化学催化-微生物法同时脱硫（SO_2）脱氮（NO_x）的动力学模型初探

本研究通过化学催化-微生物法同时净化实验模拟烟气中SO2和NOx的实验研究及其动力学过程理论分析,认为该实验系统净化的过程机理主要由化学催化氧化和微生物氧化两个作用过程组成,生物膜内SO2、NO的生化降解反应为一级反应,且SO2、NO在生物膜上的生化降解反应均为快速生化反应,净化过程速率均受传质过程的控制。此外,利用化学催化-微生物法同时净化实验模拟烟气中SO2、NOx的实验数据建立的动力学模型,对出口浓度、净化效率和生化去除量三个指标的计算值与实验值进行模拟及对比验证,结果表明：利用该理论建立的动力学模型模拟的计算值与实验值之间具有很好的相关性（相关系数为0.70～0.98）。     

生物法脱除硫化氢气体动力学模型的研究

研究采用以炉渣为填料的生物滴滤塔净化处理废气中的硫化氢,建立了相应的生物法脱除硫化氢的动力学模型,并确定出该模型的影响参数δ和k值。对比一定气体流量下,不同硫化氢进气浓度对应的硫化氢出气浓度、去除效率和生化去除量的实验值与理论值,其相关系数分别为0.999,0.995和0.963,表明实验值与理论值之间具有很好的相关性,从而验证了研究所建立的动力学模型对生物滴滤塔净化硫化氢的实际过程有很好的适用性。     

亚氯酸钠湿法同时脱硫脱硝技术研究

针对四川省陶瓷行业大气污染物排放所造成的环境问题,以亚氯酸钠为氧化吸收剂,进行模拟烟气的湿法脱硝和脱硫脱硝实验.在脱硝实验中考察了pH、NaClO_2质量浓度、NO质量浓度、气体流量等条件对脱硝效率的影响,发现进口烟气量的增加会导致脱硝效率降低,吸收液中NaClO_2的质量浓度对脱硝效率影响最大,当pH=5、NaClO_2质量浓度为4.0 g/L、NO质量浓度为450 mg/m~3、气体流量为800 mL/min时,脱硝效率最高.在此基础上进行同时脱硫脱硝实验,考察NaOH质量浓度和SO_2质量浓度对脱硫脱硝效率的影响,发现NaOH质量浓度为0.5 g/L、SO_2质量浓度为180 mg/m~3时同时脱硫脱硝效率最高,NO_x和SO_2的最大去除效率分别达到90%和100%,结果显著优于脱硝实验中NO_x的最大去除效率(60%).SO_2与NO_x存在协同去除效应.该研究结果对陶瓷烟气的治理具有实际意义.     

有机废气净化生物膜滴滤塔代谢产热的理论模型

将生物膜滴滤塔内的多孔填料简化为由多个管内覆盖有生物膜的竖直毛细管并行排列构成的填料，建立了一个净化低浓度有机废气的代谢产热毛细管模型.在模型中，首先，结合生化反应动力学理论，考虑气液界面、液膜和生物膜内的传质阻力以及氧对微生物生化反应的限制，获得了污染物在生物膜滴滤床内的浓度分布；再运用生化反应代谢产热理论，考虑生物降解和液膜的导热热阻，建立了生物膜和气液两相中的能量方程；最后，对方程进行离散迭代求解，获得了生物膜滴滤床内的温度分布.理论模型预测结果与实验值基本吻合. 计算结果表明：气液流量一定，结构参数不变时，进口污染物浓度越高，滴滤塔出口气体温度也越高；污染物进口浓度一定时，滴滤塔出口气体温度随气体流量的增大而上升，而随着液体流量的增加而下降.     

改性花生壳生物质炭对土壤中Cr(Ⅵ)的吸附机制

为了提高土壤中重金属Cr(Ⅵ)的去除率,采用简单高效的吸附法,筛选廉价且吸附效果好的吸附剂成为土壤中重金属去除的研究热点.以农业废弃物花生壳为原料,用FeCl₃和ZnCl₂改性得到改性花生壳生物质炭(MPS),将其用于土壤中重金属Cr(Ⅵ)吸附研究实验中.考察pH值、投加量、反应温度、初始浓度和反应时间对Cr(Ⅵ)去除率的影响,并对吸附机制进行探讨.结果表明,在pH值为3时,MPS添加量为土壤质量的5%,反应温度为30℃,初始质量浓度为120 mg·L^-1,反应时间为120 min,得到的最高去除率为98.23%.参数拟合结果表明,改性花生壳生物质炭Langmuir吸附模型的相关系数R²高达0.993,准二级动力学拟合的相关系数R²为0.987,表明是单分子层反应.     

