沁水煤田赵庄矿区煤微生物产甲烷能力分析

为提高沁水煤田赵庄矿区的煤层气井产量,以煤地质微生物产甲烷理论为基础,采取本矿区煤层气井水,在荧光显微镜及古菌16s r DNA V6高变区宏基因组测序验证菌源可靠性后,采用厌氧培养的方法,分别在小型玻璃瓶和中型发酵罐中开展了为期49 d的煤炭生物转化模拟试验,分析了成气过程中菌群数量变化、成气规律,进行了产气试验后煤的工业分析、煤表面扫描电子显微镜观察。结果显示,小型和中型模拟试验中所产甲烷气体含量分别高达25%、31%;2个模拟试验菌液中菌群数量的变化均为缓慢增长、显著增加、趋于减缓3个阶段,与成气规律基本一致;对试验前后煤样工业分析进行比对后,发现固定碳含量和挥发分都有所下降;且观察到附着在煤表面进行煤降解的产甲烷菌群落。山西沁水煤田赵庄矿区的本源产甲烷微生物菌群可以对煤进行有效降解,并产生甲烷。     

准东煤田大井矿区B1煤中水溶态离子分布及赋存特征

目前，对煤中碱/碱土金属的研究主要以单个元素的赋存状态和迁移行为为主，煤中多种水溶态离子组合模式、可能来源及其对煤利用的影响缺乏系统的研究。为此，采用溶滤实验的方法，系统测定大井矿区煤中水溶态离子的含量及其沿煤层埋深方向的变化，分析大井矿区煤中水溶态离子的分布及其在煤中的组合形式。采集准东煤田大井矿区煤层钻孔样品、顶板样品及地表土壤样品，以样品中水溶态离子为主要研究对象，通过煤质特征分析和溶滤实验，综合运用离子含量比值分析、Piper三线图等方法，研究了煤中水溶态离子的分布及赋存特征。结果表明：大井矿区煤中水溶态离子含量总体相对较高；水溶态Na⁺,Ca²⁺,Mg²⁺,SO₄^2-等离子在煤层顶部含量较高，随着煤层埋深的增加含量呈明显降低趋势，到一定层位后，其含量基本趋于稳定；煤中水溶态Cl^-纵向分布比较均匀，在下部煤层中含量略低；HCO₃^-随煤层埋深增加在中下部煤层中含量略有升高，但不显著。上部煤层中水溶态离子组合...     

北京市某街道采暖期与非采暖期环境空气颗粒物(PM2.5)组分特征及来源分析初探

本文于采暖期(2021 年 12 月～2022 年 1 月)和非采暖期(2022 年 3 月～4 月)对北京市某街道共计两个点位进行环境空气颗粒物PM_2.5浓度及组分(水溶性离子、碳质组分、无机元素)监测。结果显示：两个点位在采暖期和非采暖期 PM_2.5浓度分别为 37 μg/m³、39 μg/m³,水溶性离子中以 NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺为主要组分,碳质组分以 OC 为主,无机元素中 Fe、Zn、Al、S、Si 五种元素的浓度相对较高。通过质量重构结果表明,OM、NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺、地壳物质的占比较高(超过 90 %),在采暖期期间 PM_2.5组分主要来源于化石燃料燃烧和机动车排放的 NO_...     

紫外/过—硫酸盐工艺对水中除草剂Isoproturon的降解特性

探究了典型苯脲类除草剂异丙隆(Isoproturon,ISO)在紫外/过一硫酸盐(Ultraviolet/Peroxymonosulfate,UV/PMS)组合工艺下的降解特性。系统研究了在不同PMS浓度、UV强度、pH及不同常见水体背景离子(Cl^-、HCO₃^-、NH₄⁺和SO₄^2-)浓度下对该过程中ISO降解效果的影响并探讨了相关内在作用机制。结果表明,ISO的去除效率为：UV/PMS>>UV>PMS。PMS是一种不对称的氧化剂,可被UV激活产生强氧化性自由基(SO₄^·-和HO^·)从而可显著提高ISO的去除速率至80.09%,其降解符合拟一级动力学模型。PMS投加量和pH(5～9)的增加,大大加快了ISO的去除。背景离子实验表明,SO₄^2-对UV/PMS中的ISO降解无显著影响,而Cl^-     

