城镇生活污水高效化学处理技术研究

采用高效化学方法对生活污水进行处理,达到快速处理并回用的目的。实验结果表明微电解的最佳反应条件为:微电解材料为铸铁屑,铁炭比2∶1,pH 4,反应时间80 min,COD去除率达到53.1%。Fenton氧化的最佳反应条件为:pH 3,反应时间60 min,过氧化氢的加入量0.08%(体积分数),COD去除率达到79.3%。经过后续混凝、化学脱氮等步骤,污水水质达到城市污水再生利用城市杂用水水质(B/T18920-2002)要求。     

混凝-Fenton氧化联合处理含丙烯酸化工废水

采用混凝-Fenton氧化联合技术,对可生化性差的含有丙烯酸的化工废水进行处理,考察了不同因素对COD去除率的影响。结果表明,对于COD为150000～160000mg／L的高浓度丙烯酸废水,经过混凝和Fenton氧化的联合处理,废水COD的去除率可高达80％左右,但出于实际生产运用中成本、运行难度和污泥量的考虑,选择其混凝最佳反应条件为：10％PAC投加量为5％,1‰PAM投加量为0．25％,pH为9,反应时间1h;Fenton最佳反应条件：初始pH为3,[Fe^2＋]／[H2O2]的摩尔比为0．05,H2O2与废水的体积比为2％左右,反应时间3h,沉降1h。在这个条件下,COD的去除率可达60％左右,而且可生化性比较好。     

亚热带红壤硝化特性的干土效应响应

风干处理常对土壤中的硝化细菌数量和活性造成显著影响.为研究土壤硝化作用的干土效应,以分别发育于第四纪红土(quaternary red earth,Q)和红砂岩(tertiary red sandstone,S),利用方式为水稻(rice,R)与旱地(upland,U)的4个农田土壤的新鲜土与风干土为供试材料,进行35d的室内培养试验.结果表明,对于无外源铵输入的处理而言,旱地土壤QU的新鲜土和风干土的硝化率分别为48%和54%,SU则分别为76%和78%,硝化作用的干土效应均不显著(p0.05);但干土效应却显著影响了水稻土的硝化作用(QR的新鲜土和风干土的硝化率分别为40%和89%,SR分别为76%和94%,p0.01),且其风干土样的硝化作用表现出明显的微生物激活过程.外源铵的加入促进了土壤的硝化作用强度且使得旱地土壤的干土效应显著,所有供试土壤新鲜土的硝化率均显著高于风干土的硝化率.总之,土壤利用方式显著影响了硝化作用对干土效应的响应,而且利用方式和加铵对硝化作用的干土效应有着极显著的交互作用.     

海河流域土壤有机碳储量及分布特征研究

以海河流域为研究对象,在GIS技术支持下,根据流域的土壤类型图和土地利用类型图分析了海河流域土壤有机碳密度和碳储量及其空间分布特征.结果表明,海河流域土壤1 m厚度以内土体中土壤有机碳密度在1.62～49.49 kg/m2,其中低于土壤平均有机碳密度的土壤有11种,所占面积比例为55％.海河流域土壤有机碳密度总体上空间分布差异较大,并且呈现由南向北逐渐增加的趋势.海河流域土壤有机碳储量约2 481.94 Tg,其中褐土有机碳储量最大,约为流域总量的1/3;潮土是分布最广的土类,也是流域最重要的农业耕作土类,蕴含着688.98Tg的土壤有机碳储量.海河流域主要土地利用类型为耕地、林地及草地,所占面积比例约94％,各自的土壤有机碳密度均低于全国平均水平,而农业土壤潮土的大面积分布、成熟林和高覆盖度草地所占面积比例低是造成流域土壤有机碳储量水平低的主要原因.     

黄沙坪碳酸盐型尾矿氧化剖面特征及酸化机制

湖南黄沙坪铅锌矿尾矿富含碳酸盐及金属硫化物,属于碳酸盐型尾矿。通过对该尾矿铅垂剖面的结构构造,以及尾矿的矿物成分、化学成分、Paste pH值和Carb-ANC(酸中和能力)等分析,探讨碳酸盐型尾矿的酸化特征及其机制。研究表明:黄沙坪尾矿发育层状构造,即表面为胶结硬化层(hardpan),之下依次为弱胶结层、尾砂层及底层(接近尾矿潜水面)。尾矿的酸中和矿物主要为方解石;尾矿的产酸矿物以黄铁矿和磁黄铁矿为主,但黄铁矿的抗氧化能力和产酸能力均较强于磁黄铁矿。尾矿剖面自下而上(或由早至晚),氧化作用逐渐增强,磁黄铁矿先于黄铁矿氧化(蚀变)分解并逐渐消失,此时尾矿的酸中和能力仍较强,尾矿保持近中性环境;之后,黄铁矿开始氧化产酸并大量消耗方解石,尾矿开始酸化;至尾矿表层方解石消耗殆尽,而黄铁矿仍持续释酸,尾矿酸化加剧。表层强氧化环境使纤铁矿大量沉淀并胶结尾矿颗粒形成硬层。黄沙坪尾矿由于含有大量的抗氧化能力和产酸能力均较强的黄铁矿,其酸水(+重金属)释放的潜力较大并且持续的时间也较长。     

