Ti/BDD/PbO_2复合电极在化学需氧量测定中的应用

以钛基掺硼金刚石为基体,采用电沉积的方法制备了Ti/BDD/PbO2复合电极,并将其用于化学需氧量（COD）的测定。采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射谱图（XRD）表征了电极的微观形貌及结构,采用电化学工作站考察了电极对有机物响应特性。实验结果表明,在1.45 V的低电位条件下,线性范围为0.5～175 mg/L,检测限为0.3 mg/L（S/N=3）。采用Ti/BDD/PbO2复合电极测定法和重铬酸钾标准方法对市政污水、食品废水及印染废水的对比结果表明,2种方法的相对误差小于10%,具有良好的一致性。     

铁及铁铜氧化物对臭氧氧化酸性红B的催化效能

采用自蔓延溶胶凝胶法分别制备了铁氧化物和铁铜复合氧化物催化剂,以酸性红B为降解对象,对比了单独臭氧氧化、铁氧化物和铁铜复合氧化物催化臭氧氧化对酸性红B的降解效果,考察了磁力搅拌速度(500～1 640 r/min)、溶液pH(3～11)、臭氧投加速率(3.55～28.4 mg/min)对铁铜复合氧化物催化性能的影响。结果表明,与单独臭氧氧化比较,铁氧化物和铁铜复合氧化物均能加速酸性红B的降解,促进色度和COD的去除,结合催化剂的表征结果,推断催化剂表面羟基促进臭氧分解产生.OH是其氧化性能较好的主要原因,另外,催化剂的吸附能力对催化性能也有一定影响。随着磁力搅拌速度、溶液pH、臭氧投加速率的增大,铁铜复合氧化物催化臭氧氧化酸性红B的效果越好。     

复合型絮凝剂处理景观水体

利用以生物絮凝剂(1 g/L MBF-28)与化学絮凝剂(5 g/L PAC)复配后的复合絮凝剂CBF28C处理景观水体,考虑了复配比、投加量、pH和投加顺序对处理景观水的影响。实验结果表明:对于反应体系为100 mL景观水体,当MBF-28与PAC溶液复配体积比为3∶1,反应体系pH为7.0,1 mL 1%CaCl2作助凝剂,1.5 mL CBF28C时,其絮凝效果最好,其COD,色度,TN,TP的去除率分别为90.7%,54.1%、46.6%和51.5%。最佳水力条件为:快速320 r/min,快搅时间45 s,慢速80 r/min,慢搅时间100 s。并且得出了前10 min内絮凝率的反应关系方程式。     

复合生物膜-活性污泥反应器同步脱氮除磷

通过实验研究比较了复合生物膜-活性污泥反应器(HY)和传统活性污泥反应器(AS)的脱氮除磷效果。结果表明,在水力停留时间(HRT)16 h、污泥龄12～15 d、水温19～21℃、pH 6.3～7.8的条件下,复合生物反应器比活性污泥反应器运行更稳定,未发生污泥膨胀。在相同运行条件下,复合生物反应器对COD、TN和TP的去除率分别为95%、91%和98%,而活性污泥反应器对COD、TN和TP的去除率分别为85%、84%和90%。稳定工况下复合生物反应器的比硝化、比反硝化速率,比吸磷、比释磷速率均高于活性污泥反应器,且微生物相更加丰富。通过建立16S rDNA克隆文库发现生物膜和活性污泥的微生物群落结构均具有高度多样性,但生物膜微生物的微生物相比活性污泥更复杂。     

响应曲面法优化复合絮凝剂的制备工艺

为了提高染料废水中COD和色度的去除效果,采用响应曲面法对聚硅酸类新型复合絮凝剂的制备工艺进行了优化实验研究。在单因素实验基础上采用Box-Behnken Design(BBD)实验设计方法,设计出了影响染料废水处理效果的3因素3水平共15组实验,其中n(Fe+Al):n(Si)的摩尔比为4～6,n(B+Mg):n(Si)的摩尔比为0.3～0.7,熟化时间为1～3 d。根据15组实验结果,以COD去除率和色度去除率为响应值分别建立了二次多项式响应曲面模型。模型优化结果显示,在n(Fe+Al):n(Si)摩尔比为5∶1,n(B+Mg):n(Si)为0.5∶1,熟化时间为2 d的条件下,制备得到的新型复合絮凝剂聚硅酸铝铁硼镁具有最佳的絮凝处理性能和脱色效果,能有效去除染料废水中的COD和色度,其中出水色度接近于0,COD的去除率达到87.65%,模型验证实验进一步验证了本文所建立的响应曲面法在复合絮凝剂制备工艺优化中的有效性。     

