微波紫外耦合辐射降解间硝基苯磺酸钠及活性炭再生

针对活性炭吸附法处理污水所面临的吸附剂物耗大及其所形成的危险废弃物处置难题,采用微波紫外耦合辐射技术对活性炭无害化再生。以活性炭吸附电镀废水中的间硝基苯磺酸钠(3-NBSA)为研究对象,考察了pH对活性炭吸附3-NBSA效果的影响,研究了活性炭的吸附动力学和吸附等温线,最后探讨了微波功率、微波辐照时间、空气流量及再生次数对活性炭再生效果和再生损耗率的影响。实验结果表明,pH在2~8范围内对活性炭吸附效果影响不大,活性炭吸附动力学符合准二级动力学模型,等温吸附特性可用Freundlich等温方程式来描述。活性炭再生实验的最佳工艺条件:微波功率为500 W,微波辐照时间为10 min,空气流量为0.024 m3 /h。最佳工艺条件下活性炭的再生率达到99.62%,且连续再生5次后仍能达到90.02%。实验表明,在微波紫外耦合辐射作用下比只在微波作用下,活性炭的再生效果和3-NBSA的降解效果更好。     

微波加热再生废弃的净化石油化工废水活性炭

为了对石油化工废水净化处理后的废弃活性炭实现循环利用,提出了在无保护气体和活化气体条件下进行微波加热的方法。主要评估了再生温度和再生时间对再生活性炭的吸附性能和得率的影响。结果表明,在再生温度为600℃,再生时间为15 min时,活性炭的碘吸附能力达到最大值971 mg/g,得率为82.36%。再生活性炭比表面积高达1 028 m2/g,总孔体积为1.23 mL/g,平均孔径为4.89 nm。通过废弃活性炭和再生活性炭进行了SEM对比分析,再生活性炭表面杂质减少,孔隙数量明显增多。     

茜素绿的微波无极紫外光降解及产物分析

以茜素绿为研究对象,探讨了蒽醌类染料在微波无极紫外灯光辐射下的降解行为。结果表明,茜素绿的脱色反应符合一级反应动力学规律,反应120 min后COD和TOC的去除率分别为65.79%和60.98%;采用荧光色谱仪和电子顺磁共振仪检测到降解过程中羟基自由基和超氧自由基为主要活性物种;利用红外光谱仪、离子色谱仪和电子喷雾质谱仪分析了反应过程中的中间产物;采用电喷雾等技术和离子色谱测定了茜素绿降解的中间产物,并推断了茜素绿微波紫外光降解可能的历程;采用大肠杆菌和锦鲤对溶液进行了生物毒性检测与评价,由于中间产物的产生降解溶液的毒性先升后降。     

微波辅助生物淋滤废旧碱性电池锌锰的溶出

以氧化硫硫杆菌为淋滤菌株对废旧碱性电池电极材料中Zn、Mn进行生物淋滤,考察了生物淋滤、化学浸提和微波辅助处理对Zn、Mn浸出率的影响。实验结果表明,在能源底物单质硫浓度20 g/L、初始pH值1.0、淋滤培养温度35℃、固液比为1%条件下,经过9 d生物淋滤,微波辅助处理的生物淋滤体系Zn、Mn浸出率均达到49%左右,优于其他淋滤体系。溶出动力学研究表明,Zn的溶出动力学符合化学反应控制模型,Mn的溶出则表现较为复杂。此外,SEM-EDS、XRD分析可知,原样经过微波辐照,部分ZnMn2O4分解为MnO,促进了Mn的溶出。     

疏浚底泥隧道式微波干燥特性及能效分析

采用隧道式微波干燥设备对疏浚底泥进行了连续化微波干燥实验,系统研究了微波功率与进料量对疏浚底泥微波干燥特性的影响,建立了干燥所需时间与微波功率、进料量之间的数学模型。结果表明,疏浚底泥在连续化微波干燥过程中经历了加速干燥、恒速干燥和降速干燥3个阶段;微波功率越大,进料量越小,干燥所需时间明显缩短,水分比下降的速率加快;微波功率对低含水率底泥干燥过程中水分比影响较大,对干燥速率影响不明显。在同一进料量时,随着功率的增大,干燥所需时间呈指数衰减形式增加,能耗逐渐降低;在同一功率下,干燥所需时间与进料量呈正比,能耗逐渐增大。底泥进料量在1.28~5.12 kg/min之间,以微波功率3 kW进行干燥为宜,既达到干燥的目的,又能节省能耗。     

