硅气凝胶常压制备、表征及对狄氏剂吸附性能研究

以工业水玻璃为硅源,采用三甲基氯硅烷［(CH₃)₃SiCl,TMCS］/乙醇［CH₃CH₂OH,EtOH］/正己烷［C₆H₁₄］混合液对硅水凝胶进行溶剂交换和表面改性,在常压干燥条件下获得疏水硅气凝胶材料,并对其吸附狄氏剂性能进行了系统评价.BET、FTIR、热重等表征结果显示,制得的硅气凝胶材料接触角在135°～142°之间,比表面积在444～560 m²·g^-1之间,孔径范围为17.5～23.4 nm,孔隙率为94.8%～95.6%,材料在空气中的耐热温度约为380℃.改性剂用量与组成比例对材料性能有较大影响,在TMCS∶EtOH∶C₆H₁₄摩尔比为1∶1∶1时,材料疏水性、比表面积和孔容孔径等物理化学性质达到最大值.本方法制备的疏水硅气凝胶对狄氏剂表现出良好的吸附性能,4　h内狄氏剂去除率达到84%;吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附速率常数随疏水性增强而增大;Freundlich系数K_f为30.22 μg·g^-1,是活性炭的11倍.     

长江重点江段枯水期药物及个人护理品(PPCPs)的空间分布特征及来源

药物及个人护理品(PPCPs)由于潜在的生态效应引起广泛关注,近年来在长江流域中也被普遍检出.本文研究了长江攀枝花、宜宾、泸州、重庆、涪陵、三峡、岳阳、武汉、九江和南京共计10个重点江段枯水期表层水中57种PPCPs及部分代谢产物的分布和来源,为长江流域的污染管控提供了科学支撑.结果表明,长江表层水中57种PPCPs均...     

电解产氢自养反硝化去除地下水中硝酸盐氮的研究

研究一种用于去除地下水中硝酸盐的电化学反硝化方法及其反应器特性.以活性炭纤维作电极进行电化学反应,通过在阴极产生的氢气作为自养反硝化的电子供体,对水中No₃^--N有良好的去除效果,并无NO₃^--N积累.研究结果证明,当原水中的NO₃^--N浓度为28.8mg/L,反应器的最佳电流强度为9mA,最大水力负荷为35ml/h,反应器对水的pH变化具有较好的缓冲能力.在通电1h后,反应器内的氧化还原电位降至-200mV以下,因而可以很快在反应器内造成缺氧环境,保证反硝化过程的顺利进行.     

铁锰改性铜绿微囊藻对锑的吸附性能

利用生物质吸附去除水中重金属离子具有制备简单、成本低廉、环境影响小等优点,通过高锰酸钾-硫酸亚铁处理过程对铜绿微囊藻改性,制备了能够高效吸附水中锑(Sb)的铁锰改性藻粉复合材料。扫描电镜和X射线光电子能谱分析表明,改性藻粉中存在大量铁锰氧化物颗粒,铁锰的主要存在形式为Fe_2O_3和MnO_2。改性后的复合藻粉对Sb(Ⅲ)的吸附量从3.06 mg·g~(-1)增加到35.30 mg·g~(-1),对Sb(Ⅴ)的吸附量从3.07 mg·g~(-1)增加到4.37 mg·g~(-1),并且改性后的复合藻粉到达吸附平衡的时间更短。Langmuir模型可以很好地描述Sb在复合藻粉上的吸附行为,Elovich模型对藻粉吸附Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附过程拟合较好(R~2=0.957,0.943),而复合藻粉更适用准二级动力学模型(R2=0.953,0.961)。Sb(Ⅲ)主要通过氧化和吸附作用被去除,而Sb(Ⅴ)在复合藻粉表面形成表面络合物后被吸附。共存阴离子(SO_4~(2-)、CO_3~(2-)、PO_4~(3-))的存在对复合藻粉吸附Sb(Ⅲ)几乎没有影响,但是共存阴离子浓度越高,对Sb(Ⅴ)的吸附抑制越明显。     

