废轮胎胶粉和废PE复合改性沥青性能研究

采用废轮胎胶粉和废PE材料对石油沥青进行复合改性,考察了不同废轮胎胶粉的颗粒大小和不同废PE材料的用量对所制得的复合改性沥青25℃针入度、软化点、5℃延度和存储稳定性的影响。通过考察发现,随着所用废轮胎胶粉颗粒的减小,样品的5℃延度和离析稳定性略有提高,25℃针入度和软化点没有明显变化。随着废PE材料掺入量增加,复合改性沥青样品软化点升高,25℃针入度和5℃延度降低。所制备的复合改性沥青具有很高的存储稳定性,并且能够达到美国废轮胎胶粉改性沥青标准(FHWA-SA-92-002)和中国改性沥青标准(JTJ 036-1998)和(DB/T 29-161-2006)的指标要求。     

聚苯乙烯接枝胶粉对改性沥青性能的影响

采用苯乙烯对废轮胎胶粉进行表面接枝聚合改性,并将接枝改性胶粉用于制备湿法胶粉改性沥青。接枝改性后,废轮胎胶粉的X射线光电子能谱和13C固体核磁检测结果表明,苯乙烯链段成功接枝到废轮胎胶粉表面,同时系统研究了苯乙烯接枝率对胶粉改性沥青25℃针入度、软化点和5℃延度的影响规律。实验结果表明,当苯乙烯接枝率小于36%时,随着苯乙烯接枝率的提高,胶粉改性沥青的25℃针入度和5℃延度增大,软化点下降,说明胶粉表面苯乙烯链段的接枝,能够显著提高胶粉-沥青的界面相容性;当苯乙烯接枝率为36%时,胶粉改性沥青的5℃延度达到11.0 cm,相比于普通胶粉改性沥青(7.0 cm)提高了57%;但当苯乙烯接枝率大于36%时,随着苯乙烯接枝率的提高,胶粉改性沥青的25℃针入度和5℃延度下降,软化点升高,表明胶粉-沥青界面层中过量的聚苯乙烯链段,使胶粉改性沥青的低温延展性有所降低。通过分析可知,在胶粉表面接枝适当比例的聚苯乙烯能够显著改善胶粉改性沥青的低温延展性能。     

次氯酸钠氧化废轮胎胶粉对改性沥青性能的影响

采用次氯酸钠对废轮胎胶粉进行表面氧化改性,并将所得胶粉用于湿法制备胶粉改性沥青,通过设计3因素3水平正交实验,研究氧化剂用量、氧化温度及氧化时间对胶粉改性沥青的25℃针入度、软化点和5℃延度的影响规律。氧化前后废轮胎胶粉的XPS表征结果表明,次氯酸钠氧化能够使胶粉表面的C-O键和O-C[FY=, 1]O键的含量显著增加。次氯酸钠对废轮胎胶粉的表面氧化,能够有效增强胶粉与沥青之间的界面结合强度,使胶粉改性沥青的软化点显著提高。通过对实验结果的极差分析和方差分析,提出了以软化点为主要考核指标时胶粉氧化改性的最佳反应条件,即次氯酸钠用量40 mL,氧化温度40℃,氧化时间3.0 h。该条件下制备的氧化胶粉改性沥青,软化点能够达到73.3℃,改性沥青的高温稳定性显著增强。     

