含有非离子型表面活性剂剂的生产废水属于危废么?非离子型表面活性剂剂的浓度在5%左右

对于含高浓度表面活性剂和高磷的有机废水,必须经过絮凝沉淀物化处理,以脱除大部分的污染负荷,降低废水中表面活性剂浓度,以利于下一步的生化处理。中试实验结果及工厂实际运行数据表明,絮凝沉淀的处理是废水处理的关键步骤,选用合适的药剂和适宜的投加条件,废水中的COD及LAS可分别去除55%和65%以上,总磷脱除90%以上。该项目通过了由广东省科技厅组织、广东省教育厅会同广东省环保局共同主持的科技成果鉴定。该项目围绕高浓度表面活性剂废水水量波动大,LAS浓度高,极易产生泡沫和磷含量高,处理难度大等特点,在现场水质调研检测和中试研究的基础上,确定采用混凝-厌氧(水解酸化)-接触生物氧化工艺,技术路线合理,工艺参数选取恰当,为高浓度活性剂废水处理提供了先进的工艺。3.该项目对混凝反应器设计与药剂筛选、厌氧PH值与水力学条件确定和好氧节能控制等方面进行了探索实践。经动态模拟装置的试验和浪奇-宝沽公司废水处理站近二年的运行表明,该项技术可有效的处理高浓度表面活性剂废水,处理后出水水质达到国家和地方的一级排放标准。
日用洗涤剂化工行业排放的生产废水中除含有大量表面活性剂外,还含有高浓度硫酸盐。这类废水所含高浓度硫酸盐的特点决定了其不宜采用厌氧生化法进行预处理,同时这类废水较高的化学需氧量(COD)及阴离子表面活性剂(LAS)的特性又决定了不能直接采用好氧生化法进行处理。本着清洁生产的原则,本课题根据工厂实际生产情况,将磺化车间碱洗塔的废水单独分开处理,其它车间的废水和生活污水采用混凝-水解酸化-接触氧化的主体工艺进行处理使其达到排放标准。对于磺化车间碱洗塔的废水,由于其含有高浓度亚硫酸盐和表面活性剂(LAS),本研究课题重点考察了此类特殊废水的降解可能性及处理方法、操作参数等。  
本课题主要取得了如下成果:  
(1)在中性条件下,本实验采用单独空气氧化法、以陶粒为MNO2载体的空气氧化法、以锰砂为载体的空气氧化法及以陶粒为载体的臭氧空气混合气体氧化法进行处理研究。实验发现采用以陶粒为MNO2载体的臭氧空气混合气体氧化法,对废水中的COD、LAS、SO32-和色度的综合去除效果最好。臭氧每小时的投加浓度为300MG/L,当臭氧的投加量为1.05G/L时,出水接近无色,SO32-的浓度降低到5180MG/L; LAS的浓度约为15MG/L,而此时的COD浓度大约为650MG/L。同时对实验结果进行分析计算,结果表明臭氧对此类废水不仅具有氧化作用,还具有催化作用。臭氧空气混合气体氧化后的废水再经过FENTON氧化处理,出水的COD浓度约为66.67MG/L,LAS浓度约为5MG/L,出水接近无色,达到广州市污水排放标准(DB44-37-90)新扩改中的一级排放标准。  
(2)将碱洗塔的浓相废水分离之后,研究发现原有的生物处理站的废水其生化性能得到较为明显的改善。工艺原先存在的大量发泡现象也得到了有效的解决,同时生物处理站的出水重新达到排放标准。  
(3)将部分废水分离的方法,有效地解决了洗涤工业LAS废水处理过程中的发泡、处理不能达标的问题。对含高浓度亚硫酸盐的表面活性剂废水的成功处理,填补了国内外对此类废水处理的理论空白,为亚硫酸盐的氧化机理研究提供实验依据,同时也为洗涤工业废水处理系统的优化提供了必要条件。本方案最大限度的降低了工程的初期投资成本及运行成本,为洗涤工业污废水的排放与再利用提供了有效的清洁生产方案。
