污泥生物炭催化高级氧化过程进展

作为废水处理过程的副产物,污泥的高效处理处置是环保领域的难题之一。通过高温热解将污泥转化为生物炭是一种有效的污泥资源化途径。污泥生物炭不仅可作为“吸附剂”吸附去除水体中污染物,还可作为新型“催化剂”高效催化高级氧化过程以降解水体中的有机污染物。本文综述了近些年来国内外关于污泥生物炭在高级氧化技术领域尤其是催化过硫酸盐（PS）、过氧化氢（H₂O₂）、臭氧（O₃）以及光催化等氧化过程降解有机污染物的研究进展。通过探讨污泥生物炭的表面官能团、掺杂改性杂原子、负载过渡金属及其氧化物以及与其他技术耦合催化降解有机污染物的研究现状,进一步揭示污泥生物炭催化作用的关键活性位点以及催化机理。最后提出该领域目前面临的主要问题及未来发展方向,为污泥生物炭进一步实现高附加值资源化利用提供重要参考。     

厌氧氨氧化结构体、形态与功能

厌氧氨氧化工艺是一种新型废水生物脱氮工艺,已成为环境工程领域的研究热点并得到广泛应用。厌氧氨氧化颗粒污泥床反应器是一种高效生物反应器,以颗粒污泥形态存在的生物相是这种反应器高效工作的必要基础。在颗粒污泥床反应器中,生物相由大到小可依次分为污泥床体、颗粒污泥以及功能菌群。综述了厌氧氨氧化结构体的形态和功能及其与装置工况的密切关系,以期为反应器的实时优化和过程控制提供指导。     

生物炭基催化剂制备对其催化降解Ni-EDTA性能影响

以胶原蛋白、木质素和硝酸铜为原料,采用共混热解法制备新型生物炭基铜系催化剂,通过多种表征手段考察制备方法和参数对催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)处理Ni-EDTA模拟废液效果的影响,并阐述氧化降解过程中生物炭基铜系催化剂的失活机制。结果表明,相比溶液浸渍法,共混热解法有利于提高催化剂的催化活性,控制活性组分的均质分布和溶出释放,表现为Ni和TOC去除率分别增加13.05%和16.63%,Cu~(2+)溶出量降低93.54%;在焙烧温度为800℃,Cu掺量为10%,胶原蛋白与木质素质量比例为1:3条件下,1000 mg·L~(-1) Ni-EDTA模拟废液经60 min催化氧化后Ni和TOC去除率分别达到65.41%和34.85%,Cu~(2+)溶出量仅为1.7 mg·L~(-1)。氧化降解过程中羧酸类中间降解产物的形成、活性组分反应性溶出和价态转变是致使催化剂失活的主要原因。     

生物炭基催化剂制备对其催化降解Ni-EDTA性能影响

以胶原蛋白、木质素和硝酸铜为原料,采用共混热解法制备新型生物炭基铜系催化剂,通过多种表征手段考察制备方法和参数对催化湿式过氧化氢氧化（CWPO）处理Ni-EDTA模拟废液效果的影响,并阐述氧化降解过程中生物炭基铜系催化剂的失活机制。结果表明,相比溶液浸渍法,共混热解法有利于提高催化剂的催化活性,控制活性组分的均质分布和溶出释放,表现为Ni和TOC去除率分别增加13.05%和16.63%,Cu²⁺溶出量降低93.54%;在焙烧温度为800℃,Cu掺量为10%,胶原蛋白与木质素质量比例为1：3条件下,1000 mg·L^-1 Ni-EDTA模拟废液经60 min催化氧化后Ni和TOC去除率分别达到65.41%和34.85%,Cu²⁺溶出量仅为1.7 mg·L^-1。氧化降解过程中羧酸类中间降解产物的形成、活性组分反应性溶出和价态转变是致使催化剂失活的主要原因。     

