中国垃圾填埋场2012年甲烷排放特征研究

垃圾填埋场是全球重要的CH_4排放源。基于中国1955个垃圾填埋场基础数据和排放因子数据库,核算了中国2012年垃圾填埋场CH_4排放水平,同时分区域和分规模推荐了基于已填容量的计算模型。2012年中国垃圾填埋场的CH_4排放量为148.12万t,广东排放量最高,西藏排放量最低。华东地区的垃圾填埋场CH_4排放在7个区域中占全国排放比例最高,达到33.00%,西北地区排放占比最低,为8.76%;大型填埋场(I类)CH_4排放占总排放比例达45.88%。中国垃圾填埋场CH_4排放在空间分布上具有较强的集聚性,北京-天津,上海-绍兴-宁波,广州-东莞-深圳-清远构成了中国垃圾填埋场CH_4排放的三大核心区域。垃圾填埋场单位已填容量的CH_4排放水平在0.86~1.83 kg/m~3。     

Rapid degradation of dyes in water by magnetic Fe/Fe3O4/graphene composites

Magnetic Fe⁰/Fe₃O₄/graphene has been successfully synthesized by a one-step reduction method and investigated in rapid degradation of dyes in this work. The material was characterized by N₂ sorption–desorption, scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), vibrating-sample magnetometer (VSM) measurements and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results indicated that Fe⁰/Fe₃O₄/graphene had a layered structure with Fe crystals highly dispersed in the interlayers of graphene, which could enhance the mass transfer process between Fe⁰/Fe₃O₄/graphene and pollutants. Fe⁰/Fe₃O₄/graphene exhibited ferromagnetism and could be easily separated and re-dispersed for reuse in water. Typical dyes, such as Methyl Orange, Methylene Blue and Crystal Violet, could be decolorized by Fe⁰/Fe₃O₄/graphene rapidly. After 20 min, the decolorization efficiencies of methyl orange, methylene blue and crystal violet were 94.78%, 91.60% and 89.07%, respectively. The reaction mechanism of Fe⁰/Fe₃O₄/graphene with dyes mainly included adsorption and enhanced reduction by the composite. Thus, Fe⁰/Fe₃O₄/graphene prepared by the one-step reduction method has excellent performance in removal of dyes in water.     

厌氧氨氧化颗粒污泥的培养及影响因素

在EGSB反应器中快速启动厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺,总氮去除速率为0.931±0.006 kg/(m~3·d),总氮去除效率为90.5%±0.8%。培养得到厌氧氨氧化颗粒污泥和絮状污泥混合物,污泥平均粒径为307.5μm。高质量浓度的NO_2~-(143.25 mg/L)抑制厌氧氨氧化菌活性;N_2H_4可强化厌氧氨氧化,但高质量浓度的N_2H_4抑制厌氧氨氧化菌活性;短期添加丙酸盐(COD质量浓度0~400 mg/L)对厌氧氨氧化速率几乎无影响;厌氧氨氧化速率随Fe~(3+)浓度(0~1.2 mmol/L)的增加而增加。     

响应面法优化仿酶Fe_3O_4/Fe~0非均相类Fenton降解P-NP

采用原位氧化沉淀法制备出仿酶Fe_3O_4/Fe~0,并采用扫描电子显微镜和X射线衍射对样品进行表征,结果表明,Fe_3O_4与Fe~0负载牢固且保持良好的晶型。采用响应面分析法对仿酶Fe_3O_4/Fe~0催化降解P-NP的工艺条件进行优化,方差分析得到二次模型显著,优化条件为:催化剂用量1.2 g/L,反应温度30℃,初始pH=2.9,初始H_2O_2浓度10 mmol/L,对硝基苯酚去除率的实际值与预测值几乎一致。     

H_4SiW_(12)O_(40)/TiO_2/空心微珠光催化降解联苯胺

采用复合型光催化剂H_4SiW_(12)O_(40)/TiO_2/空心微珠(cenospheres)光催化降解联苯胺,考察了联苯胺降解效果的影响因素,并运用FTIR和GS-MS技术分析了联苯胺光催化降解过程的主要中间产物,探讨了联苯胺可能的降解路径。实验结果表明:以125 W中压汞灯为光源,在溶液pH为6.3,初始联苯胺质量浓度为10 mg/L的条件下光反应240 min,联苯胺降解率达78%,比Ti_O2/空心微珠提高了24百分点;H_4SiW_(12)O_(40)/TiO_2/空心微珠光催化降解联苯胺符合表观一级动力学特征,且反应速率常数随初始联苯胺质量浓度的增加而减小;H_4SiW_(12)O_(40)/TiO_2/空心微珠具有较好的稳定性,易于分离,可重复利用;联苯胺光催化降解过程的主要中间产物为4-氨基联苯、4-氨基苯酚、对苯二酚和1,4-苯醌。     

淀粉稳定Fe3O4纳米粒子对水中As(V)的吸附特性研究

以可溶性淀粉作为稳定剂制备纳米Fe_3O_4粒子,探讨了反应时间、p H值、初始砷浓度和腐殖酸对Fe_3O_4纳米粒子吸附水体中As(V)的吸附效果影响.实验结果表明,淀粉稳定的Fe_3O_4纳米粒子对水体中As(V)的吸附动力学过程符合准二级动力学,吸附等温线符合Langmuir吸附模型;吸附容量随着溶液p H的增加逐渐降低,在p H为8.0的弱碱性水体中对As(V)的最大吸附容量可达202.56 mg·g~(-1);此外,腐殖酸(HA)能降低纳米粒子对As(V)的吸附能力.     

