铁锰氧化膜/分子筛滤料去除地下水中高浓度氨氮和锰的研究

前期研究表明,铁锰氧化膜(MeO_x)可同步去除地下水中较低负荷的氨氮和锰(NH₄⁺< 1.5 mg/L,Mn²⁺< 2.0mg/L),而当其进水负荷较高时,去除效果会明显下降。分子筛(MS)作为滤料时,对水中的 NH₄⁺和 Mn²⁺具有较好的吸附效果,但存在吸附周期短等问题。本文应用 MeO_x和 MS 作为混合滤料,不仅提高了 MeO_x对于水中 NH₄⁺和 Mn²⁺的去除负荷,同时可以延长 MS的使用周期。通过小型过滤实验系统,得出 MS/MeO_x混合滤料的最优配比为 1:2,再将其应用至中试过滤系统中,用于同步去除进水中高负荷的 NH₄⁺和 Mn²⁺,结果表明 MS/MeO_x对于水中 NH₄     

高铁酸钾处理多晶硅废水影响因素研究

采用高铁酸钾处理多晶硅废水,考察了初始p H、高铁酸钾投加量和反应时间对污染物去除效果的影响。结果表明,高铁酸钾通过氧化和絮凝作用去除污染物。初始p H为4时,高铁酸盐对COD和浊度的去除率最高,初始p H在5以下时高铁酸盐除F-效果好;初始p H为4、最佳投加量为500 mg/L情况下,高铁酸盐对COD的去除率达到43.4%。纳滤分析表明高铁酸盐氧化能使聚乙二醇断链降聚,改善了多晶硅废水的可生化性。     

高铁酸钾氧化处理水中苯酚的研究

采用高铁酸钾氧化法处理水中苯酚,提供了一种高效处理水中苯酚的方法。考察了高铁酸钾与苯酚质量比、溶液p H值、反应时间对水中苯酚处理效果的影响。试验结果表明,在苯酚初始质量浓度为100 mg/L、高铁酸钾与苯酚质量比为30、溶液p H值为9、反应时间为30 min的条件下,苯酚去除率最高可达96.7%。     

曝气生物滤池-超滤组合工艺处理高氨氮高有机物原水的效果

以重庆某水库水为对象,考察了曝气生物滤池-超滤组合工艺对高氨氮、高有机物原水中污染物的去除效果。结果表明:试验装置运行期间,进水COD_Mn平均值为7 mg/L,出水COD_Mn平均值为3.5 mg/L,COD_Mn平均去除率为50.0%;进水氨氮平均值为0.65 mg/L,出水氨氮平均值为0.12 mg/L,氨氮平均去除率为81.5%。组合工艺对COD_Mn和氨氮的平均去除率较曝气生物滤池分别提高了26.9%和11.4%,较常规絮凝-沉淀工艺分别提高了20.0%和58.5%,原水经曝气生物滤池-超滤组合工艺处理后,其氨氮、COD_Mn均满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)中的相关要求。     

高铁酸钾强化聚合氯化铝去除水中四环素

作为一种典型的抗生素类物质,四环素在水环境中存在潜在的安全风险。本文利用高铁酸钾强化聚合氯化铝混凝去除水中四环素,研究了水体pH对四环素去除效能的影响,同时探究了钙离子、硅酸盐、磷酸盐和腐殖酸等常见共存离子对去除过程的影响。结果表明：（1）投加量为10mg/L高铁酸钾和20mg/L聚合氯化铝的组合为优选配比;（2）高铁酸钾强化混凝去除四环素的最佳pH为7,且在酸性条件下四环素的去除率更优;（3）在本研究中,钙离子、磷酸根和腐殖酸的存在会影响四环素在pH5～9下的去除率,硅酸根会影响中性和碱性条件下四环素的去除率;（4）高铁酸钾强化聚合氯化铝去除水中四环素机制为氧化作用耦合混凝沉淀作用。     

