Nonideal transport of contaminants in heterogeneous porous media: 10. Impact of co-solutes on sorption by porous media with low organic-carbon contents

The impact of co-solutes on sorption of tetrachloroethene (PCE) by two porous media with low organic-carbon contents was examined by conducting batch experiments. The two media (Borden and Eustis) have similar physical properties, but significantly different organic-carbon (OC) contents. Sorption of PCE was nonlinear for both media, and well-described by the Freundlich equation. For the Borden aquifer material (OC = 0.03%), the isotherms measured with a suite of co-solutes present (1,2-dichlorobenzene, bromoform, carbon tetrachloride, and hexachloroethane) were identical to the isotherms measured for PCE alone. These results indicate that there was no measurable impact of the co-solutes on PCE sorption for this system. In contrast to the Borden results, there was a measurable reduction in sorption of PCE by the Eustis soil (OC = 0.38%) in the presence of the co-solutes. The organic-carbon fractions of both media contain hard-carbon components, which have been associated with the manifestation of nonideal sorption phenomena. The disparity in results observed for the two media may relate to relative differences in the magnitude and geochemical nature of these hard-carbon components.     

Degradation of paracetamol by advance oxidation processes using modified reticulated vitreous carbon electrodes with TiO2 and CuO/TiO2/Al2O3

The degradation of paracetamol in aqueous solutions in the presence of hydrogen peroxide was carried out by photochemistry, electrolysis and photoelectrolysis using modified 100 pores per inch reticulated vitreous carbon electrodes. The electrodes were coated with catalysts such as TiO₂ and CuO/TiO₂/Al₂O₃ by electrophoresis followed by heat treatment. The results of the electrolysis with bare reticulated vitreous carbon electrodes show that 90% paracetamol degradation occurs in 4 h at 1.3 V vs. SCE, forming intermediates such as benzoquinone and carboxylic acids followed by their complete mineralisation. When the electrolysis was carried out with the modified electrodes such as TiO₂/RVC, 90% degradation was achieved in 2 h while with CuO/TiO₂/Al₂O₃/RVC, 98% degradation took only 1 h. The degradation was also carried out in the presence of UV reaching 95% degradation with TiO₂/RVC/UV and 99% with CuO/TiO₂/Al₂O₃/RVC/UV in 1 h. The reactions were followed by spectroscopy UV-Vis, HPLC and total organic carbon analysis. These studies show that the degradation of paracetamol follows a pseudo-first order reaction kinetics.     

改性多壁碳纳米管对水中Cd~（2＋）的去除

为了增加多壁碳纳米管（multiwall carbon nanotubers,MWNTs）对水中Cd2＋的吸附量,使用混酸对多壁碳纳米管进行氧化处理,采用红外光谱进行结果表征,并探讨了吸附时间、pH值和MWNTs的使用量、Cd2＋的浓度及干扰离子对镉离子吸附的影响。结果表明,吸附时间为1.5 h、pH为5.3、吸附效果最佳,随MWNTs量的增加Cd2＋去除量增加,共存的阳离子会降低对Cd2＋的吸附效果,对Cd2＋的吸附符合Longmuir吸附定律。研究同时表明,pH小于2时Cd2＋能容易从碳纳米管上解吸。初步探讨了Cd2＋吸附机制。     

椰壳活性炭吸附消除VOCs

对一种椰壳活性炭对甲基丙烯酸甲酯的吸附消除行为进行了研究,重点考察了甲基丙烯酸甲酯的浓度、流速和吸附温度等条件以及水汽存在时对活性炭吸附行为的影响。结果表明,该颗粒活性炭对甲基丙烯酸甲酯有良好的吸附效果,甲基丙烯酸甲酯进口浓度和进气量的改变均会影响吸附饱和时间,导致其增加或减少。通过变温吸附实验确定降低环境温度对其吸附有促进作用。湿度为50%时吸附量相对干气饱和吸附量影响较小,说明该活性炭抗水汽能力较好。经多次重复再生实验,其饱和吸附量未见明显下降。     

几种不同处理方法对活性炭表面化学性质的影响

活性炭表面官能团的种类和数量决定了活性炭的表面化学性质,而化学性质决定了活性炭的表面吸附特性。使用5种常见的处理方法处理活性炭,采用Boehm滴定法,XPS对活性炭进行表征,通过单因素实验系统地考察了活性炭表面含氧官能团及碱度随处理条件的变化,同时通过碱度变化讨论了部分处理方法对于原活性炭表面灰分的去除。结果表明:在处理液150 mL、20℃、200 r/min条件下:50 g活性炭经0.01～5 mol/L HCl处理4 h,活性炭表面碱度降低范围63.2%～76.5%,灰分去除效果好,低浓度的盐酸就能达到较好的灰分去除效果,活性炭表面没有形成大量的含氧官能团;在HNO3浓度1～12 mol/L、处理时间1～8 h、活性炭量25～75 g条件下处理后总碱度降低显著,灰分去除效果优于HCl处理,HNO3氧化作用使活性炭表面形成了大量含氧官能团,总酸度、羧基、内酯基、酚羟基含量均相对于原活性炭增加明显;在H2O2质量浓度5%～20%、处理时间0.5～4 h、活性炭量25～75 g条件下处理后碱性灰分去除不好,活性炭表面没有形成大量含氧官能团,H2O2处理引起活性炭表面化学性质变化较小;在NaOH浓度0.1～2 mol/L、处理时间1～8 h、活性炭量25～75 g条件下处理后碱度增加明显,酸度减小明显,羧基、酚羟基含量降低。50 g活性炭在微波功率100～500 W、处理时间2～10 min、载气流量600～1 400 mL/min条件下经微波处理后,微波热效应导致含氧官能团分解,总碱度增加,总酸度下降,羧基含量、内酯基含量降低,酚羟基含量因条件的不同而变现出不同的变化。     