改性磁性纳米颗粒固定内生菌Bacillus nealsonii吸附废水中Cd2+的特性研究

从重金属超累积植物龙葵体内提取内生菌Bacillus nealsonii,采用二氧化硅改性纳米Fe_3O_4颗粒与海藻酸钠将其包埋交联进行固定化,制得一种新型球状生物吸附剂,并应用于废水中Cd~(2+)的吸附处理.同时,通过正交实验研究了该球状生物吸附剂的最佳制备条件和吸附处理条件,并采用扫描电镜等表征手段与构建吸附动力学考察了其吸附特征.结果表明,球状生物吸附剂的最佳制备条件为:改性纳米Fe3O4颗粒质量分数为0.1%,海藻酸钠质量分数为8.0%,菌液接种量为0.4%,交联时间为2 h;其最佳吸附处理条件为p H=6、吸附时间12 h、吸附剂用量(干重)2.5 g·L-1,在Cd~(2+)初始浓度为50 mg·L-1时的吸附率可达96%以上.研究发现,球状生物吸附剂的内外部结构孔隙率较大,有利于促进Cd~(2+)的吸附.该吸附过程遵循准二级反应动力学,以化学吸附为主,符合Freundlich等温吸附模型,最大单分子吸附量可达13.02 mg·g-1.解吸实验结果表明,该吸附剂具有较好的可重复利用性.     

BiPO_4-BiVO_4复合光催化剂的制备及其光催化性能

采用水热法制备了BiPO_4-BiVO_4复合光催化剂,运用XRD,SEM,UV-Vis DRS技术对其进行了表征,并以亚甲基蓝为目标降解物考察了复合光催化剂在模拟太阳光下的光催化性能。实验结果表明:当BiPO_4与BiVO_4的摩尔比(磷钒比)为2∶8时BiPO_4-BiVO_4的光催化性能最优,光照180 min时对亚甲基蓝(初始质量浓度5mg/L)的降解率达96.20%,反应速率常数为0.018 1 min-1,明显优于单纯BiPO_4和BiVO_4。表征结果显示:单斜相的BiPO_4与BiVO_4晶粒实现了复合生长,BiPO_4-BiVO_4(磷钒比2∶8)的晶粒粒径比单纯BiPO_4和BiVO_4小;复合光催化剂在紫外光和可见光区均具有较好的光响应,且其禁带宽度较BiPO_4明显减小。     

WO_3/Ag_3VO_4复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

采用超声辅助沉淀法—浸渍法制备了WO3/Ag3VO4复合光催化剂,对其进行了表征,考察了其在可见光条件下对罗丹明B的催化降解性能,并对催化机理进行了探讨。表征结果显示:WO3紧密包覆在Ag3VO4颗粒的表面,并未改变Ag3VO4的晶体结构;与Ag3VO4和WO3相比,WO3/Ag3VO4的吸收带边发生了红移。实验结果表明:w(WO3)为3.5%时,WO3/Ag3VO4对罗丹明B的可见光催化降解效果最好;在光催化剂加入量0.8 g/L、初始罗丹明B质量浓度10 mg/L的条件下,于室温下光照180 min时的罗丹明B去除率达95.76%,TOC去除率达96.5%;WO3与Ag3VO4在能带间的耦合作用下形成异质结结构,很好地抑制了光生电子-空穴对的复合。     

可见光催化剂Ag_3PO_4/海泡石的制备及降解染料废水性能

以沉淀法、离子交换法和原位法制备了Ag_3PO_4/海泡石复合光催化剂,采用XRD、FTIR、UV-Vis-DRS对其结构进行了表征,以可见光驱动催化降解日落黄染料为探针反应,考察了制备方法对催化剂光催化性能的影响。结果表明:Ag_3PO_4与海泡石成功复合并产生了协同作用,催化剂中Ag_3PO_4均为立方晶型,部分Ag_3PO_4进入了海泡石层间,改变了其晶面有序性并拓宽了层间距,海泡石对Ag_3PO_4的复合提高了Ag_3PO_4的稳定性和光催化活性;其中,离子交换法制备的光催化剂中Ag_3PO_4与海泡石的复合程度最高,Ag_3PO_4稳定性最强,光催化活性最好,在可见光驱动下,该催化剂对50 mg/L的日落黄降解率可达97.16%,并且对其他3种50 mg/L的染料废水的降解率也在86%以上,此外,该催化剂再生2次后仍保持良好的活性和稳定性。