曝气生态浮床-渗透性反应墙组合工艺水质净化特性研究

通过中试研究,考察了EAFB-PRB组合工艺的动态水质净化特性。结果表明,在3种对比实验工况条件下,组合工艺在HRT为4.2 d时比较适宜,此时TN、TP和COD的平均去除率分别为42.15%、90.48%和61.71%;组合工艺对COD、TP的去除主要发生在浮床区,而PRB区是脱氮的主要单元,组合工艺弥补了单项技术的不足,提高了对污水水质的净化效果。     

滤坝系统对城市初期雨水的净化效果

随着我国社会经济的发展,城市初期雨水污染负荷占城市河道污染负荷比例不断增大。针对该问题,通过模拟中试试验研究了滤坝系统对城市初期雨水的净化效果。结果表明:以沸石、石灰石、海绵铁和火山岩为主要填料的滤坝系统对COD_Cr、SS、$NH_{4}^{+}$-N、TN和TP都有较好的去除效果,平均去除率分别为84.69%、89.65%、25.66%、24.46%和50.06%。滤坝系统削减污染物的主要机理是填料的物理截留和吸附、化学吸附及海绵铁的内电解反应。     

曝气复氧对滇池重污染支流底泥污染物迁移转化的影响

利用模拟试验方法,研究和探讨了河道曝气复氧对滇池重污染支流底泥污染物迁移转化的影响,结果表明:(1)曝气复氧会导致上覆水体pH值上升0.6～1.0;(2)曝气复氧对上覆水体中TN、TP的质量浓度影响相似,在好氧处理条件下呈下降趋势,而在不曝气的对照处理中呈持续上升趋势,两种状况上覆水体TN、TP的平均变化速率分别为:-0.156 mg·L-1·d-1、-0.060mg·L-1·d-1和0.414mg·L-1·d-1、0.036mg·L-1·d-1;(3)上覆水体中COD的质量浓度在好氧和对照两种处珲条件下,表现出两种不同的变化趋势,前者先上升后下降,而后者先下降后上升,平均变化速率分别为-0.361 mg·L-1·d-1和0.314 mg·L-1·d-1;(4)曝气复氧可抑制河道底泥向上覆水释放污染物质,适合于重污染河道水体修复.     

石墨烯/SiO2-聚吡咯复合材料对水中Cr(Ⅵ)的吸附

以天然石墨粉、正硅酸乙酯、吡咯单体为原料,通过溶胶-凝胶法和原位沉淀法合成高比表面积石墨烯/SiO₂-聚吡咯复合材料（GS-PPy）,并对其去除水中Cr（Ⅵ）的效果进行研究,探讨溶液pH、反应时间、反应温度等因素对吸附过程的影响,同时结合TEM、XPS、FTIR等多种表征手段,探讨GS-PPy去除Cr（Ⅵ）的反应机理。研究结果表明:在pH=2.0时,GS-PPy对Cr（Ⅵ）吸附效果最好;吸附过程符合伪二级动力学和Freundlich等温线模型,为多分子层化学吸附,反应过程为吸热反应。GS-PPy去除Cr（Ⅵ）的机理主要包括静电吸引、离子交换以及氧化还原作用。     

湘江源头某河段水体重金属污染特征与健康风险评价

为探究湘江源头某河段水体重金属分布特征并探讨其对沿岸居民健康的影响,在丰水期、枯水期以及平水期对该河段13个地表水样品中的5种重金属（As、Cu、Pb、Zn、和Cd）进行监测,通过内梅罗综合污染指数法、健康风险评价模型评价了该河段水体中5种重金属的污染现状、分布特征和可能产生的健康风险。结果表明,该河段水体中重金属浓度表现为Zn>As>Pb>Cd>Cu,污染程度为平水期≈枯水期>丰水期,且上游≈中游>下游。内梅罗综合污染指数法评价结果表明,该河段水体86.1%的采样点全年处于重度污染状态。健康风险评价结果表明,该河段地表水体中重金属引起的环境健康风险主要来自于As、Cd,二者浓度表现为上游>中游>下游,枯水期>平水期>丰水期,且儿童所面临的健康风险约为成人的2.1倍。     