随着工农业生产的高速发展和人民生活水平的迅速提高,含氮化合物的排放量急剧增加,氨氮成为水体富营养化的主要污染物之一,特别是高浓度氨氮废水对水体的污染更加严重。钢铁行业主要的水体污染源来自焦化废氨水,排放废氨水中的氨氮浓度超标,因此,废氨水的脱氨氮已经成为当今急待解决的环保课题。
目前没有一种氨氮废水处理技术既能经济有效地处理高浓度的氨氮废水、又无二次污染,结合当前焦化废水中氨氮不能达标排放的现状,本文采用“煤气吹脱解吸法”处理焦化废水中高浓度氨氮,该法是建立在吹脱法基础上的一种新的氨氮脱除技术,同时引入了第三组分-表面活性剂作为吹脱助剂,此法经济有效,无二次污染,国内外鲜有报道。
吹脱助剂协同煤气吹脱解吸法处理焦化废水中氨氮的过程实质为气液传质过程,影响氨氮脱除率的主要因素包括:废水温度、体系ph、煤气流量、吹脱时间、吹脱助剂的投加量等。第三组分-表面活性剂作为吹脱助剂的协同作用,能通过改变界面性能、增加气液传质面积、促进界面湍动和marangoni效应等来提高氨氮脱除率。
本文利用正交设计方案,分别做了吹脱助剂协同煤气吹脱解吸法处理焦化废水中氨氮的静态和动态试验研究。通过静态试验得出:①在影响因素废水温度t、体系ph、煤气流量q、吹脱时间t-致的条件下,通过添加微量的表面活性剂便能使氨氮脱除率由96%提高到99%以上,证明吹脱助剂在煤气吹脱解吸法中有较强的协同作用;②当吹脱助剂Ⅰ的投加量为0.0035g/l和吹脱助剂Ⅱ的投加量为0.00030g/l时,氨氮的脱除率都达99%以上,处理后废水中氨氮含量均小于50g/l,满足生化处理要求。
通过模拟工业化的动态试验得出:①无表面活性剂协同作用时,影响氨氮脱除率的因素主次顺序为:t>t>ph>q;最佳操作条件为:废水温度t=80℃,吹脱时间t=180min,体系ph=10.6,煤气流量q=13.0m3/h,此条件下氨氮脱除率为90.45%。②在上述最佳操作条件下,引入表面活性剂作为吹脱助剂协同煤气吹脱解吸法处理焦化废水中氨氮,氨氮脱除率从90%提升至95%,挥发酚的脱除率由29.35%提高到46.08%,对cod的脱除效果影响不明显。出水氨氮浓度为198mg/l,满足后续生化处理要求。
本研究中表面活性剂的投加量少、协同作用非常显著,证明了表面活性剂作为吹脱助剂协同煤气吹脱解吸法处理高浓度氮氮废水是一种高效性、经济性、环保性的方法。
废水中的全氟辛酸铵是一种价格昂贵并且难降解的物质,普通的分离方法都存在分离效率低,耗能大,价格昂贵的特点。本文采用泡沫分离法对废水中的全氟辛酸铵进行回收,研究内容如下:(1)通过实验研究了气体流量、液体流量、进料浓度、泡沫层高度和清液层高度之比、ph值对废水中全氟辛酸铵脱除率的影响,得到了最佳的操作条件。(2)通过改进实验方案,利用表面活性剂的协同效应,用加入少量阳离子表面活性剂的办法,大大提高了分离效率。通过配制不同配比下的混合溶液,测定表面张力随浓度的变化关系,得到了最佳进料配比,研究了最佳配比下气体流量、液体流量、进料浓度、泡沫层和清液层高度比对混合溶液分离效率的影响。(3)测定了全氟辛酸铵泡沫液的化工流变学特性,得到了泡沫流体的本构方程。(4)研究了氟表面活性剂的吸附平衡关系。
结果表明:通过混合的溶液分离效率得到显著的提高,残液中的全氟辛酸铵含量为8mg/l,达到了国家的排放标准,这表明泡沫分离法对脱除废水中的少量表面活性剂是一种可行的高效的分离方法,有望在今后得到广泛的应用。
本课题主要研究了剩余活性污泥的资源化利用。剩余活性污泥是活性污泥法工艺中经二沉池沉淀后排除的部分活性污泥,其中主要组成为具备生物活性的微生物,具有一定的絮凝活性,即具吸附性能和沉降性能,由此产生了利用剩余活性污泥,生产性能更为优越的微生物絮凝剂的想法。
