鹤壁烟煤地下气化的污染研究

通过自行研制的煤炭地下气化模拟试验系统,采用富氧空气/水蒸气两阶段气化工艺进行鹤壁烟煤地下气化模型试验,用地下水浸泡气化残焦。对气化管道煤气冷凝水、煤气洗涤水和残焦浸出液中的挥发酚、TOC、COD和氨氮进行检测,考察煤炭地下气化对地下水可能造成的污染。结果发现,煤气冷凝水中的挥发酚、TOC和COD均大于煤气洗涤水的;水蒸气气化阶段氨氮浓度最高,可达497.52 mg/L;残焦浸出液中的挥发酚、COD和氨氮的最大值均低于污水排放允许最高范围内。     

鹤壁烟煤地下气化的污染研究

通过自行研制的煤炭地下气化模拟试验系统,采用富氧空气/水蒸气两阶段气化工艺进行鹤壁烟煤地下气化模型试验,用地下水浸泡气化残焦。对气化管道煤气冷凝水、煤气洗涤水和残焦浸出液中的挥发酚、TOC、COD和氨氮进行检测,考察煤炭地下气化对地下水可能造成的污染。结果发现,煤气冷凝水中的挥发酚、TOC和COD均大于煤气洗涤水的;水蒸气气化阶段氨氮浓度最高,可达497.52 mg/L;残焦浸出液中的挥发酚、COD和氨氮的最大值均低于污水排放允许最高范围内。     

颗粒煤气化的煤气洗涤水的污染程度研究

分别以水蒸汽和CO_2为气化剂,采用自制的煤炭地下气化模拟试验装置模拟煤炭地下气化,研究粒度为5~10 mm的大颗粒褐煤、烟煤和无烟煤在不同气化温度下气化的煤气洗涤水中污染物变化。结果表明,随着气化温度的升高,煤气洗涤水中挥发酚、TOC、COD、氨氮和大多数微量元素的浓度不断增大,适当控制气化温度可以有效降低煤炭地下气化对地下水的污染程度;水蒸汽为气化剂时煤气洗涤水中挥发酚、TOC、COD、氨氮和微量元素均明显高于CO_2气化;煤种对煤气洗涤水中污染物组分影响显著,挥发酚、COD和微量元素的含量均为褐煤烟煤无烟煤。     

煤气洗涤废水除酚脱氮技术研究

本文采用吸附树脂NDA-99和脱氮剂DN-17分别去除煤气洗涤废水中的酚类物质和氨氮。结果表明,处理后的出水挥发酚质量浓度<5mg/L,去除率>98%,总酚质量浓度<70 mg/L,去除率>90%。氨氮质量浓度<15mg/L,去除率>98%,BOD5/COD为0.65。该处理工艺可回收粗酚和(NH4)2SO4,是一项具有环境效益和经济效益的技术。     

核桃壳的改性优选及其对氨氮的吸附特性研究

用磷酸改性核桃壳吸附去除模拟废水中的氨氮。探讨了改性核桃壳的粒径、溶液pH、吸附时间、吸附温度、吸附剂投加量、氨氮的初始浓度等对吸附NH_3-N效果的影响。结果表明,吸附处理100 mL浓度50 mg/L的氨氮模拟水样的最佳吸附条件:温度25℃,0.6¹.0 mm粒径的磷酸改性核桃壳1.0 g、介质pH 8.0,吸附时间60 min。在此条件下,氨氮的去除率可达70%左右。Langmuir、Freundlich等温吸附方程和拟二阶动力学模型能很好地描述吸附过程。     

电催化氧化法—活性炭深度处理焦化废水

采用电催化氧化—活性炭处理焦化废水生化出水,研究电流密度、极板数量、间距、活性炭种类等因素对处理效果的影响。在生化出水COD为136.6 mg/L、TOC为56.6 mg/L条件下,当极板数量为2对、间距为1.8 cm、电流密度为20 mA/cm~2、反应6 h时,电催化出水COD去除率可达99.7%,TOC去除率为47.87%。相较于椰壳炭,比表面积大的煤质炭对电催化处理出水的吸附效果较好。当煤质炭投加量为20 g/L、反应120 min时,活性炭出水TOC总去除率可达67.88%。煤质炭吸附废水中有机物的过程更符合准二级动力学模型,颗粒内扩散模型反映该吸附是一个复杂过程。三维荧光光谱表征表明,电催化能氧化分解生化出水中部分类腐殖酸物质,活性炭可进一步吸附去除残留的类腐殖酸物质。     

