硫铁填料和微电流强化再生水脱氮除磷的研究

为提高再生水质量,在不同C/N和HRT条件下,对比分析硫铁复合填料和微电流作用强化再生水深度脱氮除磷效果.结果表明,硫铁复合填料和微电流作用均能够强化氮、磷的深度去除效果,且二者结合能够使反硝化系统pH值稳定在7.2~8.5之间.系统中TN主要靠异养反硝化、氢自养反硝化和硫自养反硝化作用去除,94.04%的TP是以生成磷酸铁沉淀的形式去除.分别从填料上取生物膜,进行Miseq高通量测序,构建细菌16S rRNA基因克隆文库.结果发现,在仅有海绵铁作用系统中,同时具有异养反硝化和氢自养反硝化功能的细菌所占比例达到29.47%;硫铁复合填料和硫铁微电流作用系统中,具有硫自养反硝化功能的Thiobacillus(硫杆菌属)所占比例分别达到60.47%和40.62%.因此,硫铁复合填料和微电流作用用于强化再生水深度脱氮除磷具有明显的优势.     

电增强零价铁强化厌氧氨氧化处理高氮养猪废水

为解决ZVI(零价铁)电极表面的钝化问题,实现anammox(厌氧氨氧化)工艺稳定、高效地运行,采用EEZVI-UASB(电增强零价铁-升流式厌氧污泥床)技术处理养猪废水,研究了EEZVI电极电压、ρ(COD_Cr)及脱氮贡献率的相关性. 结果表明,在温度为(35±1)℃、pH为6.80～7.10、电极电压为0.60 V的条件下,EEZVI-UASB对NH₄+-N和NO₂--N的去除率均维持在较高的水平;NH₄+-N去除率＞90.00%,NO₂--N去除率＞96.00%,TN平均去除率>90.00%. 当EEZVI电极电压为0.60 V时,AAOB(厌氧氨氧化菌)的活性为91.10 mg/(g·d)(以NH₄+-N计);EEZVI-UASB中的优势功能菌主要为Pseudomonas属,其菌属16S rDNA的PCR扩增相似性达97%;系统中同时存在着反硝化、anammox、甲烷化等反应;其中anammox占主导作用,其对TN去除率的贡献率为54.10%~93.30%,反硝化及其他反应对TN去除率的贡献率为6.70%~45.90%.      

铁活化过二硫酸盐湿法氧化去除一甲胺恶臭气体

CH₃NH₂(一甲胺)作为一种重要的工业原料而被大量使用,其嗅阈值低,具有刺鼻的鱼臭味,是一种典型的恶臭气体. 选取PS(过二硫酸盐)作为氧化剂,采用湿法吸收氧化去除CH₃NH₂. 在探讨CH₃NH₂的吸收性能的基础上,比较了4种方式〔Fe2+活化PS、CA(柠檬酸)螯合Fe2+活化PS、Fe0活化PS、CA联合Fe0活化PS〕对CH₃NH₂湿法氧化去除效果的影响. 结果表明:CH₃NH₂ 气体在酸性条件下易溶于水;单独用Fe2+或Fe0活化PS处理CH₃NH₂时,Fe0活化后的去除效果明显优于Fe2+;然而,在联合使用螯合剂CA之后,Fe2+活化的去除效果反而优于Fe0. CA螯合Fe2+的CH₃NH₂去除率由单独Fe2+活化时的32%升至64%,Fe0活化与CA联合Fe0活化去除率均提升至40%. 究其原因,可能是由于不同活化方式下Fe2+释放速率不同所致,释放速率直接影响了Fe2+的存在时间,Fe2+活化PS速率对于氧化去除效果有影响,并最终影响CH₃NH₂的脱除.      

Optimizing synthesis conditions of nanoscale zero-valent iron (nZVI) through aqueous reactivity assessment

Nanoscale iron particles (nZVI) is one of the most important engineered nanomaterials applied to environmental pollution control and abatement. Although a multitude of synthesis approaches have been proposed, a facile method to screen the reactivity of candidate nZVI materials produced using different methods or under varying synthesis conditions has yet been established. In this study, four reaction parameters were adjusted in the preparation of borohydride-reduced nZVI. The reductive properties of the resultant nanoparticles were assayed independently using two model aqueous contaminants, Cu(II) and nitrate. The results confirm that the reductive reactivity of nZVI is most sensitive to the initial concentration of iron precursor, borohydride feed rate, and the loading ratio of borohydride to ferric ion during particle synthesis. Solution mixing speed, in contrast, carries a relative small weight on the reactivity of nZVI. The two probing reactions (i.e., Cu(II) and nitrate reduction) are able to generate consistent and quantitative inference about the mass-normalized surface activity of nZVI. However, the nitrate assay is valid in dilute aqueous solutions only (50 mg·L⁻¹ or lower) due to accelerated deactivation of iron surface at elevated nitrate concentrations. Additional insights including the structural and chemical makeup of nZVI can be garnered from Cu(II) reduction assessments. The reactivity assays investigated in this study can facilitate screening of candidate materials or optimization of nZVI production parameters, which complement some of the more sophisticated but less chemically specific material characterization methods used in the nZVI research.     

