Utilizing transparent and conductive SnO2 as electron mediator to enhance the photocatalytic performance of Z-scheme Si-SnO2-TiOx

• A novel Z-scheme Si-SnO₂-TiO_x with SnO₂ as electron mediator is first constructed. • Transparent and conductive SnO₂ can pass light through and promote charge transport. • V_O from SnO₂ and TiO_x improve photoelectrochemical performances. • Efficient photocatalytic degradations originate from the Z scheme construction. Z-scheme photocatalysts, with strong redox ability, have a great potential for pollutants degradation. However, it is challenging to construct efficient Z-scheme photocatalysts because of their poor interfacial charge separation. Herein, by employing transparent and conductive SnO₂ as electron mediator to pass light through and promote interfacial charge transportation, a novel Z-scheme photocatalyst Si-SnO₂-TiO_{x (1<x<2)} was constructed. The Z-scheme photocatalyst displayed an order of magnitude higher photocurrent density and a 4-fold increase in open-circuit potential compared to those of Si. Moreover, the onset potential shifted negatively for approximately 2.2 V. Benefiting from these advantages, this Z-scheme Si-SnO₂-TiO_x exhibited efficient photocatalytic performance toward phenol degradation and mineralization. 75% of the phenol was degraded without bias potential and 70% of the TOC was removed during phenol degradation. Other typical pollutants such as bisphenol A and atrazine could also be degraded without bias potential. Introducing a transparent and conductive electron mediator to construct Z-scheme photocatalyst gives a new sight to the improvement of photocatalytic performance in Z scheme.     

CNT-PVDF复合中空纤维膜的制备及其电辅助抗膜污染性能

电辅助膜过滤是减缓膜污染的有效方法,但是受限于缺乏稳定性好、机械强度高、制备工艺简单的导电膜。通过在PVDF膜表面真空抽滤CNT制备得到了导电的碳纳米管-聚偏氟乙烯(CNT-PVDF)复合中空纤维膜,然后利用酸化CNT表面羧基与聚乙烯醇的羟基发生交联反应来固定CNT,以提高导电功能层的稳定性。抗污染实验结果表明:单纯膜过滤在5个运行周期内的膜通量衰减72%,反冲洗再生后膜通量为初始通量的58%;而在电辅助下(2 V电压,膜作为阴极),静电排斥作用可以有效降低膜通量衰减速度,减缓膜污染程度,5个运行周期内的膜通量衰减均小于10%,反冲洗再生时能完全恢复膜初始通量。以上研究结果可为推进电辅助缓解膜污染技术的实际应用提供参考。     

乌鲁木齐城市土壤与灰尘粒径空间分布特征

结合野外调研的基础,按照四分法采集乌鲁木齐市城市土壤与城市灰尘样品共计306个,利用激光粒度仪和ArcGIS分析了城市土壤与灰尘样品的全粒径(0.02～2 000μm)组成与空间分布特征。研究结果表明:乌鲁木齐城市土壤与灰尘在小粒径范围内空间分布差异不明显,城市土壤粒径主要集中在10～50μm,城市灰尘集中于100～250μm;城市重工业对城市土壤和灰尘小粒径颗粒分布影响更大,而城市商业、居住等为主的人类其他活动行为对大粒径颗粒影响更为显著。乌鲁木齐城市土壤可能对城市灰尘PM_1、PM_(2.5)、PM_(10)粒径分布的贡献比较突出,应从城市土壤、城市灰尘、颗粒物粒径空间分布、气象等因素综合考虑乌鲁木齐市大气污染的防控。     

表面活性剂强化超滤法处理亚甲基蓝废水

采用无机陶瓷超滤膜和低浓度阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)处理亚甲基蓝(MB)模拟废水,考察了废水中SDBS、MB浓度及废水pH对超滤过程的影响.实验结果表明:SDBS浓度影响MB在最大吸收波长处的吸光度值;当废水中SDBS浓度为1.20 mmol/L(即25℃时的临界胶束浓度)、废水中MB浓度为1.00 mmol/L、废水pH为9.0时,超滤效果最好;在此条件下,透过液中SDBS浓度和MB浓度分别为0.06 mmoL/L和0.01 mmol/L,MB的截留率为99.2%,膜通量为309.6 L/(m~2·h).SDBS对MB超滤过程的强化机理主要为MB与SDBS形成结合体析出及SDBS胶束的增溶作用.     