基于Vermeulen模型的活性炭脱硫研究

本文对工业用大颗粒活性炭吸附脱除烟气中SO_2开展了研究.对比分析了固相扩散理论模型与LDF、L-H、Vermeulen 3类经验模型在单颗粒上的吸附模拟结果,其中Vermeulen模型与理论值的吻合度较高.同时基于Vermeulen模型对SO_2在大颗粒活性炭床层中的穿透曲线进行了模拟,并与实验值进行对比,结果表明其准确度较高,判定系数R~2大于0.99.实验结果表明吸附剂的脱硫效率随颗粒粒径的增大而减小,SO_2进气浓度、线速度分别为1 000ppm、0.3m·s~(-1)时,3、5、10mm粒径活性炭床层穿透时间分别为6、4、1min,穿透后Cout/Cin升至20%时所经历的时间分别为34、22、15min;此外,床层最大吸附速率在吸附过程中受内扩散阻力影响而减小,且轴向各点吸附速率逐渐趋于一致.本文研究结果可为工业活性炭对SO_2的吸附脱除研究提供科学参考.     

电化学降解含酚焦化废水的研究

选用Ti／Ir2O3／RuO2为阳极，C-PTFE气体扩散电极为阴极降解模拟含酚焦化废水。利用正交实验，求出最佳操作条件。考察了苯酚浓度、电流密度、电解质浓度、pH值等因素对苯酚去除效率的影响。对电化学降解苯酚进行动力学分析，蛄果证明了其反应为一级动力学反应。     

生物膜填料塔净化甲醛废气以亚硫酸钠为喷淋液实验研究

以0.05M亚硫酸钠溶液为喷淋液,考查生物膜填料塔对甲醛废气净化效率和总去除量影响。实验结果表明:随着气体流量增大,总去除量随之增大,净化效率可达99.85%以上;随着甲醛气体入口质量浓度增大,净化效率和总去除量也随之增大,净化效率最高达100%,对应总去除量可达5.3mg/l.h;随着喷淋液流量增加,净化效率增加,大于99.5%,而总去除量稳定维持在1.67mg/l.h左右。该实验研究成果将成为高效净化甲醛废气有效途径的依据。     

利用城市给水厂污泥制备陶粒及其吸附去除水中Cr~(6+)的研究

以城市给水厂污泥为主要原料,辅以膨润土制备污泥陶粒,利用污泥陶粒吸附去除水中的Cr~(6+),研究了溶液pH值、溶液中Cr~(6+)初始浓度以及反应温度对吸附过程的影响.结果表明,当溶液pH值为4.5时吸附去除效果最佳;吸附量随初始浓度增加以及反应温度的升高而增大;吸附过程符合拟二级动力学模型;Langmuir等温吸附模型能够很好地描述等温吸附过程.     

高浓度甲醛废气的生物法处理实验研究

 以轻质陶块为填料,探讨了生物膜填料塔净化处理高浓度甲醛的生物降解性能及操作条件改变对净化效果的影响.实验结果表明:废气中甲醛质量浓度在50～220 mg/m³范围时,生物膜填料塔对甲醛具有较强的降解能力,净化效率均在93%以上;当甲醛进口质量浓度为200 mg/m³左右时达到塔内生物膜中微生物群体对甲醛废气的最大生化降解能力.操作条件的改变对甲醛废气的净化效果有一定影响,实验生物膜填料塔在气体流量200 L/h,循环液流量20 L/h时有最佳净化性能.     

