磁致自辅热沸石控温载体构建及其氨氮吸附再生调控机制

为解决常规沸石再生过程药耗较高的问题,满足当下双碳目标的要求,构建了结构化磁致自辅热沸石控温载体,利用磁热效应实现沸石氨氮原位吸附过程调控,避免再生过程中的药剂消耗。在优化筛选磁场条件与发热内核构型基础上,应用Langmuir、Freundlich模型、动力学模型及粒子内扩散模型考察了局部自辅热对沸石氨氮原位吸附及解吸过程的影响。结果表明,局部自辅热使沸石氨氮吸附行为更满足Freundlich模型,以物理吸附为主,动力学过程为准二级动力学模型,以粒子内扩散和液膜扩散为主。同时,局部自辅热使沸石氨氮12 h解吸率提升约29 %,动力学拟合更满足准二级动力学模型,为化学解吸过程,扩散方式以以粒子外部扩散为主。最终证实,磁致自辅热可以有效调控沸石氨氮吸附解吸过程,可为沸石可控再生提供一种低耗高效途径。     

中空纤维膜传质H2对氧化亚铁硫杆菌还原溶解黄钾铁矾类矿物的影响

为强化氧化亚铁硫杆菌厌氧还原溶解黄钾铁矾类矿物过程中的H₂传质,以2种典型中空纤维膜(无泡出气与微气泡出气)搭建中空纤维膜反应器,研究中空纤维膜传质H₂对氧化亚铁硫杆菌厌氧还原溶解黄钾铁矾类矿物的影响。结果表明,采用无泡出气中空纤维膜,黄钾铁矾类矿物最大还原溶解速率为5.82 mmol·(L·d)⁻¹,16 d后黄钾铁矾类矿物还原溶解量达到86.6%;而采用微气泡中空纤维膜,黄钾铁矾类矿物最大还原溶解速率为3.18 mmol·(L·d)⁻¹,16 d后黄钾铁矾类矿物还原溶解量仅达到53.9%。进一步地,无泡出气中空纤维膜相比微气泡出气中空纤维膜,在显著降低H₂消耗的同时,能够让氧化亚铁硫杆菌更易获取H₂,进而分泌更多胞外有机物,提高浸出效率。本研究结果可为无泡出气中空纤维膜在氧化亚铁硫杆菌还原溶解黄钾铁矾类矿物的应用提供参考。     

微波催化燃烧技术处理印刷包装行业VOCs

微波催化燃烧技术将微波辐照与吸波型催化剂相结合,可用于对挥发性有机化合物(VOCs)进行催化燃烧处置。研制了Pt/CuMnCeO_x/堇青石和Pt/CuMnCeO_x/纳米陶瓷整体式蜂窝状催化剂,并开发了微波催化燃烧VOCs的装置,将其应用于印刷包装行业的VOCs治理。通过操作条件的优化,考察了微波催化燃烧技术对VOCs的实际处理效果。同时,对催化剂表面形貌、比表面积和晶体结构等进行了测试分析。结果表明：Mn₃O₄/Mn₂O₃、CeO₂/Ce₂O₃、CuMn₂O₄和PtO等尖晶石的存在降低了反应温度、提高了储氧释氧能力和催化剂活性;催化剂的介孔结构和较大的比表面积有利于VOCs在孔隙内部的扩散,并可延长VOCs在催化剂上的停留时间。在催化剂床层体积330 L、微波功率13.6 kW、进气质量浓度1 520 mg·m^-3和进气量440 m³·h⁻¹的条件下,床层温度可达到420 ℃,此时催化剂床层温度及VOCs去除率保持稳定。当进气质量浓度分别为约4 500 mg·m⁻³和2 800 mg·m⁻³时,VOCs的去除率分别为90%和96%。考察燃烧热量发现,大气量的VOCs在催化剂表面的停留时间短且带走热量多,从而导致VOCs去除率下降;高浓度VOCs在燃烧时会因释放出更多热量,从而提高床层温度和VOCs去除率。在确保催化剂表面活性位点充足的条件下,微波催化燃烧工艺适合处理中高浓度的印刷包装行业VOCs。同时,利用VOCs燃烧释放的热量来保持床层高温,还可达到节能降耗的目的。本研究可为印刷包装行业的VOCs治理提供参考。     

基于不同水厂水质调查的消毒副产物生成趋势及模型预测

以南方某市具有代表性的7个自来水厂为研究对象,对不同季节和不同处理工艺下的原水、出厂水和管网水的9个常规水质参数和2类含碳消毒副产物进行了检测,考察了水质指标随季节的变化规律和处理工艺对不同水质指标的影响,分析了常规水质参数与消毒副产物生成量之间的关系。结果表明：7个自来水厂出厂水均检出三卤甲烷(trihalomethanes,THMs)和卤乙酸(haloacetic acids,HAAs);THMs平均质量浓度为8.70~29.35 μg·L⁻¹,HAAs平均质量浓度为13.22~39.06 μg·L⁻¹;管网水中2类消毒副产物浓度水平较出厂水略有增加;THMs的季节变化规律为冬季>春季≈秋季>夏季,HAAs的季节变化性不强。利用IBM SPSS Statistics 20进行了Spearman秩相关系数分析,并分别以原水和出厂水水质参数来建立出厂水THMs或HAAs生成量的回归方程。结果表明：THMs质量浓度预测效果良好,可用于自来水厂水质的化学安全性预警;但对于HAAs质量浓度预测,无论采用原水还是出厂水水质参数所建立的预测方程,预测结果均不理想。     

