钛基修饰电极催化电解去除水中硝酸盐氮的研究

利用热分解法制备CuO修饰Ti基阴极和SnO2-Sb2O5修饰Ti基阳极,组成无隔膜电解体系,以模拟废水(NO3--N 50mg/L)为对象,进行了水中NO3--N去除实验研究.结果数据表明,CuO修饰Ti基阴极对水中NO3--N的去除率随电流密度、极板间距、搅拌强度和电解时间增加而增加,在电流密度10mA/cm2、极板间距9mm、中等搅拌强度下电解150min,NO3--N催化还原去除率可达93.8%.Cl-支持电解可使NO3--N催化还原产物NH4+-N氧化为N2-N去除.在电流密度10mA/cm2、极板间距9mm、NaCl添加量600mg/L、中等搅拌强度下电解120min后,NO3--N和TN的去除率达到89.3%和86.9%,NO2--N和NH4+-N未检出.分析认为NO3--N还原机制为NOx中O被阴极表面Cu吸附固定,N—O键受氢攻击破坏,逐步还原.阳极电解Cl-生成HOCl,HOCl氧化NH4+-N成N2-N.     

潮白河再生水生态补给河道区浅层地下水氮转化

再生水与天然地下水水质存在差异,利用再生水生态补给河道区可能会带来环境风险.引温济潮工程已运行10余年,为研究再生水长期河道入渗下不同位置地下水氮组分的演化特征与机制,收集近11年的地表水与地下水监测资料.采用聚类分析将地表水划分为不同区域后选择典型地下水监测点分析氮组分的演化差异,并利用Cl-计算混合比得出地下水中目标成分的计算浓度,初步推测地表水入渗后发生的氮转化,并选取DO、TOC、底泥、水文地质条件等环境指标分析证明.结果表明:①地表水明显分为3组,包括减河、土坝以北潮白河段、土坝以南潮白河段,各组间指标存在显著差异,影响水质差异的主要因素为再生水的氮、磷含量及水体流态.②再生水入渗过程中,包气带或黏土层较厚有利于氮的去除,减河和土坝以北潮白河段地表水中的NO₃--N流经包气带时通过反硝化与同化作用衰减,NH₄+-N通过吸附与硝化作用得以去除,入渗后未引起地下水中的氮浓度明显增加.③而土坝以南潮白河段,河道补水后翌年地下水位抬升并趋于稳定,长期地表水入渗使底泥的氮和有机质含量升高,使得该断面于2013年后达到适宜的碳氮比而发生有机氮矿化作用,由于包气带较薄,生成的NH₄+-N较少吸附于土壤介质中,易随水流入渗而引起地下水中ρ（NH₄+-N）升高.研究显示,再生水入渗过程中,包气带或黏土层较厚可有效去除氮组分,但部分地区包气带较薄且发生有机氮矿化作用会增加地下水的氮污染风险.      

喷灌和沟灌方式对农田土壤NH3挥发的影响

研究了2016和2017年传统灌溉（沟灌）和节水灌溉（喷灌）方式氨（NH₃）挥发的季节年际动态变化特征及其影响因素.采用通气法进行原位监测,分析了土壤温度、体积含水量、铵态氮（NH₄⁺-N）、硝态氮（NO₃^--N）以及气温降水等因素对NH₃挥发的影响.结果表明,NH₃挥发速率的峰值出现在施用氮肥后1~2周,喷灌有效降低NH₃挥发峰值,喷灌和沟灌的NH₃挥发速率峰值在2016年分别为2.67kg/（hm²·d）和11.11kg/（hm²·d）,2017年分别为2.42kg/（hm²·d）和11.73kg/（hm²·d）;马铃薯生长季NH₃挥发存在明显的季节变化,挥发高峰主要发生在7~8月,追肥期高于基肥期.2016~2017年农田土壤NH₃累积挥发量均表现为喷灌<沟灌,与沟灌相比,喷灌分别减少58.15%和43.55%.NH₃挥发速率与土壤温度呈显著正相关（P<0.05）,与体积含水量、NH₄⁺-N、NO₃^--N浓度呈极显著正相关（P<0.01）.     

