氧化钆掺杂二氧化钛催化超声降解甲基橙的研究

用实验室合成的Gd2O3掺杂TiO2为催化剂,以甲基橙超声降解反应为模型,研究了各种因素对Gd2O3掺杂TiO2催化超声降解甲基橙的影响。研究结果表明,Gd2O3掺杂TiO2催化超声降解甲基橙的效果明显优于非掺杂的锐钛矿型TiO2的情况;在甲基橙溶液pH1．0～3．0、甲基橙质量浓度20mg／L、溶液用量100mL、催化剂用量0．5～1．0g／L的条件下,用输出功率1．0W／cm^2和频率25kHz的超声波照射60min,甲基橙降解率可达98．6％,COD去除率可达99．0％。     

声-化联合法清洗含油钻屑

将超声波与pH敏感型表面活性剂(P(MMA-MAA-CS))联合使用,利用声-化联合法清洗含油钻屑。研究了不同因素对清洗效果的影响,并利用界面张力和三相接触角实验探讨了清洗机理。实验获得的最佳清洗条件为:固液质量比1∶5,P(MMA-MAA-CS)加入量0.5%(w),NaOH加入量2%(w),超声时间20 min,超声功率200 W。在此条件下清洗2次后,钻屑含油量可降低至0.82%,达到GB18599—2001《一般工业固体废物存、处置场污染控制标准》的要求。     

固体颗粒含量与粒径分布影响含油污泥超声分离过程的机制

为了阐明固体颗粒物对超声波处理含油污泥过程的影响,采用华北某油田的罐底油泥,与不同粒径 (70~110、200~300、600目) 和质量分数 (40%、60%、80%) 的预处理石英砂混合,模拟实际场地含油污泥,并在统一的超声条件下进行处理。经钱祖文衰减系数模型分析发现颗粒物的粒径和含量显著影响超声能量的衰减。颗粒物粒径4.2 μm时,超声能量衰减最为显著,且随着粒径的增大,衰减程度逐渐减弱。此外,颗粒物与原油之间的相互作用强度也是影响超声处理效率的关键因素,这种相互作用的强度与颗粒物的粒径和含量密切相关。实验结果表明,颗粒物与原油的结合能力越强,超声处理后的原油回收效率越低。在相同的超声处理条件下,与原油结合能力较弱的颗粒物处理后的原油回收率是与原油结合能力较强的颗粒物处理后的回收率的两倍。这些发现为超声波含油污泥资源化技术的工程化应用提供了理论基础。     

超声波预处理对污泥热对流干燥影响及热力学分析

为了探究经过超声波预处理的污泥在热对流中的干燥效果,选用了频率为25和40 kHz的超声波,分别对污泥进行2 和4 h的预处理,完成预处理的污泥在70、90、110、130 ℃下进行热对流干燥,并对实验数据进行数学拟合。结果表明,超声波预处理可以有效提升污泥的干燥速率,在整个干燥温度范围内,经过25 kHz的超声波预处理的污泥干燥速率更快,预处理时间2和4 h分别使干燥时间缩短了23.19%和29.15%,且热对流温度越高干燥时间就越短;在7种干燥模型中,Midilli模型更能精确表达预处理后污泥的薄层干燥行为。根据傅里叶变换的Fick第二定律表达式显示出D_eff呈现指数增长,25 kHz的超声波对污泥D_eff的提升要优于40 kHz,经过不同超声波预处理的污泥表观活化能E_a差异较小,但是25 kHz超声波使污泥具有更高的扩散因子D₀,约为3.146×10⁻⁶ m²·s⁻¹。此外,超声预处理时间不宜过长,否则会导致复吸现象加剧。     

超声波技术在焦化废水处理中的应用研究

以某焦化厂的焦化废水为研究对象,通过试验分析了超声功率、初始浓度、溶液pH、反应时间、空化气体及反应器中的静水压力等因素对超声降解焦化废水的影响,采用正交试验的方法确定了最佳的工艺条件.在最佳工艺条件下,对焦化废水中PAHs的脱除效果进行了分析.     

