超声联合生物酶强化剩余污泥厌氧产酸性能研究

采用超声和生物酶联用技术处理剩余污泥以促进污泥厌氧发酵产酸，实现污泥资源化。首先，以天津市某污水处理厂二沉池剩余污泥为处理对象，采用单因素实验考察了超声预处理过程中处理时间、超声频率、超声振幅对剩余污泥溶出SCOD的影响，结果表明，超声预处理剩余污泥的最佳处理条件为处理时间5 min、超声频率20 kHz、振幅80%，此条件下，污泥溶出SCOD为407.5 mg/L。之后向经超声处理后的剩余污泥中分别投加污泥质量5%的α-淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶和复合酶进行厌氧发酵，以探究生物酶对剩余污泥厌氧消化的影响，结果表明，在温度35℃下，复合酶对于污泥厌氧发酵产酸效果最好，污泥溶出SCOD在第2天增加2 384.9mg/L，在第4天产酸量达到最大值1 465.8 mg/L，其中乙酸量为1 058.6 mg/L，丙酸量为136.0 mg/L。溶菌酶效果优于其他单酶，SCOD第2天增幅达1 840 mg/L，在第4天产酸量达1 240.4 mg/L，其中乙酸量为406.4 mg/L，丙酸量为524.3 mg/L。     

碱性条件下微波-活性炭纤维诱导破解污泥的研究

在碱性条件下,以活性炭纤维为催化剂,对微波诱导氧化剩余污泥过程中污泥性质的变化进行了研究。结果表明,在微波功率800W,微波辐照时间110s,加碱量为0.108g/gSS,投加1g/gSS的活性炭纤维条件下,污泥分解率达到55%%,与未投加活性炭纤维相比,污泥溶解率增大23%。污泥溶液中的SCOD浓度由1239mg/L增至3038mg/L。污泥溶液中的TN、TP浓度也明显增加,分别增加了0.6倍和1.4倍。     

微波协同低碱预处理剩余污泥效果分析

采用微波协同低碱技术预处理剩余污泥[NaOH投加量≤15mg/(gTS)]。通过对比加碱前后污泥溶液溶解性化学需氧量(SCOD)、溶解性蛋白质、溶解性总糖、氨氮、pH值、电导率等随微波处理时间的变化,考察该技术对污泥破解以及污泥特性的影响。结果表明,微波协同低碱对污泥的破解效果明显优于单独微波和单独碱处理。二者的协同作用进一步提高了污泥溶胞率,增大了有机物的溶出量,尤其以蛋白质的溶出更为显著,而且较高的微波功率与碱的协同效果更好。碱的加入使预处理后的污泥pH值维持在9.1~9.5的偏碱性条件,同时减少了污泥电导率的减小量。而污泥溶液氨氮浓度在预处理前后变化不大。因此,微波协同低碱预处理剩余污泥将有助于改善后续微生物燃料电池(MFC)的污泥降解和产电性能。     

零价铁投加对污泥厌氧发酵产短链脂肪酸的影响

污水处理厂的污水处理过程会伴随产生大量的污泥,如何解决剩余污泥带来的环境问题、实现污泥的资源化利用成为研究热点。在污泥厌氧发酵系统中添加零价铁,研究投加粒径、投加量、pH和温度等因素对产酸的影响。结果表明,零价铁投加能有效促进污泥发酵产酸,在5.0 g/L纳米级零价铁投加量、pH 7.0、37℃的适应条件下,污泥厌氧发酵产酸量在第4天达到最大值。     

不同预处理方法促进初沉/剩余污泥厌氧发酵产沼气研究进展

系统地归纳了近年来促进污水厂初沉/剩余污泥厌氧发酵产沼气的主要处理方式,包括物理预处理方式（热预处理、超声波预处理、微波预处理、机械预处理）,化学预处理方式（臭氧预处理、碱预处理）以及生物预处理方式（酶预处理）等综合应用物理、化学和生物方法的预处理方式。并指出臭氧及碱的投加对于促进初沉/剩余污泥中有机物质水解的效果和促进产沼气量、微波的非热效应提高初沉/剩余污泥产沼气效能的影响以及多种预处理方式的联合应用是未来在促进初沉/剩余污泥产沼气领域值得研究的新方向。     

