O_2/CO_2燃烧烟气成分对再生催化剂脱硝效果的影响

由于富氧燃烧(O_2/CO_2)烟气中高浓度的CO_2会对再生后催化剂脱硝性能产生影响,以某电厂空气燃烧下失活的SCR脱硝催化剂为实验样品,分别采用去离子水、0.5 mol·L~(-1)H_2SO_4以及0.1 mol·L~(-1)NH_4Cl等再生液浸渍法对其进行再生,然后模拟O_2/CO_2燃烧下的烟气成分作为实验气体,在活性测试平台上对再生前后催化剂性能进行评估,与空气燃烧烟气下进行对比,并利用BET、X射线光谱(XRF)、ICP-MS和离子色谱(IC)以及热重(TG)等测试手段对催化剂进行表征。结果表明:失活样品经水、H_2SO_4和NH_4Cl溶液浸渍后可除去中毒元素并恢复其比表面积,在模拟燃烧烟气下对应的活性均有所恢复但效果不一,其中H_2SO_4和NH_4Cl再生效果明显好于水洗,且H_2SO_4和NH_4Cl洗后的样品在O_2/CO_2燃烧烟气下再生效果好于空气下,而水洗后的样品在空气燃烧烟气下更好;经XRF分析表明催化剂表面的活性组分V2O_5在水中溶解比较微弱,但在H_2SO_4和NH_4Cl中溶解性较大。     

反应条件对Cu/Ni/Fe类水滑石去除CS_2的影响

采用共沉淀法合成Cu/Ni/Fe三元类水滑石衍生氧化物作为催化剂,从反应温度、空速、进口浓度、氧含量和相对湿度等方面考察了该催化剂对二硫化碳(CS_2)催化水解性能的影响以及不同反应条件对催化剂硫容的影响。实验结果表明:当反应温度为60~70℃、反应空速为2 000~4 000 h~(-1)、进口浓度为100~340 mg·m~(-3)、相对湿度为0.47%~0.67%时,该催化剂具有较高的脱硫效果和工作硫容;O_2含量的增加促进了水解产物H_2S氧化为硫酸盐,进而堵塞催化剂的碱性位,加快了催化剂中毒失活;H_2O和CS_2之间存在竞争吸附,一定含量的水蒸气有利于CS_2的水解反应,而过高含量的水会阻碍水解反应的进行,导致催化剂失活。     

轮虫对生物膜处理城市河道污水的优化作用

生物膜蓄积老化是影响生物膜活性和净化效果的关键问题,通过引入微型动物增加食物链长度和增强较高营养级生物捕食作用的生物法在解决该问题上具有经济、环保和操作简单等优点。轮虫广泛存在于各种水体并能捕食细菌,可作为生物法应用的理想微型动物。利用生物法的原理,采用城市河道污水为实验用水进行挂膜,通过投加轮虫于生物膜成熟的水箱中,探讨轮虫对控制生物膜蓄积老化的作用。结果显示,投加组与对照组的生物膜干重和主要污染物(氨氮、总磷和COD)去除率没有显著差异(P0.05);两组的细菌总数和生物膜活性均表现出下降趋势,但是,相对对照组,投加组细菌总数下降显著(P0.05);相对投加组,对照组生物膜活性下降极显著(P0.01)。研究表明轮虫的投加在短期内不能显著增加生物膜的净化效果,但在细菌总数控制和生物膜活性维持上具有显著作用,因此,轮虫在解决生物膜蓄积老化问题上具有潜在的应用价值。     

O_3/H_2O_2工艺深度处理污水处理厂尾水中有色可溶性有机物研究

污水处理厂尾水中残留有色可溶性有机物(CDOM)直接排放会对环境产生一定影响。使用O_3/H_2O_2工艺深度处理尾水,基于三维荧光光谱,考察反应时间、初始pH、O_3流量、H_2O_2投加量等对尾水中CDOM的去除效果。研究表明,从尾水CDOM中提取出3个有效荧光组分,其中荧光组分C1和C2为腐殖质类物质,荧光组分C3为蛋白类物质,各工艺条件对荧光组分的去除影响显著,蛋白类物质比腐殖质类物质更容易去除。O_3/H_2O_2工艺能够有效去除尾水中CDOM的荧光组分,可为尾水深度处理提供技术参考。     

