超声波控藻对氮磷释放及水质变化的影响

为探究超声波控藻的底泥氮磷释放过程与水质恶化风险,本研究从太湖梅梁湾采集泥样、水样和藻样,采用低频超声波（35kHz,0.035 W/mL）处理不同对象（泥体系：底泥和水;藻体系：微囊藻和水;泥藻体系：底泥、微囊藻和水）,分析底泥与藻细胞的氮磷释放贡献率及水质变化过程.结果显示,20min内超声处理不会造成底泥氮磷的显著释放,40min后会造成底泥氮磷大量释放和藻细胞破裂.比较3个体系的水质参数变化过程后得知底泥比藻细胞的氮磷释放贡献率更大.超声处理对COD_Mn和TN有一定的削减效果,泥体系和泥藻体系在超声波作用后溶解性氮以氨氮和硝氮为主.为降低水质恶化风险,建议超声波控藻采用适当的超声强度进行短时间处理,避免底泥氮磷大量释放和藻细胞破裂.     

超声波/紫外线-Fenton反应联用去除克拉玛依土壤中石油类污染物

研究了超声波(ultrasonic)和紫外线(ultraviolet)-Fenton反应联用处理干旱区老化石油污染土壤。土壤TPH含量为30 470 mg/kg,pH值为3,H2O2与Fe比例为50∶1时,H2O2浓度为0.37%、0.74%、1.11%和1.85%在超声波处理6 h土壤TPH去除量分别为4 495、11 983、15 470和19 800 mg/kg;TPH去除量随H2O2/Fe2+增大而增大,H2O2/Fe2+为100∶1时,TPH去除量为12 699 mg/kg。溶液pH值接近中性,H2O2浓度为0.74%,H2O2/Fe2+为50∶1,超声波与UV共同作用2 h和4 h,TPH去除量分别达到14 824和21 821 mg/kg;UV单独作用2 h、4 h对土壤TPH去除量为9 253和12 845 mg/kg。超声波-Fenton反应对1,2-二甲苯降解效果最好,其次为C17-C28的直链及支链烷烃,最低为烃类衍生物。     

双频超声辐射协同H2O2降解偶氮染料废水的研究

采用双频超声协同H₂O₂降解酸性绿20染料废水,考察超声功率密度、染料初始浓度和pH、饱和气体及H₂O₂投加量等因素对酸性绿20降解效果的影响,结果表明,在给定实验条件下,双频降解效果优于单频超声波,且降解率随超声功率密度的增大而增大。酸性条件有利于酸性绿20的降解,当染料废水初始pH=4可取得最佳的降解效果;酸性绿20的降解效率随染料初始浓度的增大而降低,其优化初始浓度为40 mg/L。在反应体系中通入空气并投加H₂O₂,可取得最佳的降解效果。在优化实验条件下, 采用双频超声协同H₂O₂降解5 h,酸性绿20的色度和TOC去除率分别为94.6%和36.3%;分析降解前后的紫外可见光谱图可知,酸性绿20并非完全被降解为CO₂和H₂O,而是生成一些小分子有机中间体。     

声电协同氧化氯酚的实验研究

采用超声波-电催化联合技术处理2-氯酚(2-CP)和4-氯酚(4-CP),探讨了电催化氧化和超声氧化的协同效应,考察了影响声电联合降解氯酚化合物的条件因数.结果表明,超声波-电催化联合技术处理效率明显优于电催化氧化技术,2-CP和4-CP的增强因子f分别为1.325和1.509.高电流密度有助于氯酚降解,2-CP和4-CP的表观反应速率常数随电流密度上升分别增加了1.28×10-5 s-1和1.82×10-5 s-1;高pH值也有利于氯酚降解,pH为9.08时,2-CP和4-CP的表观反应速率常数分别为9.22×10-5 s-1和11.02×10-5 s-1;高电解质浓度促进了2-CP的降解,而对4-CP的降解影响不大,2-CP表观反应速率常数从7.70×10-5 s-1上升到16.03×10-5 s-1.总之,超声波-电催化联合技术能够协同降解氯酚.     

超声处理对活性污泥系统污泥减量效果的研究

在活性污泥系统采用超声波处理剩余污泥以考察污泥减量效果及其对系统处理效果的影响.结果表明：在声能密度0.25～0.50 W/mL范围内,经过1～30 min的超声波处理,系统表观产率显著下降,剩余污泥的产量可以减少20%～50%左右.同时发现,污泥的沉降性能指标SVI有所下降,而污泥的稳定性有所提高,活性污泥系统的出水水质略有不同程度的下降.     

