死亡藻细胞对水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸附研究

本文选用死亡的短裸甲藻（Gymnodinium breve cells）和中肋骨条藻（Skeletonema costatum）细胞作为吸附剂,分析了其理化性质,拟合了对邻苯二甲酸二丁酯（dibutyl phthalate,DBP）的吸附动力学和吸附等温线,探究了pH和离子强度对吸附效果的影响。结果表明:两种死亡藻细胞对DBP的吸附符合伪二级动力学模型,吸附过程以化学吸附为主,吸附等温线符合Freundlich模型,吸附过程为多层吸附主导的混合吸附;pH 从2.0至3.5时,两种死亡藻细胞的吸附量随pH的升高而降低,而pH从3.5至9.5时,吸附量随pH的增加而增大;NaCl浓度从0至0.05 mol/L时,两种死亡藻细胞对DBP的吸附量迅速增大,从0.05 mol/L升至0.50 mol/L过程中其吸附量基本没有变化。本研究证明了死亡藻细胞可以吸附水中的DBP,而且发现无细胞壁的短裸甲藻的吸附能力显著优于中肋骨条藻,研究结果对于死亡藻细胞应用于水环境中PAEs的去除具有重要意义。     

浙江省细颗粒物碳质气溶胶组分表征方法及污染特征研究

为深入探究大气细颗粒物(PM_2.5)碳质气溶胶组分(碳组分)表征方法,于2021年1-12月,在浙江省11个地市同期开展环境空气PM_2.5样品采集和分析工作,比较美国国家职业安全卫生研究所(NIOSH)协议和保护能见度多部门监测计划(IMPROVE)的代替协议(IMPROVE-A协议)测定样品的结果差异。结果表明：无氧阶段最高温度设置为870℃的NIOSH(NIOSH870)协议由于在氦气气氛下的解析温度高,测得PM_2.5样品中有机碳(OC)组分占比较IMPROVE-A协议大;对于IMPROVE-A协议而言,热光反射法校正的元素碳(EC)比热光透射法校正的结果大,在污染越严重、负载量越大的滤膜上,光学校正带来的差异越明显。通过开展浙江省部分地区的PM_2.5碳组分污染特征研究,发现PM_2.5中碳组分主要来自生物质燃烧、燃煤和机动车尾气排放。     

枇杷籽生物炭制备、表征及其微生物吸附性能研究

炭化温度是影响生物炭结构的重要因素,以废弃的枇杷籽作为生物质原材料,在400～800℃炭化温度内制备生物炭,对其理化性质进行表征,并研究生物炭对微生物菌群的吸附率。结果表明：随着炭化温度的上升,枇杷籽生物炭的产率下降,含氧官能团减少,芳香性结构更完全;在400～600℃炭化温度下,孔道变化明显,表面更粗糙,比表面积和总孔体积增大,中、微孔数量增多;当炭化温度升高到600℃以上,生物炭表面孔状结构发生坍塌,表面变平整,比表面积和总孔体积减小;炭化温度为600℃下制得的枇杷籽生物炭对大肠杆菌发酵液的吸附率为70%左右,对大肠杆菌悬浮液的吸附率为80%以上,枇杷籽生物炭对微生物菌群的吸附效果良好,经过后续优化有作为微生物载体的潜力。枇杷籽具有开发为生物炭并进行进一步应用的潜在价值。     

DSB+CPB复合改性膨润土对磷酸盐的吸附

为研究两性-阳离子表面活性剂复合改性膨润土的吸附除磷性能及其机理,采用不同比例两性表面活性剂——十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱(DSB)和阳离子表面活性剂溴代十六烷基吡啶(CPB)对膨润土进行了有机复合改性,制得DSB+CPB复合改性膨润土,利用X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外分析(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角(CA)以及热重分析(TGA)等手段对膨润土土样进行了表征,并用吸附等温模型和动力学方程拟合其吸附过程,探讨了改性比例、pH和温度等因素对吸附的影响。结果表明:DSB改性能提高膨润土对磷酸盐的吸附能力,当加入CPB复合改性后,可进一步促进DSB改性膨润土对磷酸盐的吸附能力,且吸附能力均随改性比例的增大而增强;对于0.5 DSB和1.0 DSB的改性膨润土,其与CPB最佳复合比例均为DSB+1.5CPB,最大吸附量分别为原土的7.81倍和8.19倍;改性膨润土对磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温模型和伪二级吸附动力学方程,其吸附能力随pH的升高而降低,且吸附为物理和化学吸附同时存在的自发吸热熵增过程。上述研究结果可为两性-阳离子表面活性剂复合改性膨润土吸附除磷提供参考。     