UV/H_2O_2及活性炭过滤对消毒副产物和条件致病菌的控制

为了考察UV/H_2O_2-活性炭过滤对水体中消毒副产物和条件致病菌的控制效果,采用原水-加氯、原水-活性炭过滤-加氯以及原水-UV/H_2O_2-活性炭过滤-加氯消毒进行了对比研究。对不同处理出水中溶解性有机碳(DOC)、生物可降解有机碳(BDOC)、有机物不同结构组成、消毒副产物、总细菌16S r RNA、三磷酸腺苷(ATP)及条件致病菌等相关指标进行测定分析。结果表明,UV/H_2O_2-活性炭过滤通过去除有机物中富里酸和腐殖酸类物质可以有效控制DOC浓度和后续消毒过程中消毒副产物三卤甲烷和卤乙酸类物质特别是三氯甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸的生成。另外,UV/H_2O_2高级氧化也可以有效灭活颗粒黏附态和自由悬浮态的微生物,而UV/H_2O_2-活性炭过滤可以很好地控制BDOC浓度,再通过后续加氯消毒后微生物再生长能力弱,微生物活性也得到有效抑制,该工艺可以很好地控制微生物包括条件致病菌嗜肺军团菌和鸟分枝杆菌的生长。UV/H_2O_2-活性炭过滤可以很好地控制后续加氯消毒过程中消毒副产物的生成和条件致病菌的生长,有一定的应用前景。     

荧光染色法测定活性污泥中的活性生物量

活性污泥中活性微生物量是表征污染物去除能力的重要指标。探索了荧光染色法直接检测活性细菌的原理和测定方法,结果表明,大肠杆菌、唾液链球菌和铜绿假单胞杆菌的活菌细胞浓度与荧光光强的线性相关度都超过0.95;在惰性颗粒物浓度为20 mg/L到60 mg/L的范围内,其对荧光光强的影响可通过线性关系修正;搅拌速度为1 000 r/min且搅拌10 min时前处理效果最好。     

Ca~(2+)对生物膜形态结构及其组分的影响

通过向序批式生物膜反应器(SBBR)中投加Ca2+,考察Ca2+对生物膜形态结构及其组分的影响,探究Ca2+在生物膜形成中的作用影响规律及其对生物膜反应器运行的影响,以期能为含钙废水处理及优化废水处理效果提供理论指导。研究结果表明,Ca2+浓度增加有助于生物膜形成,并提高生物膜结构致密性;连续少量增加Ca2+(1~2 mg/L)有助于挂膜初期(约10 d)有机物去除;然而Ca2+浓度过高则会抑制生物膜活性,影响其降解性:当Ca2+浓度超过120 mg/L时,氨氮去除率出现下降,当Ca2+浓度超过280 mg/L时,有机物和总氮去除率显著下降。对生物膜及其胞外多聚物(EPS)组分的分析表明,Ca2+不会刺激微生物分泌产生更多EPS,但会导致生物膜干重增加。     

微波-Fenton高级氧化工艺降解水中BPA

以提高目标物的降解效果和投加药剂利用率、缩短反应时间及节约处理成本为目的,探讨4种不同光助-Fenton氧化工艺对环境内分泌干扰物双酚A(BPA)的降解效果。以BPA的去除率和反应速率作为评价指标,采用紫外分光光度计、TOC测定仪及分子荧光光度计分别对BPA的去除率、反应体系的矿化度和·OH的生成量进行研究。确定了微波-Fenton氧化工艺降解水中BPA的效果最佳,并深入研究pH值、H_2O_2投加量、n(H_2O_2)/n(Fe2+)、微波反应功率及时间对微波-Fenton氧化工艺的影响。结果表明:pH=3,n(H_2O_2)/n(Fe2+)为20,H_2O_2浓度为2 mmol·L~(~(-1)),反应时间为5 min,反应功率为300 W的条件下,BPA初始浓度为100 mg·L~(~(-1))时其去除率最高达99.67%,矿化度达53%;pH值在2~6范围内对BPA均有降解效果,铁泥量也有一定的减少。为微波-Fenton氧化工艺的实际应用奠定了理论基础,并且提供了技术支持。     