钱家营矿煤层气产能潜力数值模拟研究

煤层气产能潜力评价是研究煤层气产出与运移规律,指导压裂增透工艺优和排采制度优化的重要方法。采用COMET 3软件对钱家营煤矿7号煤层压裂水平井的产能潜力进行了模拟研究,在储层渗透率分别为0.05mD、0.1mD和0.2mD条件下,水平段为1000m的压裂水平井单井峰值产量在4761～7012m³/d;生产10年的累计产气量为(1054～1401)万m³。单井生产3～4年,影响半径130m范围内的瓦斯含量平均降低2～3m³,可以保障现有煤层及瓦斯条件下煤矿的安全生产。数值模拟研究成果表明,钱家营煤矿7号煤层具有地面煤层气开发的潜力及可行性,压裂水平井是钱家营煤矿煤层气开发的优势技术,提高压裂后储层渗透性是提高单井产量的关键。     

西藏杜佳里盐湖湖水的自然蒸发及析盐规律

湖泊面积扩大和湖水淡化是青藏高原盐湖在响应全球气候变化过程中最直接的一种表现形式,这给青藏高原盐湖资源的开发带来了诸多挑战,探索淡化湖水中可利用元素的富集成矿规律在新形势下越趋重要。本文现场自然蒸发实验以杜佳里淡化碳酸盐型盐湖为研究对象,根据Na⁺、K⁺/Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2--H₂O五元体系298K介稳相图,获得了淡化湖水在蒸发过程中Na、K、B、Li元素的富集浓缩规律以及各盐类矿物在蒸发过程中的析出规律。实验结果显示,杜佳里盐湖湖水在自然蒸发过程中最先析出芒硝矿物,其次为含CO₃^2-的碱类矿物,最后析出含B和K的矿物。直至实验结束,未见任何含Li矿物的析出,Li⁺仍处于浓缩富集过程中。     

响应曲面法优化卤水中硫酸根离子去除工艺

采用CaCl₂和BaCl₂依次沉淀法净化卤水中的SO₄^2-,采用基于Box-Behnken设计的响应曲面法,考察反应时间、反应温度、n(SO₄^2-)∶n(Ca²⁺或Ba²⁺)比例对SO₄^2-去除率的影响。结果表明,CaCl₂沉淀SO₄^2-的最优实验条件为：反应时间4 h,反应温度20℃和n(SO₄^2-)∶n(Ca²⁺)比例为1.18,BaCl₂沉淀SO₄^2-的最优实验条件为：反应时间6 h,反应温度25℃和n(SO₄^2-)∶n(Ba²⁺)比例为1.15,SO₄^2-浓度...     

基于SRB的升流式厌氧反应器处理AMD的探究

在矿山开采过程中产生的酸性矿山废水(AMD)具有pH低、重金属离子和硫酸根离子浓度大等特点，处理不当会导致严重的环境污染问题。以硫酸盐还原菌(SRB)为主的生物法是一种极具应用前景的技术。通过填充活性炭的升流式厌氧反应器，对120 d的连续流实验中SO₄^2-和重金属的还原效果进行了研究。结果表明，该升流式厌氧反应器对模拟AMD中的SO₄^2-和重金属具有很好的处理效果，在SO₄^2-、Cu²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Cd²⁺进水浓度分别为1 000、3、6、30、2 mg/L，去除率可达85%、92%、86%、80%、100%。运行过程中该反应器的ORP始终低于-420 mV，为SRB提供良好的厌氧环境。同时，该SRB菌群能适应进水pH为5.5的酸性废水，可顺利完成硫酸盐还原及重金属沉淀。微生物群落的变化表明，重金属离子浓度的增加显著改变了反应器内微生物的群落结构，但该SRB...     

