迷宫流鼓泡光催化反应器结构对甲基橙降解性能的影响

设计了新型迷宫式鼓泡光催化反应器(LBPR),以30～40目活性碳为载体,采用溶胶-凝胶法制备了负载型TiO2薄膜颗粒光催化剂,对含甲基橙废水进行光催化降解.考察了反应器内折流板数量与出水液面高度等结构参数及液速对有机物降解性能的影响.结果表明:当折流板为12块,液面高度为4 cm时,在液量0.011 1 m3/h、催化剂4.8 g/L的完全流化的操作条件下反应1.5 h,降解率达到100%.此外还考察了催化剂带出量及其在反应器中的停留时间随液体流量以及折流板数的变化关系.     

电厂锅炉柠檬酸酸洗废水可见光降解

为了更好地处理电厂柠檬酸酸洗废水,制备了以新型光催化剂WO3-TiO_2改性TiO_2纳米管阵列为光阳极、Pt为阴极、柠檬酸酸洗废水为电解液的燃料电池体系;并研究了其在可见光下的降解效果。对直接光解、光催化降解、光催化燃料电池降解三种方法降解效果进行了比较;并通过控制通气与pH,讨论了光催化燃料电池降解的影响因素。结果表明在添加电解质Na_2SO_4浓度为0.2 mol/L时,电池体系的性能达到最佳,开路电压0.32 V,短路电流0.49 mA·cm~(-2),最大功率密度为0.068 m W·cm~(-2)。该条件下电池体系运转120 min对高浓度柠檬酸酸洗废水(COD=16 500 mg/L)的COD去除率达46%。     

纳米二氧化钛光催化降解硝基甲苯类废水的试验研究

采用纳米TiO2悬浮体系在循环式光催化反应器中处理硝基甲苯类废水,考察了TiO2投加量,H2O2投加量和pH值对光催化降解效率的影响.结果表明:2,6-二硝基甲苯和4-硝基甲苯的初始浓度分别为100mg/L和60mg/L,TiO2投加量为0.1g/L,H2O2投加量为0.1ml/L,pH值为3时,光催化反应2h,2,6-二硝基甲苯和4-硝基甲苯的去除率最高,分别为58.8%和68.6%.硝基甲苯浓度不高时,光催化降解反应符合准一级动力学方程.     

集成式反应器SND对低碳氮比生活污水的深度脱氮效能及其动力学

以由实际生活污水配制的低C/N比生活污水为研究对象,在集成式反应器主反应区实现了同步硝化反硝化(SND)脱氮.考察了集成式反应器对低C/N比污水的脱氮效能.结果表明:DO=1.4~1.7mg/L,总HRT=18h(主反应区HRT=7.2h),C/N=5时,NH+4-N可从15±2mg/L平均降至2.5mg/L,总氮可以从20±2mg/L平均降至3.4mg/L,TN处理负荷可达0.13kg TN/(m3·d),较同类低C/N比污水脱氮系统高;相同条件下连续运行时,出水NH+4-N和TN浓度稳定在0.8~3.0mg/L和1.4~4.7mg/L,去除率在80.2%~94.9%和76.5%~93.2%.以Monod方程为基础通过物料衡算求解出SND动力学方程并求得硝化过程氨氮饱和常数KNH4-N+=1.34mg/L,氨氮降解反应级数n=0.622 4,反硝化过程硝酸盐氮饱和常数KNO3-N-=0.71mg/L.分析表明:该SND系统内生物量充足、活性高,生物降解效率受底物浓度限制小,集成式反应器结构合理,可实现小水量低C/N比生活污水深度脱氮,为我国中小城镇生活污水深度处理提供技术支持和理论依据.     

负载型TiO2光催化降解有机及无机废水中的氨氮

以拉西环为载体，TiO2为催化剂，在浅池玻璃反应器中，研究了紫外光源对有机及无机铵盐水溶液中的氨氮进行光催化降解的可行性。结果表明：初始氨氮浓度在33—100mg／L，其最佳工艺条件为：反应温度为25—35℃，曝气量为300L／h，pH为11，催化剂用量为1．6g。另外对于不同铵盐，其氨氮降解率变化较大，并对其原因加以分析。     

