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%。     

改性CMC聚合物吸附酸法地浸废水中的铀

在温度为70～80℃、单体质量浓度为30%～35%、羧甲基纤维素∶丙烯酸(质量比)为10∶2.5、反应时间为3.5～4 h条件下对CMC进行改性,接枝率可达68%以上。以改性前后的CMC为吸附剂,对模拟酸法地浸含铀废水进行了对比吸附实验研究。结果表明:改性CMC对铀吸附效果最佳的实验条件为:改性CMC质量浓度为0.10 g/L,温度为25℃,pH为5.0,吸附时间100 min,此时铀去除率达到了97.1%,比CMC改性后对铀的吸附率平均提高了近21%。影响吸附效果程度由强到弱的顺序为:改性CMC投加量、pH、吸附时间、温度。     

Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒吸附水体中的Cd2+和Zn2+

一种新型纳米固相萃取吸附剂,由阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)包裹在Fe3O4磁性纳米颗粒表面形成,用于吸附水溶液中的重金属离子。研究了吸附过程的主要影响因素(如SDS浓度、溶液pH等)以及解吸过程的最佳条件,并对其机理进行了初步的探讨。研究结果表明,共沉淀法制备的Fe3O4颗粒粒径分布均匀,平均粒径约为54 nm;SDS浓度为300 mg/L时,Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒吸附Cd2+和Zn2+的能力最强;在一定浓度范围内,Fe3O4/SDS体系对Cd2+和Zn2+的吸附平衡数据符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量分别为22.42 mg/g和13.95 mg/g。最终结果表明,Fe3O4/SDS磁性纳米颗粒具有较强磁分离能力和较好的吸附效果。     

几种腐殖填料生物滤池COD去除效能比较研究

分别采用腐殖垃圾、泥炭、煤炭等腐殖填料及河沙构筑生物滤池,处理模拟废水,比较研究其COD去除效能及降解特征,为工艺填料改性提供理论依据。几种填料的扫描电镜分析图显示腐殖垃圾及泥炭以团聚体三维空间结构为主;煤炭与河沙表面粗糙程度较小,且主要由颗粒状物质构成。稀释平板涂布法分离出各生物滤池中发挥主要作用的微生物共3种,各系统菌落数量有差异,但种类相同。3种腐殖填料生物滤池在进水有机物浓度为500 mg/L及1000 mg/L时均有较理想的有机物去除效率。3种腐殖填料生物滤池中泥炭构筑的腐殖填料生物滤池有机物比降解速率最小,因而微生物比增长速率最小,微生物增长和自身氧化最易趋向于动态平衡,对应的饱和水力渗透系数最大,滤池最不易发生堵塞,最有利于腐殖填料生物滤池长期稳定运行,证明泥炭是一种优良的生物介质。     

林可霉素菌(Streptomyces lincolnensis)利用吡唑酮废水的研究

采用被吡唑酮废液驯化、分离、筛选后的林可霉素菌,并对其在摇瓶上利用吡唑酮废液中的硫酸铵发酵(7 d)生产林可霉素进行了研究。实验结果表明,废液加入培养基体积比都为1∶10,实验1中菌丝代谢和对照比正常,其中还原糖利用最快,在发酵后期为0.24 mg/L,林可霉素起步效价最低为2 100 IU/mL,与对照相比最后发酵效价降低了70 IU/mL;实验2发酵过程pH值偏低,全程为5.86～6.50,氨基氮代谢缓慢为40 mg/100 mL,最后林可霉素效价最低为4 480 IU/mL;实验3中废液在发酵进入48 h中后期的时候补入能促进菌丝体分泌,最后林可霉素为5 180 IU/mL,比对照发酵水平高出8.82%。可见实验3的实验设计有利于林可霉素菌利用吡唑酮废液生产林可霉素,为废物循环利用、变废为宝的可行性作了有意义尝试。     

水滑石与磷酸银可见光催化剂的活性对比研究

本文合成了具备水滑石结构(LDH)的Zn-Cr LDH、Zn-Ti LDH以及Ag3PO43种半导体光催化剂,并对它们的催化性能进行对比研究。XRD和SEM分析表明,Zn-Cr LDH、Zn-Ti LDH具有层状结构而Ag3PO4呈纳米球状结构。UV-Vis分析表明,Ag3PO4和Zn-Cr LDH能够吸收可见光(>420 nm)。在可见光照射与添加AgNO3作为电子受体的条件下,Zn-TiLDH几乎没有光催化活性,而Ag3PO4的光催化活性高于Zn-Cr LDH。Ag3PO4在光解水实验中180 min内氧气产量约1.2mL,而Zn-Cr LDH约为0.65 mL。光催化降解有机污染物实验中,在Ag3PO4催化作用下,120 min内亚甲基蓝(MB)被完全降解,在240 min内46%的对硝基酚(PNP)被降解,而Zn-Cr LDH相应的去除率分别为61%和27%。     