铁锰复合氧化膜对水中双酚A的去除及影响因素

前期研究已发现表面负载铁锰氧化膜的石英砂滤料,对水中常见污染物（氨氮、铁、锰等）具有较高的催化氧化能力。本文利用中试过滤系统研究成熟滤料对水中双酚A（BPA）的去除能力,同时考察进水中Mn²⁺的负荷变化对去除水中BPA的影响。结果表明：该系统在仅有BPA负荷时,可去除ΔC_BPA为0.48mg/L,去除率高达95.6%,消耗溶解氧（DO）为5.44mg/L;进水中同时投加BPA和Mn²⁺,当Mn²⁺浓度达到2.0mg/L时,在滤柱前65cm处即可去除ΔC_BPA为0.56mg/L,BPA在后半段无法有效去除。由扫描电子显微镜（SEM）可知,BPA氧化后生成了某种物质,阻塞在氧化膜的孔隙结构中,造成滤料板结,同时发现少许氧化膜裂开脱落;能谱仪（EDS）能谱图显示投加BPA后,C、O元素的含量分别由之前的12.14%、18.50%增加到21.10%、22.58%,而Mn元素由之前的63.18%减少至42.49%,导致氧化膜表面锰氧化物减少;X射线光电子能谱（XPS）能谱图显示,在不同阶段氧化膜的主要化学形态为Mn₃O₄和MnFe₂O₄,而投加BPA后,有机物[—CH₂—H(OH)]_n覆盖在氧化膜表面及空隙中,降低了氧化膜表面的有效活性位,导致了BPA去除效果下降。     

“准Ⅲ类”标准下光伏废水生化尾水深度处理工艺研究

以常州市某光伏企业的生化尾水为试验对象，进行加砂高效沉淀-芬顿氧化-活性炭吸附深度处理工艺研究。结果表明，当Fe Cl₃浓度为30 mg/L，沸石浓度为3 g/L,PAM浓度为1.5 mg/L，沉淀时间为30 min时，加砂高效沉淀对TP的去除率可达70%；当反应时间为60 min，初始p H为3.5,Fe SO₄·7H₂O投加量为2.2 mmol/L,H₂O₂投加量为2.0 mmol/L时，芬顿氧化对COD的去除率可达50%；选用2～4 mm椰壳活性炭进行吸附试验，当过滤速度为9 m/h，接触时间为9 min时，对COD的去除率可达69%。组合工艺出水COD为12～19 mg/L,SS为2～3 mg/L,TP为0.1～0.2 mg/L,TN为0.7～2.3 mg/L,NH₃-N为0.5～0.8 mg/L,F^-<1.0 mg/L，除TN外均达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的Ⅲ类标准排放限值。处理每吨水的药剂...     

高铁酸钾对水中磺胺甲噁唑的去除效果

采用高铁酸钾去除水中磺胺甲噁唑,探讨了反应液pH、高铁酸钾投加量、反应时间对磺胺甲噁唑去除效果的影响。结果表明:高铁酸钾对磺胺甲噁唑具有很好的去除效果,当反应液pH值为7.0、高铁酸钾投加量为0.1 mmol/L时,0.02 mmol/L的磺胺甲噁唑经高铁酸钾氧化10 min后,其去除率达到91.5%;在试验条件范围内,随着高铁酸钾投加量的增加,磺胺甲噁唑的去除率提高;反应液pH对去除效果有显著影响,磺胺甲噁唑的反应速率及去除率在中性和弱酸性条件下明显高于碱性条件。同时,反应时间对去除效果的影响在不同pH条件下有着明显的不同。pH值7.0时,高铁酸钾氧化能力强但不稳定,反应速率快但持续时间短;pH值7.0时,高铁酸钾氧化能力降低但较为稳定,反应速率慢但持续时间长。     

UBAF处理高氨氮微污染水的特性

利用上向流生物曝气滤池（UBAF）对微污染水源水去除氨氮及有机物进行了中试研究。研究表明,UBAF对氨氮、亚硝酸盐、Mn^2＋均有较高的去除率,尤其是具有较强的硝化能力,在进水氨氮为6mg／L左右、滤速为8m／h的水力负荷下,UBAF对氨氮去除率大于88％;在氨氮进水为2mg/L时,UBAF可在滤速为16m/h的水力负荷下运行,去除率大于84％。UBAF对高锰酸盐指数的去除率平均10％,对AOC的去除率为58％。经UBAF预处理后,混凝剂投加量可节省30％左右。UBAF对水中的三氯甲烷前体物去除率较低。     

