电解质种类对电催化氧化降解苯酚的影响

研究了不同电解质对有机物电催化氧化性能的影响。以高温热解法制备了Ti/SnO2+Sb2O3阳极,用SEM和XRD对电极结构进行了表征。以苯酚为目标有机物,考察了Na2SO4、NaCl和NaNO33种不同电解质对苯酚降解效果的影响。用循环伏安法研究了苯酚在不同支持电解质条件下的电化学行为。采用碘量法测定了在不同电解质溶液中氧化性物质的生成量。研究结果表明,电极的活性涂层主要由SnO2和微量的Sb2O3组成,均匀完整地覆盖住了Ti基体表面。以NaCl为支持电解质时苯酚降解效果明显优于用Na2SO4、NaNO3为支持电解质,并且苯酚的降解主要以电极表面电化学生成的HClO和ClO-的间接化学氧化为主。以Na2SO4为支持电解质时有利于降低和稳定槽电压。在3种电解质条件下,苯酚的降解均遵循一级反应动力学规律。在降解过程中NaCl溶液中生成的氧化性物质浓度最大,且随降解时间延长逐渐增大。     

蓝绿空间冷岛效应时空变化及其影响因素——以苏州市为例

水体和植被组成的"蓝绿空间"能够有效减缓城市热岛效应,探究其时空变化特征和影响因素对于改善城市环境和促进区域绿色低碳发展具有重要意义.以2004、2010和2014年三期Landsat遥感影像为数据源反演地表温度表征热环境,构建冷岛效应强度和冷岛指数定量分析苏州市蓝绿空间降温作用的时空变化特征,利用分类统计、剖面趋势法和线性拟合等方法分析蓝绿空间面积、土地利用变化和其它社会经济因素对冷岛效应的时空影响,结论如下:(1)2004～2014年苏州市冷岛效应面积不断减小,减少比例高达24.04％;空间上看,苏州北部和东部冷岛区域减少尤为明显,南部湖泊为主的地区变化相对较小.(2)从冷岛强度数值大小看,蓝绿空间的降温能力不断增强,2004、2010和2014年的冷岛强度分别为6.3℃、7.1℃和9.6℃;但考虑到其面积变化,苏州市蓝绿空间冷岛效应对于热环境的调节作用呈现出减弱趋势.(3)水体构成的"蓝色空间"降温能力(10.5℃)远大于植被"绿色空间"的冷岛强度(4.8℃);流动河渠的冷岛强度要明显高于静止的湖泊.(4)土地利用变化:尤其城市扩张侵占大量水田为影响苏州市冷岛效应时空变化的重要驱动因素,反观苏州市湖泊总面积在研究时间范围内有小幅增长,推断出政府决策者对于蓝绿空间类型的优先保护程度.     

金属有机骨架纳米材料-固相萃取环境水样中亚硝胺类消毒副产物

将通过水热合成法制备的金属有机骨架材料[MIL-101(Cr)]作为吸附剂应用于吸附环境水样中的亚硝胺类消毒副产物,采用超高效液相色谱-串联质谱法(UHPLC-MS/MS)进行测定.通过SEM、TEM和FT-IR技术对MIL-101(Cr)的表面形态和特征基团进行表征,并对影响萃取效率的主要因素,如MIL-101(Cr)的用量、萃取时间、水样的pH值和解吸条件等进行考察.研究表明,当MIL-101(Cr)用量为6.0 mg,pH=9.0,30℃下9 min内可达吸附平衡,回收率高于63.5%,3种亚硝胺的检出限为0.029—0.283μg·L~(-1).将方法应用于环境水样的测定,加标回收率在77.9%—107.2%范围内,相对标准偏差低于5.4%.该方法操作简单快速、准确可靠、检出限低,可用于水样中痕量亚硝胺类消毒副产物的检测.     

不同晶面锐钛矿TiO2对正己烷和丙酮的催化降解

通过水热法(180 ℃)分别制备出{001}面表面含氟、{001}面表面不含氟和{101}面3种锐钛矿型TiO₂光催化剂(分别记为C-{001}-F、C-{001}和C-{101})。考察了3种光催化剂在室温光催化和光热协同催化条件下分别降解非极性分子正己烷和极性分子丙酮的催化活性。对于室温光催化降解正己烷和丙酮,3种催化剂有类似的活性顺序,C-{001}-F的活性最高,经表面去氟后的C-{001}活性下降,但与C-{101}的活性无显著差别。在光热协同催化条件下,3种催化剂的活性与室温光催化条件下相比均有显著提高。对于光热协同催化降解正己烷,C-{001}表现出最高的活性,显著高于C-{001}-F和C-{101};对于光热协同催化降解丙酮,C-{001}-F表现出最高的活性,而C-{001}与C-{101}的活性差别不大。     

接种好氧颗粒污泥快速启动硝化工艺的过程研究

中温(28～30℃)条件下,以自配无机氨氮废水为研究对象,在柱形SBR反应器中接种好氧颗粒污泥,通过逐步提升进水NH4+-N浓度(100～1 000 mg·L-1)和缩短水力停留时间(8～4 h),快速启动硝化颗粒污泥工艺.系统运行约30 d时,进水NH4+-N负荷达3.9 kg·(m3.d)-1,NH4+-N平均去除率在95%以上;后续高负荷运行阶段,氨氧化速率达5.0 kg·(m3.d)-1左右;反应器中出现亚硝酸盐持续积累的现象,25～70 d期间,NO2--N积累速率达2～4.5 kg·(m3.d)-1;尽管进水组分发生变化(COD/N),且进水负荷波动频繁,但整个运行过程中污泥始终保持良好的颗粒结构,SVI为30～40 mL·g-1,36 d时粒径大于0.21 mm的颗粒污泥约占污泥的93%(质量分数);颗粒污泥由接种时的浅黄色逐渐变为棕黄色,部分变为棕色.结果表明,以好氧颗粒污泥接种是快速启动硝化工艺和形成硝化颗粒污泥的关键.     