异养硝化细菌的分离鉴定及组合菌群硝化性能分析

从养殖池塘中分离筛选具有高效降解氨氮和亚硝酸盐氮能力的异养硝化菌,并进一步研究其组合菌群的硝化性能.分别以NH_4Cl和NaNO_2为唯一氮源,从高密度养殖池塘淤泥、水样和鱼体肠道样品中进行菌株分离筛选,通过16S rDNA测序进行菌株鉴定,并在好氧条件下考察菌株去除氨氮和亚硝酸盐氮的能力;选择降解效果较好的菌株进行定量组合培养,通过单因素实验对混合培养条件包括碳源类型、碳氮比(C/N)、盐度、初始pH等进行优化;在最优条件下研究单一菌株、二元组合和三元组合去除氨氮的效果以及亚硝态氮和硝态氮的积累情况.分离得到8株异养硝化细菌,经异养硝化性能测试获得3株降解氨氮和亚硝态氮效果较好的菌株,分别为巨大芽孢杆菌W3-1、枯草芽孢杆菌YZN-2和植物乳杆菌HT1-1,72 h氨氮降解率分别为71.2%、61.3%和60.7%,亚硝态氮降解率分别为38.7%、35.6%和37.6%.经过对组合菌群培养优化后,得出以下结果:以柠檬酸钠为碳源,C/N为20,NaCl质量浓度为5 g/L,初始pH值为6时,24 h内的平均降解速率达2.05 mg/(L·h~(-1));单一菌株与二元和三元定量组合在培养前期9 h内氨氮降解速率有显著差异,W3-1单独培养的降解速率为1.61 mg/(L·h~(-1)),而W3-1+HT1-1的降解速率提高到2.51 mg/(L·h~(-1)),W3-1+YZN-2+HT1-1的速率提高到2.49 mg/(L·h~(-1)).由上述结果可知,菌株W3-1、YZN-2和HT1-1脱氮能力较强,其中植物乳杆菌和芽孢杆菌组合在前期有利于提高芽孢杆菌氨氮降解速率.本研究的结果为污水处理工艺中硝化系统的快速启动以及脱氮菌剂的开发提供了理论参考.     

玻纤负载纳米TiO2光催化降解气相苯

采用玻璃纤维布作为载体制备负载型纳米TiO2光催化剂,对连续流中光催化氧化降解气相苯的过程进行了分析.考察苯的进口质量浓度、相对湿度、氧气体积分数对苯的光催化降解效率的影响,结果表明,相对湿度和氧气体积分数是影响气相苯降解的主要影响因素.利用L-H模型以及水蒸气和氧气质量浓度对表观速率常数的影响,计算得到苯、水分子和氧气的吸附平衡常数分别为:K=6.5×10-3m3/mg,KW=2.2×10-4m3/mg,KO=2.35×10-5m3/mg.     

流化床中光催化降解4BS染料废水的影响因素分析

用浸涂法以硅酸钠为粘结剂在沙子上制备了负载纳米TiO2光催化剂,在二相流化床光催化反应器中,通过处理4BS染料溶液考察了光催化剂的光催化活性和影响因素.得出最佳转化条件为, 催化剂(沙子,硅酸钠,二氧化钛)的最佳质量配比为10:1:2 ,光催化剂最适用量为20 mg,溶液中Fe3+最佳添加量为25 mg/L,在此条件下孔径0.45(40目)～0.90 mm(20目)的负载光催化剂处理20 mg/L的4BS染料溶液2 h,光催化降解率达到81.9%.结果还表明,溶液pH值为2～6时,光催化剂对4BS染料溶液的光催化降解率更高.     

一个一维双吡啶双酰胺基铜配位聚合物的晶体结构及光催化性质

利用水热合成方法,获得了一个一维管状Cu配位聚合物:[Cu(L)(bdc)]·3H_2O[1,3-H2BDC=1,3-苯二甲酸,L=N,N'-双(3-吡啶基)-5-羟基苯-1,3-双酰胺].配位聚合物的单晶结构测定为单斜晶系,P2_1/c空间群,P21/c,a=13.7463(15)?,b=18.768(2)?,c=10.096(3)?,α=90°,β=91.31°,γ=90°,Z=4,V=2604.1(8)?~3,M_r=616.03,Dc=1.571 g/cm~3,μ=0.906 mm~(-1),F(000)=1268,S=1.0,R=0.0732,wR=0.1314.结构分析指明,具有四方锥配位模式的Cu~(2+)通过μ_3-bdc连接成一维线性金属-有机链,两个上述链通过成对的μ_2-L配体连接成一维管状结构.此外,标题化合物对亚甲蓝和甲基橙的光催化降解活性被研究.     

流态化TiO2/AC光催化降解水中苯酚的研究

以粒状(颗粒尺寸为4～8 mm)活性炭为载体,采用溶胶-凝胶法制备了负载型TiO2/AC光催化剂,并采用XRD、SEM对催化剂的晶型结构和形貌进行了表征.选择苯酚为降解对象,考察了溶液的初始pH值对苯酚溶液光催化降解的影响及催化荆的稳定性.结果表明:所制备光催化剂中的TiO2为锐态矿型和金红石型的混晶型结构,且为分布均匀的纳米白色簇状颗粒;在苯酚质量浓度ρ0=100 mg/L,苯酚液体积V=100 mL,催化剂投加量mc-0.5 g,紫外光光强I=4.9mW/cm2,pH=4,λ=365 nm的实验条件下,经过2.5 h的光催化降解反应,苯酚的去除率接近90%,矿化率达到68%.     