厌氧氨氧化结构体、形态与功能

厌氧氨氧化工艺是一种新型废水生物脱氮工艺,已成为环境工程领域的研究热点并得到广泛应用。厌氧氨氧化颗粒污泥床反应器是一种高效生物反应器,以颗粒污泥形态存在的生物相是这种反应器高效工作的必要基础。在颗粒污泥床反应器中,生物相由大到小可依次分为污泥床体、颗粒污泥以及功能菌群。综述了厌氧氨氧化结构体的形态和功能及其与装置工况的密切关系,以期为反应器的实时优化和过程控制提供指导。     

水解酸化-生物接触氧化法处理中药制药废水

通过对制药厂废水特点的分析,结合原有污水站工艺以及在多家同类污水站的实践经验,提出采用水解酸化十生物接触氧化工艺处理制药废水.通过水解酸化可提高废水的可生化性,便于进一步降解有机污染物:生物氧化法具有适应性强、氧利用率高、产生污泥量较少等特点;另外,增加了反应池反冲系统,从根本上消除了沉积污泥对处理流程的影响,从而能保...     

复合污泥基活性炭催化臭氧氧化降解水中罗丹明B

以污水处理厂生物污泥和化学污泥等为原料制备出复合污泥基活性炭(CAC),与纯生物污泥基活性炭(BAC)和商品活性炭(AC)对比,分别考察了吸附、催化臭氧氧化和自由基抑制剂存在时催化臭氧氧化对水中罗丹明B的去除效果,进而研究了p H和臭氧投加量对CAC催化效能的影响。结果表明,三种活性炭均能提高臭氧氧化降解罗丹明B的效率,CAC催化效能最好。CAC催化臭氧氧化罗丹明B的反应遵循羟基自由基机理,随着p H的增大和臭氧投加量增加,CAC催化效能得到提高。     

利用类Fenton氧化改进污水厂污泥生物沥浸工艺研究

针对沥浸工艺处理后污泥的含水率数值过小的问题,利用改进类Fenton氧化方法,设计污水厂污泥生物沥浸工艺.利用类Fenton氧化改进污泥浓缩过程,干化处理污泥生物浸染进程,采用板框式调理方式控制污泥中石灰粉含量,控制处理后污泥中的含水率.经工艺验证结果可知:所设计沥浸工艺处理后污泥的含水率在42％左右,含水率数值最大.     

厌氧氨氧化颗粒污泥的快速形成

以好氧硝化颗粒污泥与厌氧氨氧化生物膜作为接种污泥,在缺氧条件下利用EGSB反应器培养厌氧氨氧化颗粒污泥。根据反应器内污泥性状以及运行效果,随时调整反应器的进水基质浓度以及上升流速等关键控制因素,加快厌氧氨氧化颗粒污泥的快速形成。同时考察系统的脱氮效能、粒径分布、厌氧氨氧化颗粒污泥表面形态以及内部结构与微生物分布情况。反应器运行80 d后,培养出成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥,平均粒径为0.556 mm;89 d时,总氮去除负荷达4.758 kg N·m-3·d-1。FISH表明颗粒污泥中厌氧氨氧化菌为优势菌种,同时SEM与TEM观察表明颗粒污泥是由多个小颗粒聚集形成,而且形状不规则,内部结构排列紧密。     

厌氧氨氧化颗粒污泥的快速形成

以好氧硝化颗粒污泥与厌氧氨氧化生物膜作为接种污泥,在缺氧条件下利用EGSB反应器培养厌氧氨氧化颗粒污泥。根据反应器内污泥性状以及运行效果,随时调整反应器的进水基质浓度以及上升流速等关键控制因素,加快厌氧氨氧化颗粒污泥的快速形成。同时考察系统的脱氮效能、粒径分布、厌氧氨氧化颗粒污泥表面形态以及内部结构与微生物分布情况。反应器运行80 d后,培养出成熟的厌氧氨氧化颗粒污泥,平均粒径为0.556 mm;89 d时,总氮去除负荷达4.758 kg N·m^-3·d^-1。FISH表明颗粒污泥中厌氧氨氧化菌为优势菌种,同时SEM与TEM观察表明颗粒污泥是由多个小颗粒聚集形成,而且形状不规则,内部结构排列紧密。     

