磁性氮掺石墨烯活化过硫酸钾降解水中亚甲基蓝

活化过硫酸盐产生硫酸根自由基的高级氧化技术在水环境污染物治理中引起了广泛的关注和研究.本研究采用水热法制备磁性氮掺石墨烯(M-N-G)作为催化剂.利用SEM、BET、XRD和VSM等手段表征材料,系统研究了该材料活化过硫酸盐降解亚甲基蓝的效能.结果表明:M-N-G的比表面积为94.35 m2·g-1,磁性Fe3O4分布在材料表面,能有效的活化过硫酸钾降解亚甲基蓝.当催化剂的用量为200 mg·L~(-1),过硫酸钾浓度为0.4~0.5 mmol·L~(-1)时,在p H=3~6时对10 mg·L~(-1)亚甲基蓝的降解率达90%以上.体系温度在15~32℃时,降解速率常数在0.0227~0.0488 min-1,反应活化能为33.7 k J·mol-1.EPR分析及自由基漼灭实验证明了体系中有羟基自由基和硫酸根自由基产生.TOC分析结果表明:TOC去除率可达50%.M-N-G经过简单的稀硫酸和水洗后,可高效重复利用4次.该技术方法简单、高效、无二次污染,能为有机污染物废水处理提供一种新的方法选择.     

不同粘土矿物材料对Pb2+的吸附特征

探讨了在不同矿物投加量、不同振荡时间、不同Pb2 浓度、不同矿物颗粒细度和不同pH条件下,钠基膨润土、膨胀蛭石和沸石3种粘土矿物对Pb2 的吸附效果.结果表明:对于具有可膨胀层间的粘土矿物而言,其对溶液中Pb2 的吸附量不仅仅由单一的阳离子交换量所决定;Pb2 在矿物表面的吸附过程是个迅速的过程,矿物对Pb2 的吸附在10 min内即可完成;粘土矿物不同颗粒细度对Pb2 的去除率有所不同,但考虑到实际应用中的成本问题,并非颗粒越细越好;就试验所采用的3种粘土矿物而言,其对Pb2 的吸附效果是,钠基膨润土和沸石明显优于膨胀蛭石;较高的pH有助于粘土矿物对溶液中Pb2 的吸附,但考虑到实际操作的其他因素,不能把pH调得过高.     

磁性生物膜载体的规模化制备、表征和应用

利用机械力化学表面改性原理设计了卧式双旋搅拌混合反应设备,通过磁铁矿粉和适量浓硫酸的球磨混合反应制备得到磁性生物膜载体,其XRD、IR、SEM和BET表征分析结果表明,磁性生物膜载体表层生成了多羟基硫酸铁为主的活性组分.进而在膜生物反应器实验装置中投加磁性生物膜载体进行了中试实验,结果表明,磁性生物膜载体能与活性污泥中的微生物聚合形成稳定的菌胶团,活性污泥SV30从实验初期89％降到了稳定期的39％,此外,磁性生物膜载体还具有稳定膜生物反应池出水COD,强化脱氮除磷的能力.     

砷华废渣的综合利用

采用氧化焙烧-软锰矿浆吸收、磁化焙烧-磁选、酸浸工艺处理砷华废渣.氧化焙烧的适宜条件为焙烧温度650 ℃,焙烧时间60 min,废渣粒径97 μm.磁化焙烧的适宜条件为焙烧温度550 ℃,焙烧时间30 min.酸浸的适宜条件为硫酸质量分数20%.经全流程实验,硫以MnSO4*H2O的形式回收,产品质量达到工业级硫酸锰一级标准.铁回收率为84.8%,锌回收率为80.9%,处理后废渣中银含量达246 g/t.处理过程产生的废弃物中砷较为稳定.     

磁场对酪氨酸酶活性及其催化降解酚类有机物影响的研究

研究了恒磁场对酪氨酸酶(TYR)活性及其催化降解酚类有机物的影响.结果显示,不同磁场强度(10～350 mT)处理下TYR酶活性均有提高,最佳磁场强度150mT下酶活力提高了27.1%.不同磁化时间下TYR酶活都有上升,但磁化60min后酶活上升幅度有所下降.酶经磁场处理后对温度、pH值稳定性增强,在温度为20～35 ℃、pH为5.0～10.0时均能保持较高活性,最佳温度为25℃,最佳pH为7.0;磁化后TYR酶的Michaelis常数Km为3.83 mmol·L-1,未磁化的Michaelis常数Km为2.65 mmol·L-1.磁场作用可促进TYR对酚类有机物邻苯二酚、苯酚、2,4-二氯酚的转化,反应速度依次递减,磁化处理对邻苯二酚反应的促进作用尤其明显;磁化处理后的酶对不同浓度苯酚和2,4-二氯酚的去除率均明显高于未磁化处理的酶,且随着酶用量增加,酚去除率提高.荧光发射光谱分析表明,磁化酪氨酸酶的荧光强度增强,构像发生了变化.     