中心组合设计优化去除多金属离子矿山污水及其资源化利用

为净化多金属离子污水,采用中心组合设计和响应面方法优化了NaOH-Na2CO3复配体系沉淀多金属离子矿山污水的去除效果,分析了离子沉积效果的原因;借助XRD、BET等分析手段表征了沉淀物焙烧后所得产物的微观结构及其光催化性能.结果表明,NaOH-Na2CO3复配溶液的优化摩尔比为1︰2.4,复配液的加入可使多金属离子污水产生协同沉淀效应,比单一的NaOH与Na2CO3溶液的沉淀效果好,所排放的清水COD值为35.6 mg/L,氨氮值为13.74 mg/L,达到国家污水综合排放I级标准.500 oC焙烧后的产物为能隙梯度型半导体金属氧化物(Fe2O3·CdO·Bi2O3·SnO2)与碱土金属碳酸盐(CaCO3·SrCO3)的复合物,其中金属氧化物有利于光催化效果的提高,而碳酸盐则起抑制作用.室温下、1 h内,样品对甲基蓝的光催化降解率依次为BNaOH(76.8％)>A(49.6％)>BNa2CO3(5.3％),沉淀物得到了有效利用.     

固定床微反应器中p-NiFe_2O_4/n-CdS光催化降解亚甲基蓝性能

用水热法制备系列p-NiFe_2O_4/n-CdS光催化剂,通过固定床微反应器中可见光催化降解亚甲基蓝对p-NiFe_2O_4/n-CdS的光催化活性进行评价,并对光催化活性提高的机制和反应条件对降解性能的影响进行分析。结果表明:p型和n型两种窄带隙半导体复合可提高光吸收率和光生电荷的分离效率,从而提高光催化活性。固定床微反应器中亚甲基蓝光催化降解过程符合一级动力学反应模型;与光催化剂表面吸附性能相比,光生电荷的分离效率是影响固定床微反应器中可见光催化降解亚甲基蓝性能的主要因素。在NiFe_2O_4的复合质量分数为0.14%、流速为0.4 mL/h、亚甲基蓝的初始质量浓度为10 mg/L、pH=6时,固定床微反应器中可见光催化降解亚甲基蓝的降解率最高。     

高铁与纳米二氧化钛光催化协同氧化作用的研究的研究

为加强高铁酸盐氧化能力,研究了高铁与纳米二氧化钛在紫外光下联用对难降解有机物苯酚和氨氮的去除效果.分别研究了单独高铁,单独纳米TiO2以及高铁酸盐与纳米TiO2光催化联用对水中苯酚和氨氮的去除效果.结果表明,单独高铁在高铁与苯酚质量比是30∶1,溶液pH值是4.0,反应时间为30min时,对浓度为10mg/L的苯酚溶液去除率高达96.73%.单独高铁在高铁与氨氮质量比为14∶1时,溶液pH=9.0,反应时间为90min时,对浓度为50mg/L的氨氮溶液去除率最高可达75%;单独纳米二氧化钛在紫外光催化下处理50mg/L氨氮溶液时,在最佳条件为:pH＝9.0,温度为室温,反应时间为30min,纳米二氧化钛为40mg时,氨氮的去除率为82.8%;在单独纳米二氧化钛的条件下,当体系中加入2mg高铁时,即实施纳米二氧化钛与高铁联用,氨氮的去除率为97.5%,比单独高铁和单独二氧化钛分别提高了7.8%和22.5%.结果说明,高铁与纳米二氧化钛光催化体系存在协同氧化效应.     

TiO2光催化降解8-苯胺-1-萘磺酸

采用TiO2作为光催化剂,对水中的8-苯胺-1-萘磺酸进行光催化降解.探讨了TiO2对8-苯胺-1-萘磺酸吸附平衡时间及吸附量、TiO2投放量、8-苯胺-1-萘磺酸浓度、溶液的pH值以及光照时间等因素对降解效果的影响.试验结果表明,无光照条件下,TiO2对8-苯胺-1-萘磺酸几乎不发生催化效应,而是以表面吸附作用为主,30 min左右表面吸附达到平衡;紫外灯管照射时,10 mg/L的8-苯胺-1-萘磺酸溶液,反应时间为5～7 h,TiO2光催化荆投放量为2.5～3 g/L,在pH为4～6时,比较合适,出现最大降解率,降解率可达95%以上.     