改性花生壳对重金属Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

为了解决处理含铬等重金属废水时成本高和效率低等问题,采用吸附法去除Cr(Ⅵ),筛选廉价且吸附性能较好的吸附剂成为研究中的热点问题.而纤维素类农作物废弃物是廉价吸附剂的重要来源,文中选用花生壳为吸附剂原料,采用盐酸对其表面进行酸化改性.考察了pH值、温度、Cr(Ⅵ)初始浓度、改性花生壳投加量和吸附时间对铬离子吸附效果的影响.结果表明,最佳吸附条件为pH=l,温度为50℃,铬离子浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为10 g/L,吸附时间为140 min.通过考察反应动力学过程,发现改性花生壳吸附符合准二级反应动力学方程,Freundlich等温吸附模型也能较好地描述改性花生壳对铬离子溶液的等温吸附过程.经过分析研究和实验验证,改性花生壳对吸附废水中的Cr(Ⅵ)是可行有效的.     

改性花生壳对重金属Cr(VI)的吸附性能研究

为了解决处理含铬等重金属废水时成本高和效率低等问题,采用吸附法去除Cr(VI),筛选廉价且吸附性能较好的吸附剂成为研究中的热点问题。而纤维素类农作物废弃物是廉价吸附剂的重要来源,文中选用花生壳为吸附剂原料,采用盐酸对其表面进行酸化改性。考察了pH值、温度、Cr(VI)初始浓度、改性花生壳投加量和吸附时间对铬离子吸附效果的影响。结果表明,最佳吸附条件为pH=1,温度为50℃,铬离子浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为10 g/L,吸附时间为140 min.通过考察反应动力学过程,发现改性花生壳吸附符合准二级反应动力学方程,Freundlich等温吸附模型也能较好地描述改性花生壳对铬离子溶液的等温吸附过程。经过分析研究和实验验证,改性花生壳对吸附废水中的Cr(VI)是可行有效的。     

臭氧降解丁香酚的效果及动力学分析

采用臭氧氧化法降解含水溶性木素衍生物丁香酚的模拟废水,考察了初始p H值、丁香酚初始浓度、臭氧质量浓度和温度对臭氧氧化降解丁香酚过程中CODCr去除效果的影响,并对降解过程中CODCr去除反应的动力学进行研究.结果表明:臭氧对丁香酚具有良好的氧化降解效果,在p H=11、丁香酚初始浓度为1 mmol/L、臭氧质量浓度为24.83 mg/L、温度为25℃的条件下,臭氧降解丁香酚过程中的CODCr去除率可达67.77%;臭氧氧化降解丁香酚过程中CODCr的去除反应符合两段拟一级反应动力学特征;采用幂指数方程分析反应动力学,可分别得到0~10 min和10~60 min反应时间内CODCr去除反应的动力学方程.     

改性粉煤灰去除废水中Pb(Ⅱ)的研究

通过NaOH处理粉煤灰制备了改性粉煤灰,研究了溶液pH值、改性粉煤灰投加量、Pb(Ⅱ)初始质量浓度和吸附时间对废水中Pb(Ⅱ)去除效果的影响。结果表明,改性粉煤灰对Pb(Ⅱ)的去除性能明显优于粉煤灰。在25℃,pH值为4.5,改性粉煤灰投加量10g/L,吸附30min时,对初始质量浓度为50~200mg/L的Pb(Ⅱ)去除率均可达99%以上。改性粉煤灰对Pb(Ⅱ)的吸附过程符合Langmuir吸附等温方程和准二级反应动力学特征,且是自发的吸热过程,高温有利于吸附过程的自发进行。     

大豆秸秆生物炭对废水中Ni(II)的吸附性能

为了能以更有效更经济的方法去除废水中的Ni(Ⅱ),选用成本低廉的大豆秸秆制备生物炭作为吸附剂,研究了炭化温度、溶液pH、吸附剂投加量、溶液温度、Cd(Ⅱ)质量浓度对吸附效果的影响,得到了最佳的吸附条件,开拓了去除重金属镍的新方法,同时研究了生物炭对Ni(Ⅱ)的吸附动力学和吸附等温线。实验表明,大豆秸秆生物炭对Ni(Ⅱ)有较好的吸附性能,Ni(Ⅱ)质量浓度为20mg/L,炭化温度为500℃,pH为7,投加量为0.2g,室温为25℃,Cd(Ⅱ)质量浓度为0为最佳吸附条件。吸附反应符合准二级动力学方程。吸附等温线符合Langmuir模型,25℃时饱和吸附量为14.38mg/L。扫描电镜分析显示,炭化使得秸秆孔道结构增多,表面粗糙程度加剧,比表面积增大,从而提高了吸附性能。     

