钛基氧化物涂层电极在污水处理方面的实验研究

用涂刷热分解氧化法研究制作了3种钛基金属氧化物涂层电极：SnO₂-Sb₂O₃-CeO₂/SnO₂-Sb₂O₃/Ti、SnO₂-Sb₂O₃-CoO₂/SnO₂-Sb₂O₃/Ti和SnO₂-Sb₂O₃-CoO₂/IrO₂/Ti,用于处理生活污水,筛选出了处理效果最好的电极：SnO₂-Sb₂O₃-CeO₂/SnO₂-Sb₂O₃/Ti电极。通过SnO₂-Sb₂O₃-CeO₂/SnO₂-Sb₂O₃/Ti电极处理生活污水的静态实验,研究了电解时间、电流密度等因素对电解效果的影响,得出该电极较佳的运行参数是：极板间距1 cm、电流密度10 mA/cm²、电解时间2 h,此时,COD、NH₃-N、总磷、总氮、SS和大肠菌群的去除率分别为94.0％、99.8％、51.8％、70.8%、100％和100％;并用该参数进行了动态实验,连续运行60 d,得到了稳定的出水水质数据。     

TiO_2/NiPECO体系降解DMP的动力学和光电协同作用研究

以采用微波辅助法制备的TiO2/Ni光电极为阳极,纤维状石墨毡材料(graphite felt,GF)为阴极,饱和甘汞电极(saturated calomel electrode,SCE)为参比电极建立TiO2/Ni光电催化氧化(PECO)体系.以邻苯二甲酸二甲酯(dimethyphthalate,DMP)为目标物,研究其光电催化降解反应动力学和光电协同作用.结果显示:DMP的降解符合拟一级动力学规律;当DMP初始浓度一定时,影响DMP光电催化降解速率的因素由强到弱依次为:催化剂有效面积,紫外光强度,曝氧速率,外加偏转电压等.实验证明本体系中光电之间具有协同作用.     

尼克酰胺与核黄素提高红串红球菌USTB-03对4,6-二甲基二苯并噻吩脱硫活性研究

主要考察了尼克酰胺和核黄素提高红串红球菌USTB-03对4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)脱硫活性的效应。研究结果表明,在培养基中添加初始浓度为10 mmol/L的尼克酰胺,脱硫比活性由原来302.4 mmol 4,6-DMDBT/(kg细胞干重·h)增加到476.4 mmol 4,6-DMDBT/(kg细胞干重·h),提高了57.5%。添加初始浓度为25μmol/L的核黄素,脱硫比活性增加到了465.8 mmol 4,6-DMDBT/(kg细胞干重·h),提高了54%。无论是采用微量的尼克酰胺或核黄素都可以大幅度提高红串红球菌USTB-03对4,6-DMDBT的脱硫活性,在此研究领域尚未发现有研究报道。尼克酰胺和核黄素分别是NAD和FMN的主要成分,可以促进脱硫关键辅酶FMNH_2的生物合成,因此,大幅度提高了红串红球菌USTB-03对4,6-DMDBT的脱硫活性。     

污泥基活性炭吸附Cu2+的应用研究

以城市污水处理厂剩余污泥为原料,以ZnCl₂为活化剂制取污泥基活性炭。以此污泥基活性炭为吸附剂,对含Cu²⁺的废水进行了吸附实验研究。考察了溶液pH值、Cu²⁺的起始浓度对Cu²⁺离子吸附量的影响;利用等温吸附实验作出吸附等温线,并考察了污泥基活性炭吸附剂吸附Cu²⁺的动力学方程。实验结果表明,污泥基活性炭对Cu²⁺具有良好的吸附性能。吸附的最佳pH值为5;吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,吸附为优惠吸附,吸附量随着吸附质溶液浓度的增加而增大;吸附平衡时间为4 h,吸附动力学符合二级动力学方程。     

聚丙烯腈基活性碳纤维用于烟气脱硫脱硝

应用聚丙烯腈基活性碳纤维(PAN-ACF)对模拟的工业烟气中的SO2和NO在烟气露点温度以上进行吸附脱除实验。通过改变固定床ACF装载量、反应温度、水蒸气体积分数和O2体积分数,研究了ACF脱硫效率和脱硝效率的变化规律,还研究了同时脱硫脱硝时入口SO2或NO浓度对脱除效率的影响。结果表明:PAN-ACF具有良好的脱硫性能和一定的脱硝能力,其脱硫效率和脱硝效率随着ACF装载量和O2体积分数的增大而升高,随着温度的升高而降低,随着水蒸气体积分数的增大先升高后降低;在同时脱硫脱硝时,SO2对ACF的脱硝反应有明显的抑制作用,而NO对ACF的脱硫反应影响不大。     

