新制备生物炭的特性表征及其对石油烃污染土壤的吸附效果

生物炭作为一种绿色环保的功能材料因其在污水处理和污染土壤修复方面具有显著效果而受到极大关注。采用红外光谱、元素分析仪及微孔分析对不同温度(200、300、400、500和600℃)条件下制备的木屑和麦秆生物炭进行特性表征,并采用制备的生物炭净化石油污染土壤,分别考察了污染物性质、生物质原料和热解温度对其净化效果的影响。结果表明,随着热解温度的增高,生物炭芳香化程度增加,极性降低,微孔结构逐渐发育,表面积增大。加入生物炭33 d后,污染土壤中总石油烃及其组分烷烃的浓度比对照略有降低,而PAHs浓度下降显著。随着热解温度升高,2种生物炭对PAHs的吸附强度均逐渐增大,芳香度增高、表面积增大是强吸附的主要原因。2种生物炭在400℃及以下温度制备时对PAHs的吸附强度为:木屑生物炭 > 麦秆生物炭;而400℃以上温度制备的生物炭吸附强度则相反,即麦秆生物炭 > 木屑生物炭,说明生物炭原料对其吸附强度也具有显著影响。     

温度对高负荷生态滤床处理东营市河道水的影响

采用生态滤床对东营市高氯(咸水)河道水进行处理研究,水力负荷控制为5~7 m3/(m2·h)(高出国家标准近5倍),探究不同温度对高负荷生态滤床污染物去除效率的影响。研究结果表明,水温在4~32℃范围内,温度对生态滤床COD、NH4+-N和TP去除率影响较少,污染物去除率较高,验证了势能增氧生态滤床在高氯条件下良好的净化效果。但温度对进水TN浓度影响较大,导致生态滤床对TN去除效果不稳定,推断主要原因是,溶解氧浓度较高和碳源供应不足抑制了反硝化细菌的反硝化反应。     

硫自养填充床生物反应器去除水中的高氯酸盐

建立了硫自养填充床生物反应器用于水中ClO4-的去除,考察水力停留时间(HRT)、水温的影响及副产物产生规律。结果表明,当进水ClO4-浓度为22.40~21.07 mg/L时,逐步缩短HRT为12、8、4、2、1.5和1 h,经4~6 d的适应期,反应器对其去除率可达99%以上;低浓度的NO3--N(2.17 mg/L)的存在对ClO4-的降解不产生抑制,两者可同步去除;3℃以内的水温波动对其去除影响较小,较大的温度波动(-8℃)会造成去除率下降;Cl-作为惟一还原产物,其浓度增多符合化学计量比。同时,研究证实了硫歧化反应的发生,出水SO42-浓度的增加量大于理论值,S2-离子浓度较低(4-完全去除时,出水pH值比进水降低约1.1个单位。     

提高硅钙渣胶凝活性的热活化实验

硅钙渣作为高铝粉煤灰碱-石灰烧结法提取氧化铝后产生的二次固废,为了使其能够大量地应用于建材领域,研究了热活化温度对硅钙渣水化胶凝性活性的影响,并采用TG-DSC和XRD对机理进行了分析。 结果表明,硅钙渣中方解石的分解是硅钙渣活性得以提高的主要因素,在煅烧温度在600~700℃时,其胶凝活性最佳。     

猪粪与酒糟混合厌氧发酵的产甲烷和三元pH缓冲体系特征

以猪粪和酒糟为发酵原料,考察了5种混合比例（猪粪与酒糟总固体含量（TS）比100:0、95:5、90:10、80:20、50:50）下混合厌氧发酵的产甲烷特性,并研究了其三元pH缓冲体系特征。结果表明,混合比例显著影响猪粪与酒糟混合发酵的甲烷产率（P-1（VSadded））,比纯猪粪厌氧发酵的甲烷产率提高了6.2%。纯猪粪、猪粪与酒糟TS比为95:5的2组累积产甲烷量符合修正Gompertz方程(R2=0.993 3; R2=0.989 6),无明显滞后期。酒糟含有的大量硫酸盐影响了甲烷产量。VFAs-氨氮-TIC三元pH缓冲体系特征的研究结果表明,由于酒糟的碱度严重缺失,酒糟添加量过大时,体系偏离合适的pH缓冲区域,体系酸度过高,抑制了厌氧发酵的进行。     