聚合氯化铝混凝强化新生态铁锰复合氧化物吸附去除水中的磷

采用氧化-共沉淀法制备出新生态铁锰复合氧化物(FMBO),研究了单独投加FMBO和聚合氯化铝(PACl)强化FMBO吸附除磷效能及吸附磷后的颗粒物特性。结果表明,单独投加FMBO后形成的颗粒物表面带负电荷,颗粒物聚集和沉淀性能较差。PACl的投加降低了颗粒物的表面电荷,促进了颗粒物的聚集,平均粒径明显增加,改善了颗粒物的沉淀性能;通过SEM-EDAX发现,投加PACl形成的复合颗粒物表面更为粗糙,Al元素在复合颗粒物表面相对富集。PACl的投加强化了FMBO的吸附除磷效果,在实验原水条件下FMBO和PACl最佳投量分别为12和30 mg/L,此时TDP去除率高达95.6%。并且出水中Fe、Mn、Al浓度均远低于《地表水环境质量标准》中规定的限值。PACl强化新生态FMBO易于实现原位投加,在水体和水处理除磷工艺中具有较好的应用潜力。     

铜绿微囊藻胞内物消毒副产物生成：氯化和溴化比较

为了研究蓝藻水华期间释放的有机物给原水水质及给水处理过程带来的影响,选取优势藻种铜绿微囊藻的胞内物质(IOM)作为前驱体,分析了其结构特征.此外,分别研究了IOM在pH 6.5、7.1及8.4条件下与氯及溴反应后性质的变化及消毒副产物的生成,并进行了相关性分析.结果表明,IOM中以相对分子质量较大的组分(>30×103)为主,其溶解性有机碳(DOC)含量占总量的68.8%.三维荧光光谱(EEM)的结果表明IOM的成分主要以芳香蛋白类物质为主,其单位DOC的荧光强度为92.6 AU·L·mg-1.与氯或溴反应后,芳香蛋白类EEM峰值下降了76.6%~93.3%,且其降低值与三卤甲烷(THMs,R2=0.81)和卤乙酸(HAAs,R2=0.77)的生成量正相关.IOM与氯或溴反应生成的THMs和HAAs浓度均随着pH的增加而增加.溴相比氯与IOM反应可以生成更多的THMs和HAAs,且HAAs的卤代程度更高,但是氯及溴与IOM反应能力的差异随着pH的升高而逐渐减小,即k OBr·IOM/k OCl·IOM相似文献   

多环芳烃及其衍生物在北京典型污水处理厂中的存在及去除

多环芳烃衍生物(SPAH)除可以通过燃料不完全燃烧直接排放到环境中,也可通过光化学或微生物作用由母体多环芳烃(PAH)转化生成.部分SPAH毒性强于其相应母体PAH.通过采集北京地区污水处理厂进出水样品,分析氧化PAH(OPAH)、甲基PAH(MPAH)、硝基PAH(NPAH)三类SPAH和16种PAH的质量浓度,研究此类目标物在污水生物处理过程中的存在和行为.结果表明,MPAH、OPAH和PAH存在于污水处理厂进出水中,但NPAH未检出.进水水相和颗粒相中总质量浓度PAH为1.94~4.34μg·L~(-1),SPAH为1.16~2.20μg·L~(-1),出水水相和颗粒相中总质量浓度PAH为0.77~0.98μg·L~(-1)和0.39~0.45μg·L~(-1).MPAH的质量浓度一般低于其相应母体PAH,而OPAH质量浓度一般高于其相应母体PAH.目标物在污水处理厂中的去除率为53%~83%.活性污泥法对于PAH和SPAH类物质的去除途径主要为吸附及生物降解,部分OPAH可能在污水生物处理过程中由母体PAH转化生成,并有积累.PAH主要来源于木柴和煤的不完全燃烧,部分来自于石油燃烧,只有小部分来源于石油排放.秋季进出水中PAH和SPAH质量浓度高于冬季高于夏季.大部分SPAH和PAH随河水灌溉排入天津农田区,可能会对人体健康造成潜在危害.因此,需要通过对污水处理厂处理工艺的升级改造以提升对PAH和SPAH类物质去除效果.     

