负载型纳米零价铁对水中硝基苯的去除

以六方板短孔道分子筛Zr-Ce-SBA-15和纤维状长孔道分子筛SBA-15为载体,采用等体积浸渍—H2还原法合成了纳米零价铁（NZVI）复合材料NZVI/Zr-Ce-SBA-15和NZVI/SBA-15,采用XRD、SEM等手段进行了表征,并比较了二者对硝基苯的还原性能。表征结果显示,介孔材料能有效阻止NZVI颗粒的团聚,经负载后其粒径变小。实验结果表明：短孔道Zr-Ce-SBA-15比长孔道SBA-15更适合作载体;在NZVI/Zr-Ce-SBA-15和NZVI/SBA-15投加量均为1.0 g/L、初始硝基苯质量浓度为20 mg/L、pH为6的条件下,二者对硝基苯的去除率分别为94%和83%,相应的苯胺生成量为10.0 mg/L和7.8 mg/L;当NZVI/Zr-Ce-SBA-15投加量为1.0 g/L、初始硝基苯质量浓度为20 mg/L、pH为3时,硝基苯去除率为98%,相应的苯胺生成量为11.8 mg/L。     

物化联合预处理工艺处理高浓度中成药浓缩废水效能研究

针对中成药浓缩液粘稠度高、色度高、有机物含量高的问题,开发了“铁碳微电解+芬顿(Fenton)氧化+混凝沉淀”预处理工艺。结果表明：在pH为2、反应时间为2 h的条件下,铁碳微电解工艺的COD_Cr去除率达到54.5%;在H₂O₂投加量为1.0%、反应时间为2 h的条件下,芬顿工艺段的COD_Cr去除率达55.8%。混凝沉淀工艺进一步提高了COD_Cr去除效果,联合预处理工艺对COD_Cr的总去除率达到88.9%,出水COD_Cr浓度小于3 000 mg/L,废水可生化性由0.12提高至0.32。     

磁场强化铁碳微电解降解甲基橙的研究

铁碳微电解技术因其操作简单、生态环保和经济高效等优势,常被用于印染废水的治理研究,但该技术存在COD去除率低和适用p H范围窄的问题。为了克服以上问题,引入磁场强化技术。通过批试验,系统考察了初始p H、初始甲基橙浓度、转速和温度等对磁场强化铁碳微电解去除甲基橙过程的影响。研究结果表明:磁场能够显著提升铁碳微电解去除甲基橙和COD的效率,且拓宽了p H的适用范围。结合SEM、XRD和电化学技术表征,阐明了磁场强化铁碳微电解去除甲基橙的机理是磁场能够加速铁碳微电解的腐蚀,产生大量二价铁,从而强化还原去除甲基橙。本研究提出了一种新的强化铁碳微电解高效去除污染物方法。     

悬挂铁改性活性炭的美人蕉浮床除氟效果试验

设计制作了悬挂氯化铁改性颗粒椰壳活性炭(以下简称铁改性活性炭)的美人蕉(Canna indica)浮床,利用自制聚氯乙烯(PVC)水槽,研究了该浮床在不同水力停留时间(HRT)下对3.0、5.0mg/L含氟水的处理效果,并与未悬挂铁改性活性炭的美人蕉浮床进行除氟效果对比。结果表明,未悬挂铁改性活性炭的美人蕉浮床对3.0mg/L含氟水的氟去除率最高仅为9.4%。悬挂铁改性活性炭的美人蕉浮床在较长HRT(4.5d)下对3.0mg/L含氟水具有较好去除效果,水槽出水氟质量浓度最低可降至0.8mg/L,达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类标准(≤1.0mg/L),氟去除率最高可达77.5%。由于受铁改性活性炭对氟离子吸附容量的影响,悬挂铁改性活性炭的美人蕉浮床在较短HRT(1.8d)下对5.0mg/L含氟水处理效果不理想,水槽出水氟质量浓度最低仅降至1.9mg/L,未达到GB 3838—2002Ⅴ类标准(≤1.5mg/L),氟离子去除率最高为58.0%。     

