剩余污泥高温好氧消化及其影响因素

为考察污泥高温好氧消化(TAD)的效能及其影响因素,通过自制的高温好氧消化反应器,研究TAD对有机物的去除、消化液的成分以及污泥停留时间(SRT)、曝气量等影响因素,结果表明:高温好氧消化对污泥的稳定效果较好,在温度55℃,SRT=8d条件下,VS去除率均高于42%,粪大肠杆菌数120～600MPN/gTS,回用安全性较高。在实验中发现,TAD中氮的去除率相当低,由于高温对硝化作用的抑制,使氮氨不能进一步转化为硝态氮。高温好氧消化的污泥停留时间为7～8d较适宜,当适当降低曝气量,使DO为0.3～1.0mg/L时,也能够达到满意的VS去除效果,同时节约能耗。     

磁性分子筛负载TiO2复合光催化剂的制备及性能

采用超声辅助水热法合成了磁性分子筛Fe₃O₄/SSZ-13,然后通过溶胶-凝胶法对其继续负载TiO₂制得复合光催化剂TiO₂-Fe₃O₄/SSZ-13。借助XRD,FTIR,SEM,TEM,VSM,UV-Vis,PL对其形貌、结构及性能进行了表征,并考察了其光催化性能。表征结果表明,Fe₃O₄的加入不会改变分子筛的原有结构,复合材料的光响应范围扩大,电荷分离效率提高。降解实验结果表明,光照40 min时活性艳红的去除率可达89.7%,光照60 min时活性艳红去除率可达最大（93.6%）,较TiO₂提高了5.7%。此外,这种材料还具有较强的磁性,饱和磁化强度为17.80 （A·m²）/kg,可通过外加磁场回收。     

One-step ball milling-prepared nano Fe2O3 and nitrogen-doped graphene with high oxygen reduction activity and its application in microbial fuel cells

• Nano Fe₂O₃ and N-doped graphene was prepared via a one-step ball milling method. • The maximum power density of Fe-N-G in MFC was 390% of that of pristine graphite. • Active sites like nano Fe₂O₃, pyridinic N and Fe-N groups were formed in Fe-N-G. • The improvement of Fe-N-G was due to full exposure of active sites on graphene. Developing high activity, low-cost and long durability catalysts for oxygen reduction reaction is of great significance for the practical application of microbial fuel cells. The full exposure of active sites in catalysts can enhance catalytic activity dramatically. Here, novel Fe-N-doped graphene is successfully synthesized via a one-step in situ ball milling method. Pristine graphite, ball milling graphene, N-doped graphene and Fe-N-doped graphene are applied in air cathodes, and enhanced performance is observed in microbial fuel cells with graphene-based catalysts. Particularly, Fe-N-doped graphene achieves the highest oxygen reduction reaction activity, with a maximum power density of 1380±20 mW/m² in microbial fuel cells and a current density of 23.8 A/m² at –0.16 V in electrochemical tests, which are comparable to commercial Pt and 390% and 640% of those of pristine graphite. An investigation of the material characteristics reveals that the superior performance of Fe-N-doped graphene results from the full exposure of Fe₂O₃ nanoparticles, pyrrolic N, pyridinic N and excellent Fe-N-G active sites on the graphene matrix. This work not only suggests the strategy of maximally exposing active sites to optimize the potential of catalysts but also provides promising catalysts for the use of microbial fuel cells in sustainable energy generation.     

Al／C／Fe复合电极电絮凝法同时除氟除砷（V）

为了同时去除地下水中的氟和砷,提出了Al／C／Fe复合电极电絮凝法和Al／C—Fe／C依次除氟砷法,并进行效果对比。研究了Al／C／Fe复合电极电絮凝法的影响因素,并对复合电极电絮凝产生的絮体进行了SEM-EDX分析。结果表明,Al／C／Fe复合电极电絮凝法对氟、砷的去除速率分别是Al／C-Fe／C依次除氟砷法的1．43倍和4．73倍;初始氟／砷浓度为4．0／1．0、4．0／0和0／1．0mg／L3种条件下,通过铝极板、铁极板的电流密度均为0．10mA／cm2时,达到最好的除氟除砷效果,与初始氟／砷浓度无关。     

