堇青石负载Pd和过渡金属氧化物催化剂的表征及其对CO的催化氧化活性

以堇青石蜂窝陶瓷(CC)为载体,采用浸渍法制备了堇青石负载Pd和过渡金属混合氧化物催化剂,记作Pd-M-Mn(M=Cu,Co,Fe,Ni)/CC。实验结果表明:Pd-Co-Mn/CC催化剂的催化活性最高;随着Pd负载量的增加,CO转化率提高;当Pd负载量为1.00%时,反应温度为150℃时CO转化率达到98%,200℃时CO转化率达到100%;在反应温度150℃条件下,Pd-Co-Mn/CC催化剂(Pd负载量1.00%)的CO转化率在前30h内小幅度下降,随后稳定在90%以上,反应100h后,催化剂表面颜色由黑色变为棕褐色。     

生物沥浸耦合类Fenton氧化调理城市污泥

采用生物沥浸耦合类Fenton氧化工艺对城市污泥进行了调理研究.结果表明,在升华硫和Fe SO4·7H2O投量分别为3g·L-1和8 g·L-1时,污泥p H从6.9降至2.5约需1 d,满足类Fenton氧化的适宜酸性条件.生物沥浸处理后,污泥挥发性固体(VS)减少率为13.4%,污泥比阻从3.1×109s2·g-1降至1.5×109s2·g-1,降低51.6%,但仍属于难脱水污泥.沥浸污泥继续经类Fenton氧化调理,调理的最佳H2O2投量和反应时间分别为3.3 g·L-1和60 min.处理后污泥VS减少率为30.8%,污泥比阻和滤饼含水率分别为1.9×108s2·g-1和76.9%,污泥比阻降低93.9%,污泥脱水性能和稳定性能得到显著提高.此外,该联合工艺对污泥的调理效果优于类Fenton氧化单独调理.     

不同运行策略下厌氧氨氧化的脱氮性能

采用厌氧氨氧化反应器(ASBR)处理模拟生活污水,考察低基质比、降温方式及pH对系统脱氮性能的影响.结果表明,温度为30℃时,控制进水NO_2~--N浓度为(30±0.2)mg·L~(-1),基质比(NO_2~--N/NH_4~+-N)由0.9升至1.4,系统NH_4~+-N和NO_2~--N去除率均值分别从54.4%和65.3%升至95.8%和92.5%;当基质比继续升高至1.6时,NH_4~+-N去除率基本不变,而NO_2~--N去除率降至54.6%,即基质比接近理论值1.32时,其厌氧氨氧化脱氮性能较强.当反应温度一次性从30℃降低至15℃时,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率由97.5%和98.5%分别降至35.2%和40.1%,当采用阶梯式降温方式(30℃→25℃→20℃→15℃)时,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分别由97.7%和98.6%逐渐降至52.7%和62.4%.控制NO_2~--N/NH_4~+-N为1.4,逐步升高pH由7.7至8.5时,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率先增大后减小,当pH为8.3时系统脱氮性能最佳.     

Fenton氧化法深度处理抗生素废水二级出水

采用Fenton氧化法对青霉素和土霉素混合废水二级处理出水进行深度处理,通过正交和单因素实验研究了废水初始反应pH值、H2O2投加量、Fe2+/H2O2摩尔比及反应时间等因素对废水处理效果的影响。实验结果表明,Fenton氧化法处理的最佳反应条件为:初始pH值4、H2O2(30%)投加量50 mL/L、Fe2+/H2O2摩尔比1/20和反应时间60 min,处理后出水COD小于120 mg/L,COD去除率在75%以上,急性毒性(HgCl2毒性当量)小于0.07 mg/L,满足《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB21903-2008)表2标准要求。     

Mn/γ-Al2O3催化剂的制备及头孢合成废水的催化臭氧氧化法深度处理

对Mn/γ-Al₂O₃催化剂的制备条件及头孢合成废水的催化臭氧氧化法深度处理工艺条件进行了优化。实验结果表明：以Mn（NO₃）₂溶液为浸渍液,Mn/γ-Al₂O₃催化剂的最优制备条件为浸渍液浓度0.10 mol/L、浸渍时间9 h、焙烧温度400 ℃、焙烧时间2 h;在反应时间为30 min、废水pH为9.0、臭氧通量为4.6 mg/min、催化剂加入量为5 g/L的条件下,当进水COD、BOD₅、ρ（氨氮）和色度分别为220~250 mg/L,8~10 mg/L,10~12 mg/L和60~70倍时,出水COD、BOD₅、ρ（氨氮）和色度的平均去除率分别为53%,30%,33%和93%,出水水质满足GB 21904—2008《化学合成类制药工业水污染物排放标准》的要求。     

三槽式切换氧化沟运行工况数学模式及应用

三槽式切换氧化沟运行工况呈周期性的变化。根据理论分析，建立了各槽活性污泥浓度变化及相互关系的数学模式，并进行了验证。同时就数字模式在周期程序设置及排泥方式选择时的应用做了说明。     

