Decolorization of cationic red X-GRL by wet air oxidation: performance optimization and degradation mechanism

The decolorization of a strong colored azo dye solution of cationic red X-GRL was investigated by wet air oxidation under relatively mild conditions (60-180 degrees C, PO2 = 0-1.2 MPa). Mono-factor experiments were carried out to investigate the effect of the operation factors and the relatively important parameters were selected for optimization using response surface methodology to explore the interactions of these relatively important parameters. Model regeneration analysis and the check experiments showed that the data of the general linear model agreed with the experiment results well. With multistage Monte-Carlo optimization, the best region of these variables could be predicted to dye color removal. At typical operational conditions, the intermediates of dye degradation were detected and confirmed by GC/MS system. Considering the intermediates and the structure analysis with the help of Gaussian 03W (version 6.0) and the theory of dye color, a possible degradation mechanism for the wet air oxidation of cationic red X-GRL was discussed and the probable degradation pathway was deduced.     

生物质废弃物快速热解制取富氢气体的实验研究

采用管式炉对红松锯屑快速热解制取富氢气体进行了实验研究,分析了反应器温度、物料粒径和催化剂对热解产物组成的影响.结果表明高温能加快生物质快速热解进程,减少炭和焦油生成量,利于富氢气体的生成,800℃时气态产物比例可达56.9 wt.%,气态产物中H2体积分数由4.3%(500℃下)上升至17.2%,H2 CO体积分数达68.3%.小粒径能增大热解气态产物的比例,但对气态产物组成的影响很小,这可能与红松锯屑本身质地疏松有关.以与生物质直接混合方式添加的煅烧白云石能使热解产物中H2含量增加,但造成产气过程变缓,炭生成量增多,富氢气体总产量未能得到提高.     

短程硝化过程中NO-2-N高效富集的工艺条件实验研究

针对厌氧氨氧化工艺需要提供充足的亚硝酸盐氮为电子受体的问题,利用培养基对SBR中具有一定短程硝化功能的污泥进行富集培养,得到氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的数量之比为104︰1,并研究了工艺条件对短程硝化的影响,结果表明,适合氨氧化菌生长的最佳温度为30℃、pH为7.5、nHCO^-₃/nNH⁺₄-N值为1。以适合氨氧化菌生长的最佳环境条件优化SBR,在进水氨氮浓度为250 mg/L时,氨氮的转化率达到90％以上,亚硝酸盐氮积累率维持在85％以上,反应器中氨氧化菌与亚硝酸盐氧化菌的数量之比为10³∶1,亚硝酸盐的高效积累为厌氧氨氧化工艺处理高氨废水的过程提供了稳定的电子受体。     

植物对潜流人工湿地净化微污染水效果的影响研究

以4种湿地植物为实验对象,在野外构建中试潜流人工湿地,研究了不同植物及植物连根收割对湿地运行效果的影响。结果显示,植物明显提升了湿地的去污效果;其中美人蕉湿地的TP和NH4+-N去除率最高,达到55.6%和78%;空心菜湿地的TN去除率最高,达到80.5%;芦竹湿地的COD去除率最高,为26.6%;植物连根收割后,湿地运行效果下降;其中TN去除率降至空白水平之下,而其他污染指标下降至略高于空白的水平。     

石油污染土壤的生物修复室内模拟实验研究

在实验室模拟的条件下,利用从克拉玛依的石油污染土壤中筛选出的4株高效降解菌,以石油烃降解率、脱氢酶活性、呼吸强度、微生物量碳氮和土壤毒性作为评价指标,研究不加生物菌剂不翻耕、不加生物菌剂翻耕、加生物菌剂不翻耕、加生物菌剂翻耕、加固定化菌剂不翻耕和加固定化菌剂翻耕6种不同实验条件对石油污染土壤修复的效果。结果表明,在63 d的修复过程中,加固定化菌剂翻耕实验F组的石油去除率达到了78.7%,比不加生物菌剂不翻耕实验A组的石油去除率提高了49.5%。随着土壤毒性逐渐降低,玉米(Zea mays L.)和赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)可以在F组土壤中良好的生长,达到了修复的效果。     