剩余活性污泥具有絮凝活性,这与其中存在的微生物的细胞化学成分和细胞表面所带的电荷有直接关系,而细胞表面所带电荷与其zeta电位成正比。本文研究了酸碱和化学消毒剂,对剩余活性污泥中细菌的表面性质尤其是表面zeta电位,所产生的影响,并推测化学消毒剂的杀菌机理。所得结论如下:(1)在酸性条件下,细菌细胞表面的zeta电位值较低,即细菌细胞表面所带负电荷较少;(2)在碱性条件下,细菌细胞表面zeta电位值较高,即细菌细胞表面所带负电荷较多。这是因为h+和oh-与细菌细胞壁结构中的化学成分发生了化学反应,改变了其化学成分中的-oh、-cooh、-nh2等部分活性基团的带电符号。(3)化学消毒剂的杀菌机理是与细胞壁成分中的活性基团发生了酰化、交联或氧化反应,改变了细胞的表面性质,因此破坏了细胞壁的生理功能,导致细胞死亡。
在前述实验基础上,研究了酸碱改性剩余活性污泥的絮凝性能,并推测了其絮凝机理。得知剩余活性污泥的絮凝机理具有复杂性,是多个因素的共同作用,主要有吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用。
通过l9(34)正交实验等一系列实验,得出剩余活性污泥与碱性试剂以质量比3∶1混合后,在35℃下反应24h,所得的改性污泥絮凝效果最好。将此条件下的改性污泥应用于实际废水,得到了较好的处理效果,尤其是对高浓度有机废水、高悬浮物的建筑材料加工废水,以及染料废水的处理,其cod去除率、浊度去除率和脱色率均高于聚铝絮凝剂。
利用剩余活性污泥生产微生物絮凝剂是一种全新的想法,目前尚未见文献报道。这一研究不仅变废为宝,而且开发了一种廉价、高效的微生物絮凝剂。
本文综述了液膜分离技术的概况,对液膜技术的发展过程;液膜的组成与分类;液膜分离机理以及乳状液膜在水处理方面、分离提取金属、氨基酸方面、医药化工方面等的应用作了介绍。分别对用乳状液膜法处理含醋酸废水、含硫普罗宁废水的工艺条件进行了研究,讨论了表面活性剂浓度、搅拌速度、试剂比、油内比和乳水比等对提取率的影响。用lms-2-煤油-naoh体系分离提取醋酸,最佳工作参数为lms-2为2-3%,乳水比为1∶3,油内比为1∶1,试剂比为5-6,转速为250-280r/min,在最佳工作参数下,醋酸提取率为96%。用lms-2-toa-煤油-naoh体系处理硫普罗宁废水,最佳工作参数为toa为5%,乳水比为1∶2,油内比为1∶1,试剂比为6-8,转速为240r/min,温度为20℃,在最佳工作参数下,硫普罗宁提取率为90%。尝试采用高效液相色谱法代替碘量法测定硫普罗宁含量,精密准确、快速方便。结果表明,乳状液膜法是一种高效、快速、经济实用的方法,可进一步推广应用于工业废水和处理。
含表面活性剂的废水对环境造成了极大的污染,本文用铁炭法对广泛使用的表面活性剂LAS进行了处理,效果良好,设备简单,投资少,是处理高浓度LAS废水的有效方法.通过试验分析了PH值、铁炭比、停留时间对处理效果的影响,并选出了最佳反应条件为:PH=2,停留时间120分钟,铁炭比为5:1(质量比)时,LAS和COD去除率分别可达到96%和94%左右.铁炭微电解处理LAS的动力学符合一级反应动力学,反应速率常数随着PH的增加而减小,随着温度的升高而增大.铁炭法处理LAS的作用机理认为主要是基于电极产物的氧化还原作用和新生FE(OH)及FE(OH)的絮凝作用.