抚仙湖不同来源沉积物磷形态垂向分布特征

采用连续萃取法(SEDEX)对抚仙湖岸带代表不同污染来源的5个样点和湖心沉积物中磷形态的分布特征及垂向变化特征进行分析.结果表明,沉积物中无机磷(IP)是总磷(TP)的主要组成部分,占TP的70.46％ ±8.06％;磷形态以碎屑磷灰石(CAP)和闭蓄态磷(Org-P)为主,分别占TP的41.65％±17.04％和29.53％±8.06％,而可交换态磷(Ex-P)含量最低,仅占TP的2.42％±1.45％.不同点位TP含量和各形态磷分布特征不同,以磷矿开采污染为主的东大河口沉积物总磷含量及各形态磷含量远高于其它污染来源的沉积物,其中CAP含量达(131.46±84.78)μmol·g-1.沉积物磷形态垂向特征表征了流域人类活动对抚仙湖的污染历程.东大河口沉积物各形态磷含量随深度变化剧烈,尤其是CAP在8～14 cm随深度增加突然增大后又急剧降低,且均在11 cm处达最大值,这与抚仙湖流域磷矿开采兴起到矿点关闭的历史相吻合.湖心沉积物磷形态分布特征显示了湖岸各种污染来源“汇”的特点.     

ABR除碳-亚硝化耦合厌氧氨氧化处理城市污水

为推进厌氧氨氧化技术应用于城市污水处理,耦合亚硝化系统和厌氧氨氧化系统,并在其前端添加ABR除碳系统,构建ABR除碳-亚硝化耦合厌氧氨氧化工艺进行城市污水脱氮除碳,采用MiSeq高通量测序技术分析污泥中微生物菌群结构的变化情况.结果表明,ABR除碳系统出水COD平均浓度120 mg·L~(-1),不会对后续亚硝化系统和厌氧氨氧化系统产生不利影响,控制亚硝化系统出水和ABR除碳出水比例为2∶1作为厌氧氨氧化系统进水,满足ANAMMOX所需NO_2~--N和NH_4~+-N基质比1∶1左右的要求.一体式反应器总氮去除率在86%～92%,出水COD浓度在20～40 mg·L~(-1).同时,实验后亚硝化系统中与反硝化作用密切相关的γ-Protebacteria纲有所增加,厌氧氨氧化系统中具有较高微生物生长速率和增强脱氮速率功能的Sphingobacteria纲显著增加,ABR除碳-亚硝化耦合厌氧氨氧化工艺能够有效用于处理城市污水脱氮除碳.     

以膜分离为主的物化法对城市污水中污染因子的去除特性分析

利用高效液相色谱法、三维荧光光谱法分析,考察以膜分离为主的物化处理方式对城市污水中各污染因子的去除特性,尤其对溶解性有机物的富集特性.结果表明,经以膜分离为主的物化方式处理后的城市生活污水属于低碳氮比废水;微絮凝过滤主要富集的是原水中非溶解性有机物和相对分子质量大于30 000的芳香类蛋白物质,富集程度在60. 93%,尤其是类酪氨酸和类色氨酸; 0. 45μm和0. 22μm醋酸纤维膜能将相对分子质量大于30 000的溶解性有机物全部富集,但是微滤膜对有机物的富集没有选择性;纳滤主要对城市污水中的富里酸类物质和腐殖酸类物质有很好富集效果,富集程度分别为52. 01%和53. 57%,溶解性有机物的总体富集程度在42%左右.     

基于优质碳源提供的CAMBR复合工艺短程硝化-反硝化除磷研究

挥发性脂肪酸(VFA)是反硝化除磷过程可以利用的优质碳源,为此本研究结合厌氧折流板反应器(ABR)微生物相分离和膜生物反应器(MBR)出水水质优良的特性,构建了CAMBR复合工艺,并通过优化ABR水力停留时间(HRT)等运行条件以提供优质碳源,实现高效反硝化除磷.研究表明,当ABR的HRT为4.8 h时,可获得充足的VFA作为优质碳源,并实现消耗VFA的量为56.1 mg·L~(-1)的同时获得10.43 mg·L~(-1)的释磷,即释放1 mg磷需要的VFA量为5.38 mg,同时实现12.35 mg·L~(-1)的吸磷,而MBR池的吸磷为1.33 mg·L~(-1).短程硝化除磷过程中,缺氧消耗1 mg PO_4~(3-)-P需要0.62 mg的NO-x-N,吸收1 mg PO_4~(3-)-P所需NO_2~--N的量为1.67~2.04 mg.系统出水水质稳定,COD、TN和溶解性PO_4~(3-)-P的平均去除率分别为91%、84%和93%,出水平均浓度分别为30、7.15和0.55 mg·L~(-1),表明CAMBR复合工艺生在处理生活污水过程中可获得稳定高效的反硝化除磷效果.