Total arsenic and selenium analysis in Marcellus shale, high-salinity water, and hydrofracture flowback wastewater

Trace levels of arsenic and selenium can be toxic to living organisms yet their quantitation in high ionic strength or high salinity aqueous media is difficult due to the matrix interferences which can either suppress or enhance the analyte signal. A modified thiol cotton fiber (TCF) method employing lower flow rates and centrifugation has been used to remove the analyte from complex aqueous media and minimize the matrix interferences. This method has been tested using a USGS (SGR-1b) certified reference shale. It has been used to analyze Marcellus shale samples following microwave digestion as well as spiked samples of high salinity water (HSW) and flow back wastewater (WRF6) obtained from an actual gas well drilling operation. Quantitation of arsenic and selenium is carried out by graphite furnace atomic spectroscopy (GFAAS). Extraction of arsenic and selenium from Marcellus shale exposed to HSW and WRF6 for varying lengths of time is also reported.     

铜、锌氰配合物在离子交换纤维上的扩散、吸附机理

运用Boyd液膜扩散公式和范山鹰等提出的扩散模型,考察了碱性溶液中铜、锌氰配合物在离子交换纤维上的扩散行为;通过分析吸附前后纤维上官能团的位置变化以及解吸前后纤维上元素含量的变化,研究铜、锌氰配合物在纤维上的吸附机理。实验结果表明,离子交换纤维对铜、锌配合物的吸附在反应初期,以液膜扩散为主控制步骤,反应后期,以空隙扩散为主控制步骤。并运用离子交换纤维在水溶液中具有类似胶体型物质的双电层结构解释了不同控制阶段吸附速率不同的原因,虽然各阶段吸附速率有所不同,但纤维对铜、锌氰配合物的吸附均为离子交换机制。     

聚丙烯中空纤维膜生物反应器净化复合芳香族VOCs

采用中空纤维膜生物反应器(HFMBR)去除气态复合苯系物。挂膜后期,生物反应器的去除效率可以稳定达到80%左右(去除能力(EC)≥225 g/(m3.h))。研究了中空纤维膜生物反应器处理对于单一二甲苯以及混合二甲苯的性能,并且发现HFMBR对于去除单一二甲苯和混合二甲苯都有明显的效果,去除效率均达到90%以上;表明二甲苯之间竞争效应带来的相互抑制作用小。在低浓度的情况下,单一二甲苯和混合二甲苯的去除能力呈线性增加,在高浓度阶段,去除能力增加变缓。比较了混合二甲苯与甲苯联合降解,发现两者之间存在相互抑制作用,但相比传统生物反应器有明显的改善。与传统生物过滤系统比较而言,膜生物反应器有着很好的应用前景。     

光纤传导可见光降解亚甲基蓝

针对浓度大、色度高的印染废水难以处理的情况,选用加入光纤的光催化体系进行研究。采用溶胶凝胶法制备了Ag+/TiO2粉体光催化剂,用固体紫外可见光谱、X射线衍射对其进行表征。选用亚甲基蓝溶液作为目标降解物,评价了Ag+/TiO2在可见光下的光催化活性。分别考察了加入石英芯侧光光纤与塑料侧光光纤反应体系下,催化剂量、光纤数量、光照强度和pH值等因素对亚甲基蓝降解实验的影响。结果表明,选用20 mg/L的亚甲基蓝,采用催化剂量为11.67 g/L,500根侧光光纤,300 W的外部光源,pH值约为11时,光催化降解效果最佳,均能达到90%以上。     

微生物制剂与玄武岩纤维联用处理城市废水

为了探索一种新型的去除水体中有机物的工艺,以模拟城市废水为研究对象,研究不同工况条件下,复合微生物制剂、组合双环玄武岩纤维填料以及复合微生物制剂与组合双环玄武岩纤维填料结合对模拟城市废水中COD的去除情况。实验结果表明,复合微生物制剂与组合双环玄武岩纤维填料结合在曝气的情况下对COD的去除能力较高。在复合微生物制剂与组合双环玄武岩纤维填料结合的条件下,对COD浓度为500 mg/L左右的模拟城市废水的去除效率可达 97.22%;影响模拟城市废水中COD去除效果的各因素的主次顺序依次为反应时间>曝气时间>投加量=pH;得出最佳工况参数是:复合微生物制剂的投加量为0.05 g/L,曝气时间为72 h,反应时间为96 h,pH为7。     

