微波/活性炭强化过硫酸盐氧化处理垃圾渗滤液研究

采用微波(MW)-活性炭(AC)强化过硫酸盐(PS)氧化处理垃圾渗滤液,研究不同因素对垃圾渗滤液处理的影响,比较不同组合工艺对渗滤液处理的效果及活性炭的多次使用情况.结果表明,COD和氨氮(NH4+-N)的去除率随着AC用量、PS用量(S2O82-:12COD0)、MW功率和辐射时间的增加而增大,pH值对COD的去除影响不明显, NH4+-N在碱性条件下得到更理想的去除效果;在活性炭用量为10g/L,PS用量为S2O82-:12COD0=1.2,pH=9,MW功率和辐射时间分别为500W和10min时,垃圾渗滤液中的COD和NH4+-N去除率分别为78.2%和67.2%,BOD5/COD由0.17增至0.38;不同工艺对垃圾渗滤液处理效果显示,MW-AC-PS工艺对垃圾渗滤液中COD和氨氮去除率明显高于其他处理,且MW、AC和PS之间存在协同效应,MW热效应显著;活性炭四次实验后,COD和NH4+-N的去除率分别为61.2%和46.1%.     

过二硫酸盐降解碱液吸收的甲硫醇恶臭

甲硫醇(CH3SH)是一种高毒、高腐蚀性的酸性气体,是恶臭的重要组成部分.碱液吸收是最常用的CH3SH处理方法之一,但吸收液需要进一步处理.过二硫酸盐(persulfate,PS)作为氧化剂用于降解碱液吸收的CH3SH尚鲜见报道.为此,建立一连续循环的吸收降解体系,进行CH3SH的碱液吸收及PS降解实验,并探讨了PS在碱性条件下的稳定性,及反应条件对CH3SH吸收和降解动力学的影响.结果表明,PS在碱液中的稳定性较好,能够有效地降解碱液吸收的CH3S-;随着PS浓度的增加,CH3SH的吸收速率呈先增加后减小的趋势,CH3S-的降解速率不断增大;随着pH的增加,CH3SH的吸收和降解效果均明显增加.在pH为12,CH3SH进气浓度80 mg·m-3,进气速率1.5 L·min-1,PS浓度为1.4 g·L-1时,碱液吸收的CH3S-90%被降解.     

紫外活化过硫酸盐降解水中三氯蔗糖动力学和机制

以新兴污染物人工甜味剂三氯蔗糖(SUC)为对象,研究紫外活化过硫酸盐(UV/PS)对其的降解效果.考察UV光强、PS投加量、溶液初始pH值和阴离子浓度等因素的影响,解析UV/PS降解SUC过程中的降解产物并评估其生态毒性.结果表明,对比单一UV和单一PS,UV/PS降解SUC效果更为明显,SUC降解反应速率常数随光强、PS投加量增加而增大,中性条件更有利于SUC降解,背景离子NO^-₃和HCO^-₃对UV/PS降解SUC有一定的抑制作用,而Cl^-和SO₄ ^2-促进降解过程.基于高分辨质谱HRMS和GC-MS解析出16种中间产物,降解过程主要涉及羟基化、氧化和醚裂解等反应.发光细菌毒性实验和ECOSAR预测结果表明,UV/PS降解SUC过程中会产生毒性高于母物质的中间产物,对生态环境存在潜在威胁.     

纳米Cu0@Fe3O4活化PMS降解对-硝基苯酚的协同反应机制

为解决纳米Cu⁰活化过硫酸盐体系主要依赖浸出铜离子参与均相反应且适应pH范围窄(<7)的缺陷,本研究采用共沉淀法制备了纳米Cu⁰@Fe₃O₄催化剂,以对-硝基苯酚(PNP)为目标污染物,较系统地考察了Cu⁰@Fe₃O₄活化PMS的性能和降解PNP的反应机制.结果表明:(1) pH=5.65、 200 mg·L^-1 Cu⁰@Fe₃O₄和0.5 mmol·L^-1 PMS在60 min内对5 mg·L^-1 PNP的降解率可达到96%;(2)在Cu⁰@Fe₃O₄/PMS体系中,总铜离子(TCu)和总亚铜离子(TCu⁺)以及铁离子浸出几乎可以忽略,可认为是非均相反应体系;(3)通过包覆Fe₃O     

过硫酸盐氧化处理含萘磺酸废水

萘磺酸在工业上应用广泛.本文选取H酸(1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸)为特征污染物,比较了碱活化、热活化以及碱热复合活化过硫酸盐(PS)降解H酸的效果并讨论了其他因素对复合活化的影响.结果表明,碱活化中氧化钙投加量从0增加至1 250 mg·L^-1,反应100 min后H酸的去除率由42.5%升至82.8%.热活化中H酸的去除率与温度正相关,在65℃时H酸去除率为77.5%,反应的活化能为37.85 kJ·mol^-1.复合活化虽然加快了反应速率,但高温下PS迅速分解导致对H酸的降解效果不如单一热活化, PS浓度的改变并未显著提高H酸的去除率,无机阴离子CO₃^2-不利于H酸的去除.复合活化对H酸的矿化效果不理想,TOC去除率仅为16%.利用GC-MS鉴定出H酸的降解中间产物主要是对-苯二甲酸,表明萘环打开后可能生成了邻-苯二甲酸酐.     