“十三五”期间吉林省大气降水化学特征分析及对浅表地下水的转化作用分析

吉林省“十三五”期间大气降水化学特征分析表明：降水pH年均值及酸雨率整体呈好转趋势,pH年均值2021年最高为6.59,酸雨率2018年最低为0.1%,表明吉林省基本呈脱离酸雨控制趋势。其中Ca²⁺、SO₄^2-、NH₄⁺、Na⁺、NO₃^-是降水中的主要离子。SO₄^2-/NO₃^-呈波动下降趋势,SO₄^2-浓度下降,NO₃^-浓度略有上升但变化不大,表明吉林省的酸雨类型经历了从硫酸型或燃煤型到混合型的过渡过程,氮氧化物对大气污染的贡献率越来越高,大气降水对浅表地下水转化作用明显。     

油页岩废渣提取Al(Ⅲ)处理水中硫酸盐的研究

本研究通过对油页岩废渣进行加热、浸提处理得到Al(Ⅲ)浸提液,并采用钙铝复盐(Ca²⁺,Al³⁺)工艺对废水中SO₄^2-的去除进行了研究,Ca²⁺、Al³⁺通过化学沉淀反应和SO₄^2-生成硫酸铝钙复合物或钙矾石,进而达到去除SO₄^2-的目的。研究了pH、铝盐投加量,反应时间、振荡速度和初始硫酸盐含量对SO₄^2-去除率的影响。结果表明,反应体系在c(SO₄^2-)=1.0g/L,n(Al³⁺):n(SO₄^2-)=1.4,CaO调节pH至12,200rmin的条件下反应25min,SO₄^2-的去除率为97%。SEM-EDS和XRD测试结果表明反应生成的白色沉淀为针状钙矾石结晶,具有...     

紫外/亚硫酸钠体系对2,4,6-三溴酚的脱溴效果及机理

研究了紫外/亚硫酸钠（UV/SO₃^2-）体系对2,4,6-三溴酚（2,4,6-TBP）的脱溴效果及影响因素,分析了还原体系2,4,6-TBP的脱溴过程、降解机理及降解路径。结果表明：UV/SO₃^2-还原体系对2,4,6-TBP的降解效果明显高于单独UV体系;亚硫酸钠浓度、pH与反应温度均对还原体系目标污染物的降解影响显著。随着亚硫酸钠浓度升高、pH上升及反应温度提高,UV/SO₃^2-体系2,4,6-TBP的降解效果逐渐增加。准一级动力学方程可描述不同亚硫酸钠浓度与反应温度时还原体系对目标污染物的降解过程。水合电子捕获剂的添加可有效抑制2,4,6-TBP的脱溴反应;UV/SO₃^2-体系污染物还原降解速率与溴离子产生率均高于单独UV体系。还原体系中2,4,6-TBP在水合电子作用下逐级脱溴降解为低毒性物质。     

混凝脱硫耦合物料膜处理纳滤浓缩液

纳滤浓缩液水质复杂,其Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、COD浓度都很高,盐分高,结垢性强,经常导致后续工艺减量化膜系统结垢堵塞。SO₄^2-的存在会抑制减量化膜系统的稳定运行,因此需要实现对SO₄^2-的有效去除。混凝法可以在去除COD的同时有效降低浓缩液SO₄^2-浓度,将SO₄^2-从25 000 mg·L^-1降至1 400 mg·L^-1;石膏法运用最为广泛,成本低,步骤简单,但是仅能将SO₄^2-从14 000 mg·L^-1降至2 600 mg·L^-1;钙矾石法去除率高,可将SO₄^2-从14 000 mg·L^-1降至610 mg·L     

