Photoelectrocatalytic degradation of recalcitrant organic pollutants using TiO2 film electrodes: an overview

Photoelectrocatalytic (PEC) technology involved applying an electrical bias to a TiO₂ film electrode, has been widely applied to the degradation of refractory organic pollutants, owing to its high degradation efficiency. This paper reviews recent developments in the PEC degradation of recalcitrant organic contaminants using a TiO₂ film electrode. The preparation and application of various TiO₂ film electrodes have been investigated, as well as the parameters that influence PEC activity such as the crystal structure, the film thickness and substrate material, the applied electrical bias, the solution pH and conductivity. The improvement of PEC activity by doping the TiO₂ film electrode with metal and non-metal ions has been discussed. The mechanism and kinetics for the PEC degradation of organic pollutants have also been highlighted.     

有机改性剂对水中有机氯农药提取效率的影响研究

通过有机改性剂在液液萃取和固相萃取条件下水中有机氯农药的提取效率比对分析,首次探讨了有机改性剂对水中有机氯农药提取效率的影响。结果表明,(1)液液萃取前处理水样中不加有机改性剂、固相萃取前处理水样中添加一定量有机改性剂时,水中有机氯农药的提取效率较高;(2)采用正交实验优化水中有机氯农药固相萃取的提取效率实验表明,有机改性剂添加量对其影响大于有机改性剂种类对其影响;最佳优化方案为水样中添加1%甲醇时,提取效率最高。     

常规组合工艺-稳定塘-湿地系统处理印染废水

针对工业园区印染企业产生的印染废水和生活污水,采用独特的"常规组合工艺与‘植物稳定塘-人工湿地系统’联合工艺"对其进行集中统一处理,并考察了运行效果。数据结果表明,系统出水COD、BOD5、SS、色度、NH3-N和TP平均分别为63.2 mg/L、13.8 mg/L、5.0 mg/L、49倍、0.2 mg/L和0.4 mg/L,出水水质达到国家污水综合排放一级标准(GB8978-1996)。该工艺运行稳定,可有效去除废水中的COD、SS和色度,去除率均在90%以上。按日均处理量4×104m3计算,此工艺每年将削减COD排放近30万t。     

猪场废水的厌氧消化除磷机制

采用批式厌氧消化实验,研究了猪场废水厌氧消化过程中生物、物理和化学作用对磷去除的贡献。结果表明,厌氧消化6 d,灭菌的混合液几乎没有磷被去除;未灭菌的混合液,上清液总磷去除率为57.3%,且随着混合液总磷的减少,吸收液的磷逐渐增多,说明废水中的部分磷被转化成气态磷化合物并释放。将原水在4℃、厌氧条件下静置6 d,废水TP去除率为70.7%,说明物理沉降的除磷作用显著。对厌氧消化前后的污泥进行浸提,发现没有灭菌、灭菌混合液的污泥的Ca、Mg-RP(HCl-RP)含量分别增加93.4%和50.5%。由于没有灭菌的混合液的pH不断升高,灭菌的混合液的pH不断下降,说明生物的新陈代谢活动使得环境条件改变(pH增加)而有利于磷化合物沉淀的形成。实验表明,猪场废水厌氧消化过程中磷的去除是物理、化学及生物过程共同作用的结果。     

山阴地区浅层沉积物中砷的分布特征及吸附行为

本文通过室内实验的方法,对山阴高砷地下水地区不同浅层沉积物中砷的分布特征及吸附行为进行了研究。结果表明：研究区内饮用水浓度高,病情重。浅层承压含水层中的砷含量平均值为290 mg/kg,在17.4～22.7 m段的平均值达643 mg/kg,22.7～25.8 m段的平均值为115 mg/kg,25.8 m以下的平均值为212 mg/kg。As（Ⅲ）、As（Ⅴ）在4种沉积物表面上的动力学吸附过程均符合Lagergren模型,相关系数达0.9以上。沉积物对As（Ⅴ）的吸附速率较As（Ⅲ）快,但As（Ⅲ）在沉积物中的吸附比As（Ⅴ）稳定。4种含水层介质对As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的吸附速率依次为粘土〉亚粘土〉粉砂〉中砂。吸附动力学吸附过程符合二级速率方程。Freundlich方程和Langmuir方程对As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的吸附过程拟合性最佳,相关系数均在0.95以上。沉积物对As（Ⅲ）吸附的最佳pH在7～8范围内,As（Ⅴ）吸附的最佳pH在5～6左右。此外,沉积物对砷的吸附性能主要受沉积物颗粒大小、矿物成分等因素综合作用的影响,而非各组分吸附砷的简单加和。     

