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。     

顶空-固相微萃取-气相色谱三重四级杆质谱联用测定水中有机氯农药和氯苯类化合物

建立顶空固相微萃取结合气相色谱-三重四级杆质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS/MS)对水中34种有机氯农药和氯苯类化合物检测的方法。探究萃取头类型、萃取时间、萃取温度及离子强度等条件对萃取效率的影响。实验结果表明采用二甲基硅氧烷/二乙烯基苯(PDMS/DVB)萃取纤维头、萃取时间为20min、萃取温度70℃、氯化钠(NaCl)加入量2.0g时,萃取效果较好。使用弱极性HP-5MS(固定相为5%苯基-甲基聚硅氧烷)毛细柱分离,三重四级杆全扫模式定性,动态多反应监测模式(dMRM)联合内标法定量,方法线性范围4~400ng/L,相关系数(R2)大于0.99,方法检出限为3.5~8.5ng/L,样品加标回收率为70.2%~108%,相对标准偏差(RSD)为0.98%~15.8%。     

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。     

铁炭微电解强化水解酸化反应器高效处理聚乙烯醇废水

以聚乙烯醇(PVA)退浆废水为研究对象,构建了铁炭微电解强化厌氧生物处理的废水处理系统,对比研究了不同负荷条件下常规水解酸化反应器(R1,无铁炭材料)和铁炭耦合厌氧水解酸化反应器(R2,有铁炭材料)对PVA退浆废水的去除效果、颗粒污泥特性(胞外聚合物(EPS))、挥发性脂肪酸(VFAs)组成及微生物群落结构的差异。结果表明:R2出水平均COD去除率和平均PVA去除率分别稳定在86.8%和75.8%,均优于R1;添加铁炭材料可促进丙酸、丁酸转化成乙酸,提高了乙酸产量;R2颗粒污泥紧密黏附EPS(TB-EPS)、松散附着EPS(LB-EPS)含量较R1有所增加,颗粒污泥结构得到优化。高通量测序结果表明,添加铁炭对水解酸化菌群有显著影响,Propionibacteriaceae、Clostridium sensu stricto 12在PVA的降解中起重要作用。综合上述结果,铁炭微电解可有效强化水解酸化反应器对PVA退浆废水的处理效果,研究结果可为厌氧生物法处理PVA退浆废水提供参考。     

微曝气阻隔技术处理污染场地土壤气中苯的研究

以北京某焦化厂苯精制车间废弃场地为研究对象,挖开10m×10m×4m的污染土基坑作为风险管控区,并进行微曝气阻隔技术处理,以期实现风险管控区的土壤气苯污染管控。结果表明,不曝气时,土壤中微生物主要为厌氧微生物。曝气1次不足以改变深层土壤的厌氧状态,对浅层土壤而言无法达到好氧微生物所需的足够O2,使得苯既不能被厌氧降解也不能被好氧降解,反而因扰动作用加速了苯的逸出,使得苯含量不减反增。再曝气3次后,各土层O2含量均大幅增加,污染土层中苯质量浓度降至0.79mg/m3,而清洁土层中苯质量浓度全部降到了0.22mg/m3以下,能够满足《污染场地挥发性有机物调查与风险评估技术导则》(DB11/T 1278—2015)土壤气中苯的筛选值(3.95mg/m3)。     