酸碱、高温改性13X分子筛及其对苯乙烯的吸附

针对原样13X分子筛吸附速率和吸附容量低的问题,通过碱溶液(NaOH,NH₃)和酸溶液(CH₃COOH,HCl)对13X分子筛进行浸渍改性,并对酸改性后的分子筛进行高温二次处理,考察了试剂种类、试剂浓度、浸渍时间、焙烧温度、焙烧时间5个因素对分子筛吸附性能的影响,并采用SEM和BET进行了表征。结果表明：最佳改性条件是盐酸浓度6.0 mol·L⁻¹、浸渍时间24 h、焙烧温度450 ℃、焙烧时间6 h;在最佳条件下制备的改性分子筛极大提高了对苯乙烯的吸附速率和吸附容量;改性后的分子筛对苯乙烯的动态吸附更符合准2级动力学模型,R²均大于0.98;SEM表征结果说明改性后分子筛表面孔隙率明显增加;BET比表面积分析结果说明酸改性可使分子筛各类孔面积增加,而高温改性会使BET比表面积和中孔面积增加,微孔面积降低;相关分析结果显示,改性分子筛对苯乙烯动态饱和吸附量与BET比表面积和中孔面积均呈显著正相关。     

长三角典型区域玻璃钢制品行业挥发性有机物产排情况及控制技术应用状况

在调研长三角典型区域83家玻璃钢制品企业生产工艺、挥发性有机物(VOCs)控制技术的基础上,分析了玻璃钢制品生产过程中VOCs的来源及组分,并为玻璃钢制品企业VOCs控制提供建议。结果表明,玻璃钢制品行业VOCs主要来自于不饱和聚酯树脂等原辅料在物理加工生产过程中的易挥发组分,首要污染物为苯乙烯,其质量分数达到54.63%～86.42%,应作为玻璃钢制品行业VOCs管控的首要控制指标。长三角典型区域的玻璃钢制品生产工艺仍以手工糊制为主,建议采用机械化加工和真空导入代替手工糊制并研究降低组合工艺的成本。长三角典型区域玻璃钢制品企业采用的VOCs末端治理工艺以活性炭吸附及其组合工艺为主,处理效率虽略低于燃烧,但仍是目前该行业VOCs控制技术的最佳选择。     

降温模式对不同污泥形态厌氧氨氧化系统的影响研究

为解决厌氧氨氧化系统受温度影响大的问题,建立絮状-颗粒耦合污泥的厌氧氨氧化系统(SBR1)和单一颗粒污泥厌氧氨氧化系统(SBR2).探讨瞬时降温模式(35℃直接降至15℃)和梯度降温模式(35℃ 逐步降至30、25、20、15℃)对两系统脱氮性能的影响,并对比两系统的稳定性以及恢复性能.结果表明,低温会削弱甚至抑制厌氧...     

废水中2,6-二硝基酚厌氧毒性和降解动力学研究

在中温(35℃±1℃)厌氧条件下,以葡萄糖为共基质,采用间歇实验方法,研究了2,6-二硝基酚(2,6-DNP)的厌氧产甲烷毒性和厌氧降解动力学.厌氧毒性试验(ATA)以累计产甲烷量和相对活性(RA)为指标,评价了不同浓度2,6-DNP对产甲烷菌的抑制程度;结果表明,2,6-DNP浓度＜20 mg/L时,对产甲烷菌没有抑制作用,浓度为40 mg/L时产生轻度抑制,浓度为80～120 mg/L时产生重度抑制;24 h 2,6-DNP的75%、50%、25%相对抑制浓度分别为30、70和＞120 mg/L.2,6-DNP降解动力学可用Haldane方程来描述,利用非线性拟合求得动力学参数Ks、Rm、Ki分别为179.7 mg/L、4.84 mg/g VSS·h、206.5 mg/L,方差R2=0.94,拟合效果很好.     

含油污泥清洗剂的制备与研究

以异丙醇为溶剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸丁酯(BA)和苯乙烯(St)为混合单体,通过溶液聚合的方法制备一种含油污泥清洗剂.介绍了该清洗剂的制备方法,考察了单体用量及清洗条件对清洗剂脱油性能的影响,探讨了清洗剂对含油污泥中原油不同组分的去除效率,并用红外光谱证实了所制备共聚物结构的官能团.清洗剂性能评价表明:单体用量和清洗条件均有最佳值,其中单体最佳质量比为MAA:BA:St=21:62:17,最佳清洗条件分别是:加药浓度为250 mg/L,水洗温度为60℃,反应时间为40 min;清洗剂对含油污泥中芳烃去除率最高,达93.0%.     