沿海地区土地利用格局变化对近岸海域环境的影响研究——以滨海新区为例

以天津市滨海新区为例,利用遥感影像分析其1984年-2008年间土地利用变化,并讨论其驱动力及对渤海湾的影响.结果表明:从1984年-2012年间,盐地减少342.95 km2,建设用地的面积增加1 105.04 km2.发生这种转变的驱动力主要是人口增加、经济发展和土地政策调整.土地利用类型的转变导致人为活动方式发生改变,工业迅速发展,最终导致渤海湾沉积物中营养盐含量和重金属含量增加.     

蒽醌类溶解有机质和模拟太阳光耦合驱动下的Fenton法对罗丹明B脱色特征的影响因素研究

考察了光照/无光照条件、体系中不同种类的蒽醌、Fe(Ⅲ)、自由基淬灭剂、H2O2及其含量变化等对罗丹明B降解特征的影响.结果表明:含氧化敏感官能团结构的蒽醌类有机质在光照作用下,促进了Fenton反应的进行,使得罗丹明B脱色程度得到加强.这主要是因为蒽醌类有机质和模拟太阳光耦合作用过程驱动了体系中铁不同形态[Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)]之间的持续循环,为Fenton反应过程中关键活性物种羟基自由基的生成提供所了所必须的Fe(Ⅱ).     

石墨烯改性Al-MCM-41介孔分子筛负载铁芬顿催化剂降解苯酚

采用高温回流法将石墨烯(gh)掺杂于Al-MCM-41介孔分子筛中,通过浸渍法制备了石墨烯改性Al-MCM-41介孔分子筛负载铁芬顿催化剂(gh-Al-MCM-41-Fe),利用比表面仪、扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDX)对催化剂进行了表征,考察了不同p H条件下该催化剂对苯酚的催化降解效能.结果表明,gh-Al-MCM-41-Fe催化剂具有介孔结构,表明颗粒分布均匀,石墨烯的掺杂减小了颗粒粒径,与多种催化剂(非介孔Al2O3-Cu Al2O4、介孔Al2O3-Cu、介孔Al2O3-Fe、介孔Al-MCM-41-Fe)相比,gh-Al-MCM-41-Fe具有最高的苯酚催化降解效能,反应符合一级反应特征,石墨烯的掺杂能明显提高苯酚降解率和COD去除率,减少铁的溶出,拓宽p H范围,当p H值为3—5,反应90 min,COD去除率达到60%以上.     

超声Fenton法处理毒死蜱中间体废水的工艺优化

针对毒死蜱中间体生产的化工废水有机物浓度高、生物抑制性强的特点,以实际生产废水为研究对象,基于响应曲面法,进行了超声/Fenton法降解有机物效能研究与运行参数的优化.结果表明:1通过单因素试验确定响应曲面设计的自变量中心点为H2O2投加量0.5 mol/L、Fe2+投加量0.93 g/L、反应时间90 min.2采用Box-Behnken试验设计,建立了以H2O2及Fe2+投加量、反应时间为自变量的回归模型,经方差分析,模型显著(P0.000 1);对有机物去除率影响最大的因素为Fe2+投加量,其与反应时间的交互作用显著.3最优工况为H2O2投加量0.7 mol/L、Fe2+投加量1.36 g/L、反应时间96 min,该条件下模型预测CODCr去除率为96.63%,试验值与模型预测值的相对误差为1.36%,出水水质指标远低于GB 8978—1996《污水综合排放标准》三级标准,ρ(BOD5)/ρ(CODCr)从0.09升至0.22,CODCr单位去除负荷的H2O2及Fe2+用量相对较低,分别为0.14 mmol/mg和0.28 mg/mg.研究显示,采用超声/Fenton法处理高浓度难降解有机废水可有效提高CODCr去除率及其可生化性.     

乙酰磺胺酸钾废水的预处理工艺优化研究

在确定微电解、Fenton氧化、混凝沉淀各自最佳反应条件的基础上,进一步研究了单独混凝、H2O2强化微电解工艺对废水的处理效果。试验结果表明,单独混凝工艺在最佳条件下COD、NH3-N、TP的平均去除率分别为16.9%、20.1%、59.4%;强化微电解工艺在最佳反应条件下,COD、NH3-N、TP去除率分别为32%、-4.5%、69%。通过对比试验发现,微电解/Fenton氧化/混凝沉淀联合工艺效果最好,COD平均去除率能达到55%。对该化工厂的废水预处理工艺提出改造方案,初步预算了工程改造投资及药剂费用。