序批式膜生物反应器处理猪场沼液中氮的影响因素研究

猪场沼液具有高氨氮、低碳氮比(C/N)和脱氮难度大等特点,实验采用序批式膜生物反应器进行处理。结果表明,为达到较好的脱氮效果,进水COD宜控制在800~1 000mg/L;NH3-N为800mg/L时不会抑制硝化反应,C/N越高脱氮效果越好,C/N从8下降到1时,TN去除率由82.2%下降为16.7%;pH为8.5时脱氮效果最佳;夏天(进水水温25℃)脱氮效果优于冬天(进水水温13℃),TN去除率分别为93.13%、81.31%,进水水温在10~30℃时,进水水温越高脱氮效果越好。     

市政污泥与生活垃圾混烧技术验证

对市政污泥与生活垃圾混烧进行了验证研究。结果表明,与生活垃圾单独焚烧相比,污泥与生活垃圾混烧后烟气中NOx、CO和HCl的浓度没有出现明显变化,而SO2浓度出现了下降（从82～93mg／m3下降至41～70mg／m3）;Hg、Pb、Sn、Cr和Zn的浓度均表现为不同程度的上升,但仍然符合GB[g485;二恶英从0．0087μgTEQ／m3降至O．0047μgTEQ／m3。掺烧半干污泥比例为10％、12％和15％时,吨物质的发电量分别为311．8kWh／t、306．7kWh／t和296．1kwh／t。混烧污泥在一定程度上降低了系统的发电量,因此建议混烧污泥的比例不应大于15％。测算的污泥混烧成本约209元／t（80％含水率）。     

温度与秸秆比例对牛粪好氧堆肥的影响

为了研究不同C／N比值在不同温度条件下牛粪堆肥30d时的全量养分和有机质的含量情况,提出了以新鲜牛粪和苜蓿秸秆混合物为堆料,在添加1％的生物腐熟剂的基础上,对堆肥温度及C／N比进行调控,并进行交叉实验。结果表明,（1）采用培养箱进行好氧发酵时,在温度为30℃和45℃的环境下堆肥最佳,温度过低或过高都会影响堆肥。（2）牛粪高温好氧堆肥时,添加一定比例的苜蓿秸秆可以调节堆料的C／N比值、含水量,缩短堆肥时间,其中牛粪与秸秆比例为1：l混合堆肥效果较好。（3）堆肥30d时,堆料的TN、TP和TK含量较堆肥初期都有所增加,有机质含量有所降低是因为矿化和释放养分造成的,且各含量均符合国家有机肥标准。     

汞胁迫对小麦幼苗抗氧化酶活性的影响

通过营养液培养实验,研究了小麦幼苗在遭受汞胁迫后,地上部及根系抗氧化酶活性的变化．试验表明:小麦幼苗受到汞胁迫后,地上部及根系的超氧化物歧化酶(ＳＯＤ)的活性均显著增加,过氧化氢酶(ＣＡＴ) 的活性也比对照有所增强,但不如ＳＯＤ酶变化迅速,表明ＳＯＤ酶活性是小麦幼苗遭受汞胁迫时比较敏感的生物标记物．但是,小麦幼苗地上部及根系的丙二醛(ＭＤＡ) 含量仍均比对照显著升高,表明小麦幼苗的膜系统受到了一定程度的破坏．试验同时还反映出,汞胁迫对小麦幼苗根系的影响强于对地上部的影响．     

二级出水微滤过程中对醋酸纤维素酯膜的有机污染特征

低压膜过滤技术(包括微滤和超滤)在再生水生产领域正引起越来越广泛的关注。然而如何解决低压膜过滤过程中的膜有机污染问题始终是膜技术所面临的技术挑战。本研究采用醋酸纤维素酯微孔滤膜对二级出水溶解性有机物(EfOM)及其不同亲疏水性组分、蛋白模拟溶液、腐殖酸(HA)等进行恒流过滤实验。对不同有机物污染后的膜表面使用全反射傅立叶红外光谱(ATR-FTIR)和X射线电子能谱(XPS)进行表征。结果表明,相对于蛋白质和EfOM等,HA所造成的膜污染最少。ATR-FTIR的结果同时显示,以官能团而言,更多的氨化物(1535cm-1)、脂肪族物质(2860～2970cm-1)和氢氧根(3400cm-1)存在于膜表面。TMP/V数据比较结果表明,在EfOM各亲疏水性组分、蛋白质和HA的对比中,EfOM中的疏水碱性物质(HPO-B)对膜污染的贡献最大,而HA的膜污染贡献最小。UVA和荧光激发-发射光谱(FEEM)结果表明,HPO-B和蛋白质对醋酸纤维素酯膜的污染贡献较大。综合不同分析手段可以对不同有机物造成膜污染的潜能大小得出如下排序:HPO-B>蛋白质>HPO-A、HPI>HA。     

3种药剂对普通小球藻的抑制作用

针对再生水回用于景观水体生长的主要藻类普通小球藻,进行了药剂抑制实验。通过实验研究发现,在小球藻生长的对数期分别投入不同剂量的2-甲基乙酰乙酸乙酯（EMA）、大麦秸萃取液（BSE）和异噻唑啉酮3种抑藻药剂后,小球藻的生长受到不同程度的抑制。其中,EMA对藻类的抑制效果甚微,最大抑藻率仅为31%,且对小球藻的生长有低促高抑的作用。BSE对小球藻有明显的抑制作用,且药效期长、不复发;当投加浓度为1 mg/L,能起到抑制藻类生长的作用;当投加浓度为10 mg/L,能起到杀灭水体藻类的作用。异噻唑啉酮可有效抑制小球藻生长,5 mg/L的投加浓度就能起到杀灭水体藻类的作用,且药效期长、不复发。