负载V2O5-WO3/TiO2掺炭纤维脱除烟气中Hg0

通过固定床实验系统研究烟气脱除零价汞的实验,首先研究了滤袋常用的聚苯硫醚（polyphenylene sulfide,PPS）以及活性炭纤维（activated carbon fiber,ACF）在不同温度、不同气体组分下负载V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂,对模拟燃煤烟气中零价汞（Hg⁰）的脱除效果。然后对比研究了活性炭纤维协同滤袋常用纤维负载催化剂后,对模拟燃煤烟气中Hg⁰的脱除性能。结果表明,在汞蒸气入口浓度为50 μg/m³,纯N₂气氛下,当温度为25℃时,两者脱除率均能达到99%,当温度为200℃,负载催化剂的活性炭纤维脱除率在30%左右,PPS纤维仅为10%左右。在200℃情况下,模拟烟气的组分为N₂+O₂时,2种纤维的Hg⁰脱除率提高了10%~20%,当在混合气体中添加0.01‰后,负载催化剂的PPS纤维Hg⁰脱除率能达到80%,活性炭纤维Hg⁰脱除率能达到98%。当温度为200℃,模拟烟气的组分为N₂+O₂+HCl时,不同性能掺炭纤维负载催化剂后Hg⁰脱除率在69%~95%范围之间变化,其中PPS掺炭纤维对Hg⁰脱除效率最高达到95%,因此,负载V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的PPS掺炭纤维能在高温烟气中保持较高的Hg⁰脱除率。     

活性炭纤维吸附含溴甲烷气体的性能

采用动态吸附法在25℃下,测定了3种活性炭纤维(ACF-1、ACF-2和ACF-3)对含溴甲烷气体的吸附性能和回收效果,并对活性炭纤维的孔结构进行表征.探讨了孔结构、溴甲烷浓度、气体流量、循环使用次数等因素对活性炭纤维吸附溴甲烷性能的影响.结果表明,活性炭纤维比表面积大小及0.4～0.8 nm左右的微孔数量决定了其对溴甲烷吸附性能的优劣;气体中溴甲烷的浓度的提高使活性炭纤维对溴甲烷的穿透和饱和吸附量增加,而气体流量的增加则使活性炭纤维对溴甲烷的穿透和饱和吸附量降低,但两者均使穿透和饱和吸附时间缩短;活性炭纤维多次循环使用后,对溴甲烷的吸附容量明显地降低,循环12次后达到稳定吸附,其稳定吸附值为133.5 mg/g.     

碳素纤维生态基技术对城市黑臭水体的修复效果

以碳素纤维(carbon fiber,CF)生态基为载体,处理南宁市朝阳溪黑臭河水,考察CF生态基在黑臭水体中的挂膜情况及其对污染物的去除效果。结果表明,CF生态基对污水中悬浮物有较强的吸附能力,在24 h内,CF实验组的浊度由原来的47.32 NTU降低为13.78 NTU;CF生态基生物亲和力强,易于挂膜,在黑臭水体中10 d内能形成较成熟的生物膜;在没有曝气情况下,CF生态基挂膜后对COD、TP、NH3-N和TN去除率分别达到76.00%、54.34%、90.73%和55.13%,是一种较有效的改善城市黑臭水体生态材料。     

基于玄武岩纤维载体的生物膜法净化污染河道水体

为考察不同水体环境状况下,所构建的基于玄武岩纤维的污染河道水体净化技术的净化效能,通过模拟不同p H、温度及DO的污染河道水体环境,研究了水体中的COD、氨氮及TP指标变化规律,得到所构建的净化技术对COD、氨氮及TP的削减速率。研究结果表明,不同温度环境下COD、氨氮及TP的净化效率会随着时间增加而增强;不同DO环境下COD、氨氮及TP的净化效率随时间增加而增强;不同p H条件下COD净化效率随着时间增加而持续增强,氨氮净化效率随时间增加至某一极值后趋于平稳,而TP的净化效率会随着时间增加表现先升高后降低的趋势。此外,实验期间不同水体环境下COD、氨氮与TP皆在温度20~25℃,p H为7,DO为2~4 mg/L时分别获得93%、90%和36%的最大净化效率;根据实验结果得出的最适宜水体环境为温度20~25℃,p H为7,DO为2~4 mg/L;COD、氨氮及TP削减速率分别为0.63~0.84、3.6×10-3~4.0×10-2和7.1×10-4~2.9×10-3kg/(m3·d)。     

零价铁/炭纤维预处理制药废水

以炭纤维为载体,采用电沉积法制备零价铁/炭纤维,考察了零价铁/炭纤维对制药废水COD的去除效果。SEM表征结果显示,炭纤维表面光滑,炭纤维上负载的零价铁呈现大小不一的球状。实验结果表明:在初始废水p H为5、铁碳质量比为2∶1、固液比(固体质量以铁计)为90 g/L、曝气量为80 L/h的条件下,采用零价铁/炭纤维体系处理COD=10 082.63 mg/L、色度为135倍、p H=7.3、SS=250 mg/L、Na Cl质量分数为3.5%的制药废水,COD去除率可达72.79%,出水COD为2 743.48 mg/L,减轻了后续生化处理工艺的进水负荷;零价铁/炭纤维降解制药废水中COD的过程符合三级反应动力学方程。