催化氧化除氨氮/锰技术在滤池改造中的应用研究

西安市某地下水源水厂石英砂滤池中滤料表面形成的氧化膜催化活性很低,基本不具备去除铁、锰、氨氮的能力,出水安全隐患较高,因此在中试滤柱系统中评价了石英砂滤料除铁（Fe²⁺）、锰（Mn²⁺）、氨氮（NH₄⁺-N）效能,并进行活性滤料的性能优化.在此基础上,在水厂原有石英砂滤池中进行活性滤料的原位制备.结果表明,水厂石英砂滤料基本不具备去除Fe²⁺、Mn²⁺、NH₄⁺-N能力.在中试滤柱系统中,经过3d挂膜,低浓度Fe²⁺、Mn²⁺、NH₄⁺-N的去除率均可达93%以上.在滤池中进行原位改造后,进水NH₄⁺-N浓度为（0.3±0.05） mg/L时,去除率由28%提高到90%,进水Mn²⁺浓度为（0.3±0.05） mg/L时,去除率由50%提高到80%.进一步分析滤料表征发现,改造后滤料形貌和结构均发生了改变.XRD分析结果表明,改造后滤料产生了新峰,证明了滤料具备了活性.改造后可满足案例水厂净水安全的需要,具有较高的实用价值.     

铁/锰氧化物改性碳基催化剂的制备及其对甲苯的脱除性能

以甘蔗渣为原料,采用水热合成法制备了水热炭,再通过浸渍法负载上铁或锰的氧化物,得到具有吸附-催化氧化双功能的铁/锰氧化物改性碳基催化剂CMF,对催化剂进行了表征,并考察了其对甲苯的脱除性能.表征结果显示,CMF具有比表面积大、活性成分分布均匀等良好的表面结构.实验结果表明:CMF具有较高的甲苯脱除性能,当温度高于250...     

铝锰合金点火药燃烧性能与安定性试验研究

为了探索铝锰(AlMn12)合金粉的燃烧性能与安定性,为金属燃料增加新的可用且性能优良的种类,通过离心雾化法制备了铝锰合金粉,并以铝锰合金粉、铝(Al)粉、锰(Mn)粉3种金属粉的活化能作为点火性能的判断依据对比了三者的点火能力。结果表明,铝锰合金粉活化能比同粒度铝粉低14.4 kJ/mol,表明高温下铝锰合金粉比铝粉易点火,点火性能优于铝。以铝锰合金粉、锰粉与高氯酸钾(KP)、氧化铜(CuO)、高氯酸铵(AP)分别混合获得点火药并对点火药的燃烧性能进行了表征。结果表明,与将锰粉作为燃料的点火药相比,以铝锰合金粉为燃料的点火药燃烧峰压、增压速率、平均质量燃速更高,燃烧性能更为优异。基于真空安定性试验,对以铝锰合金粉为燃料的点火药进行了相容与安定性能的测试,结果表明3种点火药的放气量均小于相容性与安定性的最小放气量标准,表明点火药相容性、安定性能均满足要求。     

自然水体中铁-锰氧化细菌的研究

通过在河流中悬吊自行设计的载玻片架,获取了具有由铁-锰氧化细菌产生的特异的铁锰氧化物结构的生物膜,设计了4种培养基,采用2种不同的细菌分离方法,对生物膜上的铁细菌进行分离,应用荧光X射线分析仪(XRF)分析了分离菌株产物的化学元素组成,并对分离菌株的铁锰氧化形态进行了观察.研究发现,铁细菌2号培养基为合适的分离培养基;采用平板涂布法分离出的2株氧化铁和锰的细菌,经系统发育地位的分析确定为纤发菌属;对运动纤发菌的产物分析确定无定形铁和锰为其主要金属元素;形态观察确定霍氏纤发菌呈树枝状鞘结构,而运动纤发菌呈蛛网状鞘结构.采用原位培养法分离出1株具有独特铁锰氧化物结构的细菌,经基因序列比对,确定为丛毛菌属.该实验获得的3株铁-锰氧化细菌的序列为设计针对于自然水体中的铁-锰氧化细菌FISH探针及PCR引物提供了关键数据.     

