阴极液及底物浓度对AFB-MFC同步废水处理及产电性能影响

为了提高厌氧流化床微生物燃料电池（AFB-MFC）的性能,并为双室MFC寻找价廉、易得、无污染的阴极液,在曝气量16～24 L/h、温度（35±2）℃、回流量10.2 L/h、阴极底边距阴极室内底部17.3 cm、外电阻250 Ω、水力停留时间（HRT）14.0～14.9 h以及进水pH 7.81～8.37下,研究了阴极液及底物浓度对系统产电及废水处理性能的影响。结果表明,使用缓冲溶液、阳极室出水和自来水作阴极液时,自来水的产电性能最佳,阴极液种类不影响系统有机基质的去除。以自来水为阴极液时,阴极液pH及电导率随运行时间增加而增加,COD去除率为80.11%～89.29%,输出电压及功率密度开始随运行时间增加而增加,之后稳定在440～452 mV和48.40～51.08 mW/m²之间。增加底物浓度对COD去除率影响不大,而输出电压及功率密度随底物浓度增加而下降;底物COD浓度由3 307.09 mg/L增至9 520 mg/L时,COD去除率在85.77%～94.44%之间,输出电压及功率密度则分别由449 mV和50.40 mW/m²下降至406 mV和41.21 mW/m²。自来水作阴极液可避免二次污染及阴极液对阳极室微生物的影响,并得到高的产电能力。     

响应面法优化超临界水氧化处理农药废水

在间歇式超临界水氧化系统中对草甘膦农药废水进行降解实验。选取温度、反应时间、过氧量3个量为因素量,总有机碳(TOC)去除率为响应量进行中心组合设计（CCD）。在实验的基础上,利用响应面分析法（RSM）对实验结果进行分析及参数优化：建立了TOC去除率与各个因素关系的二次多项式数学模型;分析了各个因素单独的及相互作用对TOC去除率的影响;优化结果表明,在温度483℃、反应时间29.2 min、过氧量148.4%的条件下,达到了最佳效果,此时TOC的去除率为100%。     

以羟胺为底物的自养脱氮微量热研究

羟胺（NH₂OH）是单级自养脱氮系统物质转化的重要中间产物。从稳定运行（氨氮去除率维持90%以上,总氮去除率维持在80%以上）的单级自养脱氮工艺（SBBR）取活性污泥放入量热池,加入不同浓度N-NH₂OH（40～200 mg/L）进行量热实验研究。结果表明,用Boltzmann模型可以很好地表达量热值与NH₂OH浓度的关系,超过一定浓度的羟胺会抑制微生物活性,自营养脱氮过程的产热增量降低。     

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。     

生物柴油促进原油污染砂粒释放油

对4种生物柴油促进原油污染砂粒释放油的效果进行了研究,并探讨了菜籽生物柴油投加量和砂粒粒径对促进效果的影响。结果表明,菜籽生物柴油的促进效果最好,8 h释放量达到73%,废油脂生物柴油的效果最差,仅为52%;生物柴油的促进效果随着投加量的增大而升高,当投加量超过海水体积的5%时促进效果不再明显增加;在生物柴油作用下,小粒径砂粒上原油的释放效果优于大粒径砂粒。     

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。     

微波诱导AC/Cu、AC/Fe催化非均相Fenton 反应催化降解垃圾渗滤液

采用活性炭载体负载Cu、Fe为催化剂,在微波诱导作用下,对垃圾渗滤液污染物进行降解。实验结果表明,活性炭负载金属前经适当浓度硝酸浸泡处理后,催化剂对COD去除率提高可超过15%,过高硝酸盐浓度对COD去除有不利影响;催化剂对COD去除率随Cu、Fe金属负载量增加呈先增加后降低的趋势,催化剂对Cu、Fe的最佳负载量分别为质量百分比2.11%和1.12%。对于AC-Cu体系,在初始pH=3,H2O2投加量为4.98×103mg/L,催化剂用量为5.0×103mg/L,420 W功率下微波辐射10 min时,垃圾渗滤液COD去除率可达到84.13%;对于AC-Fe体系,当H2O2投加量为0.33×103mg/L,催化剂AC-Fe用量为2.0×104mg/L,420 W功率下微波作用10 min时,垃圾渗滤液COD去除率为60.16%。分析2种催化剂对COD去除差异的原因,可能是催化剂AC-Cu表面单分子分布的阈值比AC-Fe高。降解液的pH值对AC-Cu体系、AC-Fe体系COD去除影响存在拐点,最高COD去除率点对应的降解液pH值为3。微波辐射功率较低时,体系COD去除率随辐射功率增加而增加;辐射功率较高时,高温下垃圾渗滤液中有机硫化物分解成小分子硫化物,对催化剂活性存在一定抑制作用。     

质子化改性交联壳聚糖的制备及其吸附硫酸根离子的性能

以壳聚糖为原料,甲醛为氨基保护剂,戊二醛为交联剂,采用反相悬浮交联法制备交联壳聚糖,再对其进行质子化改性得到质子化改性交联壳聚糖吸附剂。通过正交实验对该吸附剂的制备条件进行优化,并对其吸附水中硫酸根（SO₄^2-）的吸附等温特性和动力学进行研究,最后对制备和吸附过程进行能谱分析（EDS）并对吸附剂进行了再生实验。实验结果表明,交联反应的优化条件为：反应温度50℃、反应时间6 h、甲醛：戊二醛：壳聚糖为4.5：0.5：3（质量比）;该吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,在25℃（298 K）下,吸附容量最大可达133.87 mg/g;吸附过程较好地符合拟二级动力学模型;EDS分析表明了交联反应、质子化改性和吸附反应均已发生;该吸附剂的再生性能良好,可以重复使用。     

南京大气细粒子中重金属污染特征及来源解析

利用2011年1月、4月、7月和10月在南京市区和北郊采集的气溶胶样品,研究了南京大气细粒子中zn、Ph、Hg、As和cd5种重金属的污染水平,通过元素相关性分析和因子分析方法,对细粒子中这些重金属的污染来源进行了初步解析。结果表明,南京大气细粒子及其重金属污染严重,北郊普遍比市区严重;As严重超标,cd在南京北郊超标约5倍,zn在市区与北郊的质量浓度均高于其他重金属元素。每种重金属的浓度均随季节而变化。市区细粒子中,As和zn可能主要与燃煤、轮胎灰尘和建筑扬尘等有关,Pb、Hg和cd主要来自交通尘、城市垃圾焚烧等。北郊细粒子中,As、Hg和zn主要来源于燃煤、钢铁冶炼等工业,Pb和cd主要与农作物秸秆燃烧、汽车尾气、道路扬尘等影响有关。     

长江徐六泾黑碳的季节变化及环境意义

2009年8月~2010年7月,每月在长江口徐六泾对水中悬浮颗粒物进行了采样,分析悬浮颗粒物中有机碳及黑碳含量,研究它们的季节变化特征,并计算出相应的输送通量。结果显示,水体中颗粒有机碳（Particulate organic carbon,POC）含量在034~092 mg/L,黑碳（Black carbon,BC）含量在0035~0096 mg/L;POC含量与水中总悬浮颗粒物（Total suspended material,TSM）含量有显著的正相关,但POC％随着TSM浓度的增加而减小;此外,水体中BC含量与人类的燃烧活动密切相关。观测期间长江的POC通量为234×106 t/yr,BC通量为277×105 t/yr,且BC通量占到颗粒有机碳通量的129%