粉煤灰合成沸石应用风险评估研究

以粉煤灰为原料通过改良水热法合成了粉煤灰合成沸石,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积等技术手段对其进行了表征;对粉煤灰合成沸石浸出毒性以及出水部分重金属离子浓度进行了实验研究;将使用后的粉煤灰合成沸石与土壤混合用于玉米盆栽实验,同时设置不加粉煤灰合成沸石的对照组,研究使用后粉煤灰合成沸石农用的效果。结果表明:(1)粉煤灰合成沸石主要物相成分为P型沸石,BET比表面积比粉煤灰增加了53倍(从0.867m2/g增加到45.804m2/g)。(2)粉煤灰浸出毒性均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)规定的浸出毒性鉴别标准值,其中铬、铜、镍未检出;出水部分重金属离子浓度低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中相应标准值,其中镉、铅、镍均未检出。(3)粉煤灰合成沸石添加于土壤中,对土壤pH影响不大(从6.81升至6.99),但实验组玉米根茎叶长势均好于对照组。     

粉煤灰沸石负载Ce3+/TiO2光催化降解水中的菲和荧蒽

以钛酸四丁酯为前驱体,粉煤灰合成沸石为载体,采用溶胶-凝胶方法,在低温条件下制备了稀土铈掺杂的TiO₂光催化剂。利用SEM-EDS、XRD、FTIR对催化剂进行了分析和表征。以高压汞灯为灯源,对多环芳烃菲、荧蒽的降解进行了研究。实验考查了稀土铈掺杂质量分数、催化剂用量、溶液pH、目标物初始质量浓度等因素对光催化降解的影响,研究了其光降解动力学。结果表明,当稀土铈含量为0.5%,催化剂用量为3 g/L,pH偏碱性时,催化效果最佳。光催化反应符合Langmuir-Hinshelwood 动力学规律,菲、荧蒽的降解过程符合一级反应动力学,反应速率常数分别为0.0126 min^-1,0.0099 min^-1。     

粉煤灰沸石负载铈掺杂TiO2对水体中蒽的去除

采用溶胶-凝胶法在80℃条件下制备了锐钛矿型稀土铈掺杂Ti02负载粉煤灰沸石光催化剂(以下简称光催化剂).利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对光催化剂进行了表征,同时考察了稀土铈掺杂量、光催化剂投加量、溶液pH以及蒽初始浓度对其光降解过程的影响,并研究了蒽的光降解动力学特性.结果表明,稀土铈掺杂量为0.50％(质量分数)、pH偏碱性时蒽的光降解效果最佳.光催化反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型,蒽的光降解过程符合一级反应动力学模型,反应速率常数为0.0173min-i.     

可渗透反应墙技术的水质净化特性

通过中试研究考察了可渗透反应墙(PRB)技术的动态水质净化特性。结果表明:(1)在动态条件下,PRB中试系统中COD、NH4+-N、NO3--N、TN、TP去除率随水力停留时间(HRT)的延长而增加。当HRT为7.00h时,COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别为59.4%、26.9%、76.6%、62.2%、82.0%。HRT的延长使难生物降解的有机物也得到部分降解,PRB中试系统中铁屑及新生态的[H]、铁离子的氧化还原作用可以大幅度提高水的可生化性。(2)PRB技术对COD、NH4+-N、TN、TP的去除主要发生在反应区前半段,而且PRB中试系统中COD、NH4+-N、TN、TP沿程的变化情况可用指数方程来描述,动态模型预测曲线拟合较好。同时,对于实际PRB技术工程,PRB技术选择适当的反应介质及介质配比是关键环节。