Fe/C微电解协同臭氧氧化组合工艺处理Cu(Ⅱ)-EDTA络合废水

采用Fe/C微电解协同臭氧氧化组合工艺对乙二胺四乙酸络合铜[Cu(Ⅱ)-EDTA]废水进行处理。分别考察了先臭氧氧化后微电解(O3-Fe/C)、先微电解后臭氧氧化(Fe/C-O3)以及微电解与臭氧氧化同时进行(Fe/C+O3)等三种组合方式对Cu(Ⅱ)-EDTA溶液中铜离子及总有机碳(TOC)去除效果的影响,同时对工艺条件进行参数优化,并对反应机理进行初步探讨。结果表明,先微电解后臭氧氧化的处理效果明显优于其他两种组合方式;最佳工艺条件为Fe/C微电解处理10 min后通入O3进行氧化反应20 min,其中Fe、C质量比为1∶1、铁屑投加量为3 g·L-1、溶液初始pH为3。在该条件下,当Cu(Ⅱ)初始质量浓度为5 mg·L-1、EDTA与Cu(Ⅱ)的摩尔比为1∶1时,Cu(Ⅱ)和TOC的去除率分别可达97.5%和71.9%。Fe/C微电解的氧化还原作用使部分Cu(Ⅱ)-EDTA破络并将Cu(Ⅱ)还原去除,同步释放出的Fe2+在臭氧氧化时发挥催化作用,促使产生更多·OH,从而加速Cu(Ⅱ)-EDTA的氧化破络。     

三维电极反应器对甲基叔丁基醚降解性能的试验研究

甲基叔丁基醚(MTBE)是一种潜在的致癌污染物质,本文考察了以活性炭为粒子电极的三维电极反应器对水体中MTBE的降解性能。实验分别研究了电解质、电压强度和pH值对MTBE降解效果的影响。结果表明:当温度为25℃、电解质Na2SO4浓度为0.2 mol、电压为10V、pH为7.0的条件下,初始浓度为50 mmol的MTBE溶液,在反应进行150 min后其总有机碳的去除率可达78%。与单纯活性炭吸附、两极电解对比,三维电极能大幅度提高MTBE的降解和碳化效率。因此三维电极反应器是一种能够有效去除废水中MTBE污染的技术方法,具备较好的应用前景。     

改性石墨毡阳极用于微生物电解产甲烷研究

为缩短微生物电解池(MEC)的启动时间并提高厌氧消化速率,选择针铁矿和活性炭作为修饰材料对石墨毡阳极进行改性(即GF+Fe、GF+AC),在不同电压(0.6、0.8和1.0 V)及不同碳源(葡萄糖和VFAs)条件下对比底物降解速率和甲烷产率。结果表明:GF+Fe的峰值电流最高,可达到3~5 m A,改性阳极反应器各项参数(底物降解速率、甲烷产率)优于未改性阳极反应器;反应第一批次3 d内COD去除率达到70%以上;当电压为0.6~0.8 V时,GF+AC的甲烷产量高于GF+Fe,而在较高电压(1.0 V)下,GF+Fe反应器的甲烷产量是GF+AC反应器的1.3倍,这可能是因为铁还原菌等耗氢微生物活性受抑制而产甲烷菌活性增强,说明产电菌和产甲烷菌之间的协同竞争关系受外部条件变化的影响。总而言之,活性炭和针铁矿改性石墨毡可缩短MEC的启动时间;在1.0 V电压下,GF+Fe的甲烷产量最多,且对丙酸和丁酸的降解效果相对更好。     

三维电极反应器降解甲基叔丁基醚

主要考察了三维电极反应器对地下水污染物甲基叔丁基醚(MTBE)降解效果。实验分别从温度、初始浓度、Fe2+浓度等方面,探究了三维电极反应器对MTBE去除效果的影响。由实验结果可得:当温度为25℃、Fe2+初始浓度为1 mmol/L、pH=3时,初始浓度为1 mmol/L的MTBE溶液,在150分钟内的去除效率可以达到75%以上。     

