寒区石油污染场地浅层地下水原位增温强化空气扰动修复

原位空气扰动技术（air sparging,AS）常被用在治理地下水与土壤的有机污染,在寒区,由于低温环境,污染物传质过程的多种基本参数受到影响,导致修复结果不理想。本文基于野外原位空气扰动实验结果,以甲苯为代表性污染物,进行室内土柱模拟实验,并构建增温空气扰动下污染物迁移模型,对野外场地增温强化空气扰动效果进行模拟,以预测采用增温方式时寒区污染物的去除效果。结果表明,甲苯的挥发速率与温度之间存在正比例关系;在室内柱实验中,高温注气条件下甲苯浓度衰减速率更快;野外数值模拟中的增温强化空气扰动修复过程中温度传导半径为2~4 m,曝气场污染物去除半径达10 m,比非增温强化条件污染物去除范围扩大3~5 m,进而将去除率有效提高40%~50%。     

生物通风修复含石油污染物土壤过程

以苯、甲苯和对二甲苯（BTX）为模拟污染物,研究了生物通风原位土壤修复方法去除土壤中石油污染物的效果.用一维生物通风土柱实验和控制实验对比了有生物降解和无生物降解土柱中BTX的去除情况.在通风后期,控制实验中发现了很长的拖尾阶段,污染物不能进一步被有效去除,而生物通风土柱中由于生物降解作用可使土壤中污染物残留浓度更小,修复效率更高.根据实验数据估算得到生物通风过程中苯、甲苯及对二甲苯的生物降解贡献率分别为17.8%, 30.0% 和 32.3%.还用间歇实验探讨了多组分污染物之间的相互影响作用,发现甲苯的降解能够促进对二甲苯和苯的降解,而对二甲苯的存在则增加了甲苯和苯的降解滞后期.     

甲苯在UIO-66及UIO-66-（CH3）2上的吸附

挥发性有机物是空气中的主要污染物。这些污染物中,甲苯在室外和室内都扮演者重要角色。因此无论是环境科学还是实验研究制备出能够有效去除甲苯的材料就显得尤其重要。由于UIO-66及UIO-66-(CH3)2有着高的水、热(773 K)稳定性而受到众人的关注。本实验中,两种材料都显示出了对甲苯良好的吸附能力,因此,在去除甲苯方面有着非常广阔的前景。     

复合功能树脂NXD-2对水中邻苯二甲酸单丁酯的去除性能

酞酸单酯是水体环境中一类新型的环境激素污染物。以含叔胺基的复合功能树脂NXD-2为吸附剂,以邻苯二甲酸单丁酯(MBP)为目标污染物,通过吸附等温线、热力学、动力学和柱吸附脱附实验,考察了NXD-2对MBP的吸附性能。研究结果表明,NXD-2对MBP的吸附以氢键作用为主,在288~313 K的温度范围内,平衡吸附量随温度的升高而升高;升高温度有利于加快NXD-2对MBP的去除速率。柱吸附脱附研究表明,在进水浓度为300mg·L-1的高浓度条件下,吸附出水的前100 BV中,溶液中MBP的浓度低于检测限(10-g·L-1),说明NXD-2对MBP具有较高的处理深度;同时NXD-2具有较好的脱附效果,脱附体积达到20 BV时,脱附率接近100%。因此,复合功能树脂NXD-2作为一种吸附剂,在水体中酞酸单酯的去除方面具有良好的应用前景。     

生物通风修复多种有机污染物体系的模拟分析

针对多污染物体系的生物通风修复过程，对生物通风（bioventing, BV）操作中的空气注入方式，单井修复还是多井修复及生物降解作用用BIOVENT软件进行了模拟，系统研究了各种操作条件对修复效果的影响。模拟研究结果表明：BV修复现场采用间歇注入的操作方式，其处理效果与连续注入方式相似，且可减小操作费用；在受污染区域小的现场采用单井修复较为合适，而当受污染区域远大于单井影响半径时，应采用多井修复才能够达到较好修复效果；BV修复前期宜使用较大空气速率来加快挥发性有机污染物的挥发速率，后期则宜采用较小空气速率以充分利用微生物降解作用去除土壤中残留污染物。     

