Second-order chlorine decay and trihalomethanes formation in a pilot-scale water distribution systems

It is well known that model-building of chlorine decay in real water distribution systems is difficult because chlorine decay is influenced by many factors (e.g., bulk water demand, pipe-wall demand, piping material, flow velocity, and residence time). In this paper, experiments were run to investigate the kinetic model of chlorine decay and the formation model of trihalomethanes (THMs) in pilot-scale water distribution systems. Experimental results show that the rate constants of chlorine decay, including wall decay and bulk decay, increasing with temperature. Moreover, the kinetic model of chlorine decay and the formation model of THMs describe experiment data of pilot-scale water distribution systems. The effect of different piping material on chlorine decay and THMs formation were also investigated. The rate constants of chlorine decay are ranked in order: stainless steel pipe, ductile iron pipe, and last, polyethelene pipe because wall decay is the largest in stainless steel pipe than that in other piping material. Correspondingly, the rate of THMs formation follows the order of stainless steel pipe, ductile iron pipe, and last, polyethelene pipe because of less chlorine in bulk water reacting with the trihalomethane formation potential (THMFP).     

UV-Fenton体系预处理四氢呋喃废水实验研究

采用UV-Fenton体系预处理四氢呋喃废水,实验结果表明,pH值、反应时间、Fe2+和H2O2投加量等因素对处理效果有较大的影响。实验确定的最佳反应条件为:原水pH=5,Fe2+投加量2.5 mmol/L,H2O2投加量12 mmol/L,反应时间90 min,连续曝气,在此条件下,COD去除率可达85%左右。经UV-Fenton体系处理后,废水的B/C值由0.16增至0.47,可生化性提高,可满足后续生化处理的要求。     

某生活垃圾卫生填埋场渗滤液的梯度分离与表征

目前,渗滤液中污染物的粒度分布及其在渗滤液污染控制中的作用日益受到关注。通过系列微滤膜(1.2μm及0.45μm)对某生活垃圾卫生填埋场渗滤液各处理单元的渗滤液进行梯度分离,发现悬浮物对COD、浊度的影响较大;COD主要在胶体态和可溶解态间分配,不同渗滤液中的分配情况不同;磷主要与胶体、悬浮物以各种形式结合而存在;细胶粒和溶解态等小分子对TN的贡献大;不同粒度物质对pH的影响不明显;总残渣在可溶态组分中所占比例较大。膜微滤处理渗滤液可以有效的去除一部分物质,使COD、TP、TN、浊度、电导率都有不同程度的降低,pH逐渐升高,但对总N、残渣的去除效果不好。     

无硫膨胀石墨的制备及吸油性能

通过单因子实验考察了无硫膨胀石墨制备过程中氧化剂及插层剂用量、氧化反应及插层反应时间、氧化反应及插层反应温度对无硫膨胀石墨膨胀体积的影响。通过正交实验确定了制备无硫膨胀石墨的最优条件是:石墨(g)∶浓硝酸(mL)∶30%H2O2(mL)∶乙酸酐(mL)=1∶2.25∶0.25∶0.6,在30℃条件下氧化反应60 min,加入插层剂后在60℃条件下插层反应90 min,此条件无硫膨胀石墨的膨胀体积达317 mL/g使用XPS、FT-IR、XRD和SEM对无硫膨胀石墨进行了表征并对其吸油性能和再生性能进行了研究。结果表明,所制备无硫膨胀石墨对原油和柴油的最大吸附量分别为66.3 g/g和62.7 g/g。吸附原油后的无硫膨胀石墨抽滤再生后首次再生率为49.1%,原油的回收率为64.5%。     

Mo-N-TiO2光催化剂的制备、表征及其活性提高机制

以钼酸铵和氨水分别为钼源和氮源,采用溶胶-凝胶法制备了Mo-N-TiO2光催化剂,并对其进行了XRD、XPS和UV-visDRS表征。XRD结果表明,Mo、N共掺杂有效抑制了TiO2晶粒的生长,提高了TiO2由锐钛矿向金红石相的转变温度。UV-vis表明,Mo-N-TiO2光催化剂可见光吸收能力增强,吸收带边明显"红移",且钼酸铵添加量(相对TiO2)为0.5%的样品"红移"程度最大,最大吸收带边为550 nm。XPS分析结果表明,Mo取代了TiO2晶格中的部分Ti4+,以Mo6+形式存在的,而N以Ti—N及N—Ti—O形式存在。以罗丹明B为模型污染物,重点考察了钼酸铵添加量与焙烧温度对Mo-N-TiO2光催剂性能的影响。结果表明,400℃焙烧下、钼酸铵添加量为0.5%的样品催化活性最好。模拟太阳光下光照120min对罗丹明B的降解率达到96.8%,是纯TiO2的2.42倍。     