粉末活性炭对水溶液中邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的吸附

采用静态吸附法研究了邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)在粉末活性炭上的吸附性能,探讨了粉末活性炭对DEHP的吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学特征。结果表明,粉末活性炭对DEHP吸附等温线符合Langmuir吸附等温式;分别采用拟一级反应、拟二级反应和颗粒内扩散反应模型对吸附动力学过程进行了拟合,实验数据遵循颗粒内扩散模型;在20、30、40和50℃下,对应的吉布斯自由能(ΔG0)分別为-2.014、-1.441、-0.868和-0.296 kJ/mol,表明该反应自发进行;焓变(ΔH0)<0,证实该反应为放热反应;熵变(ΔS0)<0,说明该吸附反应是熵值减小的过程;吸附活化能Ea=7.234 kJ/mol和粘附概率S*=0.036分别介于5～40 kJ/mol和0～1范围内,表明该吸附过程主要为物理吸附;活性炭吸附前后红外谱图分析,也验证物理吸附为PAC吸附DEHP之主要机制。     

木镁基碳质吸附剂的制备及其性能

用木镁聚合物(PML)制备碳质吸附剂,探讨了影响产物吸附性能的主要制备因素。结果表明,当活化温度为400℃,磷料比为2∶1和活化时间为2.5 h时,木镁基碳质吸附剂(MLCA)的吸附性能较好,其亚甲基蓝吸附值为142.5 mg/g,碘吸附值为946.43 mg/g。红外光谱分析表明,经过高温处理后,产物保持了PML的基本结构特征,而其比表面积由0.07 m2/g增大至642.38 m2/g。MLCA对染料亚甲基蓝的吸附过程符合Langmuir吸附等温式。     

镁基-海水法船舶废气脱硫实船实验

建立了一套中试规模的船舶废气脱硫装置,并通过实船实验对比研究了海水法、镁法和镁基-海水法在船舶废气脱硫系统中的应用。研究结果表明,镁法与镁基-海水法的脱硫效率保持在95%左右;海水法开始时脱硫效率能达到90%,40 min内迅速下降至60%;海水法pH下降迅速,而镁法和镁基-海水法pH下降较平缓,且镁基-海水法的pH较镁法更稳定;镁基-海水法喷淋液中碳酸盐总量不减少,不释放CO2。综合分析认为,镁基-海水法是一种具有广阔应用前景的船舶废气脱硫技术。     

基于径向基函数网络的溢油预测模型

为了提高溢油预测的准确性,建立和优化溢油预测模型,提出了基于径向基函数网络模型的溢油预测方法,实现溢油预测功能。径向基函数网络模型解决了模拟预测过程中样本库巨大、函数模型收敛速度慢的问题。通过选择有效的输入参数和样本数据,建立局部逼近网络;通过径向基函数训练样本数据,利用输出值与实际值之间的误差作为约束条件调整权重因子、径向基中心和宽度,加快函数模型的收敛速度。该模型模拟了溢油的漂移、扩散过程,达到预测的目的。利用该模型,建立了溢油预测模块,并针对一次溢油事故进行预测模拟,验证了该模型的可行性,能够为应急决策提供一定的支持。     

Fe_2O_3和K_2CO_3对钙基添加剂脱硫脱硝的影响

在研究焦炭燃烧过程中使用钙基添加剂固硫的基础上,探讨了Fe_2O_3或K_2CO_3对CaO脱硫脱硝的影响。实验结果表明:添加剂的种类对焦炭燃烧过程中排放的SO_2和NO的浓度及总量均有一定的影响;加入Fe_2O_3或K_2CO_3替代部分CaO后,焦炭燃烧过程中排放的SO_2和NO比单独加入CaO时均有所下降;向焦炭中分别混合3.0%(w)CaO),1.5%(w)CaO+1.5%(w)Fe_2O_3,1.5%(w)CaO+1.5%(w)K_2CO_3的添加剂时,焦炭的SO_2排放总量分别降低了69.93%,75.98%,79.98%,NO排放总量分别降低了64.38%,79.73%,84.14%;加入Fe_2O_3或K_2CO_3后,钙基添加剂的表面性质发生了变化,同时增加了反应的活性中心数,因而复合添加剂能更有效地进行脱硫脱硝。