该文研究工作为国家高技术研究发展计划(863计划)重大专项课题《湿式氧化催化剂和反应器的研制和开发》(项目编号:)的一部分.以高浓度有机废水为研究目的和对象,以研制高效稳定的新型催化剂为目标,研究了催化剂制备条件对催化剂性能的影响,以及催化反应条件对催化剂性能的影响.在文献调研的基础上,从文献报道的均相催化剂、负载型贵金属催化剂、负载型铜系列催化剂等众多的催化剂中,初步选定了稀土系列的催化剂,因为相对前面提到的催化剂,稀土系列催化剂具有稳定性高、催化活性高以及价格便宜等优点,具有研究价值.活性组分选择了MN和CE,制备方法选用共沉淀法.研究了活性组分配比、沉淀条件、老化条件、焙烧条件对催化剂性能的影响.并通过XRD分析、BET比表面积分析和孔结构分析等方法对催化剂进行了表征.结果表明焙烧温度是影响催化剂性能的主要因素.高温时,分解产物再结晶,得到一定的晶型、晶粒大小、孔结构和比表面的催化剂,通过高温下离子的热迁移可能形成晶格缺陷,使催化剂具有活性.但焙烧温度过高时,会产生晶体的烧结现象,氧化物的晶相显示结晶度大大提高,平均孔径有较大幅度的提高,导致孔体积和比表面积都急剧下降,催化活性大大降低.虽然金属离子的溶出现象不明显,但可以看出反应温度的升高会导致离子溶出量的增加,不同焙烧条件下形成的晶体的结构特征也会造成离子溶出的程度不同.另外,催化剂活性组分配比,沉淀剂的类型等制备条件也不同程度地影响了催化剂的活性.该文还研究了催化湿式氧化反应条件对湿式催化氧化效果的影响.结果表明,反应温度显著影响模拟废水的湿式催化氧化效果.挥发酚、CODC,和TOC的去除率随温度升高明显提高.催化湿式氧化中的氧分压、催化剂的投加量、原水的CODCR浓度、原水的PH值均对原水的处理有很大的影响.处理效率是随氧分压、催化剂投加量的增加而增加的,随原水CODCR浓度的增加而减小的.所以在选择这些工艺参数时,应综合考虑经济性和处理效率等多方面的因素做出合适的选择.该课题研制的催化剂使用间歇式反应釜处理模型废水,能够在较低的温度下得到较高的处理效率.经催化剂的表征可以看出,该催化剂具有良好的稳定性.该催化剂的研究为后续连续式反应器处理工业废水的研究打下坚实的基础.
该文对乳化液的混凝破乳处理进行了研究,并提出一种物化处理方法.即:混凝→絮凝气浮→粗粒化→nac10氧化→砂滤.乳化液废水含各类动植物油、矿物油、阳阴离子型表面活性剂和各类助剂,cod高达mg/l、油份mg/l,属较难处理的高浓度有机物、高油份的生产废水.通常的酸化法、盐析法、生物法因为各自的局限性都难以满足操作要求或难以处理达标.该技术在国内首次采用一种新颖的物理化学综合处理方法对其进行处理.处理后,乳化液出水水质明显达到国家标准(gb),大大减少了污染,cod去除率可达90%以上,油份去除率为94.9%.1、分析了乳化液的成分及乳化成因,研制出一种新颖的组合破乳药剂,采用无机高分子混凝剂pafs和有机阳离子高分子絮凝剂pdadma综合使用获得显著的破乳效果.2、采用核桃壳作粗粒化滤料进行油水分离有一定的创新性,试验研究证明该滤料对水中的细分散油和乳化油有较好的去除效果.在进水油浓度50mg/l时,对油的去除率为75~80%.3、提出了一种成本较低、操作简单的物化处理方法,该法对含有多种表面活性剂成份的乳化液废水处理效果显著,并在工程中取得了满意的效果.由于国内对乳化液的处理研究较少,因此该技术对于指导实际生产具有特别重要的意义,可应用于中国机械工业的高浓度有机物、高乳化油废水的处理,并可以推广到废水性质相类似的其它工业,如石油化工、炼焦制气、食品、钢铁等行业中,具有良好的社会、经济效益,有着广阔的实用前景.
