碳基材料负载纳米零价铁去除六价铬的研究进展

近年来,纳米零价铁(nZVI)因具有比表面积大、还原能力强、成本低的特点被用于去除环境中的六价铬〔Cr(Ⅵ)〕,然而由于高表面能、固有磁力等因素的影响,nZVI具有易团聚、易氧化和不稳定的缺点,限制了其广泛应用. 鉴于此,本文以碳材料作为支持材料改性nZVI,比较了制备碳基nZVI复合材料的方法,分析了不同碳基nZVI复合材料去除Cr(Ⅵ)的反应效能,阐述了影响复合材料去除Cr(Ⅵ)的因素. 结果表明:①湿化学法合成的复合材料有利于提高nZVI的分散性,减少团聚. 热转化法合成的复合材料有利于节约成本,提高碳材料和nZVI的结合性. ②不同碳材料负载nZVI能有效提高nZVI的分散性、稳定性和抗氧化性. ③碳基材料负载nZVI能有效降低环境因素对nZVI的负面影响. ④碳基nZVI复合材料能提高对Cr(Ⅵ)的去除能力,其对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量比nZVI高1.2～20倍. 本文旨在深入了解碳基nZVI复合材料的合成方法,提高碳基nZVI复合材料的性能,以期为开发高效稳定的碳基nZVI复合材料修复环境中的Cr(Ⅵ)提供一些启示.      

长江上游典型农业源溪流溶存氧化亚氮(N2O)浓度特征及影响因素

随着农业非点源氮（N）污染的加剧,农田周边溪流成为重要的活性N汇和潜在的氧化亚氮（N₂O）排放源.为查明长江上游农业源溪流中溶存N₂O浓度的全年动态变化特征,于2014年12月~2015年10月开展紫色土丘陵区典型农田源头溪流N₂O浓度的连续采样观测,采用水-气顶空平衡-气相色谱法测定顶空气体中N₂O浓度,根据相关参数计算出本研究水体中的溶存N₂O浓度,并同步测定溪流水体物理化学指标,分析水中溶存N₂O浓度的主要影响因素.结果表明,长江上游紫色土丘陵区的典型农业源溪流的硝态氮（NO₃^--N）是最主要的活性N赋存形态（年均1.45 mg·L^-1）,溪流水体溶存N₂O质量浓度（以N计）全年平均为0.57 μg·L^-1（范围0.26~1.28 μg·L^-1）,冬、春、夏和秋季的均值分别为0.63、0.45、0.53和0.64 μg·L^-1,但季节间无显著差异.溪流水体溶存N₂O浓度全年都处于过度饱和状态（饱和度年平均为203.9%,范围109.7%~546.5%）,可见,农业源溪流全年均为潜在的N₂O释放源.溪流溶存N₂O浓度的变化主要由水体NO₃^--N浓度决定,N₂O的主要产生机制为反硝化作用;溪流季节平均N₂O饱和度在夏、秋季显著高于冬、春季,水中溶存N₂O饱和度的变化主要受水温和NO₃^--N浓度的共同影响.研究还发现农业源溪流中溶存N₂O浓度在4~10月（湿润季节）间波动明显,较强降雨可促使其水中NO₃^--N浓度在雨后短期内升高,进而促进水体反硝化作用,导致雨后溪流中溶存N₂O浓度的增加.     

四溴双酚A和镉复合污染对不同生物体的安全阈值

以赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）、斑马鱼（Zebrafish）作为受试生物,进行急性毒性试验,死亡率、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）为效应指标,采用基准剂量（BMD）法推导四溴双酚A （TBBPA）和镉（Cd）单一及联合暴露对不同生物体的安全阈值.结果表明,在本研究的试验剂量范围内,蚯蚓、斑马鱼TBBPA、Cd暴露剂量与死亡率、SOD、CAT活性效应指标存在明显剂量-效应关系.单一暴露下,CAT、SOD活性指标最敏感,蚯蚓和斑马鱼的TBBPA安全阈值分别为0.95,0.44mg/L,Cd安全阈值分别为71.17,0.42mg/L.联合暴露下安全阈值小于单一暴露.蚯蚓、斑马鱼TBBPA安全阈值分别为0.33,0.024mg/L,Cd为6.45,0.176mg/L.     