低温热水解对污泥触变性及脱水性能的影响

污泥经过热水解预处理后,其流变和理化性质发生了不可逆的变化。为实现后续污泥处理处置过程的最优化,分别采用触变动力学系数(K)和离心脱水泥饼的总固体含量(TS)作为污泥触变性及脱水性能的评价指标,系统研究低温热水解(60~90 ℃)对于污泥触变性及脱水性的影响。结果表明,热水解48 h后,污泥的触变性增大,脱水性能提高,且热水解温度的升高与触变性的增大和脱水性能的提高呈对数关系。污泥脱水性的提高与触变性的增强呈良好的线性关系,触变动力学系数有望成为比较污泥脱水性能的新工具,从流变学角度提出了评价污泥脱水性能的新方法。     

新疆油田含油污泥破乳-离心脱水工艺优化

针对新疆油田含油污泥成分复杂、油水分离困难、处理难度大的特性,基于破乳剂、絮凝剂和助剂的油水高效破乳、絮体混凝沉降和助剂骨架强化脱水作用,使用复合调理剂对其进行了处理;并采用响应曲面法研究了破乳剂复配比例、温度、絮凝剂质量浓度对破乳脱水效果的影响。结果表明,各因素影响程度排序为：温度>破乳剂比例>絮凝剂质量浓度。高温有利于污泥脱水的主要原因是,高温有助于降低体系粘度、提升水滴流动性、推动水滴热运动,进而辅助水滴的团聚,最终实现油水分离。在最佳操作条件下(破乳剂NP-9∶SDBS为9∶1且质量浓度为4 g·L⁻¹、温度51 ℃、絮凝剂质量浓度为16 mg·L⁻¹、生石灰加量为1%)进行含油污泥破乳离心分离脱水,脱水率可达92.55%。SEM观察结果表明,复配破乳剂通过改变油泥的堆积方式、增加泥块的疏松程度、增大泥块的孔洞来提高油泥的脱水性能。本研究结果可以为含油污泥减量化处理的现场应用提供参考。     

土工膜衬垫对不同龄期垃圾填埋体稳定性的影响

城市垃圾填埋场在填埋和运营过程中,垃圾土的抗剪强度会随着龄期的增长而变化,作为中间衬垫的土工膜规格和参数也将直接影响垃圾填埋场的稳定性。针对柱点、喷着和光面3种不同规格的HDPE土工膜衬垫,结合室内土-膜界面剪切实验和数值模拟手段,分析HDPE土工膜作为中间衬垫对垃圾填埋体稳定性的影响。结果表明,随着填埋龄期的增加,生物降解持续,垃圾土纤维物含量降低,废渣颗粒含量增加,导致土-膜界面粘聚力呈下降趋势,内摩擦角呈现上升趋势;相较于粘土覆盖,HDPE土工膜能有效抑制填埋体底部位移。结合工程实例,垃圾填埋体底部位移绝对值由粘土覆盖的0.084 m减小到土工膜覆盖的0.073 m;整体稳定安全系数较粘土覆盖分别增大 28% (柱点) 、30% (喷着) 和18.5% (光面) 。HDPE土工膜能明显延缓垃圾填埋体滑移面向填埋体中部和深部的发展,阻断滑裂带的形成。本研究结果可为垃圾填埋场设计和现场工程的安全性评价提供参考。     

壳聚糖-镧改性膨润土的制备及除藻除磷性能

为解决对于富营养化水体同步进行除藻、除磷的问题,采用膨润土作为基质材料,通过壳聚糖和镧进行复合改性处理,制备了壳聚糖-镧复合改性膨润土(CLMB),考察了CLMB的除藻除磷性能及相关的影响因素,并将CLMB用于富营养化水体修复研究。结果表明：制备的CLMB在投加量为50 mg·L⁻¹时,叶绿素a(Chl-a)和浊度去除率分别为95.63%和92.55%;CLMB在pH为4~8及淡水环境下除藻效率较高;CLMB对磷的吸附更适合Langmuir方程和准二级动力学模型,在35 ℃时CLMB对磷的饱和吸附量达到13.46 mg·g⁻¹。CLMB用于富营养化水体修复的结果表明,CLMB具有快速絮凝除藻作用,富营养化水体从修复前的重度富营养化改善至中营养水平,沉水植被得到有效恢复。     

