臭氧-活性炭工艺处理油田轻度污染地下水的实验研究

通过对臭氧氧化、活性炭吸附及臭氧-活性炭组合工艺的实验研究,探讨了利用臭氧-活性炭工艺处理石油类污染物轻度污染的地下水的可行性.研究发现,臭氧氧化能去除地下水中的部分石油类污染物(30%)和高锰酸盐指数(<10%);单独使用活性炭吸附对石油类污染物和高锰酸盐指数的去除效果有限,在空床停留5～60 min条件下,去除率分别约为14%,8%;在正交实验获得的最佳实验条件下,臭氧-活性炭组合工艺可以使地下水中的石油类污染物、高锰酸盐指数达到国家饮用水水质标准(GB5749-2006).结果证明,臭氧-活性炭工艺是处理石油类污染物轻度污染地下水的有效方法.     

基于含水层介质中铁的类Fenton技术去除地下水中硝基苯

为了将Fenton氧化技术氧化能力强的优势引入到硝基苯污染地下水的原位化学修复中,通过实验模拟在地下环境温度为8~10℃、pH为中性条件下,以含水层介质中铁为催化剂的类Fenton技术去除地下水中硝基苯的过程,比较不同浸提剂对含水层介质中铁的浸提效果,并对氧化硝基苯的反应中自由基生成规律和催化氧化机理进行研究。研究结果表明:浸提剂强化了介质中各形态铁的释放,浸提作用存在滞后性,浸提36 h后铁在浸提液中浓度达到峰值;浸提剂DCB对介质中Fe3+和Fe2+的浸提效率最高,分别为62.92%和30.17%。催化氧化反应中硝基苯与H2O2的最佳摩尔比为1:200,该条件下硝基苯去除率最大为80.2%;催化氧化反应过程中HO.的变化可分为3个阶段,即0~30 min的快速生成阶段,30~120 min的生成速率降低阶段和120~240 min的稳定阶段。     

组合塑料碳素纤维生物膜技术处理景观水体的研究

对一种新型组合碳素纤维填料应用到生物膜技术中进行了研究,探讨其对于富营养化景观水体的净化效果及最佳填充量。首先采用污水厂的活性污泥进行曝气挂膜,待挂膜成熟后,在温度25℃左右,曝气量2. 5 L/min条件下对比填料在0. 1、0. 3、0. 6、0. 9、1. 2 g/L等不同膜填充量下净水效果,探讨该组合材料处理景观水体的最佳膜填充量。结果表明:新型组合材料在膜填充量分别为0. 1、0. 3、0. 6、0. 9、1. 2 g/L时COD_(cr)去除率分别为81. 33%、88. 33%、91. 67%、98. 33%、81. 67%; TN去除率分别为42. 32%、45. 61%、53. 13%、60. 01%、44. 48%; TP去除率41. 51%、79. 39%、83. 76%、80. 12%、74. 29%。研究表明,该组合填料最佳膜填充量为0. 9 g/L,对富营养化水体中的COD_(cr)、TN、TP有良好的去除效果,是一种高效的新型水处理材料。     

高浓度全氟辛酸污染地下水原位修复材料研究

采用有机玻璃柱模拟可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB),制备球状吸附材料作为PRB填充材料,模拟地下水环境连续进水,探究对高浓度全氟辛酸的去除效果.结果表明:由活性炭、生物炭、沸石和零价铁等制备的复合材料对高浓度全氟辛酸去除效果较好,其中活性炭∶凹凸棒土∶零价铁粉为2∶4∶0.4的材料和其他配比的材料相比,吸附效果更好,比表面积测试结果显示其具有更大的比表面积.当全氟辛酸浓度为50 mg·L^-1时,其去除效果达到95%以上;运行75 d后进水全氟辛酸浓度增加至100 mg·L^-1,连续运行至190 d,去除率为83.4%～96.6%;且pH越低,材料吸附效果越好;吸附4 h左右可达到吸附平衡.该复合材料的试验效果表明该技术可应用于处理高浓度全氟辛酸污染的地下水,实现地下水污染的原位修复.     