石化剩余污泥的酶解预处理技术研究

酶对剩余污泥进行预处理能加速厌氧消化。采用α-淀粉酶、枯草杆菌蛋白酶、中性蛋白酶及其复合酶系处理石化剩余污泥。结果表明,酶的最优投加量为40 mg/(g TSS),筛选出2种效果最佳的单酶并按比例复合,结果发现,m(α-淀粉酶)∶m(中性蛋白酶)为1∶3时,35℃作用16 h后,SCOD增加至3 775.84 mg/L,氨氮质量浓度增加至292.09 mg/L,磷质量浓度增加至2.83 mg/L,VS去除率提高至32.3%。为提高剩余污泥厌氧消化效率、促进剩余污泥减量提供了行之有效的预处理方法。     

混凝预处理油田压裂返排液试验研究

针对压裂返排液水质状况,试验采用混凝工艺预处理压裂返排液。通过单因素变量分析及正交混凝试验,以COD和浊度作为混凝效果的参照指标,试验确定了最佳的混凝工艺:絮凝剂投加量450 mg/L,助凝剂投加量5.0 mg/L,静置时间80 min。其产水浊度、COD及浊度去除率分别达到99.9%、86.5%和87.9%,且产水水质稳定。     

预处理温度对剩余活性污泥生产挥发性脂肪酸的影响

考察了预处理温度对剩余污泥水解酸化生产挥发性脂肪酸(VFAs)的影响.分别在70、80、90、100℃下处理剩余活性污泥2 h,考察其水解酸化情况.结果表明:热处理可提高溶液中的SCOD及碳水化合物含量,提高效果随温度升高而增大;预处理温度对污泥产酸的促进效果为:90℃>80℃>100℃>70℃.经加90℃处理的活性污泥在缺氧条件下水解酸化30 h后,VFAs的产酸量达到最大,为946 mg/L.VFAs包括乙酸、丙酸、丁酸和戊酸,其中乙酸和丙酸为主要产物,热顶处理污泥可提高VFAs中乙酸的含量.     

超声波破碎联合ClO_2氧化污泥的效能研究

采用先超声波对取自SBR的剩余污泥进行物理破碎,然后投加ClO_2进行化学氧化溶胞破解污泥,通过单因素试验考察主要影响因素对污泥破解效果的影响;通过正交试验研究超声波联合ClO_2对剩余污泥细胞破解的效率,得出各主要因素的影响规律及最佳污泥破解条件。结果表明,污泥上清液各相关指标的变化幅度与声能密度、ClO_2投加量正相关,但随着时间的延长及ClO_2投加量的增加,变化幅度趋缓。最佳处理条件为:超声波声能密度为1.0 W/m L,作用时间为6 min,ClO_2投加量为6 mg/g[干泥],能使SCOD增幅达2 213%,TN增幅达203.67%,TP增幅达827.08%,MLSS减幅达6.48%。     

微波-Fenton氧化法处理焦化废水研究

用微波-Fenton氧化法深度处理焦化废水,研究了微波处理时间、微波功率、FeSO4投加量、H2O2投加量、H2O2投加次数和pH值的影响。实验确定的最佳工艺条件为:废水pH为3,FeSO4投加量为300mg/L,H2O2总投加量为900mg/L,H2O2分3次投加,微波功率500W,温度设为50℃,反应时间为30min。废水浊度、色度和COD去除率分别为97.59%、95.62%、86.21%。处理后的废水澄清透明,剩余COD为50.34mg/L,浊度、色度和COD达到工业回用水标准。     

微波-过氧化氢工艺处理含Cu-EDTA废水

采用微波-过氧化氢工艺处理含Cu-EDTA废水,考察反应时间、初始pH、H₂O₂投加量、微波功率以及共存物质等因素对该工艺处理效能的影响,并分析了氧化作用机制。结果表明,在初始pH为3,H₂O₂投加量为41 mmol·L^-1,微波功率为210 W时,1.57 mmol·L^-1Cu-EDTA反应10 min后,Cu和TOC去除率分别高达97.0%和60.7%,出水电导率低至1.8 mS·cm^-1,产泥量仅为0.15 g·L^-1。NO₃^-的存在对Cu-EDTA的氧化降解过程无明显影响,而Cl^-、H₂PO₄^-和酒石酸对反应过程有一定的抑制作用。该工艺下反应4 min后Cu-EDTA基本氧化为中间产物,并在4～6 min内急剧降解,最终形成小分子羧酸类物质、NH₃-N和无机碳。反应过程沉淀产物主要以CuO形式存在。相比Fenton工艺,该工艺在氧化效能、出水电导率及产泥量等方面有显著优势。     