碱激发粉煤灰对Cs~+的吸附行为

将粉煤灰进行碱激发改性,运用XRD和SEM技术对碱激发粉煤灰进行了表征,通过静态平衡吸附实验研究了碱激发粉煤灰对Cs+的吸附动力学和热力学特性,并对吸附前后的碱激发粉煤灰进行了FTIR分析。表征结果显示,碱激发处理后,粉煤灰的晶相发生了改变,且粉煤灰表面密实的硬壳层被破坏。实验结果表明:在初始Cs+质量浓度为200 mg/L、吸附温度为25℃、溶液pH为10、碱激发粉煤灰投加量为12.0 g/L的条件下,碱激发粉煤灰对Cs+的平衡吸附率可达80%以上,其吸附能力比碱激发前提高了3倍以上;吸附过程可用准二阶动力学方程来描述,并较好地符合Langmuir等温吸附模型;碱激发粉煤灰对Cs+的吸附是吸热过程,且能自发进行;该过程以物理吸附为主,并伴随化学吸附。     

水泥窑协同处置含油污泥

含油污泥是石油石化生产过程中产生的一种含油固体废弃物,现有的含油污泥处理技术主要解决了油泥中油气资源的部分回收,未实现油泥的彻底无害化。采用能谱仪、原子荧光光度计和等离子体发射光谱仪等检测手段,检测了不同油田含油污泥的成分、热值及重金属含量,并与水泥生产的相关标准进行了对比分析。结果表明,含油污泥灰分中氧化钙、氧化硅等含量总和均大于80%;灰分中重金属含量基本满足《水泥工厂设计规范》GB50295-2008中水泥熟料重金属含量要求,可作为水泥生产的替代原料。采集的各油田含油污泥平均热值达17.6 MJ/kg,大部分含油污泥都可以作为水泥生产的替代燃料。同时,水泥窑协同处置含油污泥时有害有机物被彻底分解,不会产生二次污染,能真正实现含油污泥的减量化、资源化和无害化,是一项值得推广的处置方式。     

微污染矿井水中微絮体的形成及分形特征

利用分形理论阐述了微污染矿井水中微絮体形成的分形生长特征,考察了微絮体形成过程中的影响因素,探讨了微絮凝机理,利用絮体的分形维数表征各影响因素对微絮体形态的作用结果,结果表明,微絮体形态与其分形维数之间具有良好的相关性,且分形维数越大,微絮体更加紧实,越易于沉降,滤后水的浊度越小;同时考察了微量铁锰离子对微絮体形态的影响,为微絮凝深床过滤工艺参数的改进提出了建议.     

土壤生物过滤去除畜禽养殖臭气

研究土壤生物过滤去除畜禽养殖臭气,旨在为土壤生物滤体除臭装置主要结构参数和运行参数及其优化配置提供依据。建立能同时进行多个处理的生物过滤除臭实验装置,分析影响土壤生物过滤法除臭效果的环境因子。结果表明,活性滤料组合草腐土75%,珍珠岩20%,黑炭5%,滤层高度1 000 mm,滤料表面负荷18 m3/(m2.h),滤料湿度55%的条件下,主要恶臭气体和温室气体释放物NH3、CH4、H2S和CO2去除率>95%,CO和NO2去除率>85%,与畜禽臭气共同扩散的总挥发性有机物(TVOC)、可吸入颗粒物(PM10)和总悬浮物(TSP)去除率>95%,系统排出气体的臭气浓度7.5～8.0,均符合达标排放要求。系统加湿策略应控制滤料湿度(52±3)%,不会出现气道"短路"现象,除臭效果稳定。     

土霉素在4种人工湿地基质上的吸附-解吸特性

为了研究土霉素在人工湿地基质床中的行为机制,本实验采用批量平衡方法研究了壤土、煤灰渣、粗砂和细砂等4种人工湿地基质材料对土霉素的吸附、解吸特性。结果表明,土霉素在人工湿地基质材料上的吸附可分为前4小时的快速吸附阶段和之后的慢速吸附阶段,14 h后达到吸附平衡,这一吸附平衡时间明显低于一般人工湿地系统的水力停留时间。可以认为,土霉素在人工湿地中有足够的时间吸附于基质层上,其吸附量的大小主要取决于基质材料的性质。土霉素在4种基质材料上的等温吸附实验表明,吸附等温线均呈非线性,用Freundlich方程能较好地对吸附数据进行非线性拟合。在4种人工湿地基质材料中,煤灰渣对土霉素的吸附作用最强,通过Freundlich方程拟合的吸附容量参数(KF)为280.2;其次为壤土,KF值为129.3;粗砂和细砂的吸附作用较弱,KF值分别为53.2和64.5。人工湿地基质材料对土霉素的吸附能力主要与基质有机质含量、粘粒含量、Fe2O3含量、阳离子交换量和Al2O3含量呈正相关。土霉素在4种人工湿地基质材料上的解吸均存在滞后现象,相对于壤土和煤灰渣,吸附于粗砂和细砂上的土霉素更容易被解吸下来。