折流式A2O-MBR工艺启动过程及影响因素研究

针对MBR工艺的改进和优化，构建了小试规模的折流式A²O-MBR工艺装置，将好氧池分为第一好氧池(O₁)和第二好氧池(O₂)，考察了溶解氧(DO)和水力停留时间(HRT)对处理性能的影响。进水COD、NH₄⁺-N和PO₄^3--P分别为400 mg/L、50 mg/L和5 mg/L。在HRT分别为24 h和12 h条件下，COD、NH₄⁺-N和TN的去除效果保持稳定，平均去除率为90.2%、99.4%、84.8%，平均出水分别为38.1 mg/L、0.3 mg/L和7.6 mg/L。除磷性能受好氧区DO影响较大，将O₁池DO浓度从6 mg/L下降至3.5 mg/L，除磷效果明显改善，PO₄^3--P去除率从45.0%提高至79.5%；在HRT缩短至12 h后，除磷效果保持稳定，出水平均浓度保持在1.0 mg/L。适当降低DO浓度、...     

MnO x -ZSM-5脱硝催化剂制备的溶剂效应研究

MnO _x -ZSM-5脱硝催化剂具有较好的低温氨选择性催化还原反应（NH₃-SCR）活性,因其原料成本低、脱硝效率高等优点成为研究热点。详细叙述了采用蒸干溶剂法、通过调变制备过程中溶剂组成（乙醇和水或其混合溶液）制备系列MnO _x -ZSM-5催化剂,并首次研究了“溶剂效应”对催化剂脱硝性能产生影响的原因。利用X射线衍射（XRD）、光电子能谱仪（XPS）、程序升温氨吸附法（NH₃-TPD）、N₂物理吸附、氢气程序升温还原（H₂-TPR）以及扫描电子显微镜（SEM）等表征手段分析了催化剂物化性质、锰存在状态与催化性能之间的相互关系。结果发现,随着溶剂中水分占比的提高,MnO _x -ZSM-5脱硝催化剂的比表面积降低,具有高催化活性的Mn⁴⁺物种比例迅速下降,这些原因均导致催化剂的脱硝活性逐步降低。说明溶剂组成会影响催化剂的脱硝性能,因此在制备MnO _x -ZSM-5脱硝催化剂时选取合适的溶剂是至关重要的,这为如何制备高活性的MnO _x -ZSM-5脱硝催化剂提供了重要信息。     

NbO x 掺杂对Pt/TiO2催化燃烧氯乙烯的促进作用

通过制备Pt/Nb _x /TiO₂研究了NbO _x 在催化燃烧氯乙烯中的作用;采用XRD、XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD与Py-FT-IR表征了NbO _x 对于催化剂组织结构、氧化还原以及酸碱性的影响。负载NbO _x 可促进Pt/TiO₂反应性能的提高,当Nb/Ti摩尔比为0.09时,即Pt/Nb_0.09/TiO₂可在246℃实现90%氯乙烯的转化;与Pt/TiO₂相比,达到相同转化率的温度向低温偏移69℃。NbO _x 也影响了催化燃烧过程中的含氯副产物的总浓度和分布。催化剂表征结果发现NbO _x 的引入可进一步增加Pt与载体（TiO₂）之间的相互作用,提高催化剂的表面活性氧物种的浓度,进而促进了催化剂氧化还原性能的提高。催化剂表面的总酸量随着NbO _x 含量的增加而降低,尤其是表面Lewis酸量。因此,催化剂表面的酸量和酸分布不是决定反应性能的唯一因素,而低温的氧化还原性更有利于催化剂性能的提高。     

低温等离子体协同Mn基催化剂降解氯苯研究

以氯代挥发性有机物（CVOCs）中的典型代表氯苯为研究对象,分别采用硝酸锰（MN）和乙酸锰（MA）为前体,通过浸渍法制备Mn基催化剂,考察了低温等离子体协同Mn基催化剂降解氯苯性能以及抑制反应副产物臭氧生成的影响。研究发现对于不同反应系统,提升电压可以提高氯苯降解效率;催化剂引入能够大幅度提高氯苯降解性能,与MnO _x （MN）/γ-Al₂O₃相比,MnO _x （MA）/γ-Al₂O₃引入对氯苯降解效果更好,对臭氧生成的抑制性能更高。利用N₂吸附-脱附、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和X射线光电子能谱（XPS）等手段对反应前后催化剂进行表征分析,发现放电并未对催化剂的孔径及晶相结构产生影响;通过无机氯选择性和尾气质谱结果分析氯苯降解过程中氯元素变化;与MnO _x （MN）/γ-Al₂O₃催化剂相比,MnO _x （MA）/γ-Al₂O₃催化剂的比表面积相对较大,活性组分分散性更高、更均匀,从而导致反应系统内更多的臭氧在催化剂表面分解为活性氧原子,提高了氯苯的降解性能并抑制了反应系统内臭氧的生成。     

