2013-2015年上海市霾污染事件潜在源区贡献分析

统计分析2013-2015年上海市每个月不同空气质量等级天数比重,根据HYSPLIT（Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory）后向轨迹模型对3年内的12月份影响上海地区的污染气团进行了综合聚类分析和逐年聚类分析.在综合12次严重霾事件的后向轨迹基础上,结合上海实时公布的PM_2.5小时浓度资料,对潜在源贡献因子PSCF（Potential Source Contribution Function）和浓度权重轨迹CWT（Concentration-weighted Trajectory）进行分析与比较,研究重霾期间影响上海PM_2.5质量浓度的潜在源区及不同源区对PM_2.5质量浓度的贡献差异.结果显示,上海市3年期间12月份霾颗粒物外来源主要输送渠道为西北路径和北方路径,源自于西北方向的气团比重占总气团的50.4%,北方向的气团几乎都经过海洋后进入上海地区.影响上海地区PM_2.5质量浓度的潜在源区主要分布在安徽、江苏和山东地区,此外江西北部、浙江北部、河北南部及山西少部分地区也对重霾事件中的污染物颗粒有一定程度的贡献.     

细菌协同降解阴离子型聚丙烯酰胺的机理

为了探究细菌混合协同降解阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）机理,作者以球红假单胞菌和枯草芽孢杆菌等体积混合构成混合菌,研究了单个菌株和混合菌的生长情况及降解特性。同时采用分子对接模拟了红球菌N-771酰胺酶（Rh Amidase）和枯草芽孢杆菌漆酶(Lac)与HPAM结构模型的结合。试验结果表明,枯草芽孢杆菌含有内生孢子,其适应环境的能力比球红假单胞菌强,而且2种菌株都含有鞭毛,运动剧烈。在温度35℃、pH 7、接种量2 mL和7 d的最佳条件下混合菌的降解率为39.24%,而球红假单胞菌和枯草芽孢杆菌的降解率分别为24.9%和22.13%。分子对接结果表明,Rh Amidase-HPAM-2亲和力最大、最稳定的主要原因是强氢键作用,而且它们的结合最佳。与Lac相比,Rh Amidase更容易攻击短链HPAM的酰胺侧链而引发水解。而Lac可以容纳一定长度的HPAM的碳链,倾向于氧化HPAM的碳链。根据试验结果与分子对接模拟的相互佐证,提出了细菌混合降解HPAM协同的机理,实质上是Rh Amidase和Lac共同催化降解HPAM。     

用褐铁矿制备聚硅氯化硫酸铁的研究

通过正交实验研究了用盐酸、硫酸、褐铁矿和硅酸钠制备聚硅氯化硫酸铁（PSFCS）絮凝剂的工艺条件。实验结果表明,浸取时间为2.5～3 h,浸取温度为110℃,硫酸浓度为6 mol/L,盐酸浓度为3 mol/L,质量液固比为4∶1,铁的浸出率可达95.7%～96.3%。溶液中加入少量聚乙烯醇作稳定剂,亚硝酸钠作氧化催化剂。PSFCS的合成条件：Fe/Si摩尔比为2,硅酸活化pH值为2,硅酸活化时间是30～40 min,陈化时间是2～2.5 h。与聚合硫酸铁（PFS）和聚合氯化铝（PAC）比较了处理印染废水的效果,表明PSFCS具有良好的絮凝性能,COD和浊度的去除率分别可达81.4%和96.1%。     

聚硅酸氯化铝处理皂素废水的研究

制备了聚硅酸氯化铝(PASC)絮凝剂,并用其进行了皂素废水处理实验。考察了絮凝剂投加量、pH值、搅拌速度对COD和浊度去除率的影响。结果表明,当絮凝剂投加量为9～13.5 mg/L、pH值5～7、搅拌速度150～250 r/min时,COD和浊度去除效果较好。最佳工艺条件为：絮凝剂投加量11.25 mg/L、pH值6、搅拌速度200 r/min。此时,COD去除率为93.7％,浊度去除率为97.5％。PASC的絮凝性能明显优于PAC。     

分子筛吸附法脱除废水中的聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺(PAM)用于油田驱油产生大量难处理的含聚废水。以分子筛为吸附剂处理含聚废水,研究分子筛类型(Y、Beta和ZSM-5,H型和Na型)和物化性质对其吸附PAM性能的影响,并测定吸附等温线。结果表明,吸附性能顺序为BetaYZSM-5,H型优于Na型。H-Beta对PAM的吸附来自分子筛中阳离子与PAM中阴离子的静电作用,Si—O和Al—OH与PAM中酰胺基的氢键作用。H-Beta开放的通道结构,较高的介孔比例和表面积,较强的酸性和良好的酸中心可接近性使其具有优异的吸附性能。Si O2/Al2O3=26的H-Beta对浓度为200 mg/L的PAM溶液,PAM脱除率可达95.2%。在低PAM平衡浓度时,PAM在H-Beta上的吸附符合Langmuir单层吸附特征,饱和吸附量达70.2 mg/g,在高浓度区域则由于PAM疏水缔合作用加强呈现多层吸附。     