新型生物反应墙原位修复石油烃污染地下水

以功能微生物、泥炭和粗砂为填充介质设计新型生物反应墙,研究了反应墙对地下水中石油烃污染物的修复效果与机理。结果表明:运行期内生物反应墙修复效果良好,苯系物、萘系物及菲去除率为83.6%～99.85%,其中71.23%～99.71%在墙体前半部分被去除。泥炭介质和功能微生物能够稳定发挥对污染物的吸附与降解功能,32.63%～77.98%的BTEX和97.14%～99.81%的目标PAHs被泥炭吸附去除;18.96%～50.98%的BTEX和已吸附于泥炭上的大部分石油烃污染物均显示被生物降解。微生物对污染物的降解可有效延长泥炭的吸附寿命,泥炭对功能微生物的营养供给可使反应墙内长期保持较高的功能微生物数量,每克干介质约含有3.46×106～6.16×109个。因此新型生物反应墙原位修复石油烃污染地下水是可行的。     

凤眼莲和浮萍对水中硝基苯的净化及动力学研究

在实验室条件下,模拟大型水生浮叶植物凤眼莲和浮萍净化水中硝基苯的过程,并采用积分法对其净化过程的动力学反应进行研究.结果表明,3种硝基苯污染浓度下,凤眼莲的净化效果均优于浮萍.浮萍净化作用下,硝基苯的去除率最高为40.0%.而凤眼莲对硝基苯的去除率可达到61.1%.二者去除硝基苯的动力学也有差异,凤眼莲净化水中硝基苯的过程可以用一级过程动力学描述,而浮萍净化水中硝基苯的过程则为零级动力学描述.     

控制低溶解氧浓度实现生活污水短程硝化研究

以SBR工艺处理低C/N生活污水 ,研究了溶解氧浓度 (DO)对硝化过程中亚硝酸氮积累的影响 .在 2 0～ 2 5℃ ,进水氨氮为 78～ 10 8mg/L时 ,当DO <1.0mg/L ,出现亚硝酸氮的累积 .当DO在 0 .5～ 0 .7mg/L时 ,曝气时间 6h ,亚硝化率可达到 80 %以上 ,氨氮去除率在 95 %以上 .与其他 5个溶解氧浓度水平相比 ,该条件下是既达到较高亚硝化率 ,又达到较高氨氮去除率的最佳工况     

催化型微电解-BAF工艺对垃圾渗滤液深度处理的研究

采用催化型微电解一BAF组合工艺对垃圾场的老龄渗滤液进行深度处理.通过静态正交试验确定废铁屑和焦炭最佳投加体积比为l︰3;调酸最佳反应pH值为3;调氧化剂H2O2和COD的最佳质量比1.5︰1;调碱最佳反应pH值为7.5;微电解最佳反应时间为1.5 h;调氧化剂H2O2后沉淀最佳反应时间为1.5 h;调碱后沉淀最佳反应时间为2.0 h,试验中COD和色度去除率分别高达85%和95%;BOD5/COD从0.03提高到0.35左右,改善其可生化性为后续生化处理创造良好的条件.催化型微电解反应后使用BAF生物法处理,其出水水质达到垃圾渗滤液国家排放标准.     

PRB技术处理污染地下水的试验研究

试验采用粗砂、零价铁、富含微生物的土壤和锯末按不同比例搅拌均匀形成混合物,以此为介质做成可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,简称PRB)反应器;取大通垃圾场产生的垃圾渗滤液,分别稀释5倍和40倍制成水样,作为模拟污染的地下水;进行2组正交试验,对各反应器的综合处理效果进行对比分析,结果表明:地下水中污染物的含量增高时,PRB出水pH值的增幅也会随之增大;进水污染物浓度变化时同一反应器CODCr去除率、BOD5去除率差异均很大,部分反应器CODCr和BOD5去除率在50%以上,但也有反应器出水CODCr和BOD5不降反升;2组正交试验的浊度去除率都处在较高的水平,许多反应器浊度去除率达到了80%~90%;进水浓度低时反应器的色度去除率超过70%。因此,用PRB处理受垃圾渗滤液污染的地下水是可行的。同时,从正交试验结果也得出了进水污染物浓度不同时PRB的最佳介质配比、反应时间以及各影响因素的主次排序,为PRB进一步的研究和设计提供了依据。     

Fenton试剂-微电解预处理硝基苯类废水试验

采用F en ton试剂-微电解联用预处理一种高浓度硝基苯类化工废水.试验结果表明:在[H2O2]=0.1 m o l.L-1,[F e2 ]=0.01 m o l.L-1,反应时间60 m in,反应体系pH为3.0时,经F en ton法预处理后废水中硝基苯类化合物去除率达到44.6%,CODC r去除率达到48.1%,而经F en ton试剂-微电解联用预处理后,硝基苯类化合物去除率可达到96.8%,CODC r总去除率可达到67.2%.     