微电解耦合固相反硝化脱氮除磷效果及微生物分析

为提高低碳氮比污水中氮、磷的去除率,通过铁碳微电解耦合固相反硝化系统强化生物脱氮除磷的效果,分别考察了HRT、DO、pH对耦合系统中氮、磷去除效果的影响,并对铁碳颗粒(FC)、固体碳源颗粒(CC)和悬浮污泥(SS)的微生物群落结构进行了分析。结果表明:当进水C/N=1.5时,耦合系统的最佳运行参数为HRT=4 h、DO=2.0 mg·L~(-1)、pH=7.0;此时NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、TP的去除率分别为95.63%、93.48%、94.72%、99.10%。高通量测序分析结果表明:在门水平上,3个样本(FC、 CC、 SS)中的优势菌门为Proteobacteria、Actinobacteria和Bacteroidetes,其中具有反硝化脱氮功能的Proteobacteria在FC、CC、SS中分别占样本总数的72.66%、 67.43%、 68.66%;在纲水平上,SS中Alphaproteobacteria的相对丰度显著高于FC和CC, FC中的Gammaproteobacteria的相对丰度显著高于CC和SS,CC中的Gemmatimonadetes相对丰度明显高于FC和SS,生物除磷主要发生在CC中;在属水平上,Gemmobacter在FC、CC、SS中的相对丰度分别为25.50%、23.64%、32.53%,对异养反硝化过程起到重要作用。以上结果有助于提高对微电解-自养/异养反硝化除磷耦合系统中微生物生态学的理解。     

基于Fe~0的PRB去除地下水中硝酸盐的模拟研究

由于地下水中硝酸盐污染的普遍性、难去除性和对人体健康的潜在危害性而引起人们的广泛关注。本研究通过柱实验,研究了不同条件(进水pH、砂/Fe0体积比和添加锯末)对基于Fe0的模拟渗透性反应墙(permeable reactivebarrier,PRB)去除地下水中硝酸盐的影响。结果表明,由于黄土的碱性和缓冲作用,进水pH的影响不显著;5~6∶1的砂/Fe0(S/Fe)体积比既可提高铁粉利用率,又有利于硝酸盐的还原并延长PRB的有效期;铁腐蚀产物引起铁粉粘固而导致PRB的渗透性和反应性降低,尤其在反应区的进水口端;虽然酸预处理Fe0有助于硝酸盐的还原,但更容易引起堵塞,而在Fe0体系中加入活性炭不仅可提高硝酸盐的去除率,还可延长PRB的有效期,是一种很好的辅助填料;同时添加锯末和Fe0的生物-化学联合法更有助于硝酸盐还原并提高出水水质,具有很好的应用潜力;不同条件下,出水中的氨和亚硝酸盐的浓度相差较大,但可溶性铁浓度均低于饮用水标准(0.3 mg/L)。Fe0的化学还原和锯末的生物反硝化是硝酸盐去除的主要机理。本研究表明,基于Fe0的PRB用于去除中性或偏碱性地下水中的硝酸盐污染具有很大的潜力。     

纳米铁-微生物耦合体系去除硝酸盐的影响因素研究

采用液相还原法制备出纳米铁粒子,并与自养反硝化细菌耦合,以解决单独使用生物反硝化和纳米铁还原法的不足。本实验在纳米铁-微生物耦合体系可以有效还原硝酸盐的基础上,研究了pH、温度和DO等环境因素对该耦合体系脱氮速率和产物的影响,以期通过优化参数达到最好的脱氮效果。结果表明,该体系在中性条件下能够快速将硝酸盐还原,随pH升高,氨氮比例无显著变化,均在40%左右,但还原速率有所下降;随温度的升高,氨氮比例有所上升,而反应速率明显升高,但该体系在5℃时仍能将硝酸盐完全去除;耦合体系中的DO过高或过低都会导致产物中氨氮比例的增加,0.4 mg/L左右为较适宜DO水平,但对硝酸盐还原速率的影响不大,当DO为0.8 mg/L时,硝酸盐仍可以在8 d内完全去除。因此,该耦合脱氮体系对pH、温度和DO的适应能力较强,有利于实际地下水的原位修复。