文冠果外皮对水体中锌的去除研究

生物吸附法是最经济有效的去除水体重金属污染的方法.为研究文冠果外皮对水环境中的锌离子的去除效率和去除机理,本文以文冠果外皮为吸附剂,研究了溶液pH值、吸附动力学、锌离子浓度、吸附剂投加量对水溶液中锌的吸附量与去除率的影响;通过模型拟合、离子交换实验和远红外光谱分析(FTIR),对吸附机理进行了探讨.结果表明:文冠果外皮是一种理想的锌吸附剂:适应pH值范围宽(3～6),达到吸附平衡时间短(30 min),吸附容量大(最大值为18.656 mg.g-1),去除效率高(60%～90%);吸附过程符合伪二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型.离子交换实验和远红外波普扫描分析表明离子交换和络合反应是主要吸附机理,主要的交换离子为K+,Ca2+,Mg2+和Na+,参与络合、螯合反应的官能团主要有-OH、-NH、-COO-、-C=O.     

Removal of Cd (Ⅱ) by Synthetic Nanocryptomelane from Sewage

利用合成纳米锰钾矿去除模拟废水中Cd (Ⅱ),研究不同去除反应条件对废水中镉离子去除率的影响.结果表明:合成纳米锰钾矿对水溶液中Cd2+的去除平衡时间约为2 h;在Cd2+质量浓度为50 mg · L-1、溶液初始pH=6.50、反应温度25℃、处理剂粒径96～120μm、每升模拟废水中投加2g合成纳米锰钾矿时,平衡后Cd2+去除率为90.6％.当Cd2+质量浓度不高于300 mg·L-1时,吸附等温线近似符合Langmuir模型,合成纳米锰钾矿最大理论吸附量为120.5mg·g-1.纳米锰钾矿对于Cd2+的去除是表面配位吸附、静电吸附、离子交换三种模式共同作用的结果.     

微生物腐败物对U(VI)的吸附动力学与热力学研究

为了解微生物腐败物对U(VI)的作用,通过扩大培养微生物,令其自然死亡腐败,制备了微生物腐败物。通过静态实验,对不同pH、反应时间、温度和铀初始质量浓度对微生物腐败物吸附铀的影响进行了研究,并进行了动力学和热力学分析。结果表明,pH、反应温度和铀初始质量浓度均是影响吸附的重要因素,吸附量随着铀初始质量浓度的增加而增加,反应在pH=4,温度为30 ℃时吸附效果最佳,吸附量为11.922 mg/g,吸附平衡时间为90 min。微生物腐败物对U(VI)的吸附动力学符合准一级动力学模型,表明吸附过程以物理吸附为主。吸附热力学研究发现其对U(VI)吸附过程符合Freundlich等温线模型,表明吸附作用过程主要为从外层扩散到内层的多层吸附。     

固定化细胞法脱除二氧化硫

运用正交实验确定了海藻酸钠包埋法制备固定化细胞的最优操作条件,并研究了固定床生化反应器中固定化细胞对低浓度SO2废气的去除能力.结果表明,制备固定化细胞的最优条件是:细胞量为0.3 g、海藻酸钠质量浓度为3%、氯化钙质量浓度为4%、固定时间为14 h.在无喷淋液体、气体停留时间为5 s、SO2入口浓度低于7 mg/L时,固定化细胞对SO2的净化效率达90%、最大生化去除量为240 mg/(L.h).固定化细胞的降解能力可以通过向反应器中鼓入空气并喷淋液体的方式在2 h内得到恢复.上述结果说明利用固定化细胞去除SO2废气是可行的.     

净化NOX生物膜填料塔的微生物分析

使用生物膜填料塔净化烟气中的NOx.实验结果表明,循环液pH、循环液流量、NOx气体进口浓度、气体流量对生物膜填料塔的NOx净化效率和生化去除量有显著影响.在NOx进口气体浓度为900mg/m3、气体流量为0.2m3/h、循环液pH为6.0、循环液流量为10L/h的最佳操作条件下,生物膜填料塔可以脱除烟气中80%左右的NOx.生物膜微生物的优势种为少动鞘氨醇单胞菌,通过平板计数法得到的生物膜最大活菌数为1.455×107CFU/g.