微波-Fenton高级氧化工艺降解水中BPA

以提高目标物的降解效果和投加药剂利用率、缩短反应时间及节约处理成本为目的,探讨4种不同光助-Fenton氧化工艺对环境内分泌干扰物双酚A（BPA）的降解效果。以BPA的去除率和反应速率作为评价指标,采用紫外分光光度计、TOC测定仪及分子荧光光度计分别对BPA的去除率、反应体系的矿化度和·OH的生成量进行研究。确定了微波-Fenton氧化工艺降解水中BPA的效果最佳,并深入研究pH值、H2O2投加量、n（H2O2）/n（Fe2+）、微波反应功率及时间对微波-Fenton氧化工艺的影响。结果表明：pH=3,n（H2O2）/n（Fe2+）为20,H2O2浓度为2 mmol·L-1,反应时间为5 min,反应功率为300 W的条件下,BPA初始浓度为100 mg·L-1时其去除率最高达99.67%,矿化度达53%;pH值在2~6范围内对BPA均有降解效果,铁泥量也有一定的减少。为微波-Fenton氧化工艺的实际应用奠定了理论基础,并且提供了技术支持。     

微波/超声波对污泥粒度与水分的影响

脱水是污泥处理的重要工艺,预处理技术可以改变污泥脱水特性,促使污泥含水率的降低。在总结国内外污泥脱水特性表征的基础上,对超声、微波和超声微波组合方法处理后的污泥进行实验,分析在不同的条件下,污泥的毛细吸水时间（capillary suction time,CST）、粒度分布、水分的变化情况,并根据差示扫描量热仪（differential scanning calorimetry,DSC）测试结果计算出结合水的含量。研究结果表明：在微波作用时间为180 s时效果最好,污泥的CST为5.8 s,d50为5.423 μm;超声作用30 s时效果最好,污泥的CST为12.1 s,d50为4.509 μm;在超声与微波组合作用下微波时间为60 s、超声时间为30 s时,污泥的CST为12.8 s,d50为3.731 μm。在此3种作用条件下,DSC图谱中峰值出现较早,峰值处热流分别为3.428、4.343和4.268 W·g-1。分析结果表明,经预处理后的污泥脱水特性向着有益于脱水的方向改变,粒度分析与DSC能够表征污泥含水率的变化情况。     

上部开孔锥形散射器对滤筒脉冲清灰效果的影响

通过搭建脉冲喷吹实验台,实验研究喷嘴以及喷嘴下安装上部开孔锥形散射器的两种脉冲喷吹方式下沿滤筒长度方向上的侧壁压力分布特性。结果表明：只有喷嘴时,沿滤筒轴向方向至上向下的侧壁压力逐渐增大,下部压力大于上、中部;而在安装上部开孔锥形散射器的情况下,滤筒侧壁压力分布为中部压力略小于上部与下部,但上、中、下部压力相对均匀。在满足清灰要求条件下,安装上部开孔锥形散射器明显提高滤筒脉冲清灰均匀性,减小脉冲气流对底部的冲击,改善滤筒下部滤料破损的问题。     

脉冲弧光放电等离子体水解活性污泥

活性污泥水解对提高污泥的稳定性、缩短厌氧消化时间和增大甲烷产率具有重要意义。研究了脉冲弧光放电等离子体（PADP）水解活性污泥方法,考察水解效果、影响因素和水解后的污泥性状。结果表明：随着峰值电压、频率和电导率的增加,污泥上清液营养物质含量呈增长趋势,溶胞率（R）升高;随着放电时间的增加,R增加,氨氮物质（NH4+-N）先增加后降低,可证明NH4+-N降解率逐渐上升且最终高于其释放率;污泥在14 kV、25 Hz、1 600 μS·cm-1条件下放电150 min,R增加到51.3%,NH4+-N、蛋白质和多糖等有机物大量释放;经过PADP处理,污泥沉降性降低,絮凝体结构改变,含固量和颗粒尺寸降低,污泥生物大量死亡,水解污泥生物由光滑、完整的表面结构变得粗糙、破裂,细胞壁（膜）受损明显,污泥发生水解。     

纳秒脉冲电源下电晕放电去除苯乙烯

设计一套纳秒量级的脉冲电源,测试结果表明脉冲上升沿为15 ns,脉宽30 ns,输出端串联后最大峰值电压为20 kV,并联后最大峰值电流为340 A。电源频率在50~600 Hz范围内变化且输出脉冲的极性可调节。纳秒脉冲源匹配反应器后产生电晕放电,在相同的电源输出能量下,负脉冲的能量注入效率只有37.4%,而正脉冲为87.3%。当脉冲频率为600 Hz时,反应器功率为59.4 W。以苯乙烯为目标处理物,当能量密度为27.4 J·L-1 时,苯乙烯降解效率达到98.6%。相同能量密度下,负脉冲放电下苯乙烯的去除率最高。