陶粒生物滤池低温处理黄河水研究

进行了利用陶粒生物滤池工艺低温生物预处理黄河微污染水的研究，结果表明，温度的降低对陶粒生物滤池去除CODMn、UV254和氨氮的影响不明显，其平均去除率分别为11％、22．2％和61．2％。水温低于5℃时出水中亚硝酸氮浓度升高。此外，低水温条件下陶粒上生物膜脱氢酶活性仍然较高。     

紫外/TiO_2/H_2O_2去除水中聚丙烯酰胺的研究

采用紫外(UV)/TiO_2/H_2O_2去除水中聚丙烯酰胺(PAM),研究了H_2O_2投加量、TiO_2投加量、UV光照强度以及PAM初始浓度等因素对PAM去除效果的影响,并对降解体系是否产生丙烯酰胺单体(AM)进行验证。试验结果表明,在20℃、H_2O_2投加量为20mmol/L、催化剂TiO_2投加量为10mg/L、PAM初始质量浓度为100mg/L,UV光照强度为140μW/cm~2时,反应120min后的PAM去除率达97.4%,且无AM产生。     

活性炭协同Fe~(2+)催化H_2O_2氧化处理染料废水及其表面附着污染物对催化活性的影响

采用动态连续处理装置研究颗粒活性炭(GAC)催化H_2O_2氧化活性红X-3B染料(RRX-3B)的效能以及GAC表面吸附污染物对催化性能的影响,考察GAC与Fe~(2+)协同催化作用。研究结果表明:RRX-3B的处理效果随着流速的增加而逐渐降低;新GAC/H_2O_2体系降解效果优于单独GAC吸附与单独H_2O_2氧化,GAC重复使用存在部分失活现象使其脱色率和COD去除率下降,且表面预先吸附污染物的GAC在重复使用过程中下降更为明显;固定H_2O_2投加量为5 mmol·L~(-1),按n(Fe~(2+)):n(H_2O_2)为1:20投加Fe~(2+),GAC与Fe~(2+)联合体系能持续有效使RRX-3B氧化脱色,重复使用4次后脱色率仍可达99.65%,GAC和Fe~(2+)之间存在协同催化H_2O_2降解RRX-3B的作用。GAC表面附着的Fe~(2+)能够加强催化作用,且有效延长其使用寿命。     

四氧化三铁活化过硫酸盐降解活性黑5

采用水热合成法制备出了具有较高催化活性的催化剂四氧化三铁(Fe_3O_4),并利用Fe_3O_4活化过硫酸盐降解活性黑5,考察了初始pH、Fe_3O_4投加量、活性黑5初始浓度和过硫酸盐投加量对活性黑5降解效果的影响。结果表明,Fe_3O_4活化过硫酸盐降解活性黑5的最佳条件为初始pH 6、活性黑5初始质量浓度50mg/L、过硫酸盐投加量6mmol/L、Fe_3O_4投加量2.0g/L。在最佳条件下,反应180min,活性黑5的降解率达到80.2%,Fe_3O_4反复使用5次后,活性黑5的降解率仍能达到77%以上。活性黑5的降解途径为:偶氮键打开产生苯环中间产物和萘环中间产物,萘环中间产物逐步转化为邻苯二甲酸酐→邻苯二甲酸→苯甲酸;苯环中间产物逐步转化为对氨基苯磺酸→硝基苯和对氨基苯酚,对氨基苯酚转化为对苯二酚;最终被彻底氧化降解成CO_2、H_2O等无毒小分子物质。活性黑5在降解过程中对植物的毒性先升高后降低。     

造纸污泥硫化氢释放量及控制研究

研究TCuSO_4、NaClO、KMnO_4、H_2O_2处理液及其浓度对造纸污泥硫化氢释放量的影响.结果表明.随各处理液浓度增大,硫化氢释放量有不同程度的减少;各种处理液均能明显降低造纸污泥硫化氢释放量,效果从好到差依次为CuSO_4、NaClO、KMnO_4、H_2O_2;CuSO_4的除臭机制是铜离子抑制细菌生长,同时与硫化氢反应生成不溶的CuS;而NaClO、KMnO_4、H_2O_2除臭机制是抑制细菌生长和氧化硫化氢产生单质硫;干污泥硫化氢释放量比湿污泥大.     