大气有害颗粒物室内自然沉降实验研究

大气有害颗粒物(PM)对人体有极大的危害,紧闭门窗可使颗粒物自沉降,从而实现空气洁净。为研究室内有害颗粒物自然沉降的净化效果,该研究采用激光离散式颗粒物传感器与数据采集系统,对自然条件下室内大气有害颗粒物自然沉降进行实验研究。通过实验发现:室内大气有害颗粒物在重度污染(粒径小于2.5μm的PM150μg/m~3)浓度下,有较明显的自然沉降速率,PM粒径2.5μm～10μm、1.0μm～2.5μm、0.3μm～1.0μm自然沉降速率分别为:1.76μg/(m~3·min)、0.67μg/(m~3·min)和0.51μg/(m~3·min),当颗粒物为中度与轻度污染浓度时(150μg/m~3),自然沉降速率随浓度降低逐渐放缓;当密闭室内存在人员时,会加快室内大气有害颗粒物下降速率;此外,不同粒径的大气有害颗粒在空气中的分布均匀状态不同,粒径越大在空气中分布越不均匀,粒径越小越均匀,其在空气中自然沉降的速率越低。     

活性炭负载TiO2的甲苯光催化降解性能研究

以竹炭活性炭颗粒为载体，采用溶胶-凝胶法制备TiO₂溶胶，以浸渍和微波辐照的方法实现催化剂的固定，高温活化制备了负载型TiO₂光催化剂。采用XRD、FSEM和FT-IR等分析方法对催化剂样品进行了表征。以甲苯为目标污染物，在紫外光照下模拟污染物的吸附与降解情况，探究了甲苯初始浓度和空气流量对光催化降解效果的影响。并通过在紫外光照下通入洁净空气、微波辐照和高温处理三种方法研究了催化剂的再生效果。结果表明，该方法制备的TiO₂为锐钛矿晶型，晶粒大小约为18 nm。甲苯的降解效率最高达到80%，其去除量先随负荷增加而上升，以后随负荷的进一步增加，甲苯的光催化去除量反而下降。微波辐照是实现催化剂再生的最为理想的方法。     

空气净化器净化性能测试装置的研制

本文中研制的大型环境测试装置,内壁全部为抛光不锈钢钢板,密封材料为吸附性小的聚四氟乙烯条及硅酮密封胶。舱内的空气净化系统安装多功能空气滤清器,既能去除颗粒物又能清除甲醛、苯和甲苯等化学污染物。该舱采用精确控制的温湿度控制系统,气密性良好,能够很好地模拟受污染的室内环境,在统一的测试条件下,智能集成激光尘埃粒子测试仪和气态污染物分析仪等分析仪器,实现在线动态分析,对空气净化设备进行性能测试,可以有效评价空气净化器对于化学污染物的净化效果。     

添加剂对生物滴滤器处理高温苯系物气体的强化效果

为了探究高温条件下净化VOCs的可行性,对生物滴滤器处理高温苯系物气体进行了研究。以苯、甲苯、二甲苯为挥发性有机物,在高温条件下,通过实验选出最合适的添加剂及其添加浓度,探究了添加剂对生物滴滤器处理高温苯系物气体的强化效果。实验结果表明,在进气温度为60℃的条件下,选择的2种表面活性剂中吐温-20对苯系物气体的去除效果较好,选择的7种金属离子中Mn~(2+)的促进效果最明显。当进气口质量浓度为1 000 mg/m~3、停留时间为240 s时,添加50 mg/L的吐温-20和35 mg/L的Mn~(2+)使苯系物气体的去除效率达到最高,为91.7%,去除能力为14.9 g/(m3·h)。     

化学液相沉积法改性ZSM-5沸石上的甲苯择形歧化反应:Ⅱ水蒸气处理与反应条件的影响

采用水蒸气对化学液相沉积硅改性HZSM 5催化剂进行了处理,考察了250~500℃时水热处理温度对催化剂在甲苯择形歧化反应中的催化活性和对二甲苯选择性的影响。实验结果表明,300~350℃时的水热处理效果较好,甲苯转化率和对二甲苯选择性分别达到23.5%和96.5%。在高对位选择性的催化剂上,详细考察了反应温度、反应压力、氢气与甲苯进料比和甲苯进料速率对甲苯转化率、对二甲苯选择性和收率的影响。实验结果表明,高压、较低温度、低液相空速有利于提高对二甲苯的收率,在反应温度420℃、压力2.5 MPa、甲苯的质量空速为1.5 h-1、氢烃摩尔比为2~3的条件下,甲苯转化率为25.8%,选择性为94.1%,对二甲苯收率为10.5%。     