旋流分离器油水分离效率的模拟研究

采用计算流体力学的方法,探讨了操作条件和物料特性对旋流分离器分离油水效率的影响。旋流器为单锥双入口,其主直径为50 mm,锥角为5.5°。模拟过程中,采用商业用软件‘Fluent 6.3’中的雷诺应力模型和欧拉多相流模型来模拟不同条件下油水旋流分离器的分离性能。模拟结果表明,对于本研究的油水旋流分离器,最佳的分流比是10%,最佳的油滴浓度是0.5%(V/V)。在最佳的分流比和油滴浓度下,当进口流速为10.46 m/s时,油水旋流分离器可将15μm的油滴去除80%以上,油滴的分离界限粒径d50(50%的分离效率)为9.2μm。在模拟的基础上,用统计软件STATISTICA6.0对分离效率与操作条件和物料特性之间的关系进行拟合。通过拟合式预测的分离效率与实测值相吻合,误差小于15%。     

响应曲面法优化复合絮凝剂的制备工艺

为了提高染料废水中COD和色度的去除效果,采用响应曲面法对聚硅酸类新型复合絮凝剂的制备工艺进行了优化实验研究。在单因素实验基础上采用Box-Behnken Design(BBD)实验设计方法,设计出了影响染料废水处理效果的3因素3水平共15组实验,其中n(Fe+Al):n(Si)的摩尔比为4～6,n(B+Mg):n(Si)的摩尔比为0.3～0.7,熟化时间为1～3 d。根据15组实验结果,以COD去除率和色度去除率为响应值分别建立了二次多项式响应曲面模型。模型优化结果显示,在n(Fe+Al):n(Si)摩尔比为5∶1,n(B+Mg):n(Si)为0.5∶1,熟化时间为2 d的条件下,制备得到的新型复合絮凝剂聚硅酸铝铁硼镁具有最佳的絮凝处理性能和脱色效果,能有效去除染料废水中的COD和色度,其中出水色度接近于0,COD的去除率达到87.65%,模型验证实验进一步验证了本文所建立的响应曲面法在复合絮凝剂制备工艺优化中的有效性。     

曝气生物流化床处理高氨氮粪便污水

应用好氧曝气生物流化床反应器处理动车集便器粪便污水,研究反应器同步硝化反硝化脱氮及去除COD效能,以及DO对处理效能的影响,通过镜检观察反应器内微生物特性,探究反应器同步硝化反硝化脱氮机理。结果表明,反应器维持DO在2.5 mg/L左右时,对粪便污水中氨氮、TN和COD的去除率分别达99.8%、84.1%和95.5%,在好氧曝气生物流化床反应器中,实现同步硝化反硝化脱氮并去除有机物。分析认为,反硝化脱氮主要发生在生物膜内的厌氧微环境,反硝化反应主要由厌氧反硝化菌完成,曝气生物流化床反应器同步硝化反硝化脱氮机理主要从微环境理论解释。     

曝气和pH对城市污染河道底泥氮形态的影响

以城市重污染河道表层沉积物为研究对象,采用模拟实验方法,探讨了不同曝气方式(水曝气和泥曝气)、上覆水初始pH(自然状态pH=7和pH=11)对城市污染河道底泥氮形态的影响。结果表明:采用水曝气+pH11方式对城市重污染河道上覆水、间隙水中总氮去除率分别为70.03%和44.66%;泥曝气+pH7方式对上覆水、间隙水、底泥中氨氮去除率分别为94.31%、84.07%和68.29%;底泥pH与上覆水总氮浓度呈正相关(p<0.05);泥曝气+pH11方式使底泥含水率、烧失率明显升高,继而影响各形态氮在泥水系统中的赋存,其中底泥吸附态氨氮含量与底泥含水率呈显著负相关(p<0.01),间隙水可溶态氨氮浓度与底泥烧失率显著正相关(p<0.01)。