纤维束-活性炭-沸石联用工艺净化城市污染雨水

为了有效控制道路微污染雨水径流污染,利用纤维束-活性炭-沸石联用法对模拟雨水进行处理,考察该系统对浊度、TOC、氨氮及磷酸盐的去除效果。结果表明,当浊度、TOC、氨氮及磷酸盐浓度分别在（3.85~25.60 NTU）、（4.58~17.80 mg/L）、（0.31~1.42 mg/L）和（0.05~0.36 mg/L）范围内时,该联用工艺对上述污染物去除率分别为（79.2%~96.9%）、（82.7%~87.2%）、（87.5%~94.0%）和（52.9%~65.6%）。活性炭对TOC的吸附能力较强,其吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型,单分子层最大吸附量为41.70 mg/g;沸石对氨氮和磷酸盐的吸附能力明显,其吸附过程同样符合Langmuir吸附等温线模型,单分子层最大吸附量分别为12.31和0.64 mg/g。该组合工艺是一种理想的净化城市污染雨水的方法。     

矿化垃圾生物反应床渗滤液出水深度处理

针对填埋场渗滤液COD和氨氮高浓度、难去除问题,通过水化剂处理试验研究,考察无机盐种类、投加量对处理效果的影响,以及活性炭、硅藻土和离子吸附树脂预处理的影响。试验结果表明:矿化生物床尾水经水化剂处理后,COD、氨氮能够有效去除,去除率分别为25.12%、95.47%;无机试剂的种类及投加量对水化剂处繊果有一定抑制作用;活性炭、硅藻土及阴离子树脂预处理后,水化剂的去除效果明显增加,活性碳、硅藻土、离子吸附树脂对COD的去除率分别为53.37%、48.85%和54.72%,对氨氮的去除率分别为89.22%、96.72%和88.13%,对TOC的去除率分别为87.32%、72.36%和75.70%,为渗滤液出水质满足《生活垃圾填埋场控制标准》(GB 16889-2008)的最新排放标准奠定了基础。     

活性炭去除零排放反渗透浓水中COD的应用研究

采用活性炭吸附法去除反渗透浓水中的有机物,减轻后续处理的负荷,考察了活性炭的种类、停留时间、活性炭投加量以及pH对COD去除率的影响。结果表明,采用2#活性炭为吸附剂,进水pH=6,400 mL水,停留时间30 min,活性炭投加量1.5 g时,COD去除率达61.8%,采用动态吸附并应用到现场试验中,吸附塔装填2#活性炭40 t,进水量100 m³/h,平均COD 142 mg/L,pH=8.04,停留时间36 min,当出水COD<60 mg/L,活性炭的处理量可达1 330 m3/h,平均COD 142 mg/L,pH=8.04,停留时间36 min,当出水COD<60 mg/L,活性炭的处理量可达1 330 m³/t。     

核桃壳的改性优选及其对氨氮的吸附特性研究

用磷酸改性核桃壳吸附去除模拟废水中的氨氮。探讨了改性核桃壳的粒径、溶液pH、吸附时间、吸附温度、吸附剂投加量、氨氮的初始浓度等对吸附NH_3-N效果的影响。结果表明,吸附处理100 mL浓度50 mg/L的氨氮模拟水样的最佳吸附条件:温度25℃,0.6~1.0 mm粒径的磷酸改性核桃壳1.0 g、介质pH 8.0,吸附时间60 min。在此条件下,氨氮的去除率可达70%左右。Langmuir、Freundlich等温吸附方程和拟二阶动力学模型能很好地描述吸附过程。     

温度和溶解氧对生物活性炭处理钢铁工业排水的影响

研究了温度和溶解氧对生物活性炭处理钢铁工业排水的影响。研究结果表明:生物活性炭对污染物的去除效果良好,在20～25℃时,对浊度、COD、氨氮、铁和锰的平均去除率分别为78.7%、38.3%、82.6%、70.1%和75.7%,但去除率随温度的降低而下降,特别是当水温低于15℃时,下降较明显。适当提高溶解氧可以提高生物炭对COD和氨氮的去除效果,但对铁锰去除的影响不大。适宜的进水溶解氧的质量浓度宜控制在5～6mg/L,小于理论需氧量7.68 mg/L。     