板材类生物质燃烧及动力学特性热重研究

采用非等温升温法研究了4种板材类生物质在空气气氛下的燃烧特性和动力学特性。通过对TG、DTG等曲线的分析,发现4种板材燃烧过程均可分成3个阶段,即水分蒸发阶段、挥发份析出(或燃烧)阶段和固定碳燃烧阶段。综合燃烧特性:松木集成材>纤维密度板>夹芯胶合板>刨花板。4种板材均具有良好的燃烧特性。4种生物质燃烧均存在1个吸热峰和2个放热峰,分别与挥发分析出峰、挥发分燃烧、固定碳燃烧对应。采用Fridman法和Fridman-Carroll法分别对4种板材的动力学参数进行了计算,2种方法得出的结果符合较好。分析得出:由于生物质燃烧与环境换热、挥发分析出吸热、固定碳燃烧放热等因素作用,4种生物质的表观活化能高温区均低于低温区。动力学计算结果表明:松木集成材平均表观活化能最低,燃烧反应能较容易进行。     

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。     

粒状羟基氧化铁对废水中硝酸盐的吸附

本实验研究了粒状羟基氧化铁(GFH)对人工配制含氮废水中NO3--N吸附的影响因素、吸附等温线和吸附动力学。结果表明,GFH的吸附平衡时间为80 min,增加NO3--N溶液的初始浓度,去除率下降;pH值为5时GFH对NO3--N的吸附能力最强,pH值升高和降低,吸附能力均下降;GFH对NO3--N的吸附能力随着温度的升高略有降低;在25℃下,以Langmuir方程和Freundlich方程分别对GFH吸附NO3--N的等温线进行拟合,拟合效果以Langmuir方程较好,相关性达到0.9930。GFH吸附NO3--N的过程符合拟二级动力学方程,初始时刻的吸附速率h在35℃时最大,为1.653 mg/(g.mg),吸附速率常数随温度的升高而增大;吸附反应的活化能Ea为54.72 kJ/mol。本研究结果表明,GFH在饮用水脱氮和含氮浓度较低的污水再生回用领域有实际应用的潜力。     

Anaerobic degradation of microcrystalline cellulose: kinetics and micro-scale structure evolution

The degradation kinetics and micro-scale structure change of microcrystalline cellulose during anaerobic biodegradation were investigated. A modified Logistic model was established to properly describe the kinetics, which showed good fitness and wide applicability for cellulose degradation. A maximum degradation rate of 0.14 g L⁻¹ h⁻¹ was achieved after cultivating for 51.5 h. This result was in good agreement with the scanning electron microscope and X-ray diffraction analysis. Channels of 400-500 nm size started to occur on the crystalline surface of cellulose at around the inflexion time. Accordingly, the crystallinity significantly decreased at this point, indicating a degradation of the crystalline structure zones by anaerobic bacteria. This study offers direct morphological evidence and quantitative analysis of the biodegradation process of cellulose, and is beneficial to a better understanding of the cellulose degradation mechanism.     

Ti/Cu交联累托石光催化氧化处理硝基苯废水研究

以钛酸丁酯为钛源,掺杂铜(CuCl2)制备交联剂.制得柱状Ti/Cu交联累托石,结合其吸附特性并通过其在光催化氧化条件下处理含硝基苯有机废水.在pH=9,交联累托石用量为30 g/L,一根20 W紫外灯光辐照2 h的处理条件下,硝基苯由73.81 mg/L降至3.17 mg/L,去除率达到95.71%,优于GB-8978-1996三级标准,用其处理含硝基苯工业废水,COD去除率为83.73%,由4800 mg/L降至530.4 mg/L,硝基苯去除率达92.3l%,由10.32 mg/L降至0.79 mg/L,小于GB-8978-1996-级标准.