低温等离子体协同Mn基催化剂降解氯苯研究

以氯代挥发性有机物（CVOCs）中的典型代表氯苯为研究对象,分别采用硝酸锰（MN）和乙酸锰（MA）为前体,通过浸渍法制备Mn基催化剂,考察了低温等离子体协同Mn基催化剂降解氯苯性能以及抑制反应副产物臭氧生成的影响。研究发现对于不同反应系统,提升电压可以提高氯苯降解效率;催化剂引入能够大幅度提高氯苯降解性能,与MnO _x （MN）/γ-Al₂O₃相比,MnO _x （MA）/γ-Al₂O₃引入对氯苯降解效果更好,对臭氧生成的抑制性能更高。利用N₂吸附-脱附、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和X射线光电子能谱（XPS）等手段对反应前后催化剂进行表征分析,发现放电并未对催化剂的孔径及晶相结构产生影响;通过无机氯选择性和尾气质谱结果分析氯苯降解过程中氯元素变化;与MnO _x （MN）/γ-Al₂O₃催化剂相比,MnO _x （MA）/γ-Al₂O₃催化剂的比表面积相对较大,活性组分分散性更高、更均匀,从而导致反应系统内更多的臭氧在催化剂表面分解为活性氧原子,提高了氯苯的降解性能并抑制了反应系统内臭氧的生成。     

废钒钛系脱硝催化剂碱法回收研究进展

废钒钛系脱硝催化剂属于HW50危险废物,富含V、W/Mo和Ti战略金属资源,具有污染性和资源性的双重特性,对其进行回收具有重要的经济价值和环境效益。碱法回收是当前的主流回收工艺。本文主要总结了废钒钛系脱硝催化剂碱浸法和碱焙烧法回收的研究进展,重点分析了采用NaOH、NH₄OH、(NH₄)₂CO₃等碱性溶液浸出以及采用NaOH、Na₂CO₃、CaO等碱性化合物焙烧提取工艺参数及对其中有价金属元素的回收效果。针对当前碱法工艺存在的碱耗量大、能耗高、废液产生量大、污染严重等相应问题,提出了进一步关注点应集中于阐明多种碱性物质之间的协同作用,通过混合碱的耦合反应提升回收效果。本文对降低废钒钛系脱硝催化剂回收能耗,提升碱性化合物利用率和回收产品质量具有良好的指导意义。     

废CeO x -MnO x 基SCR脱硝催化剂还原酸浸综合回收铈锰

废选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂中含有大量的有价金属,直接废弃易造成资源浪费及环境污染。以废CeO _x -MnO _x 基SCR脱硝催化剂为原料,采用热力学分析结合湿法冶金实验方法,研究了浸出条件对Ce、Mn元素浸出率的影响。结果表明,废催化剂直接酸浸Ce、Mn元素浸出率低,还原-酸浸Ce、Mn元素热力学条件上可行,抗坏血酸对Ce、Mn高价氧化物有明显的还原作用。当抗坏血酸质量分数为30%、硫酸浓度2mol/L、液固比6∶1、搅拌速度350r/min、80℃恒温反应5h时,Ce、Mn的浸出率分别达到92.09%、95.51%。加入抗坏血酸后,部分Ce⁴⁺和Mn⁴⁺还原为Ce³⁺和Mn²⁺,Ce⁴⁺/Ce的比值由75.82%降低到71.62%,Mn⁴⁺/Mn的比值由29.39%降低到27.17%,同时削弱了高价Ce辅助低价Mn向高价Mn转化的作用,使得Ce、Mn高效浸出,为CeO _x -MnO _x 基废催化剂中Ce、Mn资源化利用奠定了基础。     

