石墨-活性炭纤维复合电极电吸附处理含盐废水的研究

高盐废水是目前水处理领域的难点,作为一种新型的除盐技术,电吸附技术具有众多优点.本文研究了一种新型碳基复合材料,石墨-活性炭纤维复合电极,并考察了其应用于电吸附的影响因素和除盐效果.在电压为1.6 V,停留时间为60min,极板间距为1 cm时电吸附装置的除盐效果最优.用其分别对精制棉黑液和叶绿素铜钠废水进行了处理.电极对数为8对时对经酸析处理后的精制棉黑液的电导率和COD的去除率分别达到58.8%和75.6%;电极对数为6~8时对叶绿素铜钠生产废水的电导率的去除率能超过50.0%,COD的去除率约为13.5%.     

碳素纤维对富营养化水体的水质改善与对藻类群落结构的影响

以北京朝阳区清河水为原水,开展碳素纤维生物修复试验,考察生物膜从形成到成熟及处理过程中碳素纤维外观、生物相结构、氮磷浓度及藻类群落结构的变化. 结果表明,碳素纤维在3 d内挂膜成功且生物相丰富,说明其生物亲和性强,吸附性能好. 碳素纤维生物膜对氮、磷具有较好的去除效果,TN、TP、NH₄+-N去除率分别达40%、60%、98%,其中对氮、磷的去除以吸附水体中颗粒态污染物为主. 碳素纤维生物膜对富营养化水体藻类的增殖有明显的抑制作用,尤其对蓝藻的抑制作用显著,藻类总密度和蓝藻密度达到最大值的时间与对照组相比延迟6 d,且藻类总密度及蓝藻密度都低于对照组. 碳素纤维生物膜还影响水体中的藻类群落结构,试验期间水体中以硅藻为主,蓝藻所占比例平均为22.4%,而对照组中以蓝绿藻占优,蓝藻平均所占比例高达47.2%.      

纳米TiO_2纤维的制备及其光催化降解甲醛研究

以胶原纤维为模板制备纳米TiO2纤维用于光助催化降解甲醛气体,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和N2吸附-脱附技术对纳米TiO2纤维进行了表征。结果表明,纳米TiO2纤维的比表面积为11.33 m2/g,晶型为锐钛矿型。在相同催化反应条件下纳米TiO2纤维对甲醛气体的催化降解率与商品纳米TiO(2Degussa P25)催化剂相当。纳米TiO2纤维的用量、甲醛气体初始浓度是影响催化效果的两个因素。当甲醛气体初始浓度为0.270 mg/m3,相对湿度为38%,气体流速0.1 L/min,纳米TiO2纤维用量为1.0 g时,甲醛的降解率达到96%。因此,纳米TiO2纤维可用于室内甲醛气体的催化降解。     

超滤法处理乳化油废水的研究

采用ＣＭＰＳ,ＰＳ,ＰＳ／ＣＭＰＳ共混,ＰＡＮ,ＰＳ和ＰＤＣ共混中空纤维超滤膜,对乳化油废水进行了超滤实验和比较,探讨了料液流速,操作温度,操作压力,运行时间膜性能的影响,研究了清洗方法对膜性能的恢复效果,试验表明,采用ＣＭＰＳ,ＰＳ／ＣＭＰＳ中空纤维膜处理乳化油废不效果较好,透过液含油量符合生产回用标准（３００ｍｇ／Ｌ）适宜的适宜温度为５０℃,进口压力为０．１２ＭＰａ,出口压力为０．１０ＭＰａ,     

外掺料对植被混凝土高羊茅根系生长及抗剪强度的作用

为揭示外掺料对植被混凝土根系生长和固土护坡的作用,以高羊茅（Festuca arundinacea）为研究材料,分别添加不同含量的椰纤维与粉煤灰构建植被混凝土,测定高羊茅地下部根系的生长特征及根土复合体的抗剪强度。结果表明,椰纤维掺量和粉煤灰掺量对高羊茅根系生长有显著影响。根系总根长、根系表面积、根平均直径及地下生物量均随椰纤维与粉煤灰掺量的增加呈先增后减的变化趋势,在椰纤维掺量为0.3%、粉煤灰掺量为2%时达到最大值,分别比未添加椰纤维的处理增加了31.39%、30.20%、30.57%、12.80%,分别比未添加粉煤灰的处理增加了42.17%、22.85%、16.48%、29.22%。椰纤维掺量和粉煤灰掺量对植被混凝土基材的抗剪强度也有显著影响,基材的抗剪强度均随着外掺量增加呈先增加后减少的变化,在椰纤维和粉煤灰掺量分别为0.3%和2%时达到最大值。综合评估显示,高羊茅根系在外掺椰纤维0.3%和粉煤灰2%的改良植被混凝土生长最好,植被混凝土的抗剪强度最高。