水位变化对消落带氨氧化微生物丰度和多样性的影响

南水北调来水进入密云水库将直接引起水库水位上涨,这必将影响消落带土壤中氨氧化微生物的丰度和多样性,从而影响消落带中氮循环过程.采用分子生物学方法,探讨了水位变化对消落带氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)的生物多样性和丰度的影响.Real-time PCR结果显示,2015年9月消落带岸上/水陆界面土壤和沉积物中AOA和AOB的丰度范围分别为1.00×10~7~3.91×10~7copies·g~(-1)和5.49×10~6~9.77×10~6copies·g~(-1).2015年11月水位比9月上升3 m,淹没区土壤/沉积物中AOA和AOB的丰度范围分别为5.80×106~1.56×10~7copies·g~(-1)和2.14×10~6~4.40×106copies·g~(-1),比被淹没前有所下降,但AOA的丰度始终高于AOB,说明AOA比AOB更适合在低氨氮的消落带环境中生长,并且更能适应低氧环境.水位上升3 m后,水陆交界面土壤中AOA和AOB的多样性均有所增加,而在沉积物中多样性减少.水位上涨之前,AOA大多数OTU属于Nitrososphaera、Nitrosopumilus,而水位上涨之后,大多数OTU归属于土壤簇Nitrososphaera,即在低氧消落带环境中土壤簇Nitrososphaera为优势AOA菌.对于AOB,水陆交界面土壤和沉积物中Nitrosopira和Nitrosomonas分别在氨氧化过程中发挥作用.     

稠油乳化段废水厌氧处理过程中COD与BOD5的协同变化及可生化性研究

稠油乳化段废水中的主要污染物为有机聚合物和石油类污染物，BOD5／COD值极低，可生化性差，通过厌氧处理可使污染物发生水解反应，BOD5／COD值由0．08升为0．15（288h)，与其它难降解有机废水的厌处理结果不同，在BOD5增加的同时，COD亦大幅度增加，而在全部厌氧反应过程中，TOC一直呈下降趋势，表明水样中的污染物在生物作用下不断得到消减；在COD达到最高时，石油类污染物中胶质的浓度大幅度降低，烷烃的浓度升高，说明以胶质为代表的大分子污染物因子解反应，由K2Cr2O7不能氧化状态变为可氧化状态，导致COD测量值显著升高。     

基于酸化与Fenton试剂处理的焦化污泥脱水过程及其重金属迁移研究

焦化废水污泥作为典型的危险废物,含有氰类、酚类、稠环芳烃与多环芳烃等有毒成分,严重影响人类健康与生态环境安全,焦化污泥减量化是其处理处置中重要一环.针对焦化废水污泥高有机物、高油含量特点,采用酸化+Fenton试剂进行复合调理改性,改性后污泥毛细吸水时间(Capillary Suction Time,CST)、比阻(Specific Resistance to Filtration,SRF)分别达到51.2 s和0.043×10¹³ m·kg^-1,药剂投加量通过响应表面法(Response Surface Method,RSM)进行优化,在实验室板框脱水实验中得到30%硫酸投加量为37.8 mL·L^-1,FeSO₄、H₂O₂和生石灰投加量分别为47.93、34.29和143.21 mg·g^-1DS时,脱水后泥饼含水率为55.82%,滤液pH为6.66,达到污泥深度脱水目标.采用酸化+Fenton试剂复合处理可使焦化废水污泥有效减量化,其良好的深度脱水效果能为后续的无害化处置奠定基础,并有效降低处置费用.