臭氧/沸石工艺处理水中硝基苯的机理探讨

考察了臭氧在H型沸石上吸附与分解情况,发现臭氧在H型沸石上发生了吸附与分解,并且吸附过程与脱附过程是不可逆的,其脱附速率很快.在吸附分解平衡后,臭氧在H型沸石上的吸附分解量与进水臭氧浓度成正比.而在1×10^-3 mol/L Na⁺存在条件下,被Na⁺交换的H型沸石基本不吸附分解臭氧.考察不同阳离子和不同型号沸石对臭氧/沸石工艺去除硝基苯的影响,发现Ca²⁺的影响最大,另外Na型沸石和NH₄型沸石在降解硝基苯的过程中,硝基苯的去除效率逐渐提高,并且Na型沸石中的Na⁺发生溶出,表明盐析效应影响臭氧扩散进入沸石孔道进行自分解和催化分解的能力.脱铝后的H型沸石没有体现降解硝基苯的效果.最后在pH 3.0时,H型沸石也能吸附分解一部分臭氧,说明H⁺的影响不如其它阳离子.     

藻炭改性电极强化微生物燃料电池产电及去除硝基苯性能

开发利于微生物富集和优异导电性能的电极是提高微生物燃料电池（MFC）性能的关键。通过碱活化和酸活化方式制备螺旋藻生物炭（简称藻炭）并将其修饰于阳极炭毡（CF）,以硝基苯为难降解污染物代表,通过检测电极电化学性能和污染物降解过程,探究基于藻碳MFC产电及转化污染物的性能。结果表明：在700 ℃-NaOH改性藻炭修饰炭毡的电极体系（NaOH-AC700/CF）,MFC电压最高可达670 mV,比CF体系高26%,且驯化时间由7 d缩短至2 d。修饰电极体系产电的同时高效降解污染物,阴极对硝基苯的去除率最高可达99.9%;相比于CF体系,NaOH-AC700/CF体系的降解效率提高了22.1%,苯胺生成率提高了123.3%。微生物种类分析结果表明,电极表面的产电菌主要为弧形杆菌属（Arcobacter）和铜绿假单胞菌属（Pseudomonas）,且在NaOH-AC700/CF阳极表面产电菌丰度最高,因而利于MFC产电以及硝基苯的还原。

     

PRB活性介质球磨硫铁矿去除硝基苯

采用机械化学法制备了球磨硫铁矿粉末（BMP）,采用批次实验研究了BMP对硝基苯（NB）的还原性能,采用砂柱实验考察BMP用于填充可渗透反应屏障（PRB）以修复硝基苯污染地下水的可行性.X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）和X射线光电子能谱（XPS）对BMP反应前后的形态、晶体结构和元素组成进行表征分析.结果表明,BMP可以有效地去除NB,去除率达98.8%,主要还原产物为苯胺（AN）.准一级动力学模型较好地拟合了NB的降解过程,降解动力学常数为59.03×10^-3min^-1.GC-MS分析未检出除AN外的其它污染物.砂柱实验结果表明,BMP-PRB可以连续高效去除模拟地下水中的NB,地下水成分保持稳定,急性毒性显著降低.表征分析表明,BMP对NB及其还原产物有一定的吸附作用.BMP表面持续产生具有还原性的Fe²⁺和S^2-等活性物质,可与NB的强吸电子基团硝基反应生成AN和Fe³⁺,而Fe³⁺氧化硫铁矿会产生Fe²⁺并促进Fe²⁺-Fe³⁺循环.     

利用高炉瓦斯泥-H2O2处理硝基苯废水

以高炉瓦斯泥为铁源,通过其在酸性条件下与H2O2 形成Fenton/类Fenton反应体系来处理硝基苯废水,考察了pH、H2O2用量、高炉瓦斯泥用量及反应时间对硝基苯降解率的影响,并对降解机理进行了分析表征。实验结果表明,在pH为3、高炉瓦斯泥用量为0.5 g/L、H2O2用量为10 mL/L、反应时间为60 min的条件下,100 mg/L的硝基苯溶液中硝基苯的降解率达87.88%;硝基苯先被氧化生成硝基苯酚、硝基苯二酚、对苯醌等中间产物,然后再进一步氧化生成二氧化碳和水达到降解的目的。     

硝基苯对硫酸盐还原过程的影响

为了探明硝基苯(NB)对硫酸盐还原的影响,揭示相关过程机制,采用以丙酸盐为碳源和电子供体的序批式厌氧反应系统(水力停留时间为33 h),考察了碳硫比为0.63～5.0,NB浓度为2.5～50 mg/L条件下,系统的硫酸盐还原效能。研究结果表明,NB对硫酸盐还原过程存在抑制作用,当系统NB进水浓度低于30 mg/L时,NB对硫酸盐还原过程抑制并不显著,但当进水NB浓度达50 mg/L时,硫酸盐还原率由近100%迅速降至17%。对比实验结果进一步表明,NB初始浓度为16.5 mg/L条件下,硫酸盐的比还原速率和丙酸的比消耗速率分别为对照组的63%和52%。硫酸盐还原的抑制主要源自NB及其还原产物苯胺(AN)的生物毒性,但上述抑制作用可逆。     