含油废水水量大、难治理,特别是其中的乳化油由于其特殊的稳定性,很难得到有效治理。现有处理方法大多需要投加化学试剂破乳,处理效率不高,且造成二次污染,不利于废水中有用油品的回收和水资源的回用。
本论文针对含油废水中较难治理的乳化油废水,选用了三种不同的粗粒化材料即既亲水又亲油的高分子聚合物NG-001(粒径为5-40μM)、SQ-2(粒径为0.3-1 MM)及亲油疏水的BQ-2(粒径为5-40μM),结合粗粒化原理设计了实验室用油水分离装置,并对上述三种粗粒化材料除油性能进行比较。
实验系统地研究了模拟乳化油废水的水质,粗粒化材料的性质与填充方式及操作条件等因素对粗粒化法处理模拟乳化油废水的影响。研究结果表明:(1)既亲油又亲水的高分子聚合物NG-001是性能稳定的乳化油废水处理的粗粒化材料,对浓度为70 MG/L左右(表面活性剂含量为0.5‰)的乳化油废水有94%左右的去除率;对较高浓度(250 MG/L左右,表面活性剂含量为0.5‰)乳化油的处理,采用NG-001与SQ-2复配,去除率可达88%以上,处理效果稳定,工艺条件可靠。(2)在实验研究的范围内,温度越高越好,表面活性剂含量越低越好,对于进水浓度在70 MG/L左右的乳化油废水,最佳工艺条件是:室温下,采用粗粒化材料NG-001,材料的填充高度为20MM,进水流量为15 BV/H。
在对模拟乳化油废水实验研究的基础上,对南京炼油厂二级隔油后的出水(含乳化油为主)进行粗粒化法处理研究。实验采用两种不同粒径的粗粒化材料(NG-001与SQ-2)的复配方式,结合模拟乳化油废水处理的最佳工艺条件,对实际废水进行了处理。原含油废水油含量为97.5 MG/L左右,苯酚含量为45MG/L左右,COD为550 MG/L左右,经过处理后出水的油含量为5.0 MG/L左右,苯酚为11.5 MG/L左右,COD降为308 MG/L左右,为后续深度处理提供了条件。稳定性实验的研究表明,实验所确定的再生及运行工艺条件是可行的。
木质纤维素是世界上最丰富的碳水化合物资源。随着地球上不可再生资源化石燃料日益耗尽,利用生物技术将木质纤维素通过生物转化生成可替代化石燃料的酒精具有重大意义。
木质纤维素生产燃料乙醇的酶法糖化过程中,预处理与纤维素酶是两个关键的成本控制因素。因此本论文选用价格低廉、已脱去木质素的废报纸作为原料,不需要复杂的预处理,节约了成本。同时在同步糖化发酵中添加非离子表面活性剂,提高纤维素的水解率,进而提高最终的燃料乙醇产率。
在造纸过程中使用了大量的化学物质,这些物质黏附在报纸的外层,报纸的水解效率很低。用0.25%磷酸在室温20℃处理30分钟,废报纸悬浮液的浓度为50g/l,反应后过滤,水洗至中性,可以破坏报纸的胶层结构,提高报纸的酶解效率。研究中采用安琪耐高温酿酒高活性干酵母和丹宝利耐高温酿酒高活性干酵母进行发酵,两种菌株均具有耐酸耐高温的优势,可在40℃正常发酵,缓解纤维素水解的温度和酵母菌发酵的温度不一致的矛盾。。
同步糖化发酵被认为是木质纤维素生物法转化为酒精最有效的方法,也是最常用的一种方法。工艺简单,糖化和水解在一个反应器中进行,水解产生的葡萄糖不断被微生物消耗,避免了对水解反应的产物抑制,有利于酶水解的进行,提高了糖化效率和发酵效率。因此本论文采用这种工艺进行燃料乙醇的生产。
在实验中,考察了添加不同的非离子表面活性剂吐温20、吐温60、吐温80和曲拉通x-100对同步糖化发酵结果的影响,通过比较表明,吐温20的效果最好,能显著地提高发酵液中还原糖的产量和乙醇产率。
实验中还研究了添加吐温20对废报纸同步糖化发酵产酒精的影响,与不加表面活性剂的实验进行对比,并通过正交实验和单因素实验考察了发酵时间、酶用量、接种量和吐温20的浓度对废报纸同步糖化发酵的影响。结果显示吐温20能有效提高发酵液中还原糖的浓度和酒精的产率,减少高成本的纤维素酶用量。添加0.15%的吐温20,酒精产率相应地增加了5.47%和7.24%,还原糖的含量分别增加了11.8%和12.2%。在最优发酵条件72小时、20fpu/g底物、10%酵母接种量(v/v)和0.17%吐温20下,产率达到0.2416g酒精/g废报纸,是理论值的62.6%。因此添加吐温20能降低整个工艺的成本。
柱撑粘土是一种具有二维孔结构可调控性的层状化合物,其特有的结构使它具有大比表面积、可调的层柱间距和高表面活性等性能,在催化剂和催化剂载体、选择吸附剂、分子筛和膜等领域显示了广阔的应用潜力,是近年来颇受国内外学者关注的改性矿物材料之一.