崇明东滩湿地沉积物重金属污染的磁诊断

对取自崇明东滩的高潮滩、中潮滩和低潮滩的沉积物柱样进行了磁学、粒度、重金属含量等指标的分析、比较与综合研究. 结果表明:在以粉砂为主的崇明东滩,通过污染负荷指数法进行评价,除低潮滩无污染外,中潮滩和高潮滩均有中度的重金属污染. 选取中度重金属污染的高潮滩沉积物柱样进行粒度、重金属含量以及磁性参数的相关性分析显示,χ_fd,χ_ARM/SIRM与重金属含量和粘土(粒径<4 μm)之间有较高的相关性,并以此建立了磁诊断线性回归模型;χ_fd和χ_ARM/SIRM可作为重金属含量的替代指标.      

矿物材料对餐厨垃圾厌氧消化的影响研究

在试验的基础上研究了3种矿物材料膨润土、斜发沸石、粉煤灰对富含钠离子的餐厨垃圾厌氧消化过程的影响.结果表明,在发酵温度为35℃、底物固含量(TS)为10%、添加物用量为1%(质量分数,以消化底物计)时,膨润土、沸石粉、粉煤灰对含盐餐厨垃圾的厌氧发酵消化液中的钠离子具有良好的吸附性能,吸附率分别为13.75%、10.11%、7.99%.在未使用无机矿物的情况下,当钠离子浓度为3000～4000mg·L-1时,含盐餐厨垃圾的的厌氧消化过程受到Na 离子的明显抑制.从产气量分析,3种矿物材料均能明显促进餐厨垃圾的厌氧消化过程,与空白对照试组相比,膨润土、斜发沸石、粉煤灰分别使产气量提高了131%、82%和45%.三者对甲烷气产量的促进影响强弱顺序是,膨润土＞斜发沸石＞粉煤灰.初步讨论了这3种矿物材料提高餐厨垃圾厌氧消化甲烷产量的作用机理.     

强磁场影响下菌株B1对染料的脱色作用

从校园土壤中筛选出一株对人工合成染料酸性红B有一定脱色能力的菌株B1(芽孢杆菌属),经过6.0、8.0、8.0T的强磁场分别作用30、15、30 min后进行了脱色试验;根据实验数据,得到染料脱色模型.结果表明,强磁场对B1具有诱变作用,能使其脱色能力得到强化.     

天然矿物复合陶瓷材料制备及对印染废水脱色的研究

印染废水是水污染的重要来源之一,是目前较难处理与急需处理的工业废水。天然矿物材料通过吸附、光催化降解等作用可有效去除印染废水中的染料分子。为了开发新型环境矿物材料,采用白云石、菱镁矿等天然矿物作为原材料经粉碎、配料、造粒、烧结、水洗合成天然矿物复合陶瓷材料,用于印染废水的脱色。对酸性黑10B和直接混纺蓝D-3GL2种不同性质的染料废水进行了定量脱色研究。研究表明,当材料投加量为8 g/L,处理时间12 h,pH2~8,对2种废水均有95%以上的去除率;经800℃煅烧15 min的工艺进行再生活化,实现了陶瓷材料的循环使用。此方法制得的天然矿物复合陶瓷材料微孔结构明显,机械强度高,散失率低,解决了粉末材料在废水脱色过程中存在的固液难以分离的问题。     

微磁场条件下pH冲击对微氧活性污泥表面性质的影响

研究了微磁场条件下pH冲击对处理低负荷葡萄糖废水的微氧活性污泥表面性质的影响。在pH=6.0和9.0的条件下对添加磁粉和无磁粉反应器微氧活性污泥进行15 d的冲击,而后调整pH=7.5进行5 d的恢复实验。对pH冲击下污泥絮凝能力FA、疏水性RH和表面电荷SC的变化情况进行考察,结果表明,有磁粉反应器的各项指标均优于无磁粉反应器。经过5 d的恢复实验,添加磁粉反应器污泥的各指标均能恢复到接近初始值,而无磁粉反应器污泥难以恢复到接近初始值。