碳基硼基催化体系丙烷氧化脱氢催化剂的研究进展

以碳基硼基为代表的非金属催化剂氧化能力不如金属氧化物,这使得非金属催化体系如碳基和硼基催化剂对于丙烷氧化脱氢反应具有独特的优势。本文综述了应用廉价环保型改性碳基和硼基的非金属丙烷脱氢催化剂将丙烷转化为丙烯的技术前沿,阐述了有序介孔炭材料,纳米碳材料（纳米纤维、石墨烯、碳纳米金刚石等）和六方氮化硼材料各自的丙烷氧化脱氢机理以及通过杂原子改性后提高其催化活性的情况。并对其未来的发展方向以及丙烷氧化脱氢新材料领域的发展做了展望。     

应用催化氧化催化剂脱除烟气中NO的研究进展

如何控制减少氮氧化物的产生排放已成为当今中国空气污染治理的主要内容。本文简要分析了燃烧过程控制技术,针对目前国内外较为关注的烟气NOx脱除工艺进行了优缺点两方面的分析比较。综述了催化氧化NO催化剂的研究进展：分子筛及其负载型催化剂由于其低温活性较低,目前研究较少;活性炭类的研究主要集中在改性以及新型炭材料的制备;贵金属类催化活性较好,但是成本过高限制了其工业化;金属氧化物类由于具有较高的催化活性,明显的价格优势,已经成为目前国内外催化剂研究的重点;将新材料以及废物应用于NO的氧化近几年吸引了越来越多的目光。     

生物炭基复合材料制备及其对水体特征污染物的吸附性能

以重金属、药物及个人护理品污染物（PPCPs）和氮磷氟等为代表的水体主要污染物脱除已成为水污染治理研究的重点。吸附法由于其具有操作简易、成本效益高等优势，在水污染治理方面应用广泛。相比于传统吸附材料，生物炭具有原材料丰富、比表面积大、成本低廉等优势，但其表面官能团的丰富度有限，经适当改性能够增加生物炭的吸附活性位，从而提高其吸附性能。本文根据改性剂类型、合成方法及合成的先后顺序，系统阐释了生物炭的改性方法及其复合体的理化特性；结合最新研究报道，在合成方法、吸附性能和机理方面归纳汇总了生物炭基复合材料在水体重金属、PPCPs和其他污染物中的吸附应用，并对生物炭基吸附剂再生与资源化利用的新理念及应用进行了概述，最后展望了生物炭基吸附剂有待深入研究的方面，并提出建设性的意见。     

海泡石及其在FCC催化剂中的应用

综述了海泡石热相变研究的现状、活化改性的主要方法及在催化剂中的应用,展望了改性海泡石在FCC催化剂中的应用前景。探索了改性海泡石作为FCC催化剂基质的可行性。结果表明,改性海泡石作为FCC催化剂基质,可以有效提高催化剂的比表面积、孔容以及中孔孔容,能够加强催化剂的抗重金属作用,显示出优良的催化性能,具有良好的应用前景。     

SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化剂改性研究进展

介绍固体超强酸催化剂的发展、特点、应用及改性研究方向,研究催化剂酸强度低、催化剂易失活和稳定性差等问题,并提出解决方案。通过对国内外SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化剂的研究,分析向载体中引入稀土元素、分子筛、其他金属、纳米材料和交联剂对固体超强酸催化剂催化活性、热稳定性、酸性、比表面积和晶型等的影响,综述采用S2O2-8或硫酸盐替换SO_4~(2-)作为催化剂活性组分对催化剂的催化活性、酸强度及结构等的影响以及引入过渡金属(贵金属)形成的双官能团对催化剂结构与活性的影响,对制约SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化剂研究与工业化应用的催化剂寿命、稳定性、机械强度、合成方法、催化活性及催化剂再生等问题进行探讨。     