水热-煅烧法制备BiNbO_4及其光催化性能研究

本文提出一种水热-煅烧法合成BiNbO_4的新方法。以Bi(NO_3)_3·5H_2O和NbCl_5为原料,用水热法(pH=9,220℃,24 h)制得前驱体Bi_5Nb_3O_(15),再将其于800℃煅烧3 h制得α-BiNbO_4,于1 040℃煅烧3 h制得β-BiNbO_4。通过XRD,UV-vis DRS,TG-DTA,SEM和BET等技术对样品进行表征和分析,探讨了水热温度和煅烧温度对BiNbO_4催化剂晶型结构的影响。以沙拉沙星为降解模型比较了α-BiNbO_4和β-BiNbO_4的光催化性能,发现α-BiNbO_4的光催化性能优于β-BiNbO_4的光催化性能。研究了α-BiNbO_4光催化降解沙拉沙星的条件及性能。结果表明,在250 W氙灯180 min的照射下,催化剂用量为2.0 g/L,沙拉沙星浓度为10 mg/L,溶液pH值为3.0时,沙拉沙星的降解率可达97.37%。α-BiNbO_4在各条件下降解沙拉沙星过程均符合一级动力学模型。     

环流反应器中厌氧好氧耦合生物降解含酚废水

研究厌氧好氧耦合生物体系对含酚废水的处理效果.在反应器Ⅰ中投加体积比为3%的多孔聚亚氨酯载体,反应器Ⅱ不投加载体,利用2个反应器进行对比实验.经过26 d的驯化,反应器Ⅰ可将模拟含酚废水的化学需氧量质量浓度由4 g/L降至100 mg/L, 最快降解速率达到720 mg/(L·h), 污泥体积指数的值稳定在54～110 mL/g间,各项指标均优于反应器Ⅱ;扫描电镜观察发现,附着在载体上的微生物种群与好氧体系不同.体系对含酚废水的处理能力强,降解速度快,抗冲击能力强.     

La_2O_3/BiOBr复合光催化剂的制备及光催化性能

采用水热法合成La_2O_3/BiOBr复合光催化剂,运用紫外-可见漫反射、红外吸收光谱、XRD、XPS、BET对其进行结构表征和分析,考察不同催化剂对罗丹明B降解效果的影响.结果表明:La_2O_3/BiOBr复合光催化剂的禁带宽度为2.58 eV,平均孔径为2.06 nm,比表面积为6.78 m~2·g~(-1);光催化性能测试中,当La_2O_3/BiOBr复合光催化剂的用量为0.1 g·L~(-1),罗丹明B初始质量浓度为10 mg·L~(-1),氙灯光照1 h后降解效率可达98%;3次使用后对罗丹明B溶液仍具有95%以上的降解效率,表明La_2O_3/BiOBr复合光催化剂有较好的重复使用性.     

一株异养硝化真菌的筛选及其特性

从焦化废水曝气池的活性污泥中,分离纯化出一株高效降解氨氮的异养硝化真菌。通过26SrRNA基因序列分析,再结合菌落形态、生理生化特征,鉴定该菌为青霉属(Penicillium),命名为L1。对该菌的培养基进行优化,选择出最佳的碳氮源、碳氮摩尔比、初始pH值;采用优化培养基培养L1,36h后可将初始质量浓度为130 mg/L的氨氮降解至5.61 mg/L,降解率为95.68%,且几乎没有亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的积累。培养基中同时含有100mg/L氨氮和200~1 000mg/L苯胺时,L1对两者同时降解的效果也较好。     

同步法制备WO_3/TiO_2复合体及光降解罗丹明B

以钛酸四丁酯为钛源,钨酸钠为钨源,无水乙醇为溶剂,乙酸作为抑制剂,采用同步法制备不同WO3掺杂量的TiO2粉体,即WO3/TiO2复合体.以罗丹明B水溶液作为目标降解物,考察了制备条件及降解条件对WO3/TiO2光催化性能的影响.结果表明,WO3/TiO2的最佳制备条件为:WO3掺杂量为5%(质量分数),焙烧温度500℃、焙烧时间2h.最佳光催化降解条件为:粉体投加量为7.5g/L,光照时间2.5h,初始溶液的pH=1.     

诺卡氏菌对养殖水体中氨氮的降解特性研究

应用诺卡氏菌Nocardia对影响氨氮降解的各种主要因素进行了研究,发现降解菌在30℃,pH7．2及氨氮初始浓度0～30mg／L范围内保持高活性,最大降解速率达3．5mg／L·h。当底物浓度大于50mg／L时,平均降解速率线性下降。当接种量(菌悬液／反应液)为20mL/100mL时氨氮的降解是高效与经济的。