温度对热水解预处理高含固污泥特性的影响

以含固率为10%的污泥为对象,研究不同温度和时间条件下热水解过程中有机物转化规律对污泥特性的影响。结果表明:随着热水解时间的延长和温度的升高,污泥中挥发性悬浮固体(VSS)的水解率逐渐升高。在热水解时间为20 min时,温度由150℃升高到180℃,VSS水解率由22.9%增至38.4%,污泥中VSS由46.28 g/L降低到40.63 g/L。水解液组分分析表明,溶解性化学需氧量(SCOD)主要组成为蛋白质(50%)、碳水化合物(15%~20%)、可挥发性脂肪酸(15%~20%)。水解液中氮主要以有机氮的形式存在。在热水解条件达到165℃、50 min时,氨氮浓度为1.16 g/L,之后,随着温度的升高和时间的延长,氨氮浓度基本不变。     

不同煅烧温度的N-TiO2制备、表征及可见光催化性能

以钛酸丁酯为钛源,氯化铵为氮源,采用溶胶-凝胶法,不同煅烧温度条件制备N掺杂TiO2纳米材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)手段对其进行表征,并通过降解腐殖酸(HA)实验,探讨N-TiO2可见光催化性能。结果表明,制备的光催化纳米材料为锐钛矿相,TiO2光响应范围可拓宽到可见光区;煅烧温度是影响可见光催化活性的重要因素,350℃煅烧的N-TiO2可见光催化活性最佳,光反应140 min后,对初始浓度为5 mg/L的HA溶液降解率达80.32%,光催化反应过程符合准一级动力学,煅烧温度过高或过低,动力学反应速率常数呈现不同程度的减小,降解反应速率明显下降。     

富里酸吸附TNT的环境影响因素

采用振荡平衡法对富里酸(FA)吸附TNT的主要环境影响因素以及其热力学特性进行了研究。结果表明:随着pH值的升高,FA对TNT的吸附量先减少后增加,pH=7.0时吸附量最小;随着离子强度(IS)的增大,FA对TNT的吸附量逐渐增加;随着温度的升高,FA对TNT的吸附量逐渐减少;ΔH0=-5.62 kJ/mol、ΔG0 S0 < 0,表明FA对TNT的吸附为自发的放热反应,且吸附过程中系统的无序性降低。FA对TNT的吸附机制主要包括范德华力、疏水作用、偶极作用力以及氢键力,并且范德华力和疏水作用会随着温度的升高逐渐减弱。     

蚓粪生物炭制备温度对甲基橙吸附性能的影响

为了寻求蚯蚓粪的资源化途径,采用慢速热解制备蚓粪生物炭（VMBC）,在探讨热解温度对生物炭（VMBC）基本理化性质影响的基础上,深入研究VMBC吸附甲基橙的性能。结果表明,提高热解温度,炭产率与C、H、O、N含量下降,灰分和比表面积则增大。高温有利于生物炭芳香性和疏水性形成。提高热解温度可以改善VMBC对甲基橙的吸附能力。此外,较高的甲基橙初始浓度可促进VMBC对甲基橙的吸附。较低的pH和较高的吸附温度有利于甲基橙的吸附。Freundlich模型可以较好的拟合VMBC对甲基橙的吸附,表明VMBC对甲基橙的吸附为多层非均相吸附,且较容易进行。二级动力学模型能够较好的拟合吸附过程,表明VMBC对甲基橙的吸附受化学作用的主导,且VMBC表面官能团在吸附过程中起到重要的作用。     

电絮凝法处理重金属底泥清淤尾水

采用电絮凝法处理湘江霞湾港重金属底泥清淤尾水,研究了电极转换方式、起始pH值和电流密度对尾水中各污染物去除效果的影响。实验结果表明,采用先由铁作为阳极反应20 min,然后转换铝作为阳极反应10 min的组合方式,当起始pH值为6,电流密度为100 A·m-2时,Cd、Zn、Cu、Pb、Hg、As、NH4+-N和TP的去除效率分别可以达到99.2%、98.6%、99.3%、98.4%、99.5%、99.7%、84.8%和95.9%。电絮凝法去除尾水中重金属的主要机制是分布于悬浮物中的重金属主要通过疏松态铝的絮凝以及氢气的气浮作用去除,而分布于过滤液中的重金属主要以其氢氧化物沉淀去除。