新型化学沉淀法处理兰炭废水中有机物的关键技术

兰炭废水有着明显的“三高”有机物,高 COD、高氨氮、高挥发酚等,兰炭废水的治理需要众多环节和工艺相结合; 本课题组采用新型化学法,对榆林市煤化工企业中兰炭废水有机物进行现场处理试验研究。选取不同的 pH 值、不同的化学反应时间、不同的化学反应温度、不同的氨氮浓度和不同的试剂量[n( NH₄⁺) ∶ n( Mg²⁺) ∶ n( PO₄^3-) ],进行实际的现场分析,确定最佳处理有机物的条件。在这种最优条件下,对兰炭废水的氨氮、COD 进行深度处理效果较好。课题组选用的兰炭废水实际指标 COD 为 45 000 mg/L、氨氮为5 700 mg / L,根据现场试验时的情况发现,化学沉淀反应的 p H 值 = 9,实际温度在 20 ℃ ,投放沉淀剂使 n( NH₄⁺) ∶ n( Mg²⁺) ∶ n( PO₄^3-)= 1 ∶ 1.2 ∶ 0.9,经过磁力搅拌均匀后沉淀 25...     

催化氧化高含硫废水锰基催化剂的制备及活性研究

以α-MnO₂为活性组分、Ni为金属助剂,通过水热法合成了Ni-Mn O₂/Al₂O₃催化剂,在对催化剂进行表征分析的基础上,研究了催化剂的活性及氧化机理。结果表明,通过Ni掺杂后催化剂对硫离子80 min内去除率由50%提高至95%;焙烧再生法可快速再生失活后的催化剂;Ni-MnO₂/Al₂O₃为介孔结构,比表面积高达323.4 m²/g,O_ads/O_latt的比值为2.02,丰富的表面吸附氧和氧空位可以有效提高催化剂的活性;硫离子在氧化过程中生成的中间产物主要是S₂O₃^2-,其次为SO₄^2-和SO₃^2-。     

基于第一性原理的不同侵蚀性离子作用下混凝土孔溶液中钢筋腐蚀机理

为了揭示Cl^-、SO₄^2-作用下混凝土中钢筋腐蚀机理的差异,并为氯盐和硫酸盐侵蚀下混凝土的抗腐蚀调控提供理论基础,研究了Cl^-、SO₄^2-侵蚀下混凝土孔溶液中钢筋的电化学行为差异,并利用基于第一性原理的密度泛函理论研究了腐蚀性物质(Cl^-、SO₄^2-)和致钝物质(CaOH⁺、OH^-)在Fe(100)表面的竞争吸附。结果表明：相较于含Cl^-的混凝土孔溶液,钢筋在含SO₄^2-的混凝土孔溶液中的腐蚀电位和极化电阻均更低,更易发生腐蚀;SO₄^2-对OH^-与铁表面反应的抑制作用略强于Cl^-;SO₄^2-既可促使Ca OH⁺中Ca—OH键伸长,又...     

碳酸盐型胶磷矿浮选体系中常见离子对胶磷矿和白云石浮选行为的影响

在磷矿浮选过程中会引入大量无机离子,这些离子会对浮选产生一定的影响。研究碳酸盐型胶磷矿反浮选体系中常见无机离子对胶磷矿和白云石浮选行为的影响,探究矿物表面由于离子吸附而引起的表面转化。结果表明,Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、PO₄^3-随着浓度的提高对矿物的浮选起抑制作用,SO₄^2-和F^-在低浓度时对矿物的浮选没有明显影响,在较高浓度时对矿物的浮选有一定的促进作用;矿物经过回水调浆后,X射线光电子能谱仪在矿物表面检测到新的元素吸收峰,说明在浮选体系中存在表面转化现象。     