自组装纳米金修饰玻碳电极检测亚硝酸根

将N-［3-(三甲氧硅基)丙基］-乙二胺与金溶胶通过自组装制备亚硝酸根的电化学传感器.原子力显微镜图(AFM) 显示纳米金自组装在氨基硅烷修饰的玻碳电极表面.由于质子化的氨基硅烷与带负电的亚硝酸根间的相互作用以及纳米金对亚硝酸根具有较好的催化作用,亚硝酸根在该修饰电极上的氧化电位与在玻碳电极上的氧化电位相比负移了140 mV.利用微分脉冲伏安法和微分脉冲安培法研究了亚硝酸根电流响应信号与浓度间的关系.在最优实验条件下,亚硝酸根的氧化峰电流与其浓度在5.0×10^-7～1.0×10^-3 mol·L^-1的浓度范围内呈良好的线性关系, 检测限可达到2.0×10^-7 mol·L^-1(信噪比为3). 用分光光度法及本研究提出的方法对实际样品中亚硝酸根的测定进行了比较,测定结果的差异很小.本研究所提出的测定亚硝酸根的方法具有较高的灵敏度和较好的重现性.     

H2O2 treatment boosts activity of NiFe layered double hydroxide for electro-catalytic oxidation of urea

Urea oxidation reaction (UOR) provides a method for hydrogen production besides wastewater treatment, but the current limited catalytic activity has prevented the application. Herein, we develop a novel H₂O₂ treatment strategy for tailoring the surface oxygen ligand of NiFe-layered double hydroxides (NiFe-LDH). The sample after H₂O₂ treatment (NiFeO-LDH) shows significant enhancement on UOR efficiency, with the potential of 1.37 V (RHE) to reach a current density of 10 mA/cm². The boost is attributed to the richness adsorption O ligand on NiFeO-LDH as revealed by XPS and Raman analysis. DFT calculation indicates formation of two possible types of oxygen ligands: adsorbed oxygen on the surface and exposed from hydroxyl group, lowered the desorption energy of CO₂ product, which lead to the lowered onset potential. This strategy is further extended to NiFe-LDH nano sheet on Ni foam to reach a higher current density of 440 mA/cm² of UOR at 1.8 V (RHE). The facile surface O ligand manipulation is also expected to give chance to many other electro-catalytic oxidations.     

不同臭氧催化氧化体系处理老龄垃圾渗滤液的效果及能耗分析

老龄垃圾渗滤液因其成分复杂且可生化性差,故传统技术无法对其进行有效降解,且利用臭氧催化氧化体系处理垃圾渗滤液缺乏系统性评估报道。为解决上述问题,采用臭氧/过二硫酸盐(${{\rm{S}}_2}{{\rm{O}}_8^{2 - }}$,PS)、臭氧/过一硫酸盐(${\rm{HS}}{{\rm{O}}_5^ -} $,PMS)和臭氧/过氧化氢(H₂O₂)氧化体系,探讨了处理老龄垃圾渗滤液的可行性,考察了初始pH、温度、O₃及H₂O₂、Na₂S₂O₈、KHSO₅的投加量等因素对其处理效果的影响,并对其能源效率进行了分析。结果表明,优化条件下,O₃/PMS、O₃/H₂O₂和O₃/PS的单位数量级能耗(electrical energy per order,EE/O)分别为1 007.5、1 233.7、662.6 kWh·m⁻³,O₃/PMS氧化体系处理老龄垃圾渗滤液的效果与O₃/H₂O₂氧化体系相似,且优于O₃/PS。由综合处理效果与能耗评估结果可知,O₃/H₂O₂氧化体系最佳,在温度为25 ℃,pH=6,O₃和H₂O₂投加量分别为3 g·h⁻¹和2 125 mg·L⁻¹,反应时间为60 min条件下,能耗最低,EE/O降至443.9 kWh·m⁻³,且TOC去除率和反应速率常数分别为27.1%和0.005 3 min⁻¹,BOD₅/COD也由0.18增至0.26。综合上述结果,基于臭氧体系的高级氧化法能耗较高,可将臭氧催化氧化与低成本的生物处理技术相结合,从而实现对污染物高效经济降解。上述研究结果可为臭氧高级氧化技术的工程化应用提供参考。     

改性芬顿试剂修复农药污染土壤的工艺条件优化

在农药污染土壤中加入乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)改性传统芬顿试剂,研究化学氧化修复处理土壤中氯代有机物和苯系物的效果,探究EDTA-2Na、H₂O₂、FeSO₄浓度和H₂O₂投加次数对土壤中苯、1,2-二氯苯降解率的影响。结果表明:加入与Fe ²⁺物质的量比为1∶1的EDTA-2Na,苯的降解率提高了29.6个百分点,1,2-二氯苯的降解率提高了26.4个百分点;相同试验条件下,苯、1,2-二氯苯的降解率随着EDTA-2Na、H₂O₂、FeSO₄浓度和H₂O₂投加次数的增加而上升,然后逐步趋于稳定;适宜工艺参数是H₂O₂浓度为3.0 mmol∕g,n(H₂O₂)∶n(FeSO₄)∶n(EDTA-2Na)为10∶1∶1(n为物质的量),反应时间为2 h,H₂O₂分4次投加,此时苯的降解率最高达86.0%,1,2-二氯苯的降解率最高达83.6%。