可用于表征可电离化合物离子化影响的描述符研究进展

在人为有意生产的化学品或无意识产生的化学品中,可电离有机化合物(IOCs)均占有较大比重.在环境水体、生理或实验pH条件下,IOCs可解离为分子和离子形态.研究表明,IOCs的分子和离子形态均对其表观物理化学、环境归趋和行为、生态和健康毒性效应参数具有不可忽视的影响,因而在开展IOCs相关实验或理论研究时不应忽略离子化...     

紊流状态下高梯度磁净化除尘效率研究

根据粉尘颗粒层表面过滤的"尘滤尘"现象,分析了高梯度磁净化除尘过程,建立了轴向饱和堆集模型,推导出紊流状态下粉尘的分级除尘效率计算式,在一定程度上反映了影响除尘效率的一些因素,对其进行试验研究具有一定的理论指导意义.     

地下水中潜在危害有机物识别与筛选方法

针对地下水中频繁检出的各类有机物,运用理论方法定量计算污染物对地下水的危害系数,对有机物的污染调查、地下水污染防治具有一定的指导意义。为研究有机物对地下水的危害性,汇总了535项有机物,目前这些指标在国内外水质标准中均没给出标准值。从有机物的自身属性入手,假定所有物质处于相同的外界环境中,经过包气带吸附、降解、挥发等作用,分析其进入地下水的难易程度。利用美国环保局的软件EPI Suit4.10,获取了指标的有机碳吸附系数(Koc)、半衰期(DT50)和亨利常数(KH),并结合毒性参数基于健康的评价基准值,构建了污染物潜在危害参数体系。运用3种方法计算有机物的危害系数H、污染指数G和衰减系数K,对比3种计算结果,筛选出100项潜在危害有机物。分析表明,所筛选出的100项指标毒性较大、难挥发,并且有机物的Koc对污染指数(G)和衰减系数(K)的贡献比DT50、KH更大。     

响应面中心组合设计法优化制备载磁活性炭

采用浸渍-碱性微波法制备载磁粉末活性炭。基于单因素实验,选定制备过程影响较显著的3个因素∶铁盐比例（n（Fe3+）∶n（Fe2+））、微波功率、微波时间,分别以碘吸附值和饱和磁化强度为响应值,通过中心组合设计及响应面分析优化制备条件。利用Design-Expert软件联合分析2个响应值的回归模型,优化得出载磁活性炭制备条件：铁盐比为1.4,微波时间为2 min,微波功率为625 W。通过对比测试不同优化条件下载磁活性炭的孔结构和磁性能,验证了优化过程的可靠性。     

激冷水合改性镁渣脱硫剂性能实验

为了达到以废治废的目的,对镁冶炼产生的废弃物-镁还原渣通过激冷水合方式制备脱硫剂进行研究。采用XRD获得不同激冷条件下样品的物质组成,通过SEM研究炽热镁渣激冷样品的表观形貌。通过实验室激冷水合实验研究不同水合参数对水合反应以及脱硫性能的影响。对比现场炽热镁渣激冷水合与实验室激冷水合活化方式下水合样品的脱硫性能。结果表明：镁渣激冷后的主要成分为β-C2S,且表面变得粗糙多孔;脱硫钙转化率与水合反应程度间存在抛物线关系;当激冷温度为950℃,水合温度为50℃,实验室炽热镁渣激冷水合反应所制备的脱硫剂在水合时间为6 h时,钙转化率最高,为14.1%,而水合时间为8 h时,水合反应程度最大,为0.16 g·g-1;与实验室炽热镁渣激冷水合样品和自然冷却水合样品相比,现场炽热镁渣激冷水合样品的钙转化率最高,达30.33%。     

油基岩屑热脱附处理工艺参数优化

为了探究热脱附装置降低能耗的方法,对新疆油田某井油基岩屑热脱附处理工艺参数进行了研究。结果表明：在残渣的含油率≤2%的标准下,当加热温度、停留时间、油基岩屑固相含量这3个关键因素变量分别为350~550 ℃、35~55 min、60%~90%时,油基岩屑热脱附处理后残渣的含油率能达到标准要求;在以上条件下,以能耗为考核指标,通过响应曲面法研究发现,单因素变量的交互项均对能耗影响显著;将加热温度由550 ℃降低至430 ℃时,停留时间由45 min降至40 min,能耗可节约17.47%,残渣的含油率<0.3%;通过调整热脱附工艺参数,可在油基岩屑热脱附处理后残渣的含油率达标的基础上,实现节能降耗。上述研究结果可为合理设置油基岩屑热脱附装置的运行工艺参数提供参考。