果随着pH的升高而增加;生物表面活性剂对沉积物Pb和Cu去除率分别在25,40℃时达到最大;随着振荡时间和提取次数的增加,Pb和Cu去除率升高,3次洗脱后累积去除率分别为39.12%和51.26%;对沉积物重金属的形态分析发现,生物表面活性剂可有效去除酸提取态Pb和Cu。     

耐热复合菌系强化全程高温堆肥快速处理餐厨垃圾

为进一步提升全程高温堆肥效率,经筛选和高温驯化,获得高有机质降解效率的耐热复合菌系（TMC）,设置全程高温接种TMC堆肥组（T1）、全程高温堆肥组（T2）和常温堆肥组（T3）,通过理化指标、粗脂肪和粗蛋白含量、GI等指标的检测和优势细菌演替规律分析,以揭示TMC对全程高温堆肥工艺的影响。结果显示:堆肥结束后有机质含量、C/N、粗脂肪和蛋白含量降幅顺序均为T1>T2>T3（P<0.05）,且两两处理之间均具有显著性差异,证明TMC可缩短全程高温堆肥进程。堆肥第14天,T1、T2处理的GI值分别为110%和99%,T3处理仅为80%,表明全程高温堆肥可加速植物毒性物质降解,显著提高堆肥品质,而TMC接种可进一步促进堆肥无害化。PCR-DGGE结果表明:T1、T2处理均显著提高了耐热细菌和耐热木质纤维素降解菌多样性,且并未降低嗜中温木质纤维素降解菌多样性;2类降解菌协同配合实现木质纤维素的更快降解,有利于缩短堆肥进程。综上所述,TMC接种可显著提高全程高温堆肥效率、提升堆肥品质。     

ABR相分离条件下耦合MBR工艺反硝化除磷可行性研究

采用ABR-MBR耦合工艺,调控MBR以好氧硝化运行,考察耦合工艺稳定运行状态下的除碳及反硝化除磷的去除效果及其影响因素,并分析了该耦合条件下的除磷机理。结果表明:在容积负荷为0.9kg/（m3·d）及硝化液回流比为200%的情况下,耦合工艺对COD、总氮、磷酸盐的去除率分别为90%、70%和67%,反硝化除磷率随硝化液回流比增大呈现出先增大后减小的趋势,但随着系统容积负荷的增加,ABR的第3格室出现了亚硝积累的情况,影响了反硝化除磷效果,运行过程中ABR逐渐形成的颗粒污泥也对耦合系统的除磷具有积极作用。     

多种染料的微生物脱色研究

从印染、毛纺等废水处理场的生物膜和活性污泥中分离到13株对36种染料有脱色能力的细菌。其中三株转化单胞菌D_(32),D_(33),D_4分别对29种染料有良好的脱色作用,其完整细胞对单一染料的脱色活力达2.6mg·g~(-1)(细胞湿重)·h~(-1)。对脱色反应的条件和机理进行了初探。     

分光光度法快速测定水中的COD

本实验改用小样本恒温箱加热,用分光光度法分析水中的 COD,与标准重铬酸钾法,库仑法比较,具有设备简单,操作方便、节省水、电,及同时分析批量样品等优点。     

浸渍热解法制备铁改性生物炭活化过硫酸盐去除2,4-二硝基甲苯

为探究并优化浸渍热解法制备铁改性生物炭（MBC）活化过硫酸盐（PS）对有机污染物去除的试验条件及影响因素,以2,4-二硝基甲苯（2,4-DNT）为目标污染物,考察了热解参数（热解温度、升温速率和停留时间）、FeCl₃浸渍浓度及初始pH值对2,4-DNT去除的影响,并采用电子自旋共振波谱技术及自由基猝灭试验鉴定了PS/MBC体系中生成的自由基。结果表明:1）热解温度对MBC活化PS去除2,4-DNT的影响最显著,其次为升温速率和停留时间;当热解温度、停留时间和升温速率分别为300℃、3 h和10℃/min时,热解制备的MBC对活化PS去除2,4-DNT的效果最佳;2）FeCl₃浸渍浓度是影响MBC活化性能的重要因素,随着FeCl₃浸渍浓度的升高,2,4-DNT的去除率先增后减,当FeCl₃的浸渍浓度为100 mmol/L时,5 h内2,4-DNT的去除率可达到100%,2,4-DNT去除的准一级动力学常数（k_obs）为1.373 min-1;3）当初始pH值为5.0~9.0时,2,4-DNT均具有较好的去除效果,其去除率为94.5%~83.6%,k_obs为0.606~0.345 min-1;4）PS/MBC体系中生成的·OH是2,4-DNT去除的主要原因,其强度随MBC的热解温度和FeCl₃浸渍浓度的不同差异较大。研究结果表明,浸渍热解法制备的MBC可有效活化PS实现污染物的高效去除,为PS化学氧化处理有机污染水体提供了新思路。     

电化学法测定生物活性

探讨了应用生物传感电极法测定微生物优势酶活性的可行性。以三乙酸三甘油酯及豆油乳液作为底物 ,通过测定微生物电极对底物的响应电流来测定微生物体内酯酶及脂肪酶 (系 )的活性。应用该方法测定厌氧和好氧反应器内生物膜及悬浮污泥的酶活性时发现 ,测出的酶活性量大小与单位质量污泥的有机物去除负荷紧密相关。在UASCB—MBBR串联系统中 ,好氧反应器中生物酶活性高于厌氧反应器 ;在UASCB中 ,上部厌氧生物膜中酯酶活性高于厌氧污泥 ,而脂肪酶活性则是底部污泥床的污泥高于上部生物膜 ;在MBBR中 ,生物膜的酯酶及脂肪酶活性均高于悬浮污泥。