活化过硫酸钠氧化修复有机氯农药污染土壤

分别采用H_2O_2、Fe~(2+)、Fe~(2+)/H_2O_23种药剂活化过硫酸钠,组成复合氧化剂体系,用于降解土壤中的α-六六六,探究pH和不同氧化剂组合对α-六六六降解效果的影响。结果表明,Fe~(2+)/H_2O_2/Na_2S_2O_8较Fe~(2+)/Na_2S_2O_8及H_2O_2/Na_2S_2O_8组合体系对土壤中α-六六六的降解效果更好;当Fe~(2+)/H_2O_2/Na_2S_2O_8的摩尔比为2/10/10,pH为7时,α-六六六的降解率可达86.1%。以乙醇和硝基苯作为分子探针,利用分子探针竞争实验鉴定Fe~(2+)/H_2O_2/Na_2S_2O_8组合体系中产生的SO4·和·OH,发现该体系中同时存在SO·4·和·OH自由基。     

强化电化学原位产过氧化氢因素分析

针对活性碳纤维(ACF)阴极电还原氧气产过氧化氢(H_2O_2)效率较低的问题,将形稳电极Ru02/Ti、环氧树脂网格以及ACF组合作为复合阳极与电源的正极相连接,单独ACF作为阴极与电源的负极相连接,建立了高效产H_2O_2的电化学系统。通过有无外通氧气对H_2O_2产量对比实验发现,此体系无需外加氧气。详细研究了电流密度、初始pH、转速和电解质浓度等因素对系统产H_2O_2的影响。H_2O_2产量随电流密度的增大而增大,但电流密度达到20.82 m A·cm-2后,继续增大电流密度H_2O_2产量反而降低;酸性条件有利于H_2O_2生成;H_2O_2产量随转速的增大而增加,但转速达到500 r·min-1时,继续增大转速,H_2O_2生成量反而降低;H_2O_2产量随电解质浓度增大逐渐增大,但电解质浓度较高时,H_2O_2产量无明显变化;此电化学系统经8次重复使用后,H_2O_2的生成量基本维持稳定,表明此电化学体系可高效稳定产生H_2O_2。     

射频放电诱导还原水中六价铬

采用射频放电等离子体对水中六价铬(Cr(Ⅵ))进行还原研究,用高速相机观察了放电过程中等离子体宏观形貌的变化,用光谱仪检测了放电产生的自由基种类,并考察了入射功率、初始pH,Cr(Ⅵ)初始浓度以及羟基自由基(·OH)清除剂对Cr(Ⅵ)还原的影响。结果表明:等离子体形貌在宏观上呈现周期性变化;放电产生了·OH和氢原子(·H)。降低溶液的pH,增加放电的入射功率以及加入·OH清除剂均有利于Cr(Ⅵ)的还原;·H和次级产物过氧化氢(H_2O_2)是Cr(Ⅵ)还原的主要活性物质;射频放电的能量效率高于光催化,与辉光放电和电晕放电相近。利用射频放电还原水中Cr(Ⅵ)是一种高效、简易的水处理技术。     

MBBR一体式耦合短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥水

采用移动床生物膜反应器(MBBR)处理已回收磷后的实际污泥水,在进水平均氨氮浓度为167.51 mg·L~(-1)、HRT为22.24 h、DO为0.5 mg·L~(-1)和温度为24～26℃的条件下实现了一体式短程硝化-厌氧氨氧化过程的耦合,对氨氮和总无机氮的最大去除率可达96%和79.7%。但是,一体式反应器受DO浓度影响较大,维持稳定的DO浓度对于系统的氮去除非常重要。荧光原位杂交(FISH)及高通量测序结果表明,MBBR的生物膜及活性污泥中Nitrosomonas菌分别占总菌数的10.46%和21.46%,厌氧氨氧化菌的优势菌种Candidatus Kuenenia在生物膜和活性污泥中分别占总菌数的4.13%和0.71%。因此,MBBR中活性污泥主要完成亚硝化,生物膜主要完成厌氧氨氧化,常温条件下,两者在一个反应体系中共同完成了对污泥水中氮的高效自养脱除。以上结果表明了一体式反应器处理实际污泥水的可行性,可为该工艺在实际工程中的应用提供参考。     