KOH活化法制备棉秆基活性炭及其对含苯酚废水的吸附

以农业废弃物棉秆为原料,采用氢氧化钾活化法制备活性炭,并用于吸附含苯酚废水中的苯酚。棉秆基活性炭的最佳制备条件为棉秆先炭化,以KOH溶液为活化剂,KOH与棉秆炭的质量比(物料比)1.5:1,活化温度800 ℃、活化时间70 min,此条件下制备的棉秆活性炭亚甲基蓝的吸附值为342.33 mg/g,碘吸附值为1 368.65 mg/g,其BET比表面积达到了1 735.94 m²/g,总孔容积0.36 cm³/g,平均孔径2.33 nm。将此活性炭用于吸附苯酚,苯酚质量浓度60 mg/L的50 mL废水中,当pH值为7,吸附时间2 h,活性炭投放量为50 mg时,苯酚去除率最高可达98%。对此吸附过程进行动力学分析,结果表明准二级动力学模型能很好的描述此活性炭吸附苯酚的过程。     

Application of Individual and Simultaneous Ozonation and Adsorption Processes in Batch and Fixed-Bed Reactors for Phenol Removal

Ozonation, adsorption onto activated carbon and catalytic ozonation in batch and in a fixed-bed reactor for the removal/degradation of phenol and COD were investigated. In the case of batch ozonation the oxidation capacity was greater than 6.9 g of phenol/g O₃, while the continuous ozonation system degraded 40% of the phenol and reduced the COD by 27.9%. The adsorption process provided over 99% removal for phenol and COD; however, it treated only 5 L compared with 17 L for the combined process, which also increased the total area and pore volume of the activated carbon, due to the formation of pores and a widening of micropores.     

几种干果核壳活性炭的表征与性能比较

以南疆地区盛产的巴旦杏核壳、核桃壳和白杏核壳为原料,采用微波辐照磷酸法分别制备了巴旦杏核壳活性炭（BAC）、核桃壳活性炭（HAC）和白杏核壳活性炭（XAC）,干果核壳基质活性炭的制备工艺：10 g干果核壳以固液比1：3（g：mL）浸渍40%磷酸24 h,微波功率640 W,活化时间16 min。采用物理吸附仪、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）等表征方法比较研究了不同种类干果核壳活性炭性能差异。结果表明：巴旦杏核壳、核桃壳和白杏核壳活性炭的热分解过程、残留基团基本一致,活性炭晶型均以非晶态为主。3类干果核壳活性炭表面分布着大量孔洞,且孔洞主要为0.4~1.2 nm的微孔和3~6 nm的中孔。其中,白杏核壳活性炭的性能最优,BET比表面积达981.5 m²/g,总孔容达0.570 cm³/g,亚甲基蓝吸附值达269.6 mg/g,碘吸附值达1 162.8 mg/g。     

Carbonaceous adsorbents from sewage sludge and their application in a combined activated sludge-powdered activated carbon (AS-PAC) treatment

In this study, waste biological sludge is converted to an adsorbent by chemical activation with sulphuric acid. The adsorbent obtained is then applied to the aerated vessel of an activated sludge process treating glucose and phenol to improve the quality of the treated effluent. The sludge-based carbonaceous adsorbent was found to be mesoporous in nature, with a good adsorption capacity for large molecular weight compounds and limited removal efficiency for smaller molecules such as phenol. The addition of carbon, either sludge-based or commercial, enhanced phenol removal from 58% to 98.7% and from 87% to 93% the organic matter removal as measured by the chemical oxygen demand (COD) when operated with feed concentrations of 100 mg phenol/l and 2500 mg COD/l. No differences were found between the activated sludge-activated carbon bench scale continuous reactors operating with either commercial or sludge-based adsorbents in spite of the higher adsorption capacity of the former. It is suggested that powdered adsorbent bioregeneration in the combined AS-PAC system may be impaired by the obstruction of pores due to bacterial growth, the effect being more important for the commercial activated carbon with a narrower pore size distribution.     

