蓝藻资源化技术研究及应用进展

针对蓝藻资源化问题,概述国内外利用蓝藻制备有机肥、提取高纯度藻蓝蛋白、制备活性炭和藻粉这4种利用方式的特点、现状及应用进展。提出,应从高温好氧堆肥技术、藻蓝蛋白提取技术和藻水分离技术这3个方面,解决其关键技术问题并进行进一步研究开发。     

磷酸活化植物基活性炭对水溶液中铅的吸附

以棉秆与互花米草为原料,采用磷酸活化法制备了低成本的植物基活性炭,通过静态实验研究了其对重金属铅的吸附性能。结果表明,在活化温度为500℃、活化时间为2 h条件下,制备的棉秆和互花米草活性炭比表面积为1 570m2/g和856 m2/g,含氧酸官能团含量分别为1.43 mmol/g和1.27 mmol/g。在25℃下,两种活性炭对重金属铅的Langmuir最大吸附量分别为119 mg/g和111 mg/g,吸附最佳pH为4.3,吸附平衡符合Freundlich方程,离子交换在吸附过程中发挥了重要作用。     

新型活性炭固定化产品的制备及其处理焦化废水的特性

为解决优势菌种工程应用,研究不同固定化方法、载体和结构的固定化产品对焦化废水的降解特性。用活性炭粉末吸附菌种后,与聚乙烯醇和海藻酸钠混合制备了新型固定化球;用聚乙烯醇和海藻酸钠包埋吸附菌种的活性炭纤维毡,与立体弹性塑料填料连用,制备出3种不同形状的活性炭纤维膜片固定化产品复合填料。将游离菌和制备的4种活性炭固定化产品投入A/A/O工艺系统平行实验,考察处理焦化废水的效果。结果表明,活性炭纤维膜片固定化产品复合填料对焦化废水的降解能力优于其他固定化产品:缺氧池出水硝酸盐氮和亚硝酸盐氮浓度分别稳定在1.96 mg/L和0.49 mg/L,未产生氮的累积现象,COD去除率可达到60.92%。好氧池COD和氨氮降解效率分别为78.83%和85.52%,苯酚、氰化物降解效率均为97%以上。     

ACF电极电解处理含NaCl结晶紫染料废水的研究

以吸附结晶紫达到饱和的活性炭纤维为阳极,在NaCl介质中对初始浓度为100 mg/L的结晶紫染料废水进行了电解脱色处理。实验考察了NaCl浓度、pH值和电流密度等对溶液脱色率的影响,测定了电解时溶液中生成的游离氯浓度及不同电解时间后溶液的紫外-可见吸收光谱曲线,并对不同电解时间后溶液的归一化吸光度比值进行了计算。结果发现,溶液中所产生的游离氯的浓度随电解时间的增加快速上升,20 min时就几乎达到了最大值;在活性氯的作用下,结晶紫分子中的大π共轭体系被破坏,溶液迅速脱色;电解液中所含的NaCl浓度、电解液的pH值和电流密度等都对脱色率有影响;在一定实验条件下,初始浓度为100 mg/L的结晶紫染料废水在电解60 min后脱色率可高达99.3%。     

Fenton氧化-活性炭吸附耦合处理焦化废水生化尾水的研究

研究了Fenton氧化、活性炭吸附、Fenton氧化一活性炭吸附等方法,对焦化废水生化尾水的处理效果,分析了Fenton氧化一活性炭吸附法处理焦化废水生化尾水的工艺条件。结果表明,Fenton氧化与活性炭吸附耦合处理焦化废水生化尾水的最优条件是：H2O2投加量为5mL／L,FeSO4·7H2O投加量为200mg／L,活性炭投加量为2g／L,反应pH=4．0,反应时间为20min。在此条件下,COD去除率可达82．6％,出水水质符合《污水综合排放标准》（GB8978--1996）一级标准。     

