三维电极电Fenton法对苯酚废水处理效果实验研究

采用三维电极电Fenton法对制陶工艺含酚废水进行处理,选择pH、时间、电压、FeSO₄·7H₂O投放量、通气量、电解质投放量以及电极间距为单因素,设置不同水平,研究苯酚和COD的去除效果,同时探讨了该方法的电化学能耗。结果表明:在pH为3,电压为15 V,FeSO₄·7H₂O投放量为1.8 g/L,通气量为9 L/min,Na₂SO₄粉末投加量为1.0 g/L,电极间距取10 cm,反应120 min的条件下,废水中苯酚及COD去除率可分别达到94.13%和86.67%,处理效果明显,且能耗较二维电极大大减少,可为该方法在含酚废水处理领域的应用提供参考。     

金属基吸附剂除砷技术研究进展

砷污染问题由于砷的高毒性、不可降解性的特点,一直是世界普遍面临的饮用水处理难题之一,并且受到广泛关注。吸附技术由于其低能耗、无污染、操作简便而被广泛应用于水中砷的去除,如何开发出高效、易回收的砷吸附剂是吸附除砷技术的主要研究内容。该文围绕吸附剂特性、除砷性能及吸附机制,综述了近年来的研究热点金属基吸附剂除砷研究进展,并展望了金属基吸附剂除砷技术未来的研究方向,认为金属基吸附剂结构优化、限域纳米吸附剂的制备以及吸附剂孔道大小的定向调控是未来的研究热点。     

氨基修饰增强的Fe/Cu-MOF对罗丹明B的光催化降解性能及相关机理

利用溶剂热合成法合成了氨基修饰的Fe/Cu-MOF-NH₂,分别采用XRD、SEM、N₂吸附-脱附、UV-vis、EA等检测方法进行了表征分析,并将其用于RhB的光催化降解,考察了RhB的初始质量浓度、催化剂质量浓度和pH对光催化降解的影响。结果表明,氨基的引入显著提升了催化剂的可见光响应性能;在合成Fe/Cu-MOF-NH₂时,当含氨基配体与不含氨基配体的摩尔比为1∶1、RhB初始质量浓度为300 mg·L⁻¹、催化剂质量浓度为1 mg·mL⁻¹、pH为4.2时,光照4 h后,催化剂对RhB的去除率达到99.53%。活性物种淬灭实验结果表明,·OH、h⁺分别是Fe/Cu-MOF-NH₂和Fe/Cu-MOF在催化降解过程中的主要活性物种。以上结果可为探究Fe/Cu-MOF-NH₂光催化降解RhB的机制提供参考。     

活性炭与炭黑混合电极的脱盐性能及相关工艺参数的优化

混合电极中各组分的质量比是影响膜电容去离子(membrane capacitive deionization, MCDI)系统脱盐性能的重要因素。重点研究了混合电极中活性材料(活性炭)、导电剂(炭黑)和粘结剂(聚四氟乙烯)3种组分的质量比对MCDI系统脱盐性能的影响,并优化了工艺参数。实验结果表明,在进水氯化钠质量浓度为0.4 g·L⁻¹时,控制活性炭、炭黑及聚四氟乙烯的质量比为8∶1∶1、运行电压为1.2 V,进水流速为4 mL·min⁻¹,MCDI系统具有较优异的脱盐性能,其吸附容量和脱盐速度分别为10.13 mg·g⁻¹和0.44 μmol·(cm²·min)⁻¹,电荷效率和单位能量脱盐量可分别达95.27%和8.23 μmol·J⁻¹;而且,增大进水中氯化钠浓度会进一步提升MCDI系统的吸附容量和脱盐速度,但其脱盐率会有所降低。吸附热力学和动力学拟合结果表明,此混合电极材料脱盐过程分别符合Freundlich吸附等温方程和准二级动力学方程。     

倒极长寿命的Ti/RuO2-IrO2-RhOx电极对氨氮废水的处理效能

在电化学处理高硬度氨氮废水过程中,Ca²⁺、Mg²⁺等会在电场作用下富集并沉积在电极表面,引起电极结垢,最终影响氨氮去除效率。倒极除垢操作简单、脱垢效果佳,但会折损电极寿命。为了解决这一问题,研制了一种可在倒极操作下保持长寿命的Ti/RuO₂-IrO₂-RhO_x新型电极,以用于处理上述高硬度氨氮废水。结果表明,在倒极操作下,Ti/RuO₂-IrO₂-RhO_x电极加速寿命高达1 400 h,分别是Ti/RuO₂-TiO₂与Ti/IrO₂-Ta₂O₅电极的47倍与23倍。物理化学表征结果表明,RuO₂-IrO₂-RhO_x涂层为致密均匀固溶体,表面有簇状晶粒析出。将研制的Ti/RuO₂-IrO₂-RhO_x新型电极用于电解氨氮废水,发现其在析氯与氨氮去除方面均优于Ti/RuO₂-TiO₂和Ti/IrO₂-Ta₂O₅。此外,氨氮浓度、电流密度以及初始氯离子浓度对氨氮去除效率均有明显影响。以上研究结果可为Ti/RuO₂-IrO₂-RhO_x新型电极在氨氮废水的处理中的应用提供参考。     