MnOx/GAC复合材料制备及其在苯酚废水处理中的应用

以商业颗粒活性炭(GAC)为载体,乙酸锰为锰源,采用等体积浸渍法制备系列MnO_x/GAC复合材料。通过X-射线粉末衍射、透射电镜、拉曼光谱等对改性前后活性炭材料进行微观分析,并探讨锰负载量、反应温度、反应时间等对MnO_x/GAC复合材料处理苯酚模拟废水性能的影响。结果表明,MnO_x/GAC复合材料的活性物种主要以Mn_3O_4、Mn_2O_3和MnO_2为主,呈现均匀分散纳米晶态。在20 mL 1 500 mg·L~(-1)苯酚废水中加入1 g Mn质量分数为8%的MnO_x/GAC复合材料,反应温度50℃,反应时间240 min条件下,苯酚转化率99.88%,COD降解率97.80%,吸附动力学遵循准二级动力学模型。     

油茶壳微孔活性炭的制备及表征

以油茶壳为原料,经炭化、KOH活化,制备微孔活性炭。考查了活化温度、活化时间和碱炭比对微孔活性炭碘吸附值和产率的影响,并采用正交试验优化了制备条件。研究结果表明：活化温度800℃、活化时间180 min、碱炭质量比3.5：1时,活性炭的碘吸附值达3 221 mg/g,产率51.2%。采用比表面积孔隙分析仪测定了氮气吸附/脱附等温线,计算得BET比表面积为1 755.72 m²/g,平均孔径为2.15 nm,总孔容为0.328 cm³/g,微孔孔容占总孔容的55.8%;SEM分析可见活性炭表面具有大量孔隙结构;FT-IR分析表明活化促进了—CH₃、—OH热解,活性炭中仍保存含氧官能团。     

油茶壳残渣制备活性炭的工艺

以油茶壳醇浸取后残渣为原料,以磷酸活化法制备活性炭,考察了浸渍比、磷酸质量分数和活化温度等对活性炭吸附性能及其得率的影响;活性炭的吸附性能由碘吸附值、亚甲基蓝吸附值表征。结果表明,在酸/炭浸渍比为3:1、磷酸质量分数70%、活化温度500℃时,活性炭的吸附性能最佳,其碘、亚甲基蓝吸附值和得率分别为1043.29mg/g、148.5mg/g和38.77%。采用物理吸附仪在77K下测定其N₂吸附脱附等温线,利用BET法和BJH法计算比表面积和孔径分布,其比表面积为1626.45m²/g,平均孔径为4.7nm,总孔容为1.94cm³/g。同时采用FTIR和XRD分析了活性炭的表面官能团和微观结构。     

溴元素改性椰壳活性炭对实际燃煤烟气的脱汞性能

以椰壳活性炭（YAC）为原料,通过NH₄Br溶液浸渍改性,制备了溴素改性椰壳活性炭脱汞吸附剂（YAC-Br）。在固定床实验台上开展了YAC和YAC-Br的汞脱除实验,主要研究了入口汞（Hg⁰）浓度对YAC-Br脱汞性能的影响,并结合BET、SEM、XRF等表征手段分析了YAC-Br的脱汞原理。在0.3MW燃煤循环流化床锅炉上对YAC-Br进行了烟气管道喷射吸附剂脱汞（ACI）实验,验证了其在实际燃煤烟气中对汞的脱除效果。结果表明：改性过程不会破坏椰壳活性炭原有的孔隙结构和微孔容积,而会使活性炭表面更加平整;化学改性后活性炭表面Br负载量提高,成为Hg⁰的主要活性吸附位。固定床实验结果说明：改性后椰壳活性炭的初始汞吸附效率和单位累积汞吸附量分别提高了6.02倍和21.8倍,吸附效率随汞浓度增大而降低。0.3MW燃煤循环流化床实验结果表明：改性后椰壳活性炭对元素汞和氧化汞均有很好的脱除作用,脱汞效率随着吸附剂喷射量的增加而增加,当喷射量为0.7kg/h时,脱汞效率可达到76.38%。     

Synergetic removal of aqueous phenol by ozone and activated carbon within three-phase fluidized-bed reactor

Synergetic removal of aqueous phenol by decomposition with ozone and adsorption on activated carbon was experimentally investigated. To enhance phenol removal performance, two activated carbons (AC1 and AC2) with BET surface areas of 1106 and 1150 m² g^?1 and average pore diameters of 2.3 and 1.7 nm, respectively, were employed. While the slowest initial removal of phenol was achieved with introduction of ozone only, the much better removal of phenol was obtained with utilization of activated carbon with ozone. Some intermediate products, which were detected as total organic carbon (TOC), were found to remain even after phenol was completely decomposed. Regarding to higher mesopore fraction, AC1 could better remove intermediates than AC2. With the synergetic performance of AC1 and ozone it was found that the highest removal of phenol and TOC was up to 100% and 89%, respectively.