非均相催化湿式氧化技术处理4-氯酚

研究了以负载于活性炭上的三氯化铁为催化剂,以氧气为氧化剂的非均相催化湿式氧化体系处理4-氯酚废水工艺.通过正交实验方法,从反应温度、时间、压力、催化剂用量等方面初步考察了4-氯酚在该体系中的氧化效果.在150 ℃,0.5MPa氧气,催化剂用量为30%(摩尔分数),反应4 h,对降解过程所得的中间产物和终产物进行了分析.结果表明,该体系对4-氯酚的去除率能够达到67%,COD_Cr降低了39%.并且初步探索了将亚硝酸钠加入到三氯化铁/活性炭催化氧化体系后形成的共催化氧化体系中4-氯酚的降解效果,发现亚硝酸钠的加入对4-氯酚的去除有很大的促进作用.      

自催化氧化还原技术处理PCB络合废水试验研究

针对PCB络合废水络合铜浓度高、COD难达标、可生化性差等特点,在研究铜对铁碳微电解和Fenton氧化的催化作用的基础上,采用催化铁内电解-Fenton催化氧化联合自催化氧化还原技术对PCB络合废水进行处理,并通过混凝实验进一步去除废水中污染物。零价铁可置换出络合铜中的铜,单质铜与零价铁可形成Fe-Cu催化还原体系,对Fenton氧化也具有催化作用,可有效提高废水的处理效果。通过单因素实验确定各工艺最佳反应条件,实验结果表明,催化铁内电解最佳工艺条件为:p H=2,反应时间为60 min,铁屑投加量为5 g/L;Fenton催化氧化最佳工艺条件为:p H=3,反应时间为60 min,H2O2投加量为15 m L/L;混凝实验PAM最佳投加量为10 mg/L。最佳工艺条件下废水COD和总铜去除率分别可达到94.5%和98.8%,B/C由0.12提高到0.32,废水可生化性得到显著提高,为后续处理创造了条件。     

CANNED工艺电化学生物反硝化段的电化学脱氮效能

研究了HRT为24 h,电流密度为0.052 mA/cm²,纯电化学条件下进水氮形态分别为NO₂^--N,NH₄⁺-N和NO₂^--N+NH₄⁺-N三种情况下,生物挂膜前亚硝化/电化学生物反硝化全自养脱氮工艺（CANNED）中的电化学生物反硝化段的电化学脱氮效能。结果表明,当只投加NO₂^--N,浓度从100 mg/L增加到400 mg/L时,电化学生物反硝化段对NO₂^--N的去除率随其浓度的增大而减小,从40%左右逐渐降至20%左右,可能是由自配水中恒定的Cl^-所生成的HClO氧化造成;当只投加NH₄⁺-N,浓度从100 mg/L增加到400 mg/L时,电化学生物反硝化段对NH₄⁺-N的去除率均为35%左右,主要因为自配水中的NH₄⁺-N是以NH₄Cl形式投加,随着NH₄⁺-N浓度的增加Cl^-浓度也增加,能与NH₄⁺-N反应的HClO增多;当同时投加NO₂^--N和NH₄⁺-N时,NO₂^--N和NH₄⁺-N的去除率与各自单独投加时相比几乎没有变化,说明在电化学条件下,自配水中Cl^-对NO₂^--N,NH₄⁺-N均有一定的去除,且NH₄⁺-N和NO₂^--N的去除之间没有相互影响。     

固定床-微电解反硝化去除饮用水中的硝酸盐氮

研究了一种电化学与生物膜集成的固定床-微电解反应器采用活性炭作为固定床填料,石墨板为阳极,碳纤维为阴极,通过电化学过程产氢作为反硝化的电子供体,在反应器内创造一种还原性条件,对含有硝酸盐氮的饮用水进行反硝化脱除.结果表明,在进水流量为40mL/h、硝酸盐氮浓度为40mg/L、电流强度达到14mA时,所研究的反应器对水中的硝酸盐氮可以100%去除,水中未检出亚硝酸盐氮.由于反硝化过程不加外加任何有机物,也不产生任何二次污染物,该除氮方法具有安全性.     