府谷煤CO2催化气化反应性的研究

加入适宜的催化剂可以提高气化反应速率,降低起始气化温度。为了研究不同阴离子（SO₄^2-、CO₃^2-、Cl^-）盐对府谷煤热失重过程的影响,利用热重分析仪对负载了8种催化剂（K₂CO₃、K₂SO₄、KCl;Na₂CO₃、Na₂SO₄、NaCl;FeSO₄、FeCl₂）的煤样进行了CO₂气化实验,其中每克府谷煤的K⁺、Na⁺、Fe²⁺负载量分别为0.001mol。同时采用升温动力学模型进行了数据拟合。实验结果表明：催化剂对煤与CO₂的低温热解并无明显的催化作用,而在高温气化阶段催化效果显著。对于钾盐和钠盐催化剂,当阳离子相同时,其催化活性顺序为：CO₃^2->SO₄^2->Cl^-。对于铁盐催化剂,FeSO₄的催化活性优于FeCl₂。动力学结果发现：负载催化剂煤样的活化能大小符合上述实验规律,分布在169～232.6kJ/mol之间,相比原煤（267.9kJ/mol）都有一定程度的降低。     

A222型阴离子交换树脂脱除HPPH+体系中的SO42-、NO3-

优化选取凝胶型强碱性苯乙烯系A222型阴离子交换树脂,对HPPH⁺溶液中SO₄^2-、NO₃^-的交换性能进行了研究。通过静态法分别考察了A222型阴离子交换树脂在水溶液及0.05mol/L HPPH⁺溶液中对SO₄^2-和NO^3-脱除过程。结果表明,A222型阴离子交换树脂对HPPH⁺无化学吸附作用,在水体系中对SO₄^2-和NO₃^-的平衡交换量分别为0.8382mmol/g和1.2980mmol/g,符合Langmuir和Freundlich吸附经验方程。树脂用量和温度是离子交换过程的主要影响因素,温度升高有利于离子交换的进行,树脂的优化用量为4g/L。A222型阴离子交换树脂可高效联合脱除HPPH⁺体系中的SO₄^2-和NO₃^-。FTIR谱图表征显示,SO₄^2-和NO₃^-可与树脂交换基团进行交换。     

反离子对部分电荷中和的聚乙烯亚胺接枝介质的蛋白质色谱行为的影响

前期研究表明部分电荷中和的聚乙烯亚胺接枝琼脂糖介质FF-PEI-R440具有较高静态吸附容量和快速传质速率。本文选取硫氰酸根离子、氯离子、磷酸氢根离子以及硫酸根离子这4种反离子,在离子强度为0.03、0.06 mol·L^-1下,研究其对FF-PEI-R440吸附与洗脱行为的影响。结果表明：在两种离子强度下,饱和吸附容量的增加顺序均为SCN^- < SO₄^2- < HPO₄^2- < Cl^-;在低离子强度下,除SCN^-外,反离子种类对传质速率和动态结合容量没有显著影响;在高离子强度下,传质速率的增加顺序为SCN^- < SO₄^2- ≈ Cl^- < HPO₄^2-,而动态结合容量的增加顺序与饱和吸附容量序列一致;两种离子强度下Cl^-均保持最高的动态结合容量;反离子种类对蛋白质洗脱行为没有显著影响。上述结果说明反离子主要影响FF-PEI-R440的吸附性能,而不影响洗脱,且流动相中选择Cl^-为反离子最利于FF-PEI-R440的实际柱色谱操作。     

HRT和曝气量对AAO-BAF系统反硝化除磷性能的影响

以COD/TN为4左右的生活污水为处理对象,通过调节系统进水流量和曝气生物滤池（BAF）曝气量,研究了水力停留时间（HRT）和BAF气水比对AAO-BAF反硝化除磷系统运行性能的影响。结果表明,气水比和水力负荷（HLR）对BAF的硝化性能有显著影响,BAF气水比为3：1时,NH₄⁺去除率降低到了72%;当AAO的HRT为4 h,BAF的HLR为3 m³·m^-2·h^-1时,即使BAF的气水比达到8：1,也不能保证NH₄⁺的完全去除。试验得出,AAO-BAF反硝化除磷系统的PO₄^3-去除率与NH₄⁺去除率存在良好的相关关系,为保证90%以上的磷去除率,NH₄⁺去除率应该达到98%。当AAO的HRT≥6 h,BAF气水比≥4：1时,AAO-BAF系统对COD、NH₄⁺、TN和PO₄^3-的去除率分别可达87%、99%、80%和95%。