被动采样在水体中有机污染监测的应用:以PAHs为例

半透膜采样技术是一种可原位、连续、动态监测水环境中非极性、弱极性有机污染物的被动采样技术,已在国内外发展20余年,但在环境监测中使用很少。从半透膜被动采样特点、采样器构造入手,着重对应用该技术的环节进行剖析,同时涉及被动采样结果及其评价方法。最后以多环芳烃（PAHs）为例,综述了近年来SPMD技术监控水体中非极性、弱极性有机污染物的常用分析技术及其发展。     

Preparation of a new Fenton-like catalyst from red mud using molasses wastewater as partial acidifying agent

Using molasses wastewater as partial acidifying agent, a new Fenton-like catalyst (ACRM _sm ) was prepared through a simple process of acidification and calcination using red mud as main material. With molasses wastewater, both the free alkali and the chemically bonded alkali in red mud were effectively removed under the action of H₂SO₄ and molasses wastewater, and the prepared ACRM _sm was a near-neutral catalyst. The ACRM _sm preparation conditions were as follows: for 3 g of red mud, 9 mL of 0.7 mol/L H₂SO₄ plus 2 g of molasses wastewater as the acidifying agent, calcination temperature 573 K, and calcination time 1 h. Iron phase of ACRM _sm was mainly α-Fe₂O₃ and trace amount of carbon existed in ACRM _sm . The addition of molasses wastewater not only effectively reduced the consumption of H₂SO₄ in acidification of red mud but also resulted in the generation of carbon and significantly improved the distribution of macropore in prepared ACRM _sm . It was found that near-neutral pH of catalyst, generated carbon, and wide distribution of macropore were the main reasons for the high catalytic activity of ACRM _sm . The generated carbon and wide distribution of macropore were entirely due to the molasses wastewater added. In degradation of orange II, ACRM _sm retained most of its catalytic stability and activity after five recycling times, indicating ACRM _sm had an excellent long-term stability in the Fenton-like process. Furthermore, the performance test of settling showed ACRM _sm had an excellent settleability. ACRM_sm was a safe and green catalytic material used in Fenton-like oxidation for wastewater treatment.

     

几种模拟处理方式污泥淋出液重金属与养分特征

为了减少城市污泥重金属对农田的污染,更好地实现污泥农业资源化利用,通过盆栽实验研究不同处理(对照、黑网、附Fe黑网、附Fe黑网+K2SO4及附Fe黑网+玉米)对城市污泥淋出液重金属和养分含量等的影响。结果表明,黑网可降低污泥淋出液的Zn﹑Cd总量,且没有减少污泥淋出液中氮、磷和钾的总量。Fe(OH)3可使淋出液中Zn总量降低,但同时也显著减少了淋出液中的磷总量。K2SO4可降低淋出液中的Cu总量,且促进Fe结合磷的释放。玉米的种植可使污泥的总重降低,同时玉米籽粒和茎叶重金属含量达到饲料标准。综合来看,任何处理每次淋出液的Cu、Zn、Pb、Cd浓度均符合农田灌溉水标准,淋出液氮、磷、钾量占原污泥中氮、磷、钾总量的比例(0.98%～9.88%)远远大于重金属元素(Cu,Zn,Pb,Cd)占原污泥对应重金属总量的比例(0.04%～0.41%),污泥淋出液作为农田灌溉水进行肥水利用将是污泥农业资源化利用的适合途径,同时黑网+玉米处理可能是较理想的污泥综合处理利用方式。     

电除尘器进气烟箱参数对气流分布影响的仿真研究

电除尘器进气烟箱结构参数不仅对除尘器内部气流分布的均匀性产生重要影响,而且还会影响除尘效率和排放指标。针对电除尘器进气烟箱结构参数选取与气流分布均匀性问题,采用欧拉-拉格朗日多相流模型,对进气烟箱扩散角,气流分布板孔形、开孔率和导流板角度等参数,进行了三维流场模拟仿真计算,获得各参数对气流均匀性的影响关系规律。仿真结果表明:方形孔的气流分布板能获得较佳的气流分布均匀性;合理调节进气烟箱扩散角、开孔率和导流板角度可有效地改善电场内气流分布状况。研究结果可为电除尘器进气烟箱的设计与改进提供依据。     

