水热炭化餐厨垃圾制备纳米铁/炭复合材料

以餐厨垃圾中有机组分作为碳源,通过添加铁盐水热炭化制备铁/炭纳米复合材料。考察了不同铁盐(Fe-SO4,FeCl3,Fe(NO3)3)对餐厨垃圾水热炭化物的形貌,以及氮、磷元素的迁移转化的影响;并研究了负载铁的物理、化学性质。实验结果表明,铁盐在水热炭化过程中促进了餐厨垃圾转化生成多种纳米结构。铁的价态是影响复合物形貌的主要影响因素:三价铁离子对大分子有机物的水解和炭化过程有催化作用,从而促进壳核式结构的纳米线及微米球复合物的生成;而亚铁离子则导致可溶性有机物炭化形成空心纳米球结构。负载铁的化学形态主要受阴离子的影响:硝酸铁体系中铁主要以氢氧化物形式沉积、其他阴离子体系则以磷酸盐为主要形态负载。     

高气速间歇式生物过滤去除高负荷H2S

采用生物过滤法,以鸡粪堆肥和PE混合物为填料,在高气速条件下间歇式处理高负荷H2S废气。空床停留时间为20、15、10、6.7和5 s时,入口浓度3 000 mg/m3下的平均去除率分别为100%、100%、96.5%、89.2%和90.5%。高气速EBRT为5 s时,高入口负荷2 147 g/(m3.h)时的去除负荷为2 023 g/(m3.h),去除率达94%。采用Michaelis-Ment-en模型进行生物降解宏观动力学研究,其中Ks为550 mg/m3,Vm为6.8×104g/(m3.d)。结果表明,在实验温度17～24℃,湿度30%～50%下,生物过滤法间歇式处理高气速高负荷H2S的去除性能好。     

三维电极法深度处理维生素生产废水

采用三维电极法对维生素废水进行深度处理,分别以钛涂钌铱板、铁板和不锈钢板作为电极阳极,石墨板作为电极阴极,柱状活性炭作为粒子电极,结果表明,当以钛涂钌铱板作为阳极,以粒径为1 mm的柱状活性炭作为粒子电极时电解效果最好,COD和色度去除率最高。实验选择电解电压、电极板间距、电解时间和初始pH值作为主要影响因素进行正交实验,实验研究证明,各因素的影响大小为电解电压>电极板间距>电解时间>初始pH值,得到的最佳参数组合分别为:电解电压为10 V,电极板间距为8 cm,电解时间为20 min,初始pH值为4,得到COD和色度最大去除率分别为59.5%和93.57%。     

生物基质活性炭对挥发性有机物的吸附

以咖啡渣和柚子皮生物基质为原料用磷酸活化法制成活性炭,探讨了制备条件对活性炭制备的影响,并研究了其对正丁烷的吸附行为。磷酸活化过程中磷酸的用量为生物基质质量的1.5倍为宜,咖啡渣采用超声干燥法,柚子皮采用水热法制备。制备的活性炭对正丁烷均有较好的吸附能力,以柚子皮为原料、磷酸用量为原料质量两倍活化制成的活性炭吸附性能最佳,最大吸附量约为商用活性炭的2倍。吸附剂均能较好地与兰格缪尔曲线相拟合,计算了不同正丁烷覆盖度下的等量吸附热,其变化规律与吸附曲线变化规律相一致。     

利用CRT屏玻璃制备板状泡沫玻璃

以废旧阴极射线管(CRT屏)为主要原料,混合碳粉作为发泡剂,硼砂为助熔剂、稳泡剂,利用烧结法制备出的板状泡沫玻璃是一种高性能无机建筑保温材料。利用TG-DSC-MS研究分析了CRT屏玻璃的热性能与发泡剂协同作用的关系。配合料被预先压制成板块状,然后在发泡温度下进行烧成。研究了发泡剂碳粉的含量、发泡温度和发泡时间与其结构、性能的关系。研究分析表明,以废CRT屏玻璃为主要原料、碳粉为发泡剂,将混合料压制成块,烧制出板状泡沫玻璃。其较佳的发泡温度为850℃、碳粉的最佳用量范围为0.3%～0.5%,较好的发泡时间为30 min。烧制的板状泡沫玻璃的密度为0.292 g/cm3。在相同的制备条件下,随着发泡温度的升高,气泡孔径也呈现增大趋势,孔壁也逐渐变薄。随着发泡时间逐渐增加,气孔的直径迅速增大,并有形成连通孔。     