应用电声换能超声波雾化方法提高超细颗粒捕集效率

针对大气环境污染控制中超细颗粒难以捕集的问题,提出了一种高效、经济的新方法.其核心思想是将经电声换能超声波雾化得到的相对湿度过饱和雾气喷入含尘气体中,在“云”物理学、碰撞团聚等原理共同作用下,饱和水蒸汽在颗粒表面凝结,使超细颗粒的粒径增大,增加其捕集效率.为了证明这种方法的有效性,建立了小型电声换能超声波雾化捕尘实验台并在旋风除尘器中进行实验研究.实验结果表明,随着雾气浓度的增加,总除尘效率与超细颗粒的分级效率均有明显提高,并且旋风除尘器的压降(能耗)明显降低.     

超声处理与碱性调节的组合强化低挥发分城市污泥水解酸化

为提高低挥发分城市污泥水解酸化的效率,采用超声处理与碱性调节组合的手段强化水解酸化过程,探讨组合的方式、条件及其作用效果。通过先进行碱性调节再超声处理与先超声处理再进行碱性调节2种组合方式下的6种组合条件,分析水解酸化过程SCOD、VFAs、氮、磷的变化情况。实验结果表明,2种组合方式的各条件均可促进污泥水解酸化;超声处理后即调pH为9.5的组合条件较其他组合条件更有利于有机质的转化和VFAs的产生,SCOD的转化率达到20.46%,VSS可降低约40%,在5 d水解酸化过程中污泥水解酸化液HAc/VFAs均高于50%,VFAs最高达1 072.51 mg/L;而各组合条件对水解酸化过程中氮磷的释放影响不大。研究指出,超声处理后即进行碱性调节的组合条件能显著强化低挥发分城市污泥的水解酸化效果。     

超声降解水中的磺胺嘧啶

以磺胺嘧啶(SD)为研究对象,探讨了超声功率、初始浓度、pH值以及超声协同H2O2、Fenton、TiO2等组合工艺对超声降解SD效率的影响。实验结果表明,超声可有效降解水中低浓度的SD,尤其在酸性条件下,超声降解更为显著,降解过程遵循准二级反应动力学模型。加入H2O2或TiO2可在一定程度上促进SD的超声降解,加入Fenton试剂则显著提升SD的去除率。依据量化计算以及LC-MS测定结果,探讨了SD的超声降解机理。超声降解水中SD主要是基于.OH自由基的氧化过程。     

超声辅助对污泥电脱水的特性改进

采用自制的超声波辅助电场污泥脱水装置进行实验,考察了超声波声强和作用时间等因素对污泥含水率的影响。结果表明,在固定频率20 kHz条件下,在相同电场(电压60 V,作用时间5 min)和压力场(压力0.1 MPa,作用时间5.5 min)作用下,通过变换超声波声强和作用时间,得出最优处理条件为声强0.255 W/cm2,作用时间3.5 min。为了消除初始含水率与系统误差的影响,将脱水率作为比较各作用工况的重要指标。在上述最佳工艺条件下, 污泥含水率由83.26%降低至72.90%,与单纯电渗透脱水相比,脱水率由4.88%增大到12.44%,同时减缓电流衰减的速率,增加电渗流量上升速率,增强了电渗透脱水效果。     

Cd2+和Pb2+对四环素超声降解性能的影响

通过紫外分光光度法,研究了Cd2+和Pb2+对四环素超声降解过程的影响。研究结果表明,Cd2+和Pb2+在水中与四环素发生络合反应后,在紫外光谱上发生蓝移,在206 nm处产生新的峰值。同时,在低摩尔比(四环素:重金属2+和Pb2+可以加快四环素的超声降解。0.01 mmol/L四环素溶液24 h的超声降解率为7.54%,加入Pb2+和Cd2+离子后,四环素去除率分别升高至20.82%和18.75%。在高摩尔比(四环素:重金属>2)时,Cd2+和Pb2+抑制了四环素的降解,在0.08 mmol/L四环素溶液中,加入Pb2+和Cd2+离子反而使四环素去除率从4.69%分别降低至2.04%和1.40%。