某铁矿安全避险六大系统建设实例研究与分析

对所负责参与的某铁矿安全避险六大系统建设的实例进行研究与分析。针对系统运行期间发现的问题和不足,提出相关的应对改进措施。     

油池火作用下钢管混凝土柱温度分布研究

在开敞空间条件下利用油池火模拟不同的火灾场景,对火源燃烧阶段和燃烧结束后钢管混凝土柱的温度变化进行研究。测量了燃料质量变化和钢管混凝土柱的温度分布等参数,分析不同火灾场景下钢管混凝土柱轴向、横截面的温度变化,并以实验工况HS3为例进行深入分析,同时分析了火源的燃烧时间、热释放速率对钢管混凝土柱温度场分布的影响。研究结果表明,钢管混凝土柱纵向温度分布与横向温度分布一样都存在明显的温度梯度,其表面钢管温度变化受火场热释放速率影响较大,而内部混凝土的温度变化则主要受火场持续时间的影响。     

改性纤维素负载零价铁去除三氯甲烷的研究

以接枝改性后的纤维素SCB为载体,采用液相还原法制备改性纤维素负载零价铁吸附剂ZVI-SCB,利用XRD、ESEM进行表征,并研究其对三氯甲烷(TCM)的去除性能.系统探讨了不同材料、ZVI-SCB投加量、TCM的初始质量浓度、pH值和氯离子质量浓度对TCM去除性能的影响.在ZVI-SCB投加量为5g/L,TCM的初始质量浓度为36.7mg/L,pH值为3.1时,TCM的去除率高达84.4%.采用准一级方程和准二级方程对ZVI-SCB去除TCM的过程进行拟合,准二级动力学方程相关系数R的范围为0.996~0.999,证明ZVI-SCB对TCM的去除过程符合二级动力学模型.     

光助纳米铁还原Cr(VI)的研究

采用液相还原法制备了纳米铁,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对其晶体结构、形貌特征进行了表征.以Cr(Ⅵ)为模拟污染物,中压汞灯作为光源,考察了不同投加量、不同pH值等条件下光照对纳米铁还原Cr(Ⅵ)的影响.结果表明:制备的纳米铁具有很高的反应活性,粒径约为7.6nm,呈球形,可在空气中自燃.在25℃、Cr(Ⅵ)浓度为20mg/L、pH=7±0.5,加入0.1g的纳米铁,光照60min后Cr(Ⅵ)的还原率达到62.3%,而无光照时Cr(Ⅵ)的还原率仅为27.6%,说明光照对Cr(Ⅵ)的还原具有明显的促进作用.当纳米铁投加量较大时,纳米铁对Cr(Ⅵ)的还原速率大于光照对其产生的影响.反应液pH值对Cr(Ⅵ)还原速率的影响较光照对其产生的影响显著.在紫外光的照射下,纳米铁中电荷可能在诱导下作受迫振荡,与吸附分子发生电荷传递是光照促进纳米铁还原Cr(Ⅵ)的主要原因.     

基于总物流分析的我国钢铁工业生态效率分析

近年来我国钢铁产量快速增长且钢铁工业规模庞大,因此有必要对我国钢铁工业的生态效率进行研究. 采用总物流分析方法对我国钢铁系统的总物流进行分析,得到了钢铁系统的总物流分析指标;对1995—2011年我国钢铁工业的生态效率(包括资源效率、能源效率、脱钩指数等)进行了分析. 结果表明:2004年资源效率(粗钢产量与铁矿原矿消耗的比值)和资源经济效率(钢铁工业增加值与铁矿原矿消耗的比值)均达到最大值,二者分别为0.54 t/t和827.66元/t;2011年能源效率(粗钢产量与钢铁工业能耗的比值)和能源经济效率(钢铁工业增加值与钢铁工业能耗的比值)均达到最大值,分别为1.53 t/t和2 976.65元/t. 基于我国钢铁系统的总物流分析结果进行了脱钩指标分析,结果显示,D_DEU(国内开采量的脱钩指数)为0.189,大于DMI(直接物质投入量)、TMR(总物质需求)及DPO(国内排放量)的脱钩指数(分别为0.115、0.084和0.061),即国内开采量的脱钩情况在该阶段达到最佳,这与我国铁矿石产量不足、钢铁生产更多依赖于进口资源密切相关. 最后提出了提高矿产资源综合利用率和重视废钢资源回收利用等相应的对策建议.      

阴/非离子表面活性剂强化微米Cu/Fe对水及土壤泥浆中有机氯农药的降解

选择氯丹、硫丹和灭蚁灵为目标污染物,以实际污染场地土壤为对象,研究了表面活性剂强化微米Cu/Fe双金属对水和土壤泥浆中有机氯农药的降解效果。结果表明,非离子表面活性剂Triton X-100(TX-100)强化效果优于阴离子的十二烷基磺酸钠(SDS)。TX-100强化微米Cu/Fe体系能实现水中有机氯农药的快速高效降解,最佳TX-100浓度为0.1 mmol·L-1。处理12 h后,γ-氯丹、硫丹和α-氯丹的降解率接近100%,灭蚁灵的降解率达到85.2%。对于土壤泥浆体系,偏酸性p H值对微米Cu/Fe的还原活性有重要作用。加入TX-100显著促进了微米Cu/Fe双金属对土壤中有机氯农药的还原降解(P0.05)。Cu负载量的提高增强了污染物的降解去除效果。当m(土)∶V(水)为1∶5、土中Fe投加量w为10%、Cu负载量为5.0%、TX-100浓度为5.0 mmol·L-1、p H值为4~5时,处理72 h后,γ-氯丹、硫丹、α-氯丹和灭蚁灵的降解率分别为83.5%、68.1%、86.8%和70.1%。TX-100强化微米Cu/Fe双金属还原降解是一种有效的有机氯农药污染土壤修复技术。