电活化过硫酸盐氧化修复石油烃污染土壤研究

石油烃污染土壤修复研究已成为当前关注的热点与重点，但目前的修复方法存在处理成本高、修复时间长、污染物矿化不彻底等问题，本研究采用电活化过硫酸盐氧化技术修复石油烃污染土壤，通过循环伏安曲线分析验证电活化，考察了pH值、过硫酸盐浓度、水土比和电场强度对土壤中石油烃降解速率的影响。结果表明，在9000～27000 mg/kg的浓度范围内，电活化过硫酸盐氧化对石油烃的降解率为83.3%～98.7%,最佳条件为pH=7.0、过硫酸盐初始浓度为1mol/L、水土比1∶2、电场强度1.5V/cm。该方法能够实现土壤石油烃的快速高效修复，为石油烃的降解及有机污染土壤的原位快速修复提供了重要的基础理论和参考借鉴。     

内源Fe2+活化过硫酸盐联合生物炭增强厌氧消化污泥脱水性能的研究

为实现厌氧消化污泥脱水性能提升，利用厌氧消化污泥内源Fe²⁺活化过硫酸盐(PDS)联合核桃壳生物炭开展其脱水性能调理，并探讨了作用机理。结果表明，调理体系在pH值为6、PDS质量浓度为6.2 g/L、生物炭投加量为25.6 g/L、粒径范围125～150μm条件下，低压抽滤后泥饼含水率为70.3%,厌氧消化污泥的毛细吸水时间(CST)降低至114.7 s, CST降低率达到81.3%,脱水性能明显提升。在调理过程中，PDS氧化污泥中含铁矿物释放内源Fe²⁺,进一步活化PDS生成·SO■和·OH,降解胞外聚合物(EPS),释放结合水，显著增强厌氧消化污泥脱水性能；生物炭能够吸附EPS中的亲水性有机物，并提供骨架支撑作用，实现脱水性能进一步提升。对抽滤后泥饼重金属分级提取结果表明，调理体系能够明显削弱污泥固相重金属的环境浸出能力，并降低其浸出毒性；环境效益成本比值(BCR)结果表明提出的联合调理手段可行性较强，需进一步研究实现工业化应用。     

高阶煤润湿过程中水分运移的低场核磁共振试验

为深入了解煤层注水过程中水分在高阶煤煤体中的运移特征，以焦作中马村矿高阶煤为研究对象，利用低场核磁共振(LNMR)设备，测试煤样在负压浸水试验、等温浸润试验过程中不同浸水时间时的核磁谱图，结合煤样负压浸水过程的质量变化，获得制备饱水煤样所需的试验条件；结合煤样等温浸润过程质量变化，从微观层面定量分析煤样润湿过程中水分进入煤体的分布特征、煤样含水率和含水饱和度的变化规律。结果表明：水分在毛细管力作用下，可以浸润到煤体的最小孔径对应的核磁弛豫时间为0.014 ms;水分按照较大孔→小孔→微孔的路径依次进入到煤体中，按照微孔→小孔→较大孔的路径依次达到饱和状态，试验煤样在相同的润湿时间时，虽然含水率不同，但整体含水饱和度几乎一致，且煤样整体含水饱和度与润湿时间的0.5次方之间存在定量关系。     

Co-NCP非均相催化过硫酸盐降解N,N-二甲基甲酰胺的研究

采用煅烧-浸渍法制备了钴改性天然黄铜矿(Co-NCP)高效催化剂，并采用Co-NCP活化过一硫酸盐(PMS)对N,N-二甲基甲酰胺(DMF)进行氧化降解。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能量-色散光谱(EDS)对Co-NCP反应前后的理化性质进行表征。结果表明煅烧后的天然黄铜矿的粗糙度变大，颗粒排布也更加紧密，可以提高浸渍法制备催化剂的性能。系统地研究了Co-NCP催化剂的投加量和PMS的投加量、初始pH值对反应体系的影响，确定了该反应的最优参数。结果表明，在中性条件下，Co-NCP投加量为4.0 g/L、PMS为4.0 g/L时，质量浓度为120 mg/L的DMF水溶液可以在40 min内达到91.61%的降解率。根据动力学方程对Co-NCP活化PMS降解DMF反应进行拟合，结果表明该反应符合准一级反应动力学。不同体系反应的动力学速率常数显示Co-NCP/PMS体系反应速率远大于其他反应体系，说明Co-NCP催化剂对PMS有高效的活化作用。通过自由基淬灭试验以及电子顺磁共振(EPR)分析结果表明体系中的活性物种有OH·、SO₄^-<...     

磁改性羊粪衍生ZVI-生物炭的制备及其活化过一硫酸盐降解AO7特性研究

以羊粪为原料，制备磁改性羊粪衍生ZVI-生物炭复合材料 （SMF₈₀₀），通过BET、SEM、XRD、N₂吸附-脱附等温线等对其表面形貌及晶体结构进行表征，并采用序批实验考查活化剂和过一硫酸盐 （PMS） 投加量、温度、溶液初始pH、无机阴离子等因素对AO7降解效率影响.结果表明，SMF₈₀₀拥有高度石墨化及多孔结构，在最佳条件下 （PMS=0.8 g·L^-1、SMF₈₀₀=0.5 g·L^-1、AO7=20 mg·L^-1、T=25 ℃），40 min内AO7能被完全降解，在弱酸条件下有利于脱色，且活化剂经过3次循环使用后仍具有良好的活化效率.猝灭实验和XPS测试结果表明，自由基 （SO4- ?、·OH、O₂^·- ） 和非自由基途径 （¹O₂） 协同作用于AO7的降解，其中以Fe⁰还原PMS产生SO4- ?的自由基途径占主导地位，以Fe⁰诱导碳电子、生物炭表面含氧官能团 （C-OH 和COOH） 激活PMS产生¹O₂为辅，而SMF₈₀₀石墨化及大量的sp²-C结构为电子转移提供良好的场所.综上，本研究设计制备了一种新型的生物炭基ZVI活化剂，以期为有机废水高效、低成本的处理方法提供新的技术支撑，同时也为粪源资源化利用提供新的途径.