PEO/PS/PMMA聚合物电解质膜的制备及性能研究

聚合物电解质是解决锂离子电池安全性问题的有效途径之一。考察了由聚环氧乙烷(PEO)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙二醇(PEG)和双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐(LiTFSI)组成的固体聚合物电解质膜的性能。采用聚合物共混技术制备了一系列复合聚合物电解质膜,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对膜的形态和晶体结构进行了分析,并详细考察了离子电导率、孔隙率和吸液率等性能。PS和PMMA的加入降低了PEO的结晶度,提高了它的拉伸强度。结果表明,当PEO/PS/PMMA膜中各组成质量比为75:10:15时,聚合物电解质膜具有优良的性能,膜的离子电导率为3.56×10^-4S·cm^-1,拉伸强度为11.56MPa,孔隙率达到57.6%,吸液率高达164.3%。     

改性蛋壳材料对重金属离子的去除机理研究

以废弃蛋壳为主要原料,通过微波法和铁改性法分别合成吸附材料ME和FE,采用扫描电镜、X射线衍射以及比表面积分析仪进行表征,并考察材料对废水中Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能及其影响因子(反应时间、吸附剂投加量、重金属离子初始质量浓度以及溶液pH)。结果表明:ME对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附效果较好,当废水中Cu~(2+)、Cd~(2+)的初始质量浓度为50 mg·L~(-1)、ME的投加量为0.6 g·L~(-1)、pH=4时,反应20 min后,ME对Cu~(2+)、Cd~(2+)的去除率均高达100%,其饱和吸附量分别为179.2、183.6 mg·g~(-1);FE对Pb~(2+)的吸附效果较好,当废水中Pb~(2+)的初始质量浓度为50 mg·L~(-1)、pH=6时,FE对Pb~(2+)的饱和吸附量可达87.23 mg·g~(-1),Langmuir吸附等温方程可较好地描述该吸附过程。     

活性炭促进UASB处理高浓度啤酒废水效果研究

高浓度啤酒废水在厌氧消化过程中容易酸化,抑制甲烷转化。为提高UASB反应器的稳定性和处理效果,本研究通过序批式试验的方法,以模拟啤酒废水为底物,考察了两种不同粒径的活性炭对加速UASB污泥颗粒化进程和提高甲烷产率的影响。试验运行95 d,进水有机负荷从2.9 kg/(m3·d)增加到12.0 kg/(m3·d),监测反应器内产气量、出水VFA、出水TOC及污泥特性等参数的变化趋势。结果表明:投加活性炭能有效缩短厌氧污泥颗粒化的时间,增强产甲烷菌活性,大幅提升甲烷产量,出水TOC和VFA都维持在较低水平;并且较小粒径的粉末活性炭对UASB反应器的促进作用优于较大粒径的颗粒活性炭,能有效促进底物向甲烷气体转化。     

曝气方式对微生物燃料电池脱氮和产电性能的影响

微生物燃料电池(Microbial fuel cells,MFCs)用于低C/N废水脱氮具有较好的应用前景。研究以模拟尿液为底物,考察了曝气方式与膜材料对双室MFC产电性能和脱氮效果的影响。结果表明,当进水COD浓度为1500 mg/L、C/N为2,两个MFC均具有良好的除氮脱碳效果,COD降解率平均值高于89%,总氮去除率平均值高于72%。产电能力最强的是间歇曝气状态下的MFC2,采用阳离子交换膜,最高输出电压为702.1 mV,最大输出功率密度为365.14 W/m~3;阳离子交换膜有利于提高MFC的产电性能,质子交换膜具有良好的有机物降解和脱氮效果。间歇曝气可为阴极室提供较低浓度的溶解氧,MFC的产电性能和脱氮能力明显优于不曝气方式。