改性酚醛基炭泡沫的表面结构及脱硫脱硝

采用前驱体改性的方法,以CuCl2、FeCl2和MgCl2为改性剂,制备出改性酚醛泡沫,经炭化/活化得到改性酚醛基炭泡沫。研究了不同金属对酚醛基炭泡沫表面物理与化学特性的影响,并进行同时脱硫脱硝实验研究。通过研究发现,添加CuCl2的样品比添加FeCl2、MgCl2的样品的中孔孔容大接近10倍;比表面积和孔容是CFCu>CF0>CFFe>CFMg;金属改性剂主要以金属和金属氧化物的形式存在于酚醛基炭泡沫中,而表面其他官能团大体结构不变。经CuCl2、FeCl2和MgCl2改性后,脱硫效率分别提高了39%、11%和13%,脱硝效率分别提高了19%、10%和4%,其中以CuCl2改性的酚醛基炭泡沫的效率最高。     

微生物生理群在猪粪秸秆高温堆肥碳氮转化中的作用

在自制的强制通风静态堆肥反应箱中,猪粪与秸秆以鲜重7∶1的比例进行了堆肥化实验,在堆制的23 d里根据堆温变化分阶段采集堆肥样品,利用MPN法测定了堆料中纤维素分解菌和氮素微生物生理群的数量变化,同时测定了相应的碳、氮含量。结果表明,纤维素分解菌在稳定腐熟阶段较多,对于后期有机碳的降解和腐殖质含量的增大起了很大的作用,在堆制的23 d里,腐殖质增加了2.4%。整个堆制过程中,氨化细菌的数量最大且与氨气释放浓度和铵态氮含量呈显著正相关,都在高温期增加,降温期后减少,氨化细菌的数量在高温期的增加率远高于降温期后的减少率,而铵态氮在高温期的增加率远低于在降温后期的减少率,铵态氮总体上减少了74.1%;亚硝化细菌数量与硝态氮呈正相关;反硝化细菌数量在降温期上升幅度较大,堆制结束时为堆制初期的13倍,且与堆肥中硝态氮含量呈正相关;硝态氮含量增加了87.5%;堆肥后期硝态氮的增加可能与堆肥中存在能进行硝化作用的反硝化细菌有关。固氮菌数量在堆制结束时达堆制初期的2.61倍,主要在降温期增加较多,对堆肥中有机氮的形成起很大作用。     

利用二维表对活性污泥工艺模拟时的流量进行平衡的方法

多点进水和多重回流成为提高活性污泥工艺去除污染物能力的常用方法,这导致活性污泥工艺流程较为复杂。对工艺进行模拟计算时,由于模拟池体数量比实际池体数量更多,流量平衡较为困难。根据工艺流程特征提出了主流线、副流线等概念,结合流量分配比、循环流量等参数,利用二维表进行流量平衡计算,简捷明了,便于检验,大大提高了进行流量平衡的准确性和效率。     

环丁砜-哌嗪溶液吸收烟道气中二氧化碳

采用搅拌实验装置,研究环丁砜溶液及不同配比的环丁砜-PZ复合溶液对烟道气中二氧化碳的吸收和解吸性能,揭示了吸收容量与酸碱度、时间之间的内在联系,并对CO2初始逸出温度、试液再生温度、试液再生率、再生pH下降率进行了细致记录分析。实验结果表明,环丁砜-PZ复合溶液配比为0.4∶0.6时:吸收效果最佳,吸收量约为0.126 mol;再生温度最高,为105℃;再生率最高,为90.34%。同时与相同配比的MEA、DEA相比具有较大再生优势。实验结果还表明,环丁砜-PZ复合体系之间存在负交互作用。     

二级絮凝-活性炭处理实验室无机废水的效果

采用两级絮凝-活性炭吸附法处理实验室无机废水,研究了该方法对重金属、硫化物、挥发酚、苯胺和浊度等的处理效果。结果表明,在絮凝温度、搅拌、曝气及污水pH值调节范围一定的情况下,硫酸亚铁(FeSO4.7H2O)与聚合氯化铝(PAC)结合的二级絮凝方法能有效地降低污水中的重金属和硫化物等污染物。二级絮凝处理中,使用聚合氯化铝(PAC)对一级絮凝中去除效果不好的Cr6+的去除效果显著,去除率达到90%以上;活性炭对苯胺和硫化物的去除效果最佳,去除率都在90%以上。同时,该方法还有效降低了废水的浊度和色度。因此,是一种快速、低成本和工艺简单的处理实验室废水的有效途径。