超声波萃取-GC/MS法测定土壤中多氯联苯

建立了超声波萃取、氟罗里硅土柱净化、气相色谱/质谱联用选择离子扫描模式测定土壤样品中多氯联苯Arochlor系列的方法.方法线性良好,灵敏度高,RSD为9.5%～12.2%,加标回收率为65.0%～105%,标准土壤样品的测定结果也符合要求.     

以超声波破解剩余污泥为碳源强化污水脱氮

针对污水厂生物脱氮碳源不足和剩余污泥难以处置的问题,探讨了利用超声波处理后的剩余污泥作为生物脱氮外加碳源的可行性。研究采用三因素三水平的响应曲面分析法,考察了超声波声能密度、时间和pH对剩余污泥可生化性(BOD_5)的影响,确定了超声波破解剩余污泥的最佳工艺条件。结果表明:在超声波声能密度为2. 0 W/m L,超声波时间为40 min和pH=7. 0的条件下,剩余污泥ρ(BOD_5)为2195 mg/L,增加为原来(88 mg/L)的24. 9倍,大大增强了其可生化性。超声波破解前后剩余污泥的大肠菌群检测结果证明,超声波破解也可将致病菌灭活,使剩余污泥无害化。在以3种剩余污泥产物为外加碳源的反硝化实验中,利用最佳参数条件下处理的剩余污泥为碳源时反硝化效果最好,反应仅进行14 h,ρ(NO_3~--N)从108 mg/L迅速降至3 mg/L,去除率达到95%以上,NH_4~+-N几乎无积累,整个反硝化过程完成仅需24 h,表明采用优化后的超声波预处理条件可以有效提升以剩余污泥为碳源的反硝化效果。     

纳米级Pd/Fe@SiO2复合颗粒对2,4-DCP的还原脱氯研究

为有效抑制纳米级Pd/Fe颗粒的团聚和钝化及改善其表面特性,将纳米SiO_2包覆在Pd/Fe颗粒表面,超声波辐照下液相还原法制备纳米级Pd/Fe@SiO_2复合颗粒,采用TEM、SEM、XRD、EDX及BET表征其物性,以2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)为目标污染物,探究其对2,4-DCP的还原脱氯影响因素、降解机理和动力学,结果表明:制备的纳米级颗粒粒径均匀、分散性好,比表面积大;体系中纳米级Pd/Fe投加量、钯化率、TEOS投加量、反应温度及溶液初始pH均会对2,4-DCP的降解效果产生明显影响;并推测出纳米级Pd/Fe@SiO_2复合颗粒对2,4-DCP的降解机理即快速吸附—逐步脱氯—最终脱附释放,其降解符合拟一级动力学关系.     

超声波对污泥蚯蚓堆肥有机质和重金属的影响

联合超声波破解技术、好氧堆肥技术及蚯蚓处理技术,对污水处理厂剩余污泥进行处理,探讨超声波预处理对污泥蚯蚓堆肥有机质降解和重金属的影响.结果表明：超声波预处理技术对污泥腐殖化程度表现出协同效应,最优TOC反应动力学常数为0.0084d-1,是对照组的2.1倍;胡敏酸和HA/FA平均增长率分别为97.4%和191.5%,是对照组的1.26倍和1.37倍;可轻度减少污泥堆体重金属含量,同时对蚯蚓处理阶段重金属富集存在缓减效应,但对各阶段重金属形态影响不显著;蚯蚓处理可明显降低重金属生物有效性,至处理结束Zn、Cu、Pb、Ni、Cd、Cr、Hg、As非稳定态平均占比较好氧堆肥结束时下降28.3%、29.5%、29.1%、35.2%、3.3%、25.3%、36.4%、21.9%.     

超声降解甲胺磷农药废水

 采用功率超声的新方法,研究了超声波功率、频率、声强、变幅杆直径、溶液初始pH值以及空化气体种类等因素对降解甲胺磷农药废水的影响.结果表明,甲胺磷的降解率与超声反应时间基本呈线性关系,具有一级反应动力学特征;低频范围内改变超声波频率对甲胺磷降解的影响很小;增大超声波功率、声强和变幅杆直径,甲胺磷降解率明显提高f25mm时可达61.7%;溶液初始pH值的影响显著,酸性条件有利于甲胺磷降解;充入空化气体对甲胺磷降解有利,其影响排序为空气>Ar>O2>N2.