低温脱硝催化剂研究进展

在传统选择性催化还原技术（SCR）催化剂的基础上,分别以钒-钛系催化剂、固溶体催化剂和新型MnO _x 催化剂为重点介绍了近些年低温SCR催化剂的研究进展,综述了不同活性组分的复合型催化剂的制备方法、元素掺杂、反应机理和抗性等,并通过分析不同复合型催化剂的表征总结了催化剂的性能状况以及低温脱硝效率,着重阐述了新型MnO _x 催化剂所具有的优异脱硝特性,认为通过改性提高新型MnO _x 的抗水抗硫性将会成为该领域未来的发展方向和研究热点,最后介绍了不同负载体对新型MnO _x 催化剂的催化效率的影响规律,发现二氧化钛负载体具有良好的抗水性,三氧化二铝负载体能显著增强催化活性,二氧化铈负载体的热稳定性较好。     

臭氧低温氧化烟气脱硝过程中的氮平衡试验研究

臭氧氧化污染物协同脱除技术利用臭氧的强氧化性,将烟气中溶解度较低的NO _x 、Hg、VOCs等多种污染物氧化为高价态或易溶解的形式,并结合尾部湿法喷淋系统实现污染物的同时脱除。由于其具有温度窗口低、脱硝效率高、反应速率快及改造难度小等优点,在工业锅炉、窑炉及非电行业得到广泛应用。但是在此过程中的污染物实际转化路径,尤其是氮氧化物的输入/输出平衡,目前还未有详细的验证试验支撑。因此本文针对典型臭氧氧化脱硝过程,对污染物脱除过程中的氮氧化物输入/输出平衡及氮元素流向进行了分析试验。试验结果表明,气相输入的NO经过臭氧氧化耦合湿法喷淋后逐渐转化为液相中硝酸根和亚硝酸根离子。在不同O₃/NO摩尔比下,气相氮元素的减少量均以液相中硝酸根及亚硝酸根的增加量存在,不存在其他含氮形式。同时,吸收浆液中硝酸盐及亚硝酸盐的转化率也与烟气中NO _x 脱除率相匹配。在NO/SO₂同时氧化条件下,调节O₃/NO摩尔比,结合湿法喷淋系统可以实现NO _x /SO₂的协同高效脱除,同时系统满足氮元素输入/输出平衡,为臭氧氧化污染物协同脱除技术的工程应用推广提供了依据。     

大气压介质阻挡放电及协同催化剂脱硝研究进展

受绿色生态和可持续发展战略理念的驱动,废气排放对环境造成的危害备受关注。NO _x 作为废气的主要污染物之一,是废气污染物控制的重点与难点。基于此,本文介绍了传统后处理脱硝技术的优缺点及应用现状,回顾了介质阻挡放电（DBD）基础研究,分析了DBD脱硝性能,重点阐述了DBD协同催化剂脱硝及脱硝机理。分析指出：①DBD驱动电源与反应器结构是制约脱硝性能的关键因素;②单独DBD技术脱硝性能较差,而DBD协同催化填充床技术展现出优异的脱硝性能和较高的N₂选择性;③等离子体协同催化脱硝机理研究主要包括等离子体特征参数诊断、流体模型验证、等离子体传播机制分析以及原位表征,而在等离子体催化理论计算方面的研究较为缺乏。因此,未来DBD协同催化脱硝技术应立足如下几个方面发展：研发高功率、低能耗电源,提升废气NO _x 处理量;优化反应器结构,提升脱硝的效率与选择性;设计与构筑适宜于DBD环境的脱硝催化剂;深入全面分析DBD协同催化剂脱硝机理。     

锆基双金属氧化物催化剂硫中毒的研究

在工业二氧化碳加氢制甲醇过程中,硫化氢气体的引入将对该过程中使用的催化剂活性及稳定性带来负面的影响。基于此,采用微反应合成法成功制备了InZrO_x和ZnZrO_x锆基催化剂,并研究了在二氧化碳加氢反应中,硫化氢气体对锆基催化剂的结构性质及其催化性能的影响规律。结果表明,在T=573 K、p=3.0 MPa和GHSV=18 000 mL/(g_cat·h)条件下,仅通入二氧化碳/氢气反应气时,InZrO_x和ZnZrO_x催化剂的二氧化碳转化率和甲醇选择性分别为7.2%、9.3%和93%、92%。在二氧化碳/氢气原料气中通入体积分数为5×10^-3硫化氢气体时,InZrO_x和ZnZrO_x催化剂的二氧化碳转化率和甲醇选择性都降为0,这主要是因为硫化氢气体占据了氧空位,导致锆基双金属氧化物催化剂硫中毒失活。当停止通硫化氢气体时,InZrO_x和ZnZrO_x催化剂的二氧化碳转化率和甲醇选择...