掺杂Fe~(3+)纳米TiO_2膜光催化降解VOCs

利用玻璃弹簧负载TiO_2膜光催化降解VOCs,以室内空气污染物甲醛、丙酮和甲苯为目标污染物,采用自制反应器,分析了初始浓度、空气湿度和气体流量对甲苯降解效果的影响,考察了三种物质混合的降解效果,对比了在相同条件下单一甲苯和VOCs中甲苯的降解效果。结果表明,气体流速5 L·min~(-1)时,甲苯的降解效率为74.6%,空气湿度为30%时,甲苯降解率为81.6%,初始浓度为0.173 mg·L~(-1)时,甲苯降解率为94%,在这三种情况下,甲苯降解效果较好;对VOCs中甲苯和单一甲苯的降解效果进行对比,发现混合气体中甲苯的降解率在反应205 min后高于单一甲苯。     

活性炭纤维负载二氧化钛去除挥发性有机物研究

以活性炭纤维为载体，以TiO2粉末为原料，采用浸渍涂膜法制备TiO2膜。利用TiO2膜作为光催化剂，采用功率15W，波长253．7nm的紫外荧光灯作为光源，在圆筒型光催化反应器中，对模拟甲苯废气的去除效果进行了实验研究。实验考察了甲苯浓度、酯醇比以及光强等因素对甲苯去除率的影响。结果表明，在光照的条件下，TiO2活性炭纤维膜对初始浓度为2920mg／m3甲苯的去除率可达到42％。随着甲苯初始浓度的增大和反应时间的逐渐增加，TiO2活性炭纤维膜对甲苯的光催化降解效果降低，催化剂失活。     

AOA膨胀床组合生物滤池处理生活污水中污染物的去除规律

以宁东镇某城镇污水处理厂初沉池出水为原水,研究AOA膨胀床组合生物滤池对污染物的去除规律及效果。结果表明,各级滤柱的前端对污染物有较强的去除能力;SS、COD、TN的去除主要发生在第1级降流柱中,且在滤料层的底端NO_3~--N的转化率达到88%以上,基本可实现完全反硝化;NH_4~+-N的去除主要发生在第2级好氧滤柱的滤层前端,该级滤柱对NH_4~+-N的去除率可达77.56%;TP的去除主要发生在第3级降流柱中,依靠化学强化除磷作用,其去除率可达76.23%,且第3级滤柱可达到强化去除SS和TN的目的。经过3级AOA组合生物滤池后,处理出水均能达到GB 18918-2002的一级A标准。     

橡胶硫化促进剂M新型精制工艺研究

使用溶解-重结晶法,对溶剂法精制橡胶硫化促进剂M的工艺进行探索及优化。首先考察不同溶剂在不同温度下对粗M中树脂的分离效果,以此找到最佳的分离溶剂;在最佳分离溶剂的基础上,探索多段实验对分离效果的影响。实验结果表明,甲苯和异丙醇的最佳分离温度皆在各自的沸点附近;在最佳m(粗M)∶m(甲苯)下,多段实验的分离效果明显好于单段实验;产率可达到61.2%~67.4%,熔点范围为181.2~181.6℃。因此,选用甲苯和异丙醇作溶剂,结合多段分离,可以明显提高分离效果。     

基于BP网络的等离子体法去除VOC_s实验研究

低温等离子体技术处理VOCs是目前国内外的研究热点。本实验研究通过电晕放电和介质阻挡放电相结合的方法,将实验装置划分为电源系统、配气系统和等离子体反应系统三大组成部分,探讨的相关的六种工况参数对甲苯去除效率的影响。在数据处理中运用BP神经网络的数值逼近和MATLAB三维可视化技术,对实验结果作了理论分析。研究结果表明,电压的升高有利于甲苯污染物的去除;频率对甲苯去除效率的影响与反应器材质和电源变压器的漏感有关,频率处于系统谐振频率附近对甲苯的去除效果有利。气体流量与进口浓度对甲苯去除效果的影响相似,随着气体流量的增大与进口浓度的上升,甲苯的去除效率下降,但气体流量对去除效率的影响程度较大。实验还考察了反应器直径和内电极直径对甲苯去除效率的影响,结果表明,对于直径较大管径,细电极更有利于甲苯的去除;而对于直径较小管径,粗电极的效果较好。     

