几种不同处理方法对活性炭表面化学性质的影响

活性炭表面官能团的种类和数量决定了活性炭的表面化学性质,而化学性质决定了活性炭的表面吸附特性。使用5种常见的处理方法处理活性炭,采用Boehm滴定法,XPS对活性炭进行表征,通过单因素实验系统地考察了活性炭表面含氧官能团及碱度随处理条件的变化,同时通过碱度变化讨论了部分处理方法对于原活性炭表面灰分的去除。结果表明:在处理液150 mL、20℃、200 r/min条件下:50 g活性炭经0.01～5 mol/L HCl处理4 h,活性炭表面碱度降低范围63.2%～76.5%,灰分去除效果好,低浓度的盐酸就能达到较好的灰分去除效果,活性炭表面没有形成大量的含氧官能团;在HNO3浓度1～12 mol/L、处理时间1～8 h、活性炭量25～75 g条件下处理后总碱度降低显著,灰分去除效果优于HCl处理,HNO3氧化作用使活性炭表面形成了大量含氧官能团,总酸度、羧基、内酯基、酚羟基含量均相对于原活性炭增加明显;在H2O2质量浓度5%～20%、处理时间0.5～4 h、活性炭量25～75 g条件下处理后碱性灰分去除不好,活性炭表面没有形成大量含氧官能团,H2O2处理引起活性炭表面化学性质变化较小;在NaOH浓度0.1～2 mol/L、处理时间1～8 h、活性炭量25～75 g条件下处理后碱度增加明显,酸度减小明显,羧基、酚羟基含量降低。50 g活性炭在微波功率100～500 W、处理时间2～10 min、载气流量600～1 400 mL/min条件下经微波处理后,微波热效应导致含氧官能团分解,总碱度增加,总酸度下降,羧基含量、内酯基含量降低,酚羟基含量因条件的不同而变现出不同的变化。     

植物对潜流人工湿地净化微污染水效果的影响研究

以4种湿地植物为实验对象,在野外构建中试潜流人工湿地,研究了不同植物及植物连根收割对湿地运行效果的影响。结果显示,植物明显提升了湿地的去污效果;其中美人蕉湿地的TP和NH4+-N去除率最高,达到55.6%和78%;空心菜湿地的TN去除率最高,达到80.5%;芦竹湿地的COD去除率最高,为26.6%;植物连根收割后,湿地运行效果下降;其中TN去除率降至空白水平之下,而其他污染指标下降至略高于空白的水平。     

椰壳活性炭吸附消除VOCs

对一种椰壳活性炭对甲基丙烯酸甲酯的吸附消除行为进行了研究,重点考察了甲基丙烯酸甲酯的浓度、流速和吸附温度等条件以及水汽存在时对活性炭吸附行为的影响。结果表明,该颗粒活性炭对甲基丙烯酸甲酯有良好的吸附效果,甲基丙烯酸甲酯进口浓度和进气量的改变均会影响吸附饱和时间,导致其增加或减少。通过变温吸附实验确定降低环境温度对其吸附有促进作用。湿度为50%时吸附量相对干气饱和吸附量影响较小,说明该活性炭抗水汽能力较好。经多次重复再生实验,其饱和吸附量未见明显下降。     

热解吸对土壤中POPs农药的去除及土壤理化性质的影响

为探索土壤热解吸修复技术对POPs污染土壤的修复效果及修复后土壤可耕作性,选择北京某农药厂旧址的POPs农药污染土壤,研究了不同温度下热解吸处理后土壤中滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)各组分的去除率以及土壤理化性质的变化。结果表明,热解吸修复技术可有效去除土壤中POPs农药,其中,p,p’-DDE与α-HCH组分去除率受热解吸温度的影响比其他组分更为明显。∑HCH与∑DDT在310℃、340℃时分别达到97%、99%的去除率,且此时土壤中的污染物含量低于我国《展览会用地土壤环境质量评价标准》,此后去除率受温度的影响不明显。热解吸温度对修复后土壤的理化性质有一定的影响,不同温度影响的程度各不相同,其中,有机质含量与全氮含量分别由0.78%、0.0352%降至0.14%、0.0107%;pH波动幅度较小,由7.80变至8.25;阳离子交换量变化存在波动,但呈整体下降趋势,由7.87 mg/kg降至5.00mg/kg;土壤中速效磷显著增加,由7.59 mg/kg升至21.8 mg/kg。而在最优温度条件下,土壤理化性质受热解吸温度的影响较小。由此可以说明,热解吸技术可以用于POPs污染土壤的修复,选择适当的热解吸温度对土壤的可耕作性影响有限,因而是一种潜在的绿色修复技术。     

石油污染土壤的生物修复室内模拟实验研究

在实验室模拟的条件下,利用从克拉玛依的石油污染土壤中筛选出的4株高效降解菌,以石油烃降解率、脱氢酶活性、呼吸强度、微生物量碳氮和土壤毒性作为评价指标,研究不加生物菌剂不翻耕、不加生物菌剂翻耕、加生物菌剂不翻耕、加生物菌剂翻耕、加固定化菌剂不翻耕和加固定化菌剂翻耕6种不同实验条件对石油污染土壤修复的效果。结果表明,在63 d的修复过程中,加固定化菌剂翻耕实验F组的石油去除率达到了78.7%,比不加生物菌剂不翻耕实验A组的石油去除率提高了49.5%。随着土壤毒性逐渐降低,玉米(Zea mays L.)和赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)可以在F组土壤中良好的生长,达到了修复的效果。     

