Enhancement of municipal sludge dewaterability by electrochemical pretreatment

Electrolysis is a promising technology to improve sludge dewaterability efficiently with negligible environmental impact. To intensify the electrolytic efficiency, the effect of electrolytes (NaCl, Na₂SO₄, NaNO₃, and NaClO₄) on electrolysis pretreatment of municipal sludge and its mechanisms was investigated using Ti/PbO₂ electrodes. The electrolytes, which enhanced the production of oxidative radicals, showed a significant synergetic effect in reducing the capillary suction time (CST) of sludge. NaCl was distinguished from the other electrolytes since it formed a large amount of active chlorine species, which oxidized the sludge cells to improve the sludge dewaterability. The surface morphologies as well as the soluble proteins and polysaccharides were analyzed to unravel the underlying mechanisms of sludge dewaterability. Additionally, an economic assessment showed that NaCl addition in the electrolysis pretreatment can be a suitable technique for enhancing municipal sludge dewaterability.     

羟基药剂杀灭压载水单胞生物研究

当前尚无一种有效的治理压载水外来入侵有害生物的方法。羟基氧化电位高达 2 80V ,它与压载水中入侵的有害细菌、微藻生物的反应属于游离基反应 ,致死微生物的反应速度极快 ,在压载水外排 (或输入 )过程中就可致死入侵微生物 ,致死微生物的羟基阈值为 0 7mg/L。羟基对入侵微生物具有广谱致死特性 ,它是杀灭微生物的绿色理想药剂 ,不存在药剂长期污染等问题     

铁酸铜非均相活化过硫酸盐降解罗丹明B

采用新型磁性催化材料尖晶石型铁酸铜（CuFe₂O₄）活化过硫酸盐（PMS）降解氧杂蒽类染料罗丹明B（RhB）,考察PMS浓度、CuFe₂O₄投加量、pH值和水中常见离子对RhB降解的影响.结果表明,当RhB、PMS、CuFe₂O₄初始浓度分别为5 μmol/L、0.1mmol/L、0.1g/L时,在中性条件下反应30min后RhB去除率可达88.87%.其中,Cl^-和HCO₃^-对RhB的降解无显著影响,而H₂PO₄^2-、C₂O₄^2-及腐殖酸明显抑制RhB的降解.自由基鉴定实验表明,在中性及弱碱性条件下SO₄^-和·OH是CuFe₂O₄/PMS体系降解RhB的主要自由基.研究发现随着RhB的降解,溶液逐渐褪色并伴随着甲酸根、乙酸根、草酸根和铵根离子的生成,原因在于SO₄^-和·OH可以破坏RhB分子的发色基团,使苯环开环和氮原子脱落,形成相应的降解产物.矿化实验表明0.2mmol/L的RhB在CuFe₂O₄/PMS体系中反应10h后,矿化率可达62%.催化剂的重复利用实验表明制备的CuFe₂O₄具有良好回收再利用能力.     

催化臭氧氧化降解PCB有机废液及其机理

为了高效、快速治理高浓度难降解PCB(printed circuit board)有机废液,研究了氧化钙非均相催化臭氧氧化降解PCB废液的催化机理和催化性能。采用叔丁醇淬灭自由基实验和水杨酸羟基化实验探究催化机理;通过GC/MS研究了PCB废液中有机物可能降解途径;通过单纯形优化法对实验因素进行优化,并通过XRD和BET探究催化剂的循环稳定性。结果表明：氧化钙非均相催化臭氧氧化过程遵循羟基自由基机理;在pH为12.97、CaO质量为1.0 g、废液深度为11 cm、降解时间为150 min、臭氧用量为120 mg·min⁻¹时,COD去除率可达到90.045%;氧化钙经过5次循环后,废液的COD去除率没有显著降低,从92.78%降低至84.04%。CaO应用于催化臭氧氧化过程处理高浓度且难降解的PCB废液,能维持良好的催化性能和循环稳定性,具有良好的应用前景。     

基于常规饮用水工艺羟基自由基处理高藻水

我国水体的富营养化日益严重,水源地出现季节性藻类爆发现象,严重威胁饮用水安全。以厦门市莲坂水厂各工艺段出水为研究对象,采用大气压强电离放电产生羟基自由基（·OH）,分别对水源水、混凝沉淀出水、砂滤出水进行处理,处理时间为4.5 s。当注入总氧化剂浓度为1.8 mg· L-1时,高藻浓度从25.3×104 cells · mL-1降到800 cells · mL-1;对混凝沉淀出水注入总氧化剂0.6 mg· L-1、砂滤出水注入0.2 mg· L-1时,藻细胞都未检出;·OH处理后CODMn、TOC及UV254均有明显降低,砂滤出水三卤甲烷小于8 μg·L-1;检测的各项指标均达到国家《生活饮用水卫生标准》（GB 5479-2006）。因此,·OH可快速有效安全地杀灭高藻,为我国高藻水源地饮用水卫生安全保障提供技术支撑。     

