间苯二胺改性磁性壳聚糖对六价铬的还原-吸附协同作用机制研究

通过改进后的方法制备出具有良好颗粒形态的磁性壳聚糖颗粒,并使用间苯二胺(mPD)对其进行改性,在颗粒表面形成了一层含有大量含氮官能团的有机壳层,有效改善了颗粒的比表面积和活性官能团数量.通过序批实验法探究mPD改性磁性壳聚糖颗粒对六价铬Cr(Ⅵ)的吸附行为,实验结果显示初始pH为酸性有利于其对Cr(Ⅵ)的去除;吸附行为复合拟二级动力学模型,以化学吸附为主;在25℃、pH3条件下,由Langmuir等温线计算得吸附量可以达到212.21 mg·g~(-1),优于此前报道过的很多非纳米级新型磁性吸附剂;通过Redlich-Peterson模型的拟合和吸附反应前后的X射线光电子能谱分析,可知mPD改性磁性壳聚糖颗粒对六价铬Cr(Ⅵ)的去除是通过氧化还原反应和吸附作用协同进行的;经过6次吸附-解吸再生过程,mPD改性磁性壳聚糖颗粒仍具有100 mg·g~(-1)以上的吸附能力.综上,mPD改性磁性壳聚糖颗粒体现出其对Cr(Ⅵ)突出的去除性能,同时具有便于分离和再生能力强等特点,对于应用于含铬废水的处理具有良好的前景.     

Fe/污泥基生物炭持久活化过硫酸盐降解酸性橙G

利用污泥基生物炭（SDBC）固定铁物质制备了一种污泥基非均相催化剂（Fe-SDBC）,用于活化过硫酸盐（PS）以降解酸性橙G（OG）.Fe-SDBC/PS体系显示出对OG优异的降解性能.评价了影响降解的因素（Fe-SDBC金属负载量、Fe-SDBC投加量、初始pH值和PS浓度）.并通过X射线荧光光谱仪（XRF）、傅立叶变换红外分析仪（FT-IR）和拉曼光谱仪（Raman）对Fe-SDBC进行了表征.自由基清除剂实验表明,SO₄^·-和OH·自由基均在降解过程中生成,且活化PS历程主要发生在非均质催化剂表面.分析Fe-SDBC活化PS的潜在机理,表明不同形式的铁物质是PS分解的主要贡献者,Fe²⁺/Fe³⁺的转化循环提高了Fe-SDBC持久活化PS的效果.Fe-SDBC循环实验表明其对活化PS具有较好的可重用性,连续3次24h降解高浓度污染物仍能发挥作用.综上所述,Fe-SDBC作为一种污泥基非均相催化剂可以持久活化PS,从而实现OG的降解.     

固液界面NOM吸附中疏水效应的影响研究

文章以腐殖酸和纳米Fe2O3为对象,着重研究了腐殖酸分子在纳米Fe2O3表面的吸附过程中的疏水效应,借助红外光谱和热重等分析方法研究了腐殖酸吸附前后的疏水性随溶液环境变化的规律。结果表明,当离子强度为0、0.005、0.01和0.05 mol/kg,pH值从7变到12时,纳米Fe2O3吸附溶解性腐殖酸分子后形成的复合体的热失重量随着pH值的升高先减小后增大。当pH值从7升高到10时,亲水性降低,疏水性增强;当pH值从10升高到12时,亲水性增强,疏水性降低。当离子强度为0.001 mol/kg,pH值从7变到12时,复合体的热失重量随着pH值的升高而减小,亲水性降低,疏水性增强。当pH值为定值,离子强度变化时,纳米Fe2O3吸附溶解性腐殖酸分子后形成的复合体的热失重量随着离子强度的增加不断变化,曲线呈现出波动趋势,亲、疏水性在交替变化。红外光谱分析结果说明,对纳米Fe2O3吸附溶解性腐殖酸分子后形成的复合体的亲疏水性起主要影响的官能团可能是亲水性的羟基-OH、羰基C=O和疏水性的CH2烷烃。     

光电耦合技术处理3,4-二甲基苯胺废水的协同效应

高级催化氧化法的复合水处理工艺经常出现协同效应,但对于协同效应的产生机理仍不清楚。因此,针对光电耦合催化氧化体系,采用协同度为量化指标,研究了不同光照、电流密度、曝气强度、初始pH等条件对光电耦合催化体系降解3, 4-二甲基苯胺(3,4-DMA)的协同效应的影响;并通过光助电催化实验、电助光催化实验和羟基自由基检测实验,探讨了协同效应存在的原因。结果表明,光电耦合催化氧化系统存在协同效应,且协同度受外部条件的影响。协同效应产生的原因主要包括:外加电场促进体系产生了更多的羟基自由基;紫外光照使得3,4-DMA及其降解中间产物受到激发而提高了对羟基自由基等活性氧物种的利用率;电催化过程中的析氧副反应为光催化提供了电子受体,从而提高了系统的总体降解效率。这为深入研究和人为调控协同效应提供了新的方法。     