堆肥对城市污泥重金属的影响

城市污泥的土地利用是其资源化利用的有效途径之一,但该利用方式的推广受限于对城市污泥中重金属引起的土壤二次污染问题的担忧。由城市污泥中重金属引起的土壤污染不仅与重金属的总量有关,更大程度上决定于重金属的化学形态。本文对城市污泥及其堆肥产品中重金属的含量和形态进行了分析研究,并讨论了污泥及堆肥产品的土地利用造成的土壤和农作...     

Carbon materials as catalyst supports for SO2 oxidation: catalytic activity of CuO-AC

Copper catalysts supported on acid treated activated carbon (AC) were prepared, characterized and tested in terms of their SO₂ oxidation activity. Reactions of CuO-AC in flow systems with sulfur dioxide, oxygen and nitrogen streams were investigated to determine the types of chemical interactions that occur on the sorbent surface. The effects of reaction temperature, acid treatment, metal loading, support particle size, SO₂ concentration and O₂ concentration on SO₂ oxidation activity were evaluated. It was found that carbon materials used as catalyst supports for copper oxide catalysts provided a high catalytic activity for adsorbing SO₂ from flue gas and oxidizing it. Acid pretreatment of the carbon supports increased the content of specific surface chemical groups to enhance the catalytic activity for SO₂ oxidation. Metal loading, as well as support particle size, have a significant influence on the SO₂ activity. The supported metals rather than surface oxygen functional groups on AC may be the active sites for adsorbing SO₂.     

二氧化钛基催化剂催化氧化甲醛的研究进展

甲醛（HCHO）是一种主要的室内空气污染物,具有高致癌性和致突变性,催化氧化是一种理想而有效的室内消除甲醛的方法。二氧化钛作为载体负载贵金属催化剂在甲醛催化氧化反应中表现出优良的催化性能。本文综述了近年来二氧化钛基催化剂催化氧化甲醛的研究进展,主要总结了二氧化钛的吸附机理,二氧化钛晶体结构、表面形貌及微观结构、表面活性氧物种和还原性等对二氧化钛基负载贵金属催化剂催化氧化甲醛性能的影响,重点关注了催化剂的化学结构性质与甲醛氧化活性的关系,并归纳了一部分甲醛催化氧化反应机理。最后指出二氧化钛基催化剂在甲醛催化氧化反应中未来研究方向为：合理设计TiO₂各种缺陷和晶面暴露,同时提高贵金属的分散性和原子利用效率,继而进一步提高催化剂的性能;在保持催化剂高活性、高稳定性的同时,推进设计实际应用整体式催化剂的研究进程。     

Soil effects due to sewage sludge application in agriculture

Field trials show that increased nutrients (mainly P) and heavy metals in soil due to agricultural use of sewage sludge have mainly to be expected when sludge is applied in too high amounts. The biological effects of heavy metals on plants are determined by their solubility which is increased by pH decrease and degradation of organic matter. Normally, it should be expected that the microbial activity in soil would increase with the application of organic matter in sewage sludge. But, also negative effects on the microflora by simultaneous enrichment of organic matter or inorganic and organic pollutants were found. The most important deleterious effects on soil microorganisms are the reduction in size of the total biomass, a reduced nitrogen fixing activity and changes in the composition of microbial populations of the soil. At what stage heavy metal toxicity to soil microorganisms or to microbial processes in soil is likely to become evident is unfortunately still uncertain. Again, the soluble fraction of heavy metals (also of organic pollutants) is a determing factor. To minimize the shown environmental risks an adequate sludge management is proposed.