Low-temperature VOCs oxidation performance of Pt/zeolites catalysts with hierarchical pore structure

Different zeolites supported Pt catalysts with micro-mesoporous structure were prepared by organic base tetrapropylammonium hydroxide (TPAOH) treatment and their catalytic oxidation activity for various volatile organic compounds (VOCs) were evaluated. The results reveal that the synergistic effect between Pt nanoparticles and surface acid sites plays an important role in VOCs low-temperature removal. The small size and high dispersion of Pt nanoparticles on the surface of the zeolites would promote the catalytic oxidation of aromatics and alkanes over the Pt/zeolite catalysts, while strong acidity and abundant acid sites of catalysts are in favour of the oxidation of the VOCs containing N and O heteroatoms. In addition, it was found that Pt/ZSM-5 catalyst exhibits the highest oxidation activity for various VOCs low-temperature removal amongst all the catalysts due to the balance of both Pt dispersion and abundant acid sites in the catalyst. This comprehensive consideration should be very helpful when designing and preparing novel catalysts for the low-temperature removal of VOCs.     

几种人工湿地基质净化磷素污染性能的分析

通过基质磷素等温吸附、净化磷素污染效果和基质磷素饱和吸附后磷素释放实验,研究了砂子、沸石、蛭石、黄褐土、下蜀黄土、粉煤灰和矿渣7种人工湿地基质净化磷素污染效果和影响因素,并评价了基质磷素饱和吸附后磷素释放可能造成的二次污染风险结果表明:Freundlich和Langmuir等温吸附曲线方程均能很好地描述上述基质磷素吸附过程,其磷素理论饱和吸附量依次为矿渣＞粉煤灰＞蛭石＞表土＞下蜀黄土＞沸石＞砂子.磷素的净化能力依次为矿渣＞粉煤灰＞蛭石＞表土＞下蜀黄土＞沸石＞砂子,模拟污水磷素净化实验也证实矿渣、粉煤灰、蛭石净化磷素污染效果较好,表土和下蜀黄土次之,沸石和砂子净化磷素污染效果较差.矿渣和粉煤灰等钙素含量较高的碱性基质,影响磷素吸附净化效果的主要因素是基质的全钙含量,碱性条件下,基质全钙含量越高,其吸附的磷素越多,净化磷素污染的效果越好.砂子、沸石、下蜀黄土、黄褐土和蛭石等活性胶体氧化铁铝含量较多的中性基质,影响其磷素吸附净化效果的主导因素是其胶体氧化铁的含量,胶体氧化铁能促进基质吸附磷素效应,提高磷素净化能力.基质磷素饱和吸附后磷素释放实验也表明:除砂子基质磷素释放比例较高以外,其它基质磷素释放的比例很低,加强人工湿地基质的管理,上述人工湿地基质一般不会对水体环境造成二次污染.     

沸石改性天然粘土防渗层性能研究

用不同比例的沸石对天然粘土进行改性,对改性粘土防渗层的渗透性、去除主要污染物的有效性和控制渗滤液渗透的可行性进行研究。实验结果表明改性粘土防渗层的渗透系数随沸石比例的增加而增大,如果沸石的配比适当,其渗透系数可达到低于1×10-7cm/s的现行标准,而且提高了防渗层的污染物去除能力。因此,沸石改性粘土作为垃圾填埋场防渗材料是可行的。     

自然水体中不同人工基质上着生藻类的比对分析

分别使用光滑载玻片、磨砂载玻片和聚脂薄膜三种人工基质,进行着生藻类的采集,并对不同样品的种类数、Jaccard相似性系数、多样性指数、相似性聚类进行了数据分析。分析结果初步认为,各基质上着生藻类在种类组成上基本相似,优势藻种为舟形藻、异极藻和曲壳藻。但由于光玻璃采集器在采集、处理等方面,均优于其他两种采集器材,同时,在相关的对比试验结果也得到了类似的结论,因此建议使用光玻璃作为本研究水域采集器材广泛使用。     

酸碱回收对粉煤灰合成沸石性能的影响

针对粉煤灰合成沸石合成成本较高及废酸碱外排污染环境的问题,对粉煤灰合成人工沸石工艺中废酸碱回收的可行性及其对合成沸石产品性能的影响进行了试验研究,研究设置3个废酸碱回收利用比例条件(1:1,2:1,3:1),其他合成条件与初始粉煤灰合成沸石完全相同.利用SEM、XRD、BET等技术对合成产品进行表征,结果表明回收酸合成沸石(WAC-ZFA)、回收碱合成沸石(WAL-ZFA)表面存在大量孔隙结构,XRD图谱也存在尖锐的沸石衍射峰,表征结果与粉煤灰合成沸石(ZFA)相似;在BET方面,与ZFA相比,WAC-ZFA有所下降,而WAL-ZFA明显增大;废碱回收比例对合成沸石除氨的效果影响不大,而废酸回收比例对合成沸石除氨的效果影响较明显,综合考虑,建议在实际生产中废酸回收比例宜≤1:1,废碱回收比例宜≤3:1.     