羧甲基壳聚糖-膨润土复合吸附剂对Cu^2＋、Ni^2＋、Cr^3＋的吸附

用羧甲基壳聚糖和膨润土制备复合吸附剂,研究了复合吸附剂在不同参数下对Cu^2＋、Ni^2＋和Cr^3＋吸附的影响。结果表明,复合吸附剂对Ni^2＋的吸附可以很快达到吸附平衡,而对Cu^2＋和Cr^3＋的吸附分别在30min和180min时达到平衡;且pH值对吸附容量的影响很显著。通过计算不同温度下的热力学参数△G、△H和△S,3种金属的△G〈0,证实这3种金属吸附都是自发过程。Cu^2＋、Ni^2＋和Cr^3＋的吸附等温线较符合Langmuir型;反应动力学都更符合准二级吸附速率方程。     

纳米二氧化钛复合石墨烯催化剂的制备及处理染料废水

以硫酸钛为原料,采用共沉淀法,制备了一系列纳米二氧化钛复合石墨烯催化剂,采用XRD和FTIR对样品进行表征。通过紫外光照射亚甲基蓝溶液光催化降解实验,研究石墨烯的加入量对TiO2光催化性能的影响,结果表明,TiO2-GO-5具有最佳的光催化性能。在pH=6.00、TiO2-GO-5的投加量为0.070 g/50 mL、光照3 h条件下,100 mg/L亚甲基蓝溶液的脱色率达到最大值为90.52%。     

响应面法在复合垂直流人工湿地对村镇污水脱氮优化设计中的应用

构建复合垂直流人工湿地系统处理村镇污水,获得了不同流程、水力负荷、C/N条件下湿地系统对污水TN的净化效果数据,并进行分析。利用响应面分析法与遗传优化算法对主要工艺参数进行优化设计,找到正交试验以外的最优点和最差点。结果表明,复合垂直流人工湿地TN去除率随流程的增加呈上升趋势,TN主要在下行池中去除;随水力负荷增加,TN去除率呈现下降趋势;在所研究的范围内,C/N为15.00时TN去除效果最佳。基于正交试验设计的响应面回归方程,可作为垂直流人工湿地的TN去除率计算函数,相对误差基本控制在10%以内;使用遗传算法对响应面回归方程进行全局优化分析,对不同植物床湿地的最优点和最差点进行对比分析,这些点与湿地种植的植物相关关系不大,不同植物床湿地呈现相似的参数条件。     

改性蚁酸木质素的制备与应用

采用加拿大一枝黄花茎杆为原料提取蚁酸木质素,通过氧化或接枝复合的方法对蚁酸木质素进行改性,对改性产物进行了FTIR和SEM表征。实验结果表明：接枝复合改性产物中存在-CONH的接枝复合链,氧化改性产物基本保持了蚁酸木质素原来的吸收峰;采用接枝复合改性产物处理初始质量浓度为50 mg/L的亚甲基蓝废水,在废水pH 7、吸附时间4 h、改性产物加入量22 mg/mL的条件下,亚甲基蓝去除率为90.94%;采用氧化改性产物处理相同亚甲基蓝废水,在废水pH 10、吸附时间12 h、改性产物加入量22 mg/mL的条件下,亚甲基蓝去除率为81.93%。     

交联壳聚糖/沸石复合吸附剂的制备及性能

用沸石负载由缩水甘油基三乙基氯化铵交联的壳聚糖,制得了性能良好的交联壳聚糖/沸石复合吸附剂。研究了该吸附剂应用性能的影响因素,探讨了该吸附剂的吸附性、沉降性和重复使用性,利用FTIR仪和高倍透射电子显微镜对该吸附剂的结构进行了表征。实验结果表明:壳聚糖的交联度为0.93、交联壳聚糖与沸石的质量比为0.045时,制得的交联壳聚糖/沸石复合吸附剂对腐殖酸的去除率可达81.4%,吸附量为4.07mg/g;交联壳聚糖/沸石复合吸附剂对腐殖酸的吸附性能较沸石有显著提高,沉降时间较交联壳聚糖明显缩短;经二次洗脱后腐殖酸去除率仍可达80.2%,腐殖酸吸附量为4.01mg/g。