不同复合萃取剂对砷污染土壤修复效果的对比

以砷污染土壤为研究对象, 用化学萃取法中的批量振荡实验法, 分别考察5种萃取剂的单一及复合作用效果, 得到砷污染土壤的最佳萃取剂优化组合方式, 并通过动力学特征实验考察萃取过程中的速率控制步骤和因素. 结果表明： 单一萃取剂对土壤中砷的去除效果依次为草酸(OX)>NaOH>乙二胺四乙酸(EDTA)>KH₂PO₄>柠檬酸; 2种复合萃取剂除砷率最高的组合为EDTA+OX, 优化实验条件为m(土)∶V(溶液)=1∶8, 振荡萃取8 h, 除砷率达855%; 适当的组合萃取剂高于单一萃取剂的除砷效果. 3种和2种萃取剂复合的作用效果无明显差别; 不同复合萃取剂的动力学过程可用准二级方程描述（p<0.01）, 推测萃取过程主要受化学反应机理的控制, 反应涉及萃取剂与砷化物之间的电子共用或电子转移.     

相变材料对家用水箱性能的影响及相变层厚度优化

基于相变蓄热水箱的发展现状,结合家用生活热水系统相关设计规范及标准,对相变水箱的结构进行了设计,并采用有限元软件对相变水箱的性能进行了模拟研究.首先建立了相变水箱的数值计算模型并利用实验数据验证模型的准确性;在此基础上,通过蓄放热阶段水温响应特性、相变材料温度及液相比等参数,对相变水箱的蓄放热特性进行了研究;另外,比较分析了不同相变层厚度参数对相变水箱蓄放热过程的影响,并对相变材料的用量进行了优化.结果表明,对于家用水箱,增设相变材料层可以延长水箱蓄热过程;在水箱放热过程中,放热时间随着相变层厚度的增加呈现先延长后缩短的变化趋势;与其他相变厚度的模拟工况相比,相变层厚度为30 mm时,水箱的释热性能最佳,放热时间较普通水箱增加10％左右,且维持水温处于较高温度的时间有所延长.可见相变材料的蓄放热特性直接影响着家用水箱的性能,寻求相变材料的最优用量可为相变水箱的设计及实际应用提供参考.     

溴氮型阻燃剂2，4，6-三（2，4，6-三溴苯氧基）-1，3，5-三嗪合成新工艺的研究

研究了以三聚氯氰（CNCL）和三溴苯酚（TBP）为原料,以复合物CJ-1为相转移催化剂,以氢氧化钠为缚酸剂,合成溴氮型阻燃剂2,4,6-三（2,4,6～三溴苯氧基）-1,3,5-三嗪（FR-245）的新工艺。结果表明,较适宜的合成工艺条件是：n（CNCL）：n（TBP）：n（NaOH）：n（CJ—1）-1：3．05：3...     

水溶性维生素E的合成工艺研究

采用纯度较高的VE琥珀酸单酯作为原料、对甲苯磺酸作为催化剂与聚乙二醇1 000进行酯化反应得到TPGS.通过考察初始原料比、催化剂用量、反应温度和反应时间对酯化反应的影响,发现初始原料比、催化剂用量和反应温度对酯化反应的影响比较显著,而当反应达到平衡时,反应时间对结果影响不大.因此又采用正交设计对优化TPGS的合成工艺,得到最佳工艺为反应时间为4 h、反应温度为110℃、催化剂用量为0.5 g和原料配比为2∶1.考察其重现性,得到平均转化率为95.261%、选择率为94.280%、收率为95.067%.     

