废溶剂油中二甲苯与醋酸丁酯的回收

以水作为共沸剂,采用间歇萃取精馏法从工业废溶剂油中回收二甲苯和醋酸丁酯,对预处理后的原料进行了萃取精馏。考察了油水比、分离温度、时间等操作参数对分离过程的影响。实验结果表明,在最佳的工艺条件下（回流比为5,V（油）：V（水）=1．5：1）,二甲苯和醋酸丁酯在馏出液中的质量分数均达到99％以上,二甲苯的回收率为84．14％以上,醋酸丁酯的回收率为99．43％。     

污泥干化冷凝水水质特征分析

随着我国污泥产量的急剧增加,污泥干化冷凝水的产量也在快速增加。由于污泥干化冷凝水其独特的水质特征,专门针对此类冷凝水的生物处理技术目前还非常不成熟。本研究以污泥导热干化冷凝水为研究对象,分析了其主要的水质特征,并结合实际运行结果,对污泥干化冷凝水的生物处理给出建议。分析结果显示,污泥干化冷凝水pH为5.3左右,氨氮、挥发性脂肪酸(VFA)、COD浓度分别为(1 130±320)mg/L、(6 840±1 150)mg/L、(13 810±3 280)mg/L,属于高浓度有机废水。同时,冷凝水中宏量元素和微量元素非常缺乏,会严重影响活性污泥的正常代谢以及沉降性能,通过补加缺乏元素或配比适量生活污水,活性污泥性能可得到明显改善。     

新型活性焦干法脱硫脱硝脱汞反应塔流场的模拟与优化

在CFD软件Fluent中,选择k-ε湍流模型,多孔介质模型和SIMPLE算法,对新型脱硫脱硝脱汞反应塔内的三维流场进行数值模拟,结果发现,反应塔入口处烟气流场存在大漩涡。为消除漩涡,使穿过活性焦层的烟气均匀化,以充分利用活性焦层的空间来提高脱除效率,提出在入口处加装弯曲导流板,并通过相对标准偏差确定最优导流板长度。同时模拟了在最优喷氨位置处加装涡旋混合器时氨气和烟气的混合情况。结果表明,最优导流板长度(3.6 m)明显改善了烟气的均匀性,促使入口处的压降下降100 Pa左右。涡旋混合器形成的小漩涡,增强了烟气和氨气的混合。最后对照不同流量下实验值和模拟值的压降变化,验证了多孔介质模型的可行性。模拟结果对设备的优化设计和实际运行具有指导作用。     

水体铯污染的生物效应与修复植物筛选

研究铯对水生植物的生物效应,筛选对铯富集能力强的水生植物,能够为水体铯污染的修复治理提供方法依据。设计铯污染浓度为0、0.5、2.5和10 mg/L,9种水生植物,3次重复,研究铯对不同水生植物生物效应(BE)和不同水生植物对铯的吸收和富集情况。结果表明,不同植物对水体铯污染有不同的反应。就增加鲜重而言,绿萍、水花生、轮叶狐狸藻、水蓼、水葱增加鲜重大于对照;眼子菜、水葫芦、水稻增加鲜重小于对照;不同植物的铯含量不同。平均铯含量依次为水花生 >水蓼 >水稻 >水葫芦 >水葱 >眼子菜 >轮叶狐狸藻 >绿萍,其中水花生为935.12 mg/kg DW,水蓼为825.93 mg/kg DW,水稻为723.38 mg/kg DW;不同植物清除水体铯污染的能力不同。收获时水体铯浓度降低最多至最少的依次是水蓼、水花生、水稻、轮叶狐狸藻、水葱、水葫芦、绿萍和眼子菜。根据生物效应、植物铯含量、水体铯减少情况,水花生、水蓼、水葫芦和水稻可以作为铯污染水体修复植物。     

CNTs-CeO2/H2O2复合光催化氧化体系降解水中酸性橙Ⅱ

运用"化学沉淀法",将CeO2负载到碳纳米管(CNTs)上制备复合光催化剂,采用"单因素实验法"优化了制备条件。运用透射电镜和X射线衍射仪对复合光催化剂进行了表征。结果表明,负载到CNTs上的CeO2为多晶面心立方结构,尺寸大小在6~10 nm之间,其在CNTs上分散效果好,负载均匀且负载率高。在溶液pH为5,CNTs-CeO2用量为0.50 g/L并光照2 h后,酸性橙Ⅱ的光脱色率和TOC去除率分别达到64.71%和44.25%;加入0.02 mmol/L H2O2后,CNTs-CeO2/H2O2复合体系对酸性橙Ⅱ的光脱色率和TOC去除率分别提高至91.35%和82.40%。这预示着CNTs-CeO2/H2O2复合光催化氧化体系在对水中偶氮染料的光催化处理方面具有潜在的应用价值。     