     

等离子体改性对活性炭纤维表面化学结构的影响

采用放电等离子体对活性炭纤维表面进行改性,通过改变活性炭纤维的化学官能团来强化活性炭纤维对SO2和NOx的吸附和催化作用。利用XPS、FTIR等方法对改性活性炭纤维的化学性质进行表征,研究了活性炭纤维表面官能团在等离子体改性过程中的转化规律和机理。实验结果表明:放电改性过程可以有效地向活性炭纤维表面引入有利于脱硫脱氮的含氧、含氮官能团;当电压为8kV,放电时间为5min时,放电改性活性炭纤维的效果最佳。     

活性炭纤维在油田采出废水处理中的应用

针对油田采出废水的特点,以粘胶基活性炭纤维为原料,经二次炭化和二次活化方式处理制得ACF样品。以ACF为过滤材料,对延长某采油厂经过沉降、分离处理后的采油废水进行动态吸附实验,实验结果表明:经水蒸汽二次活化得到的ACF样品对选用的油田废水处理效果最佳,其悬浮物颗粒粒径中值0.496μm(<1.0μm)、悬浮物含量为0.77mg/L(<1.0mg/L)。     

2018年石家庄市秋冬季典型霾污染特征

依托河北省灰霾污染防治重点实验室,对2018年10月31日至12月3日期间石家庄市大气PM_(2.5)的质量浓度和化学组分进行连续在线观测,解析石家庄市秋末冬初典型灰霾过程的特征.观测期间,石家庄市共发生4次霾污染过程,PM_(2.5)均为首要污染物,日均浓度最大值分别为154、228、379和223μg·m~(-3),达到重度污染甚至严重污染.PM_(2.5)主要组分为无机水溶性离子(WSII)和含碳气溶胶,两者质量浓度的平均占比分别为(60. 7±15. 6)%和(21. 6±9. 7)%.相比优良天,两者浓度分别上升了4. 4倍和3. 1倍,是霾污染形成的主要原因.WSII中NO_3~-为首要成分,SO_4~(2-)和NH_4~+次之,三者(SNA)质量浓度之和占WSII质量浓度的(91. 5±17. 3)%,污染期间SNA的暴发式增长是推高PM_(2.5)浓度的主要原因.非高湿条件下,单位质量NO_3~-和SO_4~(2-)的变化速率差异不明显,高湿条件触发SO_2的液相氧化过程后,SO_4~(2-)二次转化被显著促进.大气处于富NH_3状态,PM_(2.5)中n(NH_4~+)与n(NO_3~-+2×SO_4~(2-))的比值 1,过量NH_3加剧NO_3~-和SO_4~(2-)的转化.霾污染时段,燃煤和机动车排放的一次污染物的积累为含碳气溶胶浓度上升的主要原因,相比优良天,二次有机碳的生成受到抑制.在采暖季开始之前的两次霾污染过程,移动源为PM_(2.5)首要污染源,平均占比30. 8%和39. 8%.随着燃煤采暖污染排放的增加,燃煤源贡献逐步增高至25. 2%,攀升为首要污染源.     

Investigation of acetylated kapok fibers on the sorption of oil in water

Kapok fibers have been acetylated for oil spill cleanup in the aqueous environment. The structures of raw and acetylated kapok fiber were characterized using Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). Without severe damage to the lumen structures, the kapok fibers were successfully acetylated and the resulting fibers exhibited a better oil sorption capacity than raw fibers for diesel and soybean oil. Compared with high viscosity soybean oil, low viscosity diesel shows a better affinity to the surface of acetylated fibers. Sorption kinetics is fitted well by the pseudo second-order model, and the equilibrium data can be described by the Freundlich isotherm model. The results implied that acetylated kapok fiber can be used as the substitute for non-biodegradable oil sorption materials.     

改性活性碳纤维电芬顿降解苯酚废水性能研究

采用微波改性、硝酸改性、磷酸改性及氨水改性等方法改性活性碳纤维(ACF-0),依次标记为ACF-1、ACF-2、ACF-3和ACF-4.以改性前后的活性碳纤维为阴极,电芬顿催化处理苯酚模拟废水,考察不同的改性方法对H2O2生成量、COD去除率、苯酚去除率及其中间产物的影响.结果表明,微波改性活性碳纤维的吸附性能及电催化活性最优,相比未改性活性碳纤维,经微波或酸碱改性后的活性碳纤维反应体系中,H2O2生成量均有所增加.苯酚在各电芬顿催化体系中的去除率大小依次是:ACF-1>ACF-3>ACF-4>ACF-2>ACF-0;COD去除率大小依次是:ACF-1>ACF-4>ACF-3>ACF-2>ACF-0,说明微波及酸碱改性有利于提高活性碳纤维的催化性能.此外,苯酚降解中间产物的生成也会受到改性方法的影响.