Ag/Fe催化还原体系处理水体中氯代烃的研究

研究了水体中的三氯甲烷(CF)、四氯化碳(CT)、1,1,1-三氯乙烷(1,1,1-TCA)、1,1,2,2-四氯乙烷(1,1,2,2-TeCA)、六氯乙烷(HCA)、三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)在Ag/Fe以及Fe⁰还原体系中的还原脱氯反应.结果表明,Ag的加入会明显提高氯代烃的还原脱氯速率,铁表面积浓度为150 m²·L^-1时,如果单独使用Fe⁰,CF、CT、1,1,1-TCA、1,1,2,2-TeCA、     

不同灌溉方式旱田土壤N2O排放和氮素淋溶特征

通过野外原位监测试验,利用静态箱-气相色谱法、土壤溶液提取器分别对旱田土壤N₂O排放及氮素淋溶进行2018和2019年连续两年观测.试验设计为DCK （滴灌无肥）、DD （滴灌+N 500kg/hm²）、DG （滴灌+N 1000kg/hm²）、FCK （沟灌无肥）、FD （沟灌+N 500kg/hm²）、FG （沟灌+N 1000kg/hm²）.结果表明,不同施氮量、不同灌溉方式对N₂O排放和氮素淋溶量影响具有极显著差异（P<0.01）.N₂O排放量随施氮量的增加而增加,滴灌与沟灌相比可有效降低N₂O排放,2018和2019年FCK、FD、FG的N₂O累积排放量分别为2,23.79,45.73kg/hm²和2.08,6.23,13.93kg/hm²,而DCK、DD、DG分别降低了35%、80.9%、75.6%和26.7%、66.4%、21.5%.2018和2019年旱田土壤氮素淋溶量均表现为：滴灌<沟灌,80cm深度土壤溶液氮素淋溶量<40cm.2018和2019年相同施氮量下滴灌与沟灌相比,在40cm和80cm分别能减少氮素淋溶量36.95%~63.10%和54.93%~87.92%.主成分分析结果表明,影响N₂O排放的主要环境因子为土壤NO₃^--N含量和降水频率,相关系数分别为0.689、0.596;影响氮素淋溶量的主要环境因子为降水频率和灌水频率,相关系数分别为0.697和-0.729.滴灌可有效减少N₂O排放和氮素淋溶量,在提高肥料利用率的同时可减轻环境污染.     

臭氧生物活性炭工艺深度处理微污染原水

以广州东江水源为原水,研究了臭氧生物活性炭深度处理工艺对污染物的去除效果。结果表明:实验期间炭滤出水高锰酸盐指数、NH4+-N、NO2--N和浊度指标平均值分别为1.09mg/L、0.04mg/L、0.003mg/L和0.42ntu,平均去除率达65.34%、96.03%、98.24%和96.33%。所测项目相对于国家新颁布的《生活饮用水卫生标准》(5479-2006)达标率为100%。     

东山岛地下水“三氮”空间分布特征

东山岛地下水是岛上居民饮用水、生活用水、农业灌溉、淡水养殖的主要来源.研究东山岛地下水中"三氮"的空间分布特征及其变异规律、污染来源、影响因素,对了解东山岛地下水"三氮"污染状况、"三氮"污染的控制和防治、居民健康风险控制等具有重要的意义.本研究应用地统计学方法分析了东山岛地下水中"三氮"含量的空间变异特征,采用Kriging方法对未观测点进行趋势面分析,并分析了东山岛地下水中"三氮"的污染特征.结果表明,东山岛地下水氨氮和亚硝酸盐氮的含量总体较低,但空间变异性较大,自相关性较差,而硝酸盐氮的含量普遍较高,空间分布表现为中等变异,空间自相关性较好;"三氮"在全岛的空间分布特征相似,浓度高值区均分布在近海陆域;城镇和村庄生活污染和人畜排泄物是东山岛地下水"三氮"污染的主要来源,是东山岛地下水污染控制的首要措施;土地利用类型、土壤类型、地下水埋深、p H、溶解氧、季节和Fe2+等都是影响东山岛地下水中"三氮"迁移转化的要素,是东山岛地下水氮污染治理需要考虑的因素.     

改性贵金属催化剂催化还原脱除NO

含有NO的工业废气直接排放会严重污染空气,须对含有NO的工业废气进行净化处理.采用NH3为还原剂贵金属铂催化剂进行了低温还原NO脱除烟气中氮氧化物性能的研究.结果表明:实验室制备的贵金属铂催化剂具有高的低温活性和选择性催化还原脱除NO的性能,但该催化剂易被原料气中少量的硫化物(SO₂)中毒而影响其稳定性;用稀土元素La和Ce对贵金属铂催化剂进行改性,改性后贵金属铂催化剂的稳定性得到了大幅度提高,出口气体中氮氧化物浓度大幅度降低.本实验Pt∶La∶Ce最佳摩尔比为1∶3.78∶3.56.     