新型光电检测技术在污泥处理中的应用

通过实验研究和理论分析,讨论了将透光脉动检测技术应用到污泥处理的过程中。结果表明,这项检测技术能够准确而灵敏地反映污泥的絮凝颗粒粒径的变化情况,是对污泥调理和脱水性能进行连续在线控制的一项有效检测指标。     

磷酸改性生物炭负载硫化锰去除废水中重金属镉

采用磷酸作为活化剂对黍糠生物炭进行改性,得到富含活性官能团的功能性生物炭（fCBC）,并将其作为硫化锰（MnS）的载体,最终成功制备出硫化锰负载的磷酸改性生物炭（MnS-fCBC）,可用于水体中镉（Cd）的高效去除.系统评价了初始浓度、初始pH值以及MnS-fCBC投加量对于吸附反应的影响. MnS-fCBC表现出优越的吸附Cd的能力,在初始Cd浓度为200mg/L、pH=6和投加量1g/L的条件下,MnS-fCBC对于Cd的吸附容量最大,达145.15mg/g.吸附反应受pH值影响显著,在偏酸性条件下能取得较好的去除效果.通过X射线衍射仪（XRD）和拉曼光谱仪（Raman）对MnS-fCBC进行结构表征分析,结合批次试验探讨了Cd的去除机理.结果表明,表面络合和化学沉淀是Cd去除的主要机理.材料的回用性能试验显示,在5次循环使用后,材料依然有较高的Cd去除能力,表明其具有较高的可重用性.因此,MnS-fCBC可作为一种高效的Cd吸附剂,应用于含Cd废水处理.     

透光率脉动法检测水中病原微生物数量的研究

本文对具有抗消毒剂功能的病原微生物及其危害进行了概述，在此基础上探讨了各种检测方法的应用范围，实验研究证明，透光脉动检测技术可以用于在线连续地准确检测水中的大多数病原微生物。     

过硫酸盐协同光催化纳米ZnO降解盐酸四环素的影响机制

以水葫芦为原料,制备了负载纳米ZnO的生物炭材料（ZnO-BC）,研究了单独光催化ZnO-BC和过硫酸钠（PS）协同ZnO-BC/UV体系氧化降解盐酸四环素（TC）.结果表明,PS协同ZnO-BC /UV体系的降解反应速率比单独光催化ZnO-BC时有显著提高,120min后降解率达到89.48%.PS可作为强氧化剂,利用纳米ZnO的光生电子产生SO₄^-·和·OH协同光催化反应.TC的反应过程可分为两个阶段：暗吸附阶段和光催化反应阶段.影响因素和响应面试验结果得出的影响顺序为PS浓度 > 紫外灯功率 > 初始pH值 > 纳米ZnO质量浓度.猝灭试验表明,在TC的降解中,SO₄^-·和·OH是参与反应的主要自由基.起氧化作用的自由基一部分在溶液中产生,另一部分由生物炭材料表面含氧官能团的作用和紫外光激发纳米ZnO产生.在此基础上,探讨了在TC降解过程中,PS与ZnO-BC的协同机理和协同作用的规律.     

微污染水源水脱氮的强化混凝工艺

通过对机械搅拌桨桨板结构优化改造,实现在絮凝池内同步进行强化混凝及生物脱氮反应,分析桨板长度梯度、板间间距及其与固定挡板间夹角对絮凝池内溶解氧浓度梯度产生影响,设计出了一种搅拌时池内可以形成厌氧-缺氧-好氧环境的新型机械搅拌桨,Fluent流场分析进一步验证了池内横向、纵向都会产生溶解氧浓度梯度。新型搅拌桨与传统搅拌桨生物脱氮对比实验表明,当采用新型搅拌桨时,絮凝池对NH_4~+-N、TN去除效果远优于传统搅拌桨。进一步进行模拟微污染水源水的强化混凝生物脱氮应用实验,出水浊度为0.47 NTU,COD、NH_4~+-N和TN的浓度分别为10.54、5.01和5.84 mg·L~(-1),表现出良好的处理效果。对污泥粒径的研究表明,PAC投加可有效改善污泥絮体结构,为微污染水源水的处理提供了新思路。