改性酚醛基炭泡沫的表面结构及脱硫脱硝

采用前驱体改性的方法,以CuCl2、FeCl2和MgCl2为改性剂,制备出改性酚醛泡沫,经炭化/活化得到改性酚醛基炭泡沫。研究了不同金属对酚醛基炭泡沫表面物理与化学特性的影响,并进行同时脱硫脱硝实验研究。通过研究发现,添加CuCl2的样品比添加FeCl2、MgCl2的样品的中孔孔容大接近10倍;比表面积和孔容是CFCu>CF0>CFFe>CFMg;金属改性剂主要以金属和金属氧化物的形式存在于酚醛基炭泡沫中,而表面其他官能团大体结构不变。经CuCl2、FeCl2和MgCl2改性后,脱硫效率分别提高了39%、11%和13%,脱硝效率分别提高了19%、10%和4%,其中以CuCl2改性的酚醛基炭泡沫的效率最高。     

强化混凝工艺深度处理给水厂排泥废水

水厂废水的综合处理与回用是我国供水行业的新趋势和节水目标所在,采用强化混凝技术进行水厂排泥废水的深度处理。通过混凝剂筛选实验和有机物表征确定最佳混凝剂为高效聚合铝(HPAC),适宜投加量为650 mg/L。当混凝剂HPAC投加量为650 mg/L时,对COD、TOC、浊度和色度的去除率分别为82.5%、89.8%、95%和92.5%,相应的出水值分别为58 mg/L、8.46 mg/L、2.35 NTU、13度,COD满足《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的要求(COD≤100 mg/L),同时实验结果显示聚合氯化铝(PAC)、HPAC、三氯化铁(FeCl3)主要去除分子量处于>1 300 Da范围的有机物,对分子量处于744～1 300 Da之间的有机物去除有限。     

林可霉素菌(Streptomyces lincolnensis)利用吡唑酮废水的研究

采用被吡唑酮废液驯化、分离、筛选后的林可霉素菌,并对其在摇瓶上利用吡唑酮废液中的硫酸铵发酵(7 d)生产林可霉素进行了研究。实验结果表明,废液加入培养基体积比都为1∶10,实验1中菌丝代谢和对照比正常,其中还原糖利用最快,在发酵后期为0.24 mg/L,林可霉素起步效价最低为2 100 IU/mL,与对照相比最后发酵效价降低了70 IU/mL;实验2发酵过程pH值偏低,全程为5.86～6.50,氨基氮代谢缓慢为40 mg/100 mL,最后林可霉素效价最低为4 480 IU/mL;实验3中废液在发酵进入48 h中后期的时候补入能促进菌丝体分泌,最后林可霉素为5 180 IU/mL,比对照发酵水平高出8.82%。可见实验3的实验设计有利于林可霉素菌利用吡唑酮废液生产林可霉素,为废物循环利用、变废为宝的可行性作了有意义尝试。     

Mo-N-TiO2光催化剂的制备、表征及其活性提高机制

以钼酸铵和氨水分别为钼源和氮源,采用溶胶-凝胶法制备了Mo-N-TiO2光催化剂,并对其进行了XRD、XPS和UV-visDRS表征。XRD结果表明,Mo、N共掺杂有效抑制了TiO2晶粒的生长,提高了TiO2由锐钛矿向金红石相的转变温度。UV-vis表明,Mo-N-TiO2光催化剂可见光吸收能力增强,吸收带边明显"红移",且钼酸铵添加量(相对TiO2)为0.5%的样品"红移"程度最大,最大吸收带边为550 nm。XPS分析结果表明,Mo取代了TiO2晶格中的部分Ti4+,以Mo6+形式存在的,而N以Ti—N及N—Ti—O形式存在。以罗丹明B为模型污染物,重点考察了钼酸铵添加量与焙烧温度对Mo-N-TiO2光催剂性能的影响。结果表明,400℃焙烧下、钼酸铵添加量为0.5%的样品催化活性最好。模拟太阳光下光照120min对罗丹明B的降解率达到96.8%,是纯TiO2的2.42倍。     

利用剩余活性污泥生产一次性可降解材料

为了缓解污水处理厂日益严重的污泥处置难题,实现剩余活性污泥的无害化、减量化、稳定化、资源化利用。采用SBR系统对剩余活性污泥进行10 d的驯化,加入4.0 g/L的乙酸钠作为发酵培养基碳源和前体物质,累积聚羟基烷酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHA)。30℃好氧发酵10 h后,PHA积累达1 125 mg/L,占污泥浓度(MLSS)的质量分数为35.7%。然后经过离心、烘干、粉碎后模压成型加工成一次性使用的可生物降解材料。使用正交实验进行优化,结果表明:其最佳的物料配比和模压条件为:干污泥57%;稻草纤维20%;聚乙烯醇(PVA)19%;硬脂酸钡2%;氧化钙2%;最佳工艺条件为100℃,加热1.5 h,此时加工出来的产品具有最优的抗压强度和拉伸强度。以本方法制成的可生物降解花盆其所含细菌总数、粪大肠菌群、蛔虫卵死亡率均达到国标所规定的污泥农用生物安全要求;另外,试样中未检出病毒;其重金属含量也达到国标所规定的污泥农用标准;其可生物降解性能达到了可降解材料的要求。因而本研究制备的一次性使用可降解花盆具有较好的开发和应用价值。