TiO2光催化复合分离膜对水中天然有机物的去除

在水源污染越来越严重、水质标准日益严格的背景下,超滤(UF)已逐渐成为替代饮用水常规处理技术的最佳选择之一。本研究中采用相转化法,将聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙二醇(PEG)和二氧化钛(TiO₂)共混制得光催化复合分离膜并对其进行扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线能谱仪(EDS)等相应的表征。比较了有无光照条件下,PVDF-PEG和PVDF-PEG-TiO₂膜对腐殖酸(HA)的截留和超滤过程中的膜污染情况。研究结果表明,TiO₂光催化复合分离膜能提高对水中天然有机物的去除并同时降低膜污染。紫外光照强度越强,PVDF-PEG-TiO₂膜的抗污染性能越好。另外,光催化能更有效地减少超滤初始浓度较低的腐殖酸溶液过程中的膜通量衰减。     

碳纳米管电极原位产生过氧化氢及其对亚甲基蓝脱色效果

将碳纳米管固定化制成多孔疏水性导电薄膜构建电化学阴极还原体系,实现过氧化氢在阴极的原位产生。电极特性研究表明,电极在较宽的电压范围内均具有较好的活性。考察了阴极电位、电极成分、氧气流量和电解质浓度对过氧化氢原位产生的影响,在优化条件下经过120min后过氧化氢达到66．17mg／L,并探讨过氧化氢原位产生的机理。在此基础上考察原位过氧化氢氧化工艺下对亚甲基蓝的脱色效果,并分析其脱色机理。     

胞外多聚物在厌氧污泥颗粒化成核过程中的特性

以模拟啤酒废水为底物在IC反应器中进行厌氧污泥颗粒化培养,并对污泥颗粒化过程中胞外多聚物(EPS)的主要成分变化及其与细胞表面疏水性和Zeta电位之间的相互关系进行分析,以此来阐述EPS对污泥颗粒化成核的作用。研究结果表明,好氧剩余污泥在经过56 d的培养后,平均粒径由接种时的54.72μm增长到103.46μm,实现了厌氧污泥颗粒化成核过程;EPS蛋白质含量(PN)在颗粒化过程中逐渐由接种时的18.1 mg/g增至54.3 mg/g,而EPS多糖含量(PS)则无明显变化;此外,PN/PS与污泥平均粒径、细胞表面疏水性(RH)以及Zeta电位之间呈正相关关系,相关系数分别为0.9727、0.9593和0.9274。由此可推测:厌氧污泥颗粒化成核过程的主要作用成分为胞外蛋白质,其可以改变污泥细胞表面疏水性和Zeta电位,从而在厌氧污泥颗粒化过程中有着重要的促进作用。     

多级厌氧法处理螺旋霉素工业发酵菌渣效果的研究

通过自主设计的多级厌氧反应器系统来考察半连续处理螺旋霉素工业发酵菌渣的效果。该系统总反应体积为44L,由4个11L的升流式厌氧反应罐组成,罐体间采用串联方式连接。121d的连续运行周期分为3个阶段,各阶段的有机负荷率分别为1．27、1．82和2．73kgCOD／（m3·d）。全过程中主要监测了各级罐体的产气量和螺旋霉素的降解。结果表明,多级厌氧反应器系统启动初期会出现产气不稳定现象,经过2个月的运行之后系统达到稳定状态。在有机负荷达到2．73kgCOD／（m3·d）时,各级罐体仍能稳定运行,总产气的45％集中在1号罐。在系统启动初期,螺旋霉素不能被明显降解。运行约80d后,整个体系达到了快速降解螺旋霉素的状态,在2．73kgCOD／（m3·d）的有机负荷率下,螺旋霉素降解率达到97％,同时可溶性COD降解率也达到了90％。     

旋转填充床中Fenton+O_3氧化降解模拟阿莫西林废水

以旋转填充床(RPB)作为反应装置,研究了Fenton工艺与Fenton+O3工艺处理模拟阿莫西林废水的效果,考察了FeSO4·7H2O的投加量、温度、旋转床转速、液体流量及pH对COD去除率的影响。实验表明,Fenton+O3工艺的COD脱除率及BOD5/COD相对于Fenton工艺分别提升26.7%和140%。该工艺在pH为3、温度为25℃、液体流量30 L/h、气体流量2.5 L/h、转速800 r/min、H2O2的投加量为1 mmol/L及Fe2+投加量为0.4 mmol/L的条件下,100 mg/L的模拟阿莫西林废水中COD的去除率达到57.9%,BOD5/COD从0增加到0.36,满足后续生化处理要求。