硝酸盐对淡水水生生物毒性及水质基准推导

为推导保护淡水水生生物的NO3-水质基准,收集了NO3-的水生生物毒性数据,然后分析了不同水生生物类群的毒性敏感性,并分别采用评价因子法、毒性百分数排序法和物种敏感度分布法进行基准值推导.结果表明,不同生物类群的水生生物对NO3-毒性的敏感性存在明显差异,其敏感性排序为节肢动物门>软体动物门>脊索动物门;甲壳纲>昆虫纲>腹足纲>双壳>两栖纲>辐鳍纲.3种基准计算方法得到的基准值存在一定差异,最终推荐采用毒性百分数排序法得出的87.97mg·L-1和5.17 mg·L-1为现阶段NO3-(以N计)的水质急性毒性和慢性毒性基准值.     

氧化铝载体下二氧化氯催化氧化处理印染废水

研究了二氧化氯化学氧化体系和二氧化氯催化氧化体系。实验结果表明:单用二氧化氯化学氧化处理COD为2700mg/L的活性艳红染料配制废水时,最佳反应pH值为10,氧化剂经济用量为800mgClO2/L废水,反应时间为30min,COD去除率可达63%左右,氧化指数(COD削减量∶ClO2投加量)=2.18。当二氧化氯与自制催化剂所组成的催化氧化体系用于对活性艳红染料配制废水的处理时,最佳反应pH值为10左右,氧化剂经济用量为1000mgClO2/L废水,反应时间为90min,COD去除率可达83.4%,氧化指数=2.25。结果表明,二氧化氯催化氧化法是一种新型高效的处理难降解废水的技术,有着广阔的应用前景。     

Fe~0催化还原转化水中CCl_4的实验研究

通过在Fe0表面化学沉积Cu、Ag、Pd、Ni构建了Cu/Fe、Ag/Fe、Pd,Fe、Ni/Fe多种双金属催化还原体系.通过序批实验研究了水体中毒性污染物CCl在Fe0以及上述双金属催化Fe0体系中的还原脱氯.结果表明,CCl4在上述5种Fe0还原体系中都能发生快速还原脱氯反应,Cu、Ag、Pd等催化剂的加入能明显提高反应速率.还原脱氯反应服从准一级反应动力学方程,CCl4水溶液在Fe0、Cu/Fe、Ag/Fe、Pd/Fe、Ni/Fe 5种还原体系中的反应速率常数分别为0.039 3、0.092 5、0.158、0.049 6和0.053 3 min-1.使用GC/MS分析了CCl4在各种还原体系中的还原脱氯产物,探讨了水体中CCl4还原脱氯降解的反应途径和可能中间产物.CCL4在不同反应体系中不但反应速率不同而且降解产物也不相同,在Cu/Fe、Ag/Fe体系产物以三氯甲烷、二氯甲烷为主,而在Pd/Fe体系主要为甲烷.逐步氢解是CCl4在Fe0还原体系中发生还原脱氯反应的最主要途径.     

纳米TiO2光催化氧化技术研究进展

从纳米TiO2 的光催化反应机理 ,影响光催化反应的各种因素 ,提高光催化活性途径及催化剂载体的研究等方面 ,对光催化降解水中有机污染物的研究作了详细概述。     

钠化氧化法回收电镀污泥中铬的试验研究

采用中温焙烧-钠化氧化法从电镀污泥中回收重金属铬,通过单因素实验确定影响回收效率的主要因素为:焙烧温度、污泥与碳酸钠之比、水浸时间、焙烧时间。采用正交实验找出最优的操作条件为焙烧温度650℃、污泥:Na2CO3为1:1、水浸时间1.0h、焙烧时间2h。试验表明回收铬的质量可达到污泥质量的8.34%,铬回收率可>90%。     

光化学氧化法处理垃圾渗滤液影响因素的研究

以光化学氧化法处理垃圾渗滤液为研究对象,对不同光反应器、H2O2的投加方式、渗滤液曝气、不同光源以及原水初始COD浓度等影响因素进行了探讨,实验结果表明：旋转式反应器对COD去除效果最高,降膜反应器虽效率略差,但结构简单,光源无污染,易于在工程中使用;H2O2一次性投加更有利于COD的去除;在合适时间段采取曝气方式可提高紫外光氧化反应速度;紫外灯光对COD去除较好,而太阳光对COD去除稍差,可能耗低、成本低,在污染物治理时有广阔的应用前景;COD去除效率随原水初始COD浓度的增加而增加。