响应面法对泡沫铜阴极电芬顿产H2O2与·OH性能优化

泡沫金属因其三维结构及优良导电性,使其作为电芬顿阴极开始引起学者关注。选择泡沫铜为阴极、石墨棒为阳极,搭建微孔曝气均匀的玻璃反应器,提高体系传质效率,并通过响应面探索体系产H2O2和·OH的机理。用响应面设计3因素(pH、电流、Fe2+初始浓度)3水平实验,得到体系产H2O2和·OH与3种因素之间的非线性回归方程,得到最优条件:当pH=2、电流0.25 A、Fe2+初始浓度为15 μmol·L-1时H2O2产量最大,为457.27 μmol·L-1;当pH=2、电流0.25 A、Fe2+初始浓度为20 μmol·L-1时·OH产量最多,可达18.56 μmol·L-1。根据方差分析,二次模型显著性很高(R2H2O2=0.977 8,R2·OH=0.964 2),能够很好地模拟实验结果。通过铜溶出实验分析得出铜溶出量在0.4~1.8 mg·L-1之间,符合现行污水排入城镇下水道水质标准(CJ 343-2010)。     

TiO2光催化耦合SO4-·体系对硝基苯酚的降解性能及动力学

利用溶胶-凝胶法在改性的ZSM-5分子筛上负载TiO2制备复合光催化剂TiO2/ZSM-5m,采用扫描电镜、N2吸附-脱附等温线和X射线衍射对材料进行表征。通过耦合Fe2+/S2O82-产硫酸根自由基SO4-·体系,以对硝基苯酚(pNP)为目标污染物,系统考察了初始pH、TiO2/ZSM-5m投加量、FeSO4、Na2S2O8浓度和初始浓度对pNP降解性能的影响。结果表明,在TiO2/ZSM-5m投加量为0.8 g/L,pH为4.0,FeSO4为0.4 g/L,Na2S2O8为2.4 g/L,常温下反应240 min的优化条件下,对pNP(初始浓度50 mg/L)去除率达到99.31%,光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood模型,UV-vis图谱推测对硝基苯酚分子结构发生改变,被有效降解。     

电解液条件对苯酚降解及羟自由基生成的影响

以钛基PbO2电极为活性阳极,通过电化学氧化法降解处理苯酚模拟废水,系统考察了羟自由基（·OH）抑制剂、支持电解质、酸碱性等电解液条件对苯酚水溶液COD去除率的影响。同时,以水杨酸（SA）为·OH捕捉剂,通过高效液相色谱分析技术对不同电解液条件下·OH的生成量进行间接检测。结果发现,PbO2电极上苯酚水溶液的COD去除符合一级反应动力学规律,其表观反应速率常数在分别加入·OH抑制剂NaHCO3、Na2CO3和叔丁醇时显著下降,表明苯酚的电化学氧化降解遵循·OH反应机理;支持电解质对电解液体系中·OH生成量的影响不明显,主要通过在阳极氧化生成的氧化剂参与苯酚的降解,以NaCl为支持电解质时降解效率最高,其次是Na2SO4,最后为NaNO3;随电解液pH值的增加,苯酚水溶液的COD去除速率不断提高,而·OH的生成量在碱性条件下亦显著增加。     

Seasonal variation characteristics of hydroxyl radical pollution and its potential formation mechanism during the daytime in Lanzhou

Hydroxyl free radicals(OH radicals) play the main role in atmospheric chemistry and their involving reactions are the dominant rate determining step in the formation of secondary fine particulate matter and in the removal of air pollutants from the atmosphere.In this paper,we studied the seasonal variation characteristics of OH radicals during the daytime in Lanzhou and explored the potential formation mechanism of high concentration OH radicals.We found that the OH radicals in four seasons was ...     

杭州市城区挥发性有机物污染特征及反应活性

使用Summa罐在杭州市城区朝晖站点离线采样,利用GCMS分析122种挥发性有机物(VOCs).通过2018年5月至2019年4月连续1a的观测,结果发现,观测期间大气VOCs平均体积分数为(59.4±23.6)×10^-9,浓度高值出现在12月而低值出现在2月,含氧有机物(OVOC),尤其是醛酮类化合物是占比最高的组分,在夏季尤甚.朝晖站点VOCs浓度没有明显的周末效应,但节假日的VOCs浓度有明显下降.其大气VOCs浓度与空气质量指数(AQI)值呈现正相关性,首要污染物为PM_2.5时观测到的VOCs浓度最高.运用·OH消耗速率(L^·OH)和臭氧生成潜势(OFP)做大气反应活性评估,观测期间L^·OH均值为7.5 s^-1,OFP均值为152.1×10^-9,醛酮类化合物、芳烃和烯烃是活性最高的组分,该站点整体大气活性水平与2-甲基戊烷相当.观测期间甲苯/苯(T/B)均值为1.95,说明杭州市城区受到较明显的机动车排放影响.使用正定矩阵因子分析法(PMF)解析出...