组合工艺处理上虞市总干渠微污染原水的中试启动研究

根据上虞市总干渠微污染原水水质特点,采用混凝沉淀＋曝气生物沸石滤池（ZBAF）＋活性炭滤池（GAC）组合工艺进行中试研究,考察了运行初期ZBAF的挂膜启动情况和组合工艺整体对此类水体的处理效果。结果表明：ZBAF在水温25℃~29℃、气水比1∶2、滤速2.5m/h下运行20天即挂膜成功;挂膜成熟后,组合工艺在5m/h滤速下对浊度、氨氮、UV254、CODMn的去除率分别达99%、85%、70%和75%,出水水质良好,浊度、氨氮、CODMn分别稳定在0.5NTU、0.1mg/L、1.5 mg/L以下。     

膜基材对连续流动态膜厌氧混合发酵系统的影响

采用动态膜生物反应器(DMBR)成功启动并稳定运行了玉米秸秆与餐厨垃圾中温厌氧混合发酵系统,重点探究了膜基材性质(膜面积、膜孔径和膜材质)对连续流动态膜混合发酵系统运行性能和动态膜性能的影响.结果表明,膜面积、膜孔径和膜材质对动态膜的形成、膜通量的改变和有机质的截留能力均有影响显著.其中,适当增大膜面积以降低膜通量能够显著降低膜反洗频率;与200目尼龙网膜基材相比,相同膜面积的300目不锈钢膜基材的有机质截留率更高(95%),稳定状态出料浊度低于50 NTU,相应的DMBR系统甲烷产率由(111.1±7.9) mL·g~(-1) COD增至(217.1±18.6) mL·g~(-1) COD.比对分析可知,300目不锈钢膜基材能够较好地实现混合发酵系统水力停留时间(HRT)和固体停留时间(SRT)的稳定分离,有利于最大限度地提升混合发酵系统的甲烷产率.此外,在选定动态膜组件较优膜面积、膜孔径(300目)和膜材质(不锈钢网)的基础上,设定有机负荷、HRT和SRT分别为(3.91±0.55) g·L~(-1)·d~(-1)、30 d和46 d,连续流动态膜混合发酵系统能够实现长时间高效稳定运行,反应器内辅酶F_(420)浓度(1.65μmol·g~(-1) VS)较高,且纤维素类生物质降解显著.     

不同颜色聚碳酸酯塑料对附着藻类生长和群落结构的影响

附着藻类是水体重要的初级生产者,在维持水体生态功能和水质净化方面具有重要的作用.前期研究表明塑料是良好的附着藻类着生基质,不同塑料材质对附着藻类定植影响不同,但有关塑料颜色对附着藻类生长影响的研究还鲜见报道.以不同颜色的聚碳酸酯塑料(PC)为附着基质,通过测定附着藻类的生物量、光合作用活力和群落组成等,探究其对附着藻类生长和群落结构的影响.结果表明,整个实验周期内,茶色PC塑料会抑制附着藻类的生长,该组叶绿素a和干重含量显著低于其他实验组.绿色PC塑料会抑制附着藻类的光合活力,该组的实际光合效率(Yield)显著低于其他实验组.不同颜色PC塑料对附着藻类影响主要在前期定植/发育阶段,后期群落成熟时影响不显著.实验第7 d,透明PC塑料组和绿色PC塑料组附着藻类的群落组成有显著差异;第25 d和第40 d,各实验组的附着藻类的群落结构趋同,无显著差异.实验初期(第7 d),各实验组的优势属为蓝藻门伪鱼腥藻属,中后期(第25 d和40 d)为绿藻门转板藻属.本研究初步探讨了不同颜色的PC塑料对附着藻类生长和群落发育的影响,可为利用周丛生物技术开展水污染治理时,挑选合适颜色的附着基质,提供参...     

沸石的改性及其对氨氮吸附特征

为研究不同改性方法及其组合顺序对天然沸石吸附NH₄+效率的影响及其吸附特征,选择盐、高温、酸3种改性方法进行不同组合. 结果显示,改性组合顺序对天然沸石的吸附性能影响较明显,最佳改性组合顺序为“盐+酸+高温”,其改性后的沸石在初始ρ(NH₄+)为15、30和50 mg/L下对NH₄+的去除率分别为87%、92%和94%. 采用Langmuir和Freundlich 2种方程来拟合“盐+酸+高温”改性后沸石的吸附行为,表明其更符合Langmuir模型,R2为0.998 5,其最大吸附量(q_max)为8.23 mg/g,并且其吸附过程符合一级动力学方程, R 2为0.998 1. 扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)分析结果表明,沸石经最优组合改性后表面形态明显变化,比表面积增大.      

层状双金属氢氧化物覆膜改性人工湿地无烟煤基质除磷

分别选取MgCl2、ZnCl2、CaCl2、CoCl3、FeCl3、AlCl3等6种金属化合物合成9种不同类型层状双金属氢氧化物(LDHs),利用其对垂直流人工湿地无烟煤基质进行LDHs覆膜改性;构建模拟基质试验柱,对改性前后的无烟煤基质进行模拟垂直流人工湿地净化污水试验.结果表明:相对于原始无烟煤基质,各种LDHs覆膜改性基质对总磷、溶解性总磷、颗粒态磷和磷酸盐的去除率均有不同程度的提高;Zn2+参与合成的改性基质对总磷、溶解性总磷、颗粒态磷和磷酸盐均有很好的去除效果,其中ZnCo-LDHs和ZnAl-LDHs改性基质对总磷和溶解性总磷的平均去除率超过95%,对磷酸盐平均去除率达到98%以上.