蒲绒-芦苇机械混合复合材料的吸油性能

2010年本实验室开始生物质对柴油的吸附实验,和前人的结论一致,生物质热改性后其吸油和漂浮性能提高,但成本增加很多。受到前人复合吸油材料的启发,2012年开展了蒲绒-芦苇机械混合复合材料吸油和漂浮性能的研究,并采用正交实验对影响除油效果的因素进行优化。结果表明,蒲绒-芦苇复合材料较之芦苇吸油性能提高,且比各组分的叠加饱和吸油量还高。震荡使芦苇的漂浮率明显降低,但对蒲绒及复合材料的影响较小。正交实验结果显示,投加量0.7 g,油膜厚度0.55 mm,不震荡时,蒲绒除油最佳;在相同条件下,粒径为380~500 μm的芦苇除油最佳,蒲绒和该粒径的芦苇按质量比为1:4混合成的复合材料的除油效果最佳。     

BiVO4催化剂的离子液体辅助水热合成及其可见光催化活性

采用溴化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)离子液体辅助水热合成法制备了光催化剂BiVO4。以高压氙灯作为可见光源,亚甲基蓝为目标污染物,考察反应温度、pH、反应时间和离子用量等制备条件对BiVO4的可见光催化活性的影响,确定了最佳制备条件。并采用XRD、SEM和UV-Vis漫反射等分析手段对催化剂的晶相、形貌和光学特性进行了表征。结果表明,在离子液体加入量为2 mL、pH=4、反应温度为180℃、反应时间为4 h 的条件下,制得的BiVO4催化剂的可见光光催化活性最高。制得的BiVO4为单斜相,呈分散的、大小均匀的片状,在200~500 nm范围有一个较宽的强吸收平台,具有良好的可见光催化活性,在可见光照射下对浓度为5 mg/L的亚甲基蓝的光催化脱色率达97%以上。     

3种负荷对模拟垂直流人工湿地去除氮、磷效果的影响

为探讨水力负荷、有机负荷和悬浮物固体负荷对垂直流人工湿地基质去除氮、磷效果的影响,采用了人工土柱模拟实验的方法,对不同数值的水力负荷、有机负荷(COD)和悬浮固体负荷单因素影响条件下垂直流人工湿地出水中TN、TP的浓度进行了监测。实验结果表明,在3种负荷单一因素影响条件下,垂直流人工湿地处理出水中TN、TP的浓度均随着负荷的增加而增加,即降低水力负荷、有机负荷、悬浮固体负荷均有利于降低垂直流人工湿地处理出水中TN、TP的浓度。当水力负荷为50 cm/d,垂直流人工湿地TP的去除率较高,达到71.52%;当有机负荷为50 g/(m2·d),TN的平均去除率较高,达到41.84%;当悬浮固体负荷为75 g/(m2·d),TP的平均去除率较高,达到92.13%。因此,在水力负荷实验中,当水力负荷为50 cm/d,垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较佳;在悬浮固体实验中,当悬浮固体负荷为75 g/m2·d,垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较好;在有机负荷实验中,当有机负荷(COD)为50 g/(m2·d),垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较好。     

兰炭焦粉的石墨化探索性研究

兰炭是利用陕北榆林地区低磷、低硫、低挥发分煤经低温干馏得到的一种煤化工产品,在其生产过程产生大约15%左右的焦粉,目前主要作为冶金用还原剂或者低级燃料廉价处理,经济价值较低。为了开辟焦粉的高副价值利用新途径,对焦粉的石墨化技术进行了探索研究。结果表明,焦粉直接石墨化,2500℃时其石墨化度可达90%,而在铜粉、氧化铁和二氧化钛催化作用下,1800℃时焦粉的石墨化度达到90%以上,达到同样的石墨化效果,催化剂的作用可使石墨化温度直接降低700℃,焦粉石墨化过程能耗得到很大程度降低。另外,焦粉热处理温度越高,产物纯度越高,石墨化效果越好,Cu粉催化作用下产物的2H晶型趋于更完整。研究结果不但为焦粉的石墨化提供理论与技术支持,而且为制备石墨材料开辟了新的原料来源,并促进榆林地区兰炭产业的健康发展。     

预处理对CNTs低温催化氧化NH3性能的影响

用浓酸混合液(浓H2SO4,H2O2)和非热等离子体(NTP)对碳纳米管(CNTs)进行预处理,对比2种方法预处理的CNTs在负载不同活性组分时NH3的催化氧化性能,实验结果表明,浓酸混合液预处理后的CNTs,负载不同单活性组份时,NH3转化率均低于50%,产物中没有NO和NO2。负载不同双活性组分时,5%Co-5%Zr/CNTs在200~225℃间,NH3的转化效率达到55%。NTP预处理的CNTs催化剂NH3的氧化性能高于浓酸混合液预处理的CNTs催化剂,在250℃时5%Cu/CNTs催化剂NH3的转化率基本接近90%。而250℃时,5%Cu-5%Zr/CNTs催化剂NH3转化率约为80%,NO的生成率约为75%,NO2生成率约3%。