基于BP网络的等离子体法去除VOC_s实验研究

低温等离子体技术处理VOCs是目前国内外的研究热点。本实验研究通过电晕放电和介质阻挡放电相结合的方法,将实验装置划分为电源系统、配气系统和等离子体反应系统三大组成部分,探讨的相关的六种工况参数对甲苯去除效率的影响。在数据处理中运用BP神经网络的数值逼近和MATLAB三维可视化技术,对实验结果作了理论分析。研究结果表明,电压的升高有利于甲苯污染物的去除;频率对甲苯去除效率的影响与反应器材质和电源变压器的漏感有关,频率处于系统谐振频率附近对甲苯的去除效果有利。气体流量与进口浓度对甲苯去除效果的影响相似,随着气体流量的增大与进口浓度的上升,甲苯的去除效率下降,但气体流量对去除效率的影响程度较大。实验还考察了反应器直径和内电极直径对甲苯去除效率的影响,结果表明,对于直径较大管径,细电极更有利于甲苯的去除;而对于直径较小管径,粗电极的效果较好。     

低温等离子体技术去除挥发性有机物的动力学分析

低温等离子体技术用于污染物的去除效果良好,但污染物去除机理十分复杂,等离子体化学反应过程及等离子体放电机理不明确。在交流放电条件下,对不考虑中间反应过程的一级反应和多级反应进行探讨,并对一级反应过程中苯、甲苯和甲醛3种污染物的降解速率常数进行确定。研究结果表明,苯的一级反应降解速率常数为3.2×10^-4 L·（W·s）^-1,甲苯为4.5×10^-4 L·（W·s）^-1,甲醛为3.8×10^-4 L·（W·s）^-1,其顺序为：甲苯＞甲醛＞苯。     

复合功能树脂NXD-2对水中邻苯二甲酸单丁酯的去除性能

酞酸单酯是水体环境中一类新型的环境激素污染物。以含叔胺基的复合功能树脂NXD-2为吸附剂,以邻苯二甲酸单丁酯（MBP）为目标污染物,通过吸附等温线、热力学、动力学和柱吸附脱附实验,考察了NXD-2对MBP的吸附性能。研究结果表明,NXD-2对MBP的吸附以氢键作用为主,在288～313 K的温度范围内,平衡吸附量随温度的升高而升高;升高温度有利于加快NXD-2对MBP的去除速率。柱吸附脱附研究表明,在进水浓度为300 mg·L^-1的高浓度条件下,吸附出水的前100 BV中,溶液中MBP的浓度低于检测限（10 mg·L^-1）,说明NXD-2对MBP具有较高的处理深度;同时NXD-2具有较好的脱附效果,脱附体积达到20 BV时,脱附率接近100%。因此,复合功能树脂NXD-2作为一种吸附剂,在水体中酞酸单酯的去除方面具有良好的应用前景。     

胺光气化法副产焦油中甲苯二胺分离回收及其鉴别

研究了胺光气化法副产焦油的分离工艺及邻、间位甲苯二胺(TDA)组成,采用降膜蒸发技术考察了压力、温度、转速、滴速对焦油中邻、间位甲苯二胺含量的影响,通过正交实验优化工艺条件,对焦油轻重组分中的TDA进行鉴别,优化分析条件.结果表明,优化的分离条件为温度200℃、压力15 k Pa、转速参数30 r/min、进料速率1.5m L/min,该条件下甲苯二胺分离效果最佳,相对标准偏差为1.1%～1.5%.     

SBR对废水中布洛芬去除效果的研究

为有针对性地原位强化污水处理中有机微污染物的微生物降解,以布洛芬为目标有机微污染物（OMPs）,探究了序批式生物反应器对布洛芬强化生物降解效果及其机理。结果表明：提高污泥质量浓度和改性沸石投加能够显著增强反应器中NH4+-N和布洛芬的去除效果,去除率较对照组分别提高了129.3%和214.5%。该强化处理体系中脱氢酶含量、潜在硝化速率、比亚硝酸盐氧化速率、羟胺氧化率分别提高了2.66、1.39、1.67、1.10倍;而且富集了代尔夫特菌、硝化螺旋菌、特吕珀菌等相关功能细菌,进而提高了布洛芬的生物强化降解性能。