超滤膜深度处理染整废水的膜污染机理

实验采用不同规格和材料的超滤膜进行染整二级尾水分离实验,对超滤膜污染机理及影响因素进行了分析。实验采用红外光谱分析了聚醚(PES)膜、聚砜(PSF)膜和聚醚酰亚胺(PEI)膜3种超滤膜材料,对比了污染前后膜面的接触角以及不同切割分子量对膜通量及出水水质的影响,并利用线性化的Herman堵塞模型拟合了不同分子量超滤膜的堵塞模型,初步探讨了超滤膜的污染机理。实验结果表明,膜材料表面亲水性基团的多少与初始膜通量大小成正比,出水COD值随超滤膜切割分子量减小而减小。切割分子量同为2 000 Da的3种超滤膜中,PES膜的处理效果最佳,出水COD平均值为47.81 mg/L;PEI膜通量最高,平衡通量可达50 L/(m2.h);切割分子量为1 000、10 000的超滤膜堵塞机理符合滤饼过滤模型,100 000的超滤膜堵塞机理更接近于完全堵塞模型;1 000的聚醚砜材质膜(PES)更适合此类废水的深度处理。     

生物强化修复石油污染土壤

筛选高效石油降解菌,考察菌株的降解性能及降解机理,进行花盆模拟高效外源菌强化修复石油污染土壤实验,在降解后期添加激活剂H2O2以及木屑来试图改善微生物的修复环境,减缓微生物的衰亡,并考察修复效果。结果表明,菌株L-1的降解效果较好,其对pH和温度有较大范围的适应性,能分泌较多的表面活性物质,细胞疏水性较强。将其应用于土壤修复中,经过50 d的修复,石油残留率达到50.6%左右,生物强化比自然修复残留率降低了8%左右。在第45天添加激活剂能有效改善修复效果,70 d时添加外源菌的土样最小石油残留率达到37.9%。     

利用废弃物衍生燃料的热化学处理法制富含氢气合成气

为了探讨利用热化学方式从城市垃圾中制取富含氢气合成气过程的要素影响,解析氢气发生特性及其与主要影响要素之间的关系。在分析了城市生活垃圾组分特性的基础上,将其加工成组分均一的废弃物衍生燃料(refuse de-rived fuel,RDF),并在700、800和900℃等3个温度条件下,分别开展了RDF的热解、气化及水蒸汽气化等实验。研究表明,RDF的加工不但可有效降低垃圾含水率,还可将垃圾热值提高近1倍。温度和添加水蒸汽是从RDF中制取富含氢气合成气过程中的关键影响要素。其中,温度对氢气生成起到至关重要的决定作用,温度的提高对促进H2浓度的提高有利,同时,在气化过程中添加水蒸汽,可有效促进CO和H2等有价气体组分生成。在900℃的高温水蒸汽气化处理过程中,可获得H2浓度最高为34.13%的合成气。另外,800℃热解过程所产生的合成气热值最高,达到14 509 kJ/Nm3。     

超声前处理强化活性炭吸附活性艳红X-3B染料废水

探究了超声前处理活性艳红X-3B染料废水强化活性炭吸附降解性能及不同超声参数的影响规律,包括超声功率和超声时间。研究结果表明,超声前处理活性艳红X-3B染料废水可通过空化效应使有机大分子裂解为小分子易于被活性炭吸附,同时可强化其到活性炭微孔中传输,提高了活性炭吸附降解性能,最佳超声功率为320 W。浓度越高,所需超声时间越长,当超声达到一定时间后,继续超声不会影响染料分子的吸附。超声前处理虽然不会改变吸附平衡时间,但可有效增加活性炭处理活性艳红X-3B染料废水的饱和吸附量。     

厌氧-局部循环供氧生物膜技术处理农村污水

通过模拟农村生活污水水质和间歇进水特点,利用“厌氧-局部循环供氧生物膜”技术,研究该工艺对有机物、氮、磷的去除效果.厌氧池和局部循环供氧池有效容积比为1∶1.6,曝气装置位于局部循环供氧池中间底部,环形导流板将局部循环供氧池分隔成中间好氧区和四周缺氧区,斜管沉淀池前置到厌氧池与局部循环供氧池之间,出水端设置循环水池.装置连续稳定运行12个月,平均进水量为140 L/d,生物反应区HRT为1.3d.监测结果表明,出水COD、BOD、NH3-N、TN和TP平均浓度分别在40.31、3.38、2.69、11.98和0.75 mg/L,达到了国家城镇污水处理厂污染物排放指标(GB-18918-2002)中的一级排放标准.研究表明,厌氧-局部循环供氧技术是一种适合农村分散污水处理的新工艺,可有效减轻农业面源污染.