氮掺杂TiO2可见光光催化剂的制备及性能

以尿素和钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法低温下制备了高可见光催化活性的氮掺杂TiO2(NDT)光催化剂,采用XRD、TEM、BET和UV-Vis DRS等测试手段对其进行了表征,并在自制光催化反应器中降解甲基橙评价了样品的光催化活性。结果表明,当氮与钛的摩尔比为0.5∶1时,350℃焙烧的样品(NDT350)具有最佳的可见光光谱吸收和光催化活性,该催化剂为锐钛矿晶相,平均粒径为21 nm,比表面积为89.13 m2/g。可见光辐照下,NDT350降解甲基橙的表观反应速率常数为1.381×10-2min-1,是商业P25催化剂的16.85倍。NDT350优良的可见光催化活性与其大的比表面积和强烈的可见光光谱吸收有关。     

磁性海泡石吸附Cr(VI)特性及动力学

采用化学共沉淀法合成磁性海泡石,通过静态吸附实验研究磁性海泡石对Cr(Ⅵ)的吸附特性及其动力学。结果表明,磁性海泡石对Cr(Ⅵ)的吸附在90 min内即可达到平衡;体系的初始pH是影响磁性海泡石吸附Cr(Ⅵ)性能的重要因素;当废水中Cr(Ⅵ)的初始浓度为50 mg/L时,磁性海泡石的适宜投加量为10 g/L;随反应温度的升高,磁性海泡石对Cr(Ⅵ)的吸附量增加;温度为25、35和45℃时,磁性海泡石对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量分别为3.32、3.72、4.08 mg/g;吸附动力学曲线可以用拟二级反应动力学模型拟合;内扩散和液膜扩散联合控制Cr(Ⅵ)在磁性海泡石上的吸附过程,其中内扩散的控速作用大于液膜扩散。     

有机酸土柱淋洗法修复重金属污染土壤

通过室内模拟实验,采用土柱淋洗方法,研究草酸、柠檬酸、乙酸和酒石酸溶液对某电镀厂附近土壤中重金属的去除效果。探讨了淋洗剂浓度、淋洗次数和淋洗时间等对淋洗效果的影响,研究草酸淋洗前后土壤中重金属形态的变化。结果表明,淋洗过程中铬的去除效果明显滞后于铜、锌和镍3种重金属离子。1 mol/L的草酸在土水比为1∶1,淋洗5h,淋洗4次的条件下可以达到最佳淋洗效果,Cu、Zn、Ni和Cr的去除率分别是99.6%、66.98%、88.7%和18.23%。     

脂肽类生物表面活性剂液体发酵条件的响应面优化

通过Plackett-Burman和Box-Behnken实验对解淀粉芽孢杆菌XZ-173液体发酵生产表面活性素进行了响应面优化研究。首先使用Plackett-Burman实验对影响表面活性素产量的17个因素进行显著性筛选,结果表明,MnSO4、CuSO4、温度和转速为显著性因素。再运用Box-Behnken实验对这4个显著因素的取值进一步优化,得到各因素优化后的数值分别为4.4 mg/L(MnSO4)、0.18 mg/L(CuSO4)、29℃(温度)和163 r/min(转速)。响应面分析结果表明:该菌株产生表面活性素的最佳培养基为:葡萄糖15 g/L,蛋白胨5 g/L,L-谷氨酸钠6 g/L,KH2PO40.8 g/L,MgSO40.4 g/L,KCl 0.4 g/L,酵母提取物3 g/L,L-苯丙氨酸2.5 mg/L,MnSO44.4 mg/L,CuSO40.18 mg/L,FeSO40.12 mg/L;最适培养条件:pH 7.5,温度29℃,转速163 r/min,接种量5%,装液量50 mL/250 mL,摇床培养36 h。在优化后的条件下,表面活性素实际产量为336 mg/L,实际实验结果与模型预测结果相一致。表面活性素采用HPLC技术分离,发现其在浓度仅为50 mg/L时EI24就可达到70%以上,反映了表面活性素优异的乳化活性以及广阔的应用前景。     

电解锰渣中锰的浸出条件及特征

采用水洗-酸解法回收电解锰渣中锰,探讨了清水量、酸量以及温度在不同阶段对锰浸(洗)出条件的影响,分析了回收锰的主要因素及浸出特征。实验结果表明,50 g电解锰渣经m渣∶m水=1∶10的清水水洗后,采用10%的硫酸在70℃的水浴温度下酸解2 h,Mn2+浸出量为1.673 g,回收率达到97.3%,而温度和酸度对锰离子的浸出影响明显,酸度调控可有效分离酸浸锰液中金属成分,为减少电解锰渣环境污染的同时,实现电解锰渣资源化利用。