催化剂Cu/HZSM-5的硅铝比对催化分解N2O的影响

为系统研究Cu/HZSM-5硅铝比对其各类性能的影响,采用等体积浸渍法与离子交换法,以硅铝比为27、50、117的HZSM-5为载体,制备负载型N_2O催化分解催化剂Cu/HZSM-5和Cu/ZSM-5,催化剂的活性组分为CuO。通过催化剂反应活性评价、X射线荧光光谱分析、X射线衍射分析结果,对2种方法制备催化剂活性的差异进行了分析。利用比表面积孔径分析仪(BET)、X射线衍射分析(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线荧光光谱分析(XRF)、氢气程序升温还原分析(H_2-TPR)、氨气程序升温脱附分析(NH_3-TPD)等表征手段对催化剂物化性质等进行分析,得到载体HZSM-5的硅铝比差异对催化剂特征结构、比表面积、特征形貌、酸性位数量、可还原性能的影响规律。等体积浸渍法制备的催化剂活性评价结果表明,硅铝比为27的Cu_8/HZSM-5催化剂活性最好,完全催化分解N_2O的温度在400℃左右。水热稳定性实验结果以及寿命实验结果表明,硅铝比为27的Cu_8/HZSM-5具有良好的水热稳性,3种硅铝比的Cu_8/HZSM-5催化剂均具备良好的热稳定性。Cu/HZSM-5的活性评价以及各种表征结果显示,在一定范围内,硅铝比越低,催化剂活性越好。     

钴金属-有机骨架活化过硫酸钠降解废水中的盐酸土霉素

采用新制备的钴金属-有机骨架(Co-MOF)和过硫酸钠(PS)分别作为催化剂和氧化剂,并通过Co-MOF活化PS降解废水中的盐酸土霉素,考察Co-MOF浓度、PS浓度、pH及温度对降解盐酸土霉素的影响。SEM、TEM、XRD及XPS等结果证明,Co-MOF成功地被合成。降解实验结果表明,与单独的Co-MOF、PS相比,Co-MOF/PS的降解性能有大幅度的提高。当pH=5、温度30 ℃、Co-MOF为200 mg·L⁻¹以及PS为2 000 mg·L⁻¹时,5 min后对20 mg·L⁻¹盐酸土霉素的降解率最高达到97.1%。在催化剂的重复使用实验中,Co-MOF第4次运行对盐酸土霉素的降解率由97.1%(第1次)降低至82.1%,这表明Co-MOF材料可以重复利用降解盐酸土霉素。Co-MOF降解盐酸土霉素实验反应前后的XRD和XPS数据表明Co-MOF具备良好的稳定性。以上研究结果可为新型高效降解体系的开发及其在水环境污染控制领域的应用提供参考。     

Box-Behnken响应曲面法优化高聚复配絮凝剂制备条件

利用活性硅酸和聚合硫酸铁制备聚合硅酸硫酸铁,再采用二甲基二烯丙基氯化铵对其进行复配改性制备高聚复配絮凝剂。在单因素实验的基础上,以絮凝剂脱As性能为评价指标,采用Box-Behnken响应曲面法考察了Fe∶Si、改性剂量、改性温度对高聚复配絮凝剂制备的单独作用及交互影响作用,并建立了剩余c(As)的数学模型。结果显示,自变量对响应值的影响次序为:Fe∶Si改性温度改性剂量,改性剂量与改性温度及改性剂量与Fe∶Si交互影响显著;数学模型拟合度程度良好,模型显著,模型预测处理后最佳剩余c(As)=18.82μg/L,最佳工艺条件为Fe∶Si=2.1∶1,改性温度=79℃,改性剂量=0.56%(PFSS溶液质量),验证实验结果为剩余c(As)=19.21μg/L,预测值与测定值偏差率为2.07%。     