微波辐射回用活性炭对水中亚甲基蓝和Cd~(2+)去除效果的研究

考察了微波-活性炭联合处理技术对模拟染料废水中亚甲基蓝和Cd2+的去除效果。对于100 mL浓度为1 000 mg/L的亚甲基蓝溶液、活性炭用量为10 g时,新活性炭对亚甲基蓝的去除率为99.99%;采用700 W微波对吸附亚甲基蓝的活性炭辐射10 min进行再生并回用,经微波辐射再生10次后活性炭对亚甲基蓝的去除率为99.68%,未经微波作用反复使用10次的活性炭对亚甲基蓝的去除率为85.41%。结果表明:微波处理有效地减缓了活性炭吸附能力的下降速率,实现了活性炭再生和反复使用。在吸附过程中,Cd2+使活性炭对亚甲基蓝的吸附能力略有下降,而共存的亚甲基蓝则促进了活性炭对Cd2+的吸附,对新炭和再生后活性炭物理化学特性的表征证明了活性炭对亚甲基蓝的吸附为物理吸附,对Cd2+的吸附为化学吸附。     

活性炭吸附和脱附-等离子体氧化净化有机废气的研究

根据滑动弧放电等离子体适于降解高浓度有机物废气的特性,结合活性炭吸附法,提出了吸附器的吸附浓缩和热脱附-等离子体氧化净化有机废气的方法。在活性炭吸附过程中,最初2 h内甲苯净化率达到100%,随着时间的增加净化率下降;在热脱附滑动弧放电等离子体净化过程中,甲苯降解效率最高为97.3%。将滑动弧放电等离子体反应器出口气相产物收集进行FT-IR检测,发现放电后有CO2、CO、H2O和NO2产生,并分析了甲苯的降解机理。     

麻质活性炭的制备及其对Cu~(2+)的吸附研究

以废麻为原料,KOH为活化剂制备粉状活性炭,通过静态吸附实验研究了活性炭对Cu2+的吸附性能,探讨了溶液起始pH值、活性炭投加量、吸附时间、起始Cu2+质量浓度等对Cu2+吸附效果的影响。结果表明,溶液pH和活性炭投加量对吸附效果有较大影响,活性炭对Cu2+的吸附率在60 min内超过50%,初始浓度在10~50 mg/L时,活性炭对Cu2+的吸附量与起始浓度近似成正比。采用Langmuir、Freundlich吸附等温式对吸附平衡数据进行了拟合,结果表明吸附等温线符合Frenudlich模型。采用傅立叶红外光谱法(FT-IR)分析了活性炭的表面官能团,分析表明活性炭表面酸性官能团可能是吸附Cu2+的活性中心。     

活性炭电极对溶液中NaCl的电吸附行为

用活性炭、酚醛树脂和乌洛托品制备了活性炭电极。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)分析了电极的表面性质,发现电极表面的黏结剂可完全碳化,且活性炭上带有大量含氧官能团;利用电化学工作站采用循环伏安法对电极进行了测试,表明电吸附是一稳定而又可逆的过程,电极电流的最大值由碳化前的0.019 8A升至碳化后的0.042 7A,双电层电容提高到碳化前的2.16倍;对NaCl的电吸附实验表明碳化后电极的电吸附率是碳化前的1.59倍,活性炭的吸附容量也由1.14mg/g提高到3.29mg/g,且活性炭电极具有良好的重复利用性。     

微波协同活性炭处理偶氮染料废水的研究

以粉末活性炭为催化剂,采用微波协同活性炭工艺,对偶氮染料(酸性芷青GGR和酸性嫩黄G)废水进行处理。考察了活性炭用量、微波功率、辐射时间、偶氮染料初始浓度对2种偶氮染料去除率的影响。实验结果表明,酸性芷青GGR初始质量浓度为100mg/L、活性炭用量为12.5g/L、微波辐射时间为10min、微波功率为500W条件下,酸性芷青GGR的去除率可达90.28%;酸性嫩黄G初始质量浓度为100mg/L、活性炭用量为10.0g/L、微波辐射时间为8min、微波功率为500W条件下,酸性嫩黄G的去除率可达95.87%;微波协同活性炭处理2种偶氮染料的反应均呈现一级反应动力学特征。