高负荷活性污泥法中污水有机组分表征

污水有机组分表征是高负荷活性污泥法(HRAS)模型建立的基础。针对经典活性污泥1号模型不适用于HRAS这一问题,提出了相应的双水解模型,即将污水有机组分中水解型有机物分为快速水解型与慢速水解型2种,发现两者水解动力学参数具有明显差异。对原水氧利用速率进行参数拟合,通过灵敏度和共线性分析,估计了快速生物降解型有机物、快速水解型有机物、慢速水解型有机物以及异养菌等4种污水有机组分,探讨了污水有机组分与增加HRAS碳源捕获率的关系。结果表明:以上4种有机组分均可被准确识别,共线性指数γK低于经验限值,各组分比例分别为13.9%、11.6%、12.6%和12.8%;从污水组分角度来说,提高HRAS碳源捕获率的3个方向分别为:反应器中的异养菌尽可能将快速生物降解型有机物和快速水解型有机物同化生成细胞物质;避免絮体污泥中的慢速水解型有机物过量水解;抑制异养菌衰减,减少内源呼吸产物的产生。双水解模型对污水有机组分成功表征有助于HRAS的设计、运行及优化。     

污泥活性炭的表征及其对Cr（Ⅵ）的吸附特性

以城市污水处理厂污泥为原料,采用磷酸活化一微波热解法制备得到污泥活性炭,并将其用于吸附水溶液中的Cr（Ⅵ）。分别采用元素分析仪（VarioELcube）、比表面积孔径分布测定仪（ASAP2020）、扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FT—IR）等仪器对原污泥及污泥活性炭的表面组成和结构进行表征,探讨污泥活性炭的孔隙结构参数和表面化学性能。通过静态吸附实验,考察了溶液初始pH,接触时间,初始Cr（Ⅵ）浓度对污泥活性炭吸附Cr（Ⅵ）效果的影响,并探讨了污泥活性炭去除Cr（Ⅵ）的机理。实验结果表明,pH越低吸附效果越好,吸附平衡时间为100h。不同温度下吸附过程均符合Langmuir等温吸附模型,30℃时最大吸附容量为27．55mg／g;吸附动力学过程符合准二级速率方程（R2〉0．99）;污泥活性炭对Cr（Ⅵ）的去除是一个吸附-还原耦合的过程。     

Ce-PbO2/C电极的制备及其去除水中酸性红B

采用电沉积法制备铈修饰的PbO2/C电极,通过SEM、XRD、XPS及循环伏安对PbO2/C、Ce-PbO2/C电极进行表征,结果表明,Ce-PbO2/C电极比PbO2/C颗粒细小,表面均匀致密,电化学氧化能力较强,修饰电极中Ce以CeO2的形态存在。以Ce-PbO2/C为工作电极,电解浓度为1 000 mg/L的高盐酸性红B模拟活性染料废水,考察了电压、pH、电解质浓度、极间距对脱色率、氨氮去除率及COD去除率的影响。确定适宜工艺条件为:初始酸性红B溶液浓度为1 000 mg/L,pH值为6,电压10 V,电解时间1 h,电极间距1.5 cm,该条件下脱色率、氨氮去除率和COD去除率分别为99.98%、97.23%和90.17%。通过UV-Vis及GC-MS初步分析了降解过程可能存在的中间产物及降解途径。     

商业SCR烟气脱硝催化剂钙中毒研究

使用2种不同浓度的前驱体溶液(Ca(NO3)2和Ca(CH3COO)2溶液)浸渍新鲜商业SCR(selective catalytic reduction)烟气脱硝催化剂,并对浸渍中毒后催化剂的性能进行了研究。实验结果表明,物理中毒在本研究中占主导位置,化学中毒并不明显。采用离子色谱、氮气吸附-脱附分析、红外光谱分析、X射线衍射分析、扫面电镜分析等多种表征技术对中毒后催化剂进行了表征。结果表明,中毒后催化剂孔结构性质发生了变化,特别是Ca(CH3COO)2溶液浸渍催化剂,内部孔道堵塞较为严重。X射线衍射分析和扫描电镜分析也从另一方面说明了CaCO3的出现及积累导致催化剂脱硝效率降低。此外,催化剂红外光谱分析从表面活性位的角度说明了本研究催化剂化学中毒现象并不明显。     

废水COD 4种物化表征方法的比较与评估

为了确定废水COD组分表征的物化分析方法,对0.1μm滤膜过滤、0.45μm滤膜过滤、絮凝和絮凝+0.45μm滤膜过滤4种方法进行了实验比较和评估。结果表明:某些材料的滤膜会因"COD溶出"而影响表征结果;4种方法分离废水的重现性都很好,相互没有明显区别;物化分离对废水快速可生物降解COD(SS)没有影响,但4种方法得到的处理液中可生物降解COD仍含降解速率明显不同的组分,其中SS仅占35%～45%。因此,物化方法不能合理表征SS;絮凝+0.45μm滤膜过滤速度快、干扰少、分离机理与活性污泥系统类似,更适用于废水溶解性惰性COD组分(SI)表征。     

基于ASM2的快速易生物降解COD组分表征方法构建

基于活性污泥2号模型（ASM2）对快速易生物降解组分（SS）进一步划分为可发酵的易生物降解有机物（SF）和发酵产物（SA）,本研究提出了一套科学的表征方法。该方法涉及SS与XS（慢速可生物降解组分）的好氧呼吸测量同时表征、SA组分的离子色谱测定以及物料衡算。应用这套方法对重庆市某2个城市污水厂隔栅井出水水样平行进行了4组实验,各种组分测量值序列的CV值在2.09%～6.18%之间。