300MW燃煤锅炉机组超细颗粒聚并器的实验研究

为了解决燃煤锅炉烟气中超细颗粒难以脱除的问题,基于流体动力学原理设计了一种超细颗粒聚并器,并在300 MW燃煤锅炉机组电除尘器的前置烟道中进行了实验研究。结果表明,聚并器内部存在超细颗粒之间以及超细颗粒与大颗粒之间的相互聚集行为,从而使超细颗粒数量显著减少。例如,对于粒径在2.65和10.48μm以下的颗粒,其体积比例在聚并器出口分别减少了56.7%和62.3%,在电除尘器出口的粉尘浓度减少了26.34 mg/Nm3,这表明,基于流体动力学原理的聚并器对超细颗粒的聚并作用明显,具有良好的应用前景。     

聚硅酸钛制备及其助凝特性

采用在活化硅酸制备过程中加入适量Ti Cl4的方法,试制了一种新型无机高分子助凝剂—聚硅酸钛。研究了不同[Si]/[Ti]条件下制备的聚硅酸钛在固定p H值的水中分散物的粒径和Zeta电位随着活化时间的变化趋势,并与活化硅酸作比较。结果表明,在Si/Ti=20,活化48 h的条件下能制备出较为稳定的聚硅酸钛。与活化硅酸相比,聚硅酸钛在水中的分散物具有较大的粒径和更高的Zeta电位。通过对比制备的活化硅酸和聚硅酸钛的红外图谱发现,聚硅酸钛中有TiO-Si键,证明钛离子参与了聚合反应,新生成的化学键提高了它的聚合度和稳定性。采用硫酸铝为混凝剂,聚硅酸钛为助凝剂进行混凝除浊实验。测定了絮凝体的Zeta电位和混凝沉淀后的上清液浊度,研究了硫酸铝投加量和混凝p H对聚硅酸钛助凝效果的影响。结果表明,投加适量的聚硅酸钛助凝剂,明显提高了混凝除浊效果且拓宽了有效混凝p H值的范围。     

赤泥制备含钛聚硅酸铝铁及亚甲基蓝溶液的混凝脱色

以拜耳法赤泥为原料、Na Cl为助溶剂,采用酸浸法溶出赤泥中的铁、铝元素,再与硅酸钠、硫酸氧钛反应制备出高效混凝剂含钛聚硅酸铝铁(T-PSAF),并将其用于模拟亚甲基蓝印染废水的脱色。实验结果表明:在硫酸浓度为8 mol/L、液固比(硫酸体积与干赤泥质量之比)为14 m L/g、酸浸温度为80℃、酸浸时间为80 min、Na Cl加入量为0.10 g/g(以干赤泥计)的优化酸浸条件下,铁、铝的浸出率分别为88.25%和73.21%;在n(Fe+Al)∶n(Ti)∶n(Si)=0.3∶0.3∶1、熟化p H为4~5、熟化时间为2 h、混凝剂加入量为25 m L/L的优化混凝条件下,初始亚甲基蓝质量浓度为10 mg/L的废水的脱色率可达87.1%,而当初始亚甲基蓝质量浓度增至150~200 mg/L时废水脱色率可达99%以上。     

丙烯腈生产废水中聚合物的资源化利用

以丙烯腈生产废水中的丙烯腈低聚物为原料制备聚丙烯酰胺。通过正交实验考察了水解反应条件和交联反应条件对反应的影响。FTIR表征结果显示,丙烯腈低聚物中的氰基已完全水解为酰胺基,产物聚丙烯酰胺中含有酰胺基和羧基。实验结果表明,在自来水加入量100 m L、水解反应温度95℃、m(Na OH)∶m(丙烯腈低聚物)=2.0、水解反应时间3 h的最佳水解反应条件,交联反应温度60℃、质量分数37%~40%的甲醛加入量6 m L、交联反应时间2 h的最佳交联反应条件下,处理20 g丙烯腈低聚物,可得到产物聚丙烯酰胺14.50 g,聚丙烯酰胺的水解度为21.1%、相对分子质量为2.7×106。产品性能满足Q/SH 0046—2007《钻井液用聚丙烯酰胺技术要求》中部分水解聚丙烯酰胺的性能要求。     

从6-APA和7-ADCA生产废液中回收苯乙酸

采用溶剂萃取、水法提取等方法从6-氨基青霉烷酸和7-氨基-3-去乙酰氧基头孢烷酸生产废液（简称废液）中回收苯乙酸（PAA）,考察了各种因素对回收效果的影响。实验结果表明：以甲苯为萃取剂,在萃取温度30℃、萃取时间15m in、500mL废液中萃取剂加入量130mL的最佳条件下,萃取率为96.5%;在提取温度为65℃左右、结晶温度低于10℃的条件下,PAA收率大于89%,纯度大于99%;所得PAA产品质量好,可用于青霉素G等医药产品的生产。