内循环微电解对天然气中H2S的处理及其工艺的优化

天然气已经成为工业生产中的重要能源,但天然气中含有大量的H_2S,在加工运输过程中会造成管道腐蚀等问题。因此,天然气脱硫是其加工利用过程中重要的一步。将内循环微电解技术用于天然气中H_2S的处理,分别考察了反应时间、通气速率、铁炭比和pH对H_2S去除效果的影响,筛选出影响H_2S去除效果的主控因子,采用Box-Behnken响应曲面法对处理H_2S的反应条件进行了优化。最终确定的最佳反应条件:反应时间为30 min、通气速率为0.33 m~3·h~(-1)、铁炭比为3∶2和pH=6.1,在最佳反应条件下进行验证实验,结果表明,H_2S的去除率可达到84.6%,其落在模型预测值的95%置信区间(80.16%～100%)内,经内循环微电解技术处理后,H_2S含量能够达到《天然气》(GB 17820-2012)中三类标准。因此,内循环微电解技术可以有效地去除天然气中的H_2S,研究结果可为内循环微电解应用于天然气中H_2S的处理提供参考,同时为天然气中H_2S的处理提供了一种简单高效的技术方法。     

分散液液微萃取气相色谱-质谱法测定水中15种硝基苯类化合物

建立了超声辅助基质分散液液微萃取（UA-DLLME）作为前处理联合气相色谱串联质谱（GC-MS）同时测定地下水和地表水中15种硝基苯类化合物的分析方法。萃取剂、分散剂、萃取温度、萃取时间和离子强度等影响因素采用Plackett-Burman设计,快速筛选出最显著影响因素,利用中心组合设计（CCD）简化实验步骤优化显著因素,结合响应曲面图最终确定最佳的萃取条件：5 mL水样在3%氯化钠条件下迅速加入40 μL四氯化碳（萃取剂）和0.5 mL乙腈（分散剂）,50 ℃下超声4 min,混合液4 000 r/min离心3 min。结果表明：15种硝基苯类化合物在50.0~1 000.0 μg/L的浓度范围内线性相关系数均大于0.995;采用超声辅助基质分散液液微萃取时,方法检出限（MDL）为0.018~0.039 μg/L;15种目标物的加标平均回收率为83.31%~99.08%,相对标准偏差均不高于5.0%（n=6）。     

固相微萃取技术在环境监测分析中的应用进展

样品前处理是整个样品分析过程中的关键一环,其目的在于减少杂质对待测物的干扰及对目标物进行富集。固相微萃取技术是集采样、萃取、富集、进样于一体的样品前处理新技术。近年来,固相微萃取技术在环境污染物监测分析领域得到了广泛应用,该文章系统地综述了固相微萃取技术在不同环境基质(水体、大气、土壤及沉积物)预处理的方法,比较了不同类型涂层材料(如纳米材料、离子液体等)与装置形式(如内部冷却固相微萃取、箭形固相微萃取等)的优缺点及应用范围。针对现阶段固相微萃取技术应用于不同环境基质中存在的问题和不足,提出进一步研究的方向。     

新型材料淀粉微球对Cu~(2+)、Cr~(3+)和Pb~(2+)的吸附机理研究

以可溶性淀粉为原料,在反相悬浮体系中合成N,N′-亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球为载体,研究了新型吸附材料淀粉微球(cross-linked starch microsphere,CSMs)对Mn+(Cu2+、Cr3+、Pb2+)的静态吸附行为。利用扫描电镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对微球及其吸附产物进行表征,分析讨论了3种金属原子结构,研究了吸附机理。结果表明:308K时,Cu2+、Pb2+和Cr3+的饱和吸附量分别是2.43、0.30和0.27 mmol/g,CSMs对Cu2+离子吸附能力最强,并且其通过物理吸附、配位吸附方式吸附Mn+,并得出引起微球吸附能力大小可能与金属离子电荷、离子半径和外层电子排布的差异因素有关。     

综合法处理酸性高浓度印染废水的研究

传统Fenton法在处理印染类废水时,因亚铁盐及双氧水的昂贵价格而限制了其实际应用。出于工程应用的考虑,提出了以Fenton法为重心,结合其他污水处理方法的综合方法,从而在达到相同处理效果的同时尽可能降低治污成本。研究表明,通过Fenton、铁碳微电解和中和沉淀吸附等方法的综合运用和优化组合,废水色度降至10倍以下,COD降至300 mg/L以下,去除率达到98%以上,pH调节为7,达到排放标准。