AlCl3催化苊与硝基苯制备功能高分子中间体

为制备更多新型功能高分子中间体,研究了高活性lewis酸AlCl3催化作用下,苊与硝基苯在温和条件常温常压下的反应．GC／MS分析发现生成了N-苯基氨基苊烯、N-苯基氨基苊、联苊-苊烯和联苊等产物．GC考察了不同反应条件对苊转化率和产物选择性的影响,时间对苊转化率影响不大,N-苯基氨基苊的选择性随着时间增加而增大;随着AlCl3用量的增加,苊转化率和N-苯基氨基苊的选择性随之增加;AlCl3与苊的摩尔比为1．2和2．4时,产物中联苊和N-苯基氨基苊的选择性分别达到77．6％和90．2％．对不同反应条件下的反应产物,通过重结晶获得了多环功能高分子中间体联苊和染料、医药中间体5-（N-苯基）氨基苊两种主产物的纯品,用GC／MS、FT—IR、UV和^1H NMR等分析测试手段鉴定了其结构．     

新型混合澄清槽的澄清性能

混合澄清槽是稀土生产过程中应用最广泛的萃取设备,其单级的澄清室与混合室体积比多在25∶1以上,造成生产过程中占地面积大、稀土存槽量大、夹带损失高等不利影响.为解决此问题,设计了一种新型混合澄清槽,在澄清室增加搅拌圆筒,创新性采用紫外可见光分光光度法考察不同条件下的水相夹带量以衡量其澄清性能,并与实际生产线测定结果对比.结果表明:适当的搅拌转速、离底高度和环盖尺寸等条件均有利于两相分离.环盖直径30mm、离底高度13cm及搅拌转速低于300r/min时,所测水相夹带量均小于实际生产线夹带量的050%,满足实际生产要求.     

微波辅助提取马铃薯粉渣中果胶工艺研究

以马铃薯粉渣为原料,研究微波辅助提取果胶工艺.对比了液料比、提取pH值、微波加热时间、微波功率和硫酸铝用量对果胶提取率的影响,确定优化提取方案.结果表明,优化的提取条件为:液料比15∶1,提取pH值为2,微波加热时间为5 min,微波功率0.4 kW,硫酸铝用量7 mL,果胶提取率为1.853 7%,比传统提取方法时间缩短、产率提高、大量节约溶剂.     

7-AVCA的合成

设计并成功建立了以7-苯乙酰氨基-3-氯甲基-4-头孢烷酸对甲氧基苄酯(GCLE)为原料合成7-氨基-3-乙烯基头孢烷酸(7-AVCA)的路线,并对其工艺条件进行了优化,确定了7-AVCA的最佳合成条件.当n(GCLE)∶n(PPh3)∶n(NaI)∶n(HCHO)∶n(NaOH)为1.0∶1.1∶1.0∶10.6∶0.976时,3-乙烯基头孢菌素中间体5的收率为90.7%;当n(中间体5)∶n(苯酚)为1.0∶10.0,反应温度为60℃,反应时间为4 h时,7-AVCA的收率为77.0%.     

酶法提取方格星虫多糖的条件及优化

【目的】确定胰蛋白酶酶解法提取方格星虫(Sipunculus nudus)体壁中水溶性多糖的最优条件。【方法】分别从料液比、浸提温度、浸提时间、浸提pH值、酶底比等5个方面进行了初步研究。研究分为两部分进行,先确认提取方法中各单因素的最优条件,再根据单因素试验结果选取4个主要因素(料液比、浸提温度、浸提pH值、酶底比),进行四因素三水平的正交试验,得到方格星虫水溶性多糖水提法的最佳组合。【结果】正交试验结果表明:对方格星虫多糖提取率影响最大的为浸提温度,其次是pH值和料液比,影响最小的为酶底比。最佳浸提条件为:温度60℃、pH值8.0、料液比1∶12g·mL-1、酶底比为2.0%、时间3h。【结论】在最优浸提条件下,方格星虫水溶性多糖酶提法所得的最佳提取率为1.59%。此方法高效稳定可行,能有效提高方格星虫的多糖提取率。     

相变蓄热水箱的性能优化模拟分析

采用COMSOL Multiphysics计算流体动力学软件建立相变蓄热水箱的数值模型,通过实验验证数值计算模型的准确性,并对相变蓄热水箱结构进行优化.分析不同环形金属隔板分层数和隔板厚度对相变蓄热水箱蓄放、热过程的影响.结果表明：在相变层内部设置的环形金属隔板可改善相变蓄热水箱的运行特性;蓄热过程中,环形金属隔板分层数和隔板厚度的增加有利于固态相变材料熔化,潜热利用率得到提升;放热过程中,增设环形金属隔板能使相变材料达到更低的固相比;厚度为5 mm的环形金属隔板对促进相变材料液化、维持水温的作用强于厚度为2,10 mm的环形金属隔板.