基于改进CEEMD的管道多点泄漏定位分析

针对管道多点泄漏真实信号提取困难、定位不准确等问题,提出一种基于改进CEEMD的城市管道多点泄漏定位分析新方法。该方法首先通过引用信号局部均值算子和编译带通滤波器改进CEEMD方法的分解效应,并采用改进的CEEMD方法将多点原始泄漏信号分解为包含噪声分量、有效信号分量和冗余分量三种成分的IMF分量,直接提取有效信号分量;然后对互相关峭度验证后的有效信号分量进行小波软阈值去噪,获得观测信号;最后利用Fast ICA算法对观测信号进行盲源分离,获得独立泄漏源信号并进行定位计算。经金属管道多点泄漏模拟试验结果表明:泄漏信号经改进的CEEMD方法处理后,方便了真实泄漏信号的提取,并将定位平均相对误差从8.99%降低至2.53%,证明了本文定位方法的有效性。     

预磁化/超声处理氨氮废水实验研究

采用预磁化/气动超声装置吹脱处理高浓度氨氮废水,在磁场强度0.27 MT,预磁化时间10 min,起始质量浓度2000mg/L,pH=11,时间60min,温度25℃条件下,氨氮去除率为96.4%,与单独气动超声吹脱90 min效果相当。主要原因是氨氮废水在超声、磁化作用下,团簇现象和团簇尺寸减小,水分子间及水氨分子间的氢键作用减弱,单体分子数增加,液膜阻力减小,有利于氨分子向气泡内扩散,从而提高了氨氮的吹脱效率。     

可燃气体燃爆特性综合试验装置构建与甲烷试验

为研究半开敞空间内可燃气体爆炸过程,设计带有泄压面的气体爆炸室,并在此基础上构建一套可燃气体燃爆特性综合试验装置。运用该试验装置,研究预混塔内甲烷气体分层现象以及甲烷爆炸浓度与最小点火能之间的变化规律。甲烷分层试验结果表明:静置一段时间后,预混塔中甲烷浓度随高度的增加而增大。最小点火能试验结果显示,当甲烷的试验爆炸体积分数在10%～13%时,其浓度与点火能之间呈现比较平缓的变化关系,而当其体积分数小于10%或大于13%时,浓度稍微变化,其点火能将发生明显变化。     

反应器热爆炸风险分析模型的构建

从风险的角度开展化工安全管理与决策。基于能量转移论,综合运用化工工艺的热风险评估和保护层分析(LOPA)方法,在对各类典型事故预防控制措施的有效性分析基础上,选择化工工艺过程中的绝热温升(ΔTad)表征反应器热爆炸的严重度,采用保护层分析得到的事故发生频率表征反应器热爆炸的发生可能性,构建了适用于反应器热爆炸的风险分析模型。在运用该模型对甲苯一段硝化间歇反应器的热爆炸风险进行分析的过程中,给出了相应的风险决策方案,验证了模型的可行性。     

甲醇汽油对网状多孔铝合金材料腐蚀的测定

研究的网状铝合金材料主要用于汽车加油(气)站、轻质燃油和液化石油气汽车罐车用储罐阻隔防爆。甲醇汽油对铝、铅、铸铁合金等金属材料都有腐蚀作用,应用于储存甲醇汽油的储罐时必须考虑甲醇汽油对材料的腐蚀性。参考GB/T 378和GB/T5096,测定了不同型号的甲醇汽油对网状多孔铝合金材料的腐蚀情况,得到了材料的腐蚀率及单位面积的腐蚀质量,结果表明甲醇汽油对材料的腐蚀率都在1%以下;甲醇汽油中加入防腐剂后,腐蚀率和单位面积的腐蚀质量大大降低,甚至不腐蚀,为材料的使用提供参考。     

铁碳微电解-生物膜法-高级氧化工艺处理印染废水中试研究

采用铁碳微电解-生物膜法-高级氧化工艺对某印染厂废水处理进行中试研究。该工艺处理水量为7.2 t/d,原水水质:ρ(COD)为800~1 200 mg/L,ρ(BOD_5)为150~280 mg/L,色度为280~350倍,ρ(TN)为20~35 mg/L,ρ(NH3-N)为15~25 mg/L,ρ(TP)为0.4~0.7 mg/L。经组合工艺处理后,出水ρ(COD)为15~35 mg/L,ρ(BOD_5)为10~15 mg/L,色度为2~5倍,ρ(TN)为4~6 mg/L,ρ(NH3-N)为1~3 mg/L,ρ(TP)为0.05~0.1 mg/L,出水水质可达DB 32-1072—2007《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》中纺织染整工业排放标准要求,运行费用合计为3.514元/t。通过紫外光谱扫描对其降解产物进行分析,结果表明废水中降解产物主要为CO_2、H_2O等。     

磁絮凝预处理景观湖泊的补水试验研究

为了快速净化景观湖泊的补水,采用磁絮凝法对Ⅴ类甚至劣Ⅴ类河道水体进行预处理,设计正交试验,分析了絮凝剂(PAC)、助凝剂(PAM)以及磁铁粉的投加量对预处理效果的影响,并利用正交试验法和多指标综合评分法进一步优化磁絮凝预处理工艺参数,结果表明最佳工艺参数为:磁铁粉加入量100 mg/L,PAC投加量150 mg/L,PAM投加量2 mg/L。在此最佳工艺参数下,进行验证试验,COD去除率达到50.39%,TP去除率为96.65%,浊度去除率为91.59%,氨氮去除率为6.31%,除氨氮外,其他各指标基本均能达到地表水环境Ⅲ类水体标准,达到了预处理目的,为后续深度净化减轻负荷压力。