球状纳米CaO2的制备及其协同电渗透污泥深度脱水

为了研究纳米CaO₂协同电渗透污泥深度脱水的可行性,首先采用钙盐法制备纳米CaO₂并优化了其制备条件,将制备的纳米CaO₂协同电渗透技术对城市污泥进行了深度脱水研究。结果表明,分散剂用量、搅拌速率、H₂O₂滴加速率及用量均会对CaO₂的纯度、产率和形貌造成影响,在分散剂用量为100mL、搅拌速率为500r/min、H₂O₂用量为22.5mL、H₂O₂滴加速率为0.75mL/min时,制备得到CaO₂的纯度和产率分别可以达到79.13%和74.62%,自制CaO₂呈现球状或椭球状,粒度在45～300nm之间;当CaO₂投加量为100mg/g DS、电压为50V、初始污泥量为705g时,自制纳米CaO₂协同电渗透可以将污泥含水率降至67.52%,相较于同样条件下使用市售CaO_2,污泥含水率降低了10.91%。     

废弃CRT荧光粉中稀土的提取工艺与技术

以废弃CRT荧光粉为原料,在前期稀盐酸预处理工艺的基础上,通过进一步深入研究,开发出从废弃CRT荧光粉中提取稀土的完整工艺路线。结果表明:稀酸预处理后,盐酸酸浸剩余荧光粉固体的最佳浓度为5 mol·L^-1,最佳反应温度为80℃;酸浸后稀土浸出液净化除杂的pH控制为5.5,DDTC最佳用量比为6:1;稀土净化液经草酸沉淀后煅烧的最佳温度为900℃。从废弃CRT荧光粉中提取到稀土产物Y₂O₃和Eu₂O₃的总含量为99.2%,其晶粒由若干片状晶体密实堆积成多面体结构,晶粒之间相互嵌入,呈镶嵌式接触。     

环保增塑剂环氧脂肪酸甲酯催化合成工艺优化

以甲酸、过氧化氢和脂肪酸甲酯为原料，通过改变工艺条件合成环氧脂肪酸甲酯。考察过氧化氢浓度、甲酸用量、反应温度、反应时间、过氧化氢滴加时间以及过氧化氢用量对环氧化产品环氧值和碘值的影响。经单因素实验得到最佳工艺条件：甲酸用量为脂肪酸甲酯质量的6%，反应温度80 ℃，反应时间4 h，过氧化氢滴加时间30 min，50%过氧化氢用量为脂肪酸甲酯质量的32%。与传统工艺相比，新工艺条件降低了甲酸用量，提高了过氧化氢浓度与反应温度，缩短了反应时间。     

磁性纳米粒子类型和质量浓度对微波热解含油污泥的影响

鉴于传统微波吸收剂在协同微波热解含油污泥时存在热解效率较低、处理成本较高等问题,本文引入磁性纳米粒子作为新型微波吸收剂,探究了磁性纳米粒子种类和质量浓度在强化微波热解含油污泥中的作用效果和规律。实验结果表明：①在6种磁性纳米粒子（ZnFe₂O₄、Fe₃O₄、Ni、NiFe₂O₄、γ-Fe₂O₃和Co₃O₄）中,添加ZnFe₂O₄的实验组热解终温最高,为284℃,气、液相产物最多,分别为382mL和10.5mL;②当微波功率为800W、微波加热时间为20min时,添加纳米ZnFe₂O₄实验组的热解终温在质量浓度5.0mg/g时最高;③随着纳米ZnFe₂O₄质量浓度的增加,气相热解产物中H₂、CH₄和C₂H₆的含量（体积分数）不同程度增加,CO₂的含量不同程度降低,C _x H _y 的含量在ZnFe₂O₄质量浓度范围为0~5.0mg/g和5.0~15.0mg/g均先增加后降低,变化幅度很小。油相产物中C₄~C₁₂组分含量逐渐增加,C₁₈₊组分含量逐渐降低,C₁₃~C₁₈组分含量随着ZnFe₂O₄质量浓度的增加先增加后降低,再小幅增加。     