动态电化学反应器还原硝基苯废水的效能分析

以石墨电极为阴极、钌铱电极为阳极,建立了动态电化学应器用以处理硝基苯模拟废水。考察了水力停留时间、电流密度、电解质浓度和初始pH等因素对硝基苯去除率、苯胺生成率和库伦效率的影响规律,从能耗角度探讨了动态处理方式的优势及其原因。结果表明：动态处理效果明显优于静态处理。当水力停留时间为1 min,电流密度为15 mA·cm-2,电解质浓度为0.05 mol·L-1时,反应20 min硝基苯转化为苯胺的库伦效率为4.15%,比相似条件下的静态处理效果增大2.58倍;反应60 min去除硝基苯和生成苯胺所需能耗分别为10.09 kWh·kg-1和19.53 kWh·kg-1,比静态分别减少45.22%和62.09%;反应120 min硝基苯去除率可达97.3%,苯胺生成率达53.1%,比静态分别提高22.8%和39.2%。     

地下水循环井技术修复硝基苯污染含水层效果模拟

实验在二维模拟槽中进行,以曝气前后地下水水位高度变化表征地下水循环强度,分析了地下水初始水位,曝气量和地下水初始流速对循环井运行的影响,并以得到的最佳运行参数进行硝基苯污染地下水修复效果模拟.结果表明,地下水初始水位45 cm,曝气量0.7 m3·h-1,地下水初始流速低于1.0 m·d-1时,循环井可以达到良好运行状态.硝基苯在地下水中的纵向迁移距离明显大于横向,泄漏第50 d时,平均浓度达到246.97 mg·L-1.循环井修复过程中,逐渐形成一个以循环井为中心的有机物高效修复区域.该区域内有机物被优先去除,浓度持续下降.高效修复区域外,存在过渡区域,该区域内有机物的浓度受有机物吸附/解吸和迁移性共同作用影响.整个修复过程中,硝基苯的浓度经历了快速下降-缓慢下降-浓度拖尾3个阶段,累计曝气14 h后,硝基苯的平均浓度下降至71.19 mg·L-1,残留的硝基苯分布在远离循环井的区域.由此可见,地下水循环井技术能够较好地修复硝基苯污染的地下水,修复过程存在最佳运行条件及最适修复时间.     

硝基苯类化合物的结构/毒性定量构效关系研究

为了定量结构／毒性相关性研究提取了拓扑指数Ａｍ，分子连接性指数＾ｍＸｔ量子化学参数及分子体积等，同时运用最佳变量子集算法（Ｌｅａｐｓ ａｎｄ Ｂｏｕｎｄｓ）进行了变量的压缩和选择，进而实施了多元间归分析，并由所得结果进行了硝基苯类化合物结构与毒性关系的理论解释，同时还进行了人工神经网络法对于该类化合物毒性的预测，其结果明显好于多元回归法。     

Degradation kinetics and mechanism of trace nitrobenzene by granular activated carbon enhanced microwave/hydrogen peroxide system

The kinetics of the degradation of trace nitrobenzene (NB) by a granular activated carbon (GAC) enhanced microwave (MW)/hydrogen peroxide (H₂O₂) system was studied. Effects of pH, NB initial concentration and tert-butyl alcohol on the removal efficiency were examined. It was found that the reaction rate fits well to first-order reaction kinetics in the MW/GAC/H₂O₂ process. Moreover, GAC greatly enhanced the degradation rate of NB in water. Under a given condition (MW power 300 W, H₂O₂ dosage 10 mg/L, pH 6.85 and temperature (60±5)℃), the degradation rate of NB was 0.05214 min^-1 when 4 g/L GAC was added. In general, alkaline pH was better for NB degradation; however, the optimum pH was 8.0 in the tested pH value range of 4.0-12.0. At H₂O₂ dosage of 10 mg/L and GAC dosage of 4 g/L, the removal of NB was decreased with increasing initial concentrations of NB, indicating that a low initial concentration was beneficial for the degradation of NB. These results indicated that the MW/GAC/H₂O₂ process was effective for trace NB degradation in water. Gas chromatography-mass spectrometry analysis indicated that a hydroxyl radical addition reaction and dehydrogenation reaction enhanced NB degradation.     

微电解-生化工艺在硝基苯废水处理中的协同作用

采用微电解与生化工艺结合处理硝基苯废水。通过微电解提高废水的可生化性 ,使废水的BOD5 CODCr由 0 11提高至 0 2 6 ;利用H O工艺进行后续处理 ,在H柱水力停留时间为 2 0h ,O柱水力停留时间为 10h的条件下 ,废水的总CODCr去除率为 86 % ,硝基苯的去除率为 99%