磷酸改性颗粒污泥炭催化降解头孢氨苄

以厌氧颗粒污泥为底物制备了颗粒污泥炭(GSC-O),通过对其进行磷酸改性,获得了较高催化活性和较好稳定性的磷酸改性颗粒污泥炭(GSC-P)。在催化湿式过氧化氢氧化体系中,分别考察了温度、pH、过氧化氢投加量、催化剂投加量、反应物初始浓度和反应时间等因素对头孢氨苄降解的影响。结果表明,GSC-P的催化性能远高于GSC-O。GSC-P催化降解头孢氨苄的最佳反应条件宜为：温度60 ℃、pH为3、过氧化氢投加量为1.0 g·L⁻¹、催化剂投加量为1.0 g·L⁻¹、反应物初始浓度为100 mg·L⁻¹和反应时间300 min,在此条件下头孢氨苄的转化率高达89.6%。此外,对GSC-P的稳定性进行了评价。在重复利用5次后,催化剂上的活性组分铁的溶出率仅为0.83%,头孢氨苄的转化率稳定在80%~88%。以上研究结果表明,以磷酸改性后的颗粒污泥炭的比表面积和孔容积增大、表面铁含量较多、官能团丰富,催化活性显著提升,且具有磁性,有利于回收利用。     

钒基催化剂降解氯苯的原位红外分析

V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂被广泛应用于脱硝,且由于V₂O₅抗氯中毒能力强,对于氯代挥发性有机物(CVOCs)的催化降解也具有较好效果。通过浸渍法制备了不同V₂O₅和WO₃含量的负载型催化剂,采用氯苯作为CVOCs的模型化合物,对催化剂进行了活性评价和原位红外实验研究,在分子层面明确V₂O₅和WO₃在氯苯催化氧化过程中的作用。结果表明：增加V₂O₅含量是提高催化剂活性和稳定性的关键;氯苯在不同活性组分上的降解途径类似,均为苯环逐渐氧化开环及后续中间产物的氧化过程;V₂O₅对氯苯具有较强的氧化能力,在100 ℃即可观察到大量中间产物,且随着温度的升高,中间产物可迅速被氧化分解。相对而言,WO₃的氧化性能很差,仅在温度达到300 ℃才可明显观察到中间产物,但V₂O₅和WO₃之间存在协同作用。以上分子层面的反应机制研究,有助于明确催化剂各组分的具体作用,进一步指导开发性能更好的钒基催化剂,用于CVOCs的催化氧化。     

基于自然语言处理和机器学习的疑似土壤污染企业识别

针对污染场地识别的精准性不高、科学性不足、全面性不够和数据共享难度大等问题,以南方某地级市为研究区,借助大数据平台,基于自然语言处理和机器学习,通过引入摘要中热词权重构建改进型朴素贝叶斯模型,并对兴趣点(POI)数据进行中类行业预测和污染企业识别。结果表明,与随机森林算法和XGBoost算法相比,朴素贝叶斯算法的性能最佳;企业名称+经营范围构建有语义词汇库后,朴素贝叶斯算法的准确率、召回率和综合评价指标(F₁)值得到大幅提升,分别提高了0.23、0.23和0.23;采用权重1.27和平滑参数α为1.10后,建立了改进型朴素贝叶斯模型,实现了行业类别预测,相应的准确率、召回率和F₁值分别为0.63、0.62和0.63;识别出研究区中26个疑似土壤污染行业有关1774家企业。改进型朴素贝叶斯模型能够有效地预测疑似土壤污染企业,具有较好的准确率与召回率,能够为场地污染识别与风险管控实践提供理论依据和设计参数。