生物电化学措施下SBBR中的亚硝酸盐累积性能及微生物学特征

针对常温下生活污水短程硝化难以实现且稳定性差的难题,探究了生物电化学措施对序批式生物膜反应器(SBBR)中NO₂⁻-N的累积性能及微生物学特征的影响。对SBBR施加生物电化学措施后,通过调控外加电极电势可实现其中电极氨氧化作用的发生及强化,且不同的外加阳极电势会显著影响系统中NH₄⁺-N的转化效果、氧化产物类型及菌群结构。随着外加阳极电势由0.00增至0.50 V,SBBR中电极氨氧化作用的强度逐步提高,系统的NH₄⁺-N氧化效率(AOE)与NO₂⁻-N累积效率(NiAE)分别增至(97.07±1.20)%和(92.79±2.12)%;当外加阳极电势≥0.80 V后,SBBR中NH₄⁺-N的氧化产物因工作电极上的析氧反应转而以NO₃⁻-N为主,电极氨氧化作用的强度因电势不断升高而受到抑制,系统的AOE随之恶化。将外加阳极电势恒定为0.50 V,生物电化学强化型SBBR在常温下处理生活污水时可取得理想的NH₄⁺-N转化效率(AOE=(99.33±0.11)%)与较高水平的亚硝酸盐累积量(NiAE=(88.08±2.07)%),此时系统中的电极氨氧化作用可得到较大程度的强化,其电活性生物膜中的优势菌属包括Nitrosomonas(33.54%)、Geobacter(15.24%)和Empodebacter(16.88%),三者在NH₄⁺-N厌氧氧化过程中起关键作用。     

线板排布对静电除尘性能影响的数值模拟

为揭示电极排布对线板式电除尘器除尘性能的影响规律,基于电晕电场模型、k-ε湍流模型、Lawless电荷累积模型,建立了电除尘多物理场模拟模型,并通过改变极板间距和极线间距,分析了电场电势、风速、颗粒运动轨迹、除尘效率的变化特征。结果表明：极板间距增大降低了电势变化速率,极线间距减小导致放电极电势分布由点式转为条状,极线周围电势影响程度增强;增加极板间距或极线间距,均能减小流场内涡流范围,提高流速分布的均匀性;极板间距或极线间距减小,颗粒轨迹偏移的角度增大,除尘效率随之升高,且颗粒在电场停留的时间缩短;除尘效率与颗粒粒径呈正相关,除尘效率与极板间距或极线间距呈负相关。模拟得到的优化工况为：当极线间距为180 mm、极板间距为200 mm时,电除尘器对粒径为2.5 μm的颗粒除尘效率为98.6%。本研究通过构建新的模拟模型应用于线板式电除尘器的工况优化中,可为电除尘器结构优化设计和性能提升提供参考。     

铁修饰的污泥生物炭对污泥脱水性能的改善效果

为改善城市污水处理厂污泥的脱水性能,采用铁修饰污泥生物炭作为助滤剂,与FeCl₃一起对污泥进行联合调理。以污泥净产率、污泥比阻和泥饼含水率评价污泥脱水性能;通过污泥Zeta电位、扫描电镜、EDS和泥饼可压缩性系数分析该方法的机理;同时,通过对污泥胞外聚合物、重金属以及总氯含量的分析,探究其调理污泥的环境风险,以明确该方法用于改善污泥脱水性能的可行性。结果表明,在500 ℃下制备的铁修饰污泥生物炭(30%)和FeCl₃(12.82%)联合调理时,污泥脱水的效果最佳;与仅用FeCl₃(12.82%)调理的污泥相比,污泥净产率升高了73.38%、污泥比阻降低了68.75%、泥饼含水率降低了9.03%。在较高温度下制备的铁修饰污泥生物炭,其孔隙结构更为发达、表面铁元素含量更高;与FeCl₃联合调理污泥时,更容易发生絮凝,从而使泥饼的渗透性能更好。而且,在联合调理的条件下,污泥中溶解型、松散结合型和紧密结合型胞外聚合物的含量均有所降低;污泥泥饼中重金属(Cd、Cr、Cu、Pb、Zn)更为稳定,泥饼热解固相产物和非固相产物中总氯含量降低,环境生态风险更小。采用铁修饰污泥生物炭作为助滤剂,可改善污泥脱水性能,并具有实际应用的潜力。     

阴阳极成对耦合紫外光辅助电催化降解毒死蜱

以空气扩散阴极、纯铂阳极和紫外灯构建了阴阳极成对耦合紫外光辅助电催化的体系,并系统地研究了电流密度、阳极SO42-浓度以及毒死蜱初始浓度对毒死蜱降解效果的影响.结果表明,当阴极/阳极的电流密度为45/450 mA·cm-2,阳极SO42-浓度为1.0 mol-L-1,毒死蜱初始浓度为25 mg·L-1时,反应60 mi...     

电极配置和操作条件对静电油烟净化效率的影响

以有机气溶胶发生器产生的0.02～2.02μm癸二酸二辛酯颗粒模拟餐饮业排出的油烟PM2 5组分,利用静电低压撞击器颗粒物检测仪测定各粒径范围的颗粒个数和质量浓度,并系统研究了电极配置、电场风速和供电电压等因素对静电油烟净化效率的影响.结果表明:油烟荷电量以及荷电颗粒迁移距离是影响净化效率的关键因素,优化电极配置的增效...