纳米铁系双金属-微生物体系去除地下水NO-3-N研究

采用不同液相还原法制备纳米Fe0、Fe/Ni和Fe/Cu粒子,将其与反硝化细菌混合应用于地下水NO3--N去除研究。考察3种体系对NO3--N去除速率的影响,并对其脱氮产物及RNA水平上纳米铁系双金属对反硝化细菌的毒性效应进行了分析和讨论。结果表明,9 d内纳米Fe0体系可完全将NO3--N去除,过程中伴随NO2--N先升高后降低的生成趋势,NH 4+-N生成52%;纳米Fe/Ni体系脱氮速率最快,6 d内可将NO 3--N完全去除,几乎未检测到NO 2--N的生成,而NH 4+-N的转化率高达69%;纳米Fe/Cu体系7 d内可将NO3--N去除完全,NH4+-N的生成率降低,仅39%,但是出现33%NO2--N积累。从反应前后反硝化细菌总RNA浓度变化看,3种纳米粒子对反硝化细菌的毒性大小为纳米Fe/Ni﹥纳米Fe/Cu﹥纳米Fe0。     

Fe/C微电解 絮凝沉淀法处理电镀废水中铜的研究

利用Fe/C微电解-絮凝沉淀法去除青岛某电子有限公司电镀废水中Cu2+。通过正交与单因素实验,考察了废水初始pH,Fe/C,Fe投加量,反应时间对Cu2+处理效果的影响。实验结果表明:在初始pH=4、Fe/C(质量)=2/1、Fe投加量=60 g/L、反应时间=60 min的实验条件下,絮凝出水Cu2+含量由641.78 mg/L降至0.32 mg/L,还原率高达99.95%,同时COD去除率23.57%。出水Cu2+含量达到山东省半岛流域水污染物综合排放Ⅰ级标准。     

乳化液膜体系去除电解锰废水中的Mn~（2＋）

采用乳化液膜法处理电解锰废水,考察制乳条件和提取条件对去除效果的影响。研究结果表明最佳制乳条件为：4%（V/V）span-80做表面活性剂,3%二（2-乙基己基）磷酸酯做载体,柴油做膜溶剂,用NaOH调节内水相pH为12,制乳时间为10 min,油内比2∶1;最佳提取条件：外水相pH为6～7、乳水比1∶10、提取时间10 min。制得的乳化液膜对电解锰废水中的Mn2＋去除率可高达99.99%,出水Mn2＋浓度低于2mg/L,实现水质达标排放。     

Fe3O4纳米磁性微粒对全氟辛烷磺酸盐的吸附

采用共沉淀法合成Fe3O4纳米磁性颗粒,用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）以及振动样品磁强计（VSM）对Fe3O4纳米磁性颗粒的粒径、形貌和磁性进行表征并研究Fe3O4纳米磁性微粒对全氟辛磺酸盐的吸附。结果表明：在PFOS初始浓度4 mg/L,pH为3,反应时间24 h,Fe3O4纳米磁性微粒投加量1.25 g/L,对全氟辛磺酸盐去除率达到90%。Fe3O4纳米磁性微粒对PFOS的吸附符合Freundlich吸附方程。     

乳化液膜体系去除电解锰废水中的Mn2+

采用乳化液膜法处理电解锰废水,考察制乳条件和提取条件对去除效果的影响。研究结果表明最佳制乳条件为:4%(V/V)span-80做表面活性剂,3%二(2-乙基己基)磷酸酯做载体,柴油做膜溶剂,用NaOH调节内水相pH为12,制乳时间为10 min,油内比2∶1;最佳提取条件:外水相pH为6～7、乳水比1∶10、提取时间10 min。制得的乳化液膜对电解锰废水中的Mn2+去除率可高达99.99%,出水Mn2+浓度低于2mg/L,实现水质达标排放。     

Fe(0)-EDTA-空气体系降解活性黑染料废水

利用Fe(0)-EDTA-空气(ZEA)体系处理活性黑模拟染料废水。考察了活性黑初始浓度、反应温度、EDTA浓度和溶液酸度对降解效果的影响,用紫外可见吸收光谱检测了染料的降解过程。结果表明,Fe(0)-EDTA混合物在室温常压下,能够活化空气中的氧分子,进而使染料快速降解,升高温度和增加溶液酸度均能提高降解率。在pH为5.35,活性黑初始浓度为25 mg/L,EDTA浓度为0.1 mmol/L,Fe粉用量0.20 g,温度25℃时,脱色率达到95.60%,符合1级反应动力学。