Cu/Al2O3催化剂用于H2O2分解生成羟基自由基的效率

非均相Fenton催化反应是降解废水中有机污染物的有效方法。提高H₂O₂分解生成羟基自由基（·OH）的利用率是提升废水处理效率、降低成本的关键。使用溶胶-凝胶法制备了Cu/Al₂O₃催化剂,基于·OH的生成效率,通过单因素实验发现反应温度、反应溶液pH及H₂O₂初始浓度是决定H₂O₂利用率的主要因素。通过响应面法进行实验设计,分析响应面方程,考察了H₂O₂初始浓度、溶液pH及反应温度三个因素之间的交互作用及其对反应过程的影响。以H₂O₂利用率的最大化为目标优化反应条件,当H₂O₂初始浓度、溶液pH及反应温度分别为707 mg·L^-1、5.12及59.4℃时,H₂O₂利用率可高达0.57,与实验结果相对误差仅为3.5%。所得结果对降低废水处理成本、提高降解效率具有重要的指导作用。     

废纸脱墨浆预处理及其酶解性能研究

以预处理后的废纸脱墨浆为底物,纤维素酶和纤维二糖酶为水解酶,研究了不同预处理方法（包括Na₂SO₃、H₂O₂、HCl）对酶解得率的影响。结果表明：与原料相比,3种预处理方法都不同程度地提高了纤维素含量,增加底物的比表面积,降低纤维素的结晶度,促进酶水解;其中,H₂O₂预处理后的废纸脱墨浆的酶解得率最高,为91.67%,其次是亚硫酸钠预处理和盐酸预处理,得率分别为87.57%和82.49%。     

硅胶负载硅钨酸催化合成乙酸异戊酯

以硅胶负载硅钨酸为催化剂,乙酸和异戊醇为原料催化合成了乙酸异戊酯。探讨了乙酸与异戊醇量比、催化剂用量、带水剂及反应时间对收率的影响。结果表明,在n（乙酸）：n（异戊醇）=1：1．6,催化剂用量为0．3g,带水剂环己烷8mL,反应时间45min的优化条件下,乙酸异戊酯的收率可达93．0％。     

Oxidation of propane to acrylic acid

Partial oxidation of propane was performed over V₂O₅-P₂O₅-based catalysts in the presence of a large excess of oxygen at 350 to 400°C. The main products were acrylic acid, acetic acid, and carbon oxides. Of the V₂O₅- P₂O₅ binary oxides, the best catalyst performances were obtained at a P/V atomic ratio of 1.00; the presence of an excess of phosphorus with respect to the P/V = 1.00 composition induced a large decrease in both the activity and selectivity to form acids. Incorporation of H₃PMo₁₂O₄₀ to a P/V = 1.00 oxide enhanced greatly the formation of acetic acid.     

响应曲面法优化Fe-Ce/AC处理兰炭废水工艺

采用浸渍法制备负载双金属(铁和铈)活性炭(Fe-Ce/AC),以Fe-Ce/AC为非均相Fenton催化剂处理兰炭废水。在单因素实验基础下,以pH值及H₂O₂和Fe-Ce/AC投加量为考察因素,兰炭废水COD去除率为评价指标,确定H₂O₂最佳投加量为3 mL,Fe-Ce/AC最佳投加量为0.10 g,pH最佳值为4。采用中心组合设计-响应曲面法优化Fe-Ce/AC非均相Fenton技术处理兰炭废水工艺,结果表明,各影响因子显著性顺序为:pH>Fe-Ce/AC投加量>H₂O₂投加量,其中,H₂O₂投加量与Fe-Ce/AC投加量间交互作用显著,模型校正决定系数$R^{2}_{adj}$=为0.920 9,模型回归项极显著(P<0.000 1),表明模型可信度和准确度高;最佳工艺条件为:pH=3.7,H₂O₂投加量为2.7 mL,Fe-Ce/AC投加量为0.1 g,COD去除率模型预测值为81.31%,与实验值80.05%相比,相对误差为1.55%,表明模型对实验结果有良好的预测性。