木质素降解酶对四环素的降解可行性

选取了使用广泛、在环境中残留量大、生物毒性大、不易被生物降解的四环素类抗生素中的四环素,考察了其被木质素过氧化物酶(LiP)和锰过氧化物酶(MnP)粗酶液体外降解的效果,证明2种酶对四环素均有较强的降解作用,并在此基础上比较了3个不同酶活(15 U·L-1、40U·L-1、70 U·L-1)下的降解率.结果表明,同等酶活(40 U·L-1)下,LiP比MnP的降解能力强,在适宜的反应条件下,LiP对50 mg·L-1四环素的降解率在5min内可达95%以上,而MnP在2h后仅达70%.对于LiP,当酶活从15 U·L-1升高至40 U·L-1时,降解率提高约15%,当酶活进一步升高至70 U·L-1时,降解率变化不大,而提高酶活可明显提高MnP对四环素的降解率.此外,通过反应进程中补加H2O2,可以明显提高MnP对四环素的降解率.     

锰过氧化物酶的固态发酵及其对染料的脱色作用

采用稻壳作为基质,利用裂褶菌F17固态发酵产锰过氧化物酶(MnP),通过正交实验对发酵条件进行优化,并对5种不同结构类型的染料进行脱色.结果显示,含水率、温度、Mn2 、Cu2 对裂褶菌F17产MnP有显著影响;MnP发酵的最优化条件为稻壳27g、黄豆粉3g、MnSO40.4mg·g-1、含水率150%、接种量50%、培养温度22℃,pH不调节,优化后酶活达到16.39 U·g-1,比优化前的酶活9.20 U·g-1提高了78.2%.优化后的发酵体系对染料刚果红、茜素红、Poly R-478、中性红和结晶紫的24h脱色率分别达到92.6%、90.3%、93.1%、87.3%和95.6%.     

白腐菌P.sordida YK-624及其锰过氧化物酶对2-氯酚的转化

利用白腐菌P.sordida YK-624和产自该菌株的锰过氧化物酶(MnP)处理2-氯酚(2-CP).结果表明,当2-CP质量浓度为50mg/L时,培养5d, P.sordida YK-624能降解50.42%的2-CP;采用300 U的MnP处理150mg/L的2-CP, 24h时2-CP降解率可达75.00%.利用紫外-可见分光光度计、红外光谱仪和高效液相色谱仪对MnP处理过程中的产物进行了分析,表明MnP氧化2-CP过程中有多种产物生成,可能的产物包括醌类和聚合产物.     

地下水中石英砂滤层去除氨氮的动力学方程和基于反应活化能的分析

在中试条件下考察了成熟石英砂表面滤膜去除地下水中氨氮(NH_4~+-N)的效果,并通过改变不同的进水NH_4~+-N浓度(1.6、2.1、2.5mg·L~(-1))拟合NH_4~+-N反应动力学方程.结果表明,NH_4~+-N在滤层中的去除符合一级动力学方程;当进水流速为5 m·h~(-1)时,滤层厚度为130 cm的成熟石英砂滤层最大NH_4~+-N去除浓度为2.51 mg·L~(-1).同时,通过改变不同的进水温度(10.8、10.9、12.4、14.0℃)测试了NH_4~+-N反应活化能,结果表明,NH_4~+-N在成熟石英砂滤层中氧化所需的活化能为96.8 k J·mol~(-1).     

改性沸石处理高铁锰地下水

采用不同方法对天然沸石改性,并用改性后沸石进行了静态和动态除铁锰实验。结果表明,采用NaCl、HCl、微波方法对沸石改性,以NaCl改性效果最好。经浓度为25%的NaCl改性后的沸石铁去除率提高了13.81%,锰去除率提高了26.4%。沸石改性可以同步提高其除铁、除锰效果,且除锰效果提高更多。铁或锰的存在都能使对方单一被沸石吸附效果下降。用沸石滤柱处理高铁锰地下水,在停留时间1.0 h时,铁最高去除率为62.3%,锰最高去除率为58.3%。     

以废碱性电池为原料制备磁性纳米复合材料

以硝酸溶解废碱性锌锰电池所得溶液为原料,采用溶胶-凝胶法成功地制备出了Mn0.6Zn0.4Fe2O4/SiO2磁性纳米复合材料, 并对制备机理进行了探讨.借助于DTA、TG、XRD、IR、SEM和TEM等手段对制备过程进行检测, 并对产物进行表征.研究表明,先将干凝胶在590 ℃条件下预烧,再在1 120 ℃条件下煅烧可直接合成粒径在20 nm左右具有尖晶石结构的磁性纳米复合材料.