CaO2及H2O2类Fenton降解土壤石油烃污染

采用H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系和CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系修复土壤石油污染,考察了氧化剂种类、氧化剂投加量、 Fe(Ⅲ)浓度和柠檬酸浓度对柴油降解效果的影响,并进一步研究比较了CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸和H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸2种修复方式对土壤原著微生物群落变化及豌豆植株生长所带来的生态毒性效应。单因素实验结果表明:在其他条件相同的情况下,CaO_2类Fenton降解柴油效果优于H_2O_2类Fenton降解效果;柴油降解率随着氧化剂投加量、Fe(Ⅲ)和柠檬酸浓度的增大呈现先增后降的趋势。当CaO_2浓度为166.67 mmol·L~(-1)、Fe(Ⅲ)浓度为27.78 mmol·L~(-1)、柠檬酸浓度为27.78 mmol·L~(-1)时,反应24 h后,土壤中柴油降解率达到44.14%。生态毒性实验表明:CaO_2类Fenton处理后土壤微生物群落的丰富度和多样性指数均有所提高,H_2O_2类Fenton处理后均有所降低,2种处理方式均在不同程度上改变了土壤微生物群落的优势菌门构成;CaO_2及H_2O_2类Fenton处理均抑制了豌豆植株的生长,发芽率、植株干重、株高、叶绿素含量等测试指标均下降,其中H_2O_2类Fenton处理的抑制效果更为明显。进一步分析可知,CaO_2类Fenton处理技术比H_2O_2类Fenton处理技术更适用于石油污染土壤修复。     

零价铁耦合芬顿氧化法处理TNT红水

采用零价铁耦合芬顿氧化法处理TNT红水,研究了初始pH、零价铁投加量、过氧化氢(H_2O_2)投加量及温度对红水中总有机碳(TOC)去除效果的影响,同时进行了TOC去除过程中反应动力学的探讨。结果表明,零价铁耦合芬顿氧化体系可有效降解TNT红水中的2,4-二硝基甲苯-3-磺酸钠和2,4-二硝基甲苯-5-磺酸钠。在初始pH为2,温度为20?C的条件下,加入1.5 g·L~(-1)零价铁反应1 h后,再加入100 mL·L~(-1)H_2O_2反应4 h,红水中二硝基甲苯磺酸盐浓度从500 mg·L~(-1)降至0 mg·L~(-1),去除率为100%,TOC浓度从150 mg·L~(-1)降至30 mg·L~(-1),去除率达到80%。反应中TOC的降解过程遵循拟二级反应动力学方程。零价铁耦合芬顿氧化法可以作为TNT红水的有效处理途径。     

不同预处理方法对脱水污泥厌氧消化的影响

以城市污水厂脱水污泥为对象,研究不同预处理方法(低温水热、HCl、H_2O_2、HCl+低温水热、H_2O_2+低温水热、HCl+低温水热+HAc、H_2O_2+低温水热+HAc)对污泥可溶化率和后续厌氧消化产气的影响。实验结果表明,HCl添加量越大,p H越低;H_2O_2添加量越大,污泥可溶化效果越好。H_2O_2+低温水热+HAc可溶化效果最为显著,经预处理后溶解性化学需氧量(soluble chemical oxygen demand,SCOD)是原泥的13.4倍,溶解性碳水化合物为原泥的4.1倍。可溶化效果与预处理方式均对挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFA)有影响。预处理条件为HCl+低温水热或H_2O_2+低温水热时,污泥自身VFA含量有较大幅度增加。生物化学甲烷势(biochemical methane potential,BMP)实验显示,甲烷产率提高与产气高峰提前呈正相关;添加HAc可有效提高微生物对污泥的代谢,有利于甲烷产率的提高。预处理条件为H_2O_2+低温水热+HAc时的甲烷产率最大,比原泥甲烷产率提高了57.63%,优于已有研究成果。