采用溶胶-凝胶法制备了tio柱撑蒙脱土(tio-pillared intelayer clays,tio-pilc).以钛酸四丁酯为前驱物,冰醋酸为鳌合剂,重点考察了[chcooh]/[ti]比、柱化剂制备温度和陈化时间、催化剂煅烧温度等对tio柱撑蒙脱土结构的影响.采用xrd、tem、ftir、dta-tg、raman等现代测试技术,分析和研究了所制备纳米tio柱撑粘土的微观结构.
考察了tio-pilc及cr、fe掺杂的tio-pjlc光催化氧化处理含酚废水的行为及苯酚初始浓度、溶液ph值、反应时间、不同光强度、不同制备条件的tio-pilc等因素对光催化降解苯酚的影响.实验表明,随着溶液初始浓度的增加,光催化速率降低;ph值对光催化的影响比较明显,fe掺杂前后的tio-pilc光催化效果随ph的变化表现出良好的一致性;光强度对光催化效果的影响比较明显,光强度增大有利于光催化降解的进行;经过130℃压力溶弹(压力3.5mpa)处理的tio柱撑蒙脱土的晶型完整,光催化效果明显.
随着工业技术的飞速发展和生产规模不断扩大,各种工业废水日益增多,造成水体严重污染、生态环境恶化,威胁着人类健康并阻碍相关工业的发展。这种状况在包括中国在内的发展中国家尤显严重,并成为现阶段国内外环境保护技术领域亟待解决的一个难题。而湿式催化氧化(CATALYTICWETOXIDATION,简称CWO)法是目前为止处理高浓度有机废水的有效方法之一。
以二价铜离子CU2+作为活性中心的催化剂对湿式氧化水中毒害有机物(如含酚废水)具有很高的活性。而铜基氧化物催化剂通常的制备方法主要集中在混合金属氧化物,其制备过程通常是混合物之间的简单复合焙烧或活性组分的浸渍焙烧。因此作为活性组份的各种金属元素和其它掺杂元素的相对分散处于一种随机无序的非均匀状态,受制备技术的限制这种分散状态对催化活性中心分布、强弱和数目的影响只能在一定范围内微调,无法从根本上突破和控制,进而严重影响催化活性及活性组分之间协同效应的发挥,因此克服活性组分的低分散性及充分发挥组分的协同性是高效湿式催化氧化催化剂的关键科学问题。
水滑石(LAYEREDDOUBLEHYDROXIDE,简写为LDHS)是一类具有特殊结构的层状材料,作为催化剂和催化剂前体的研究越来越引起人们的重视。研究结果显示,层板上二价和三价金属离子半径相近是形成LDHS的必要条件。据此,可以在层板引入主及助催化活性组分:CU2+、ZN2+、MN2+、NI2+、FE3+、CR3+和A13+等,层间引入稀土和贵金属等络合阴离子对催化剂进行修饰。受晶格定位效应的制约,金属离子在LDHS层板和层间相互高度分散。
本文首先以NAOH和NA2C03混合溶液为沉淀剂,采用共沉淀方法合成了CUZNAL-LDHS、CUZNFEAL-LDHS和CUZNMNFEAL-LDHS系列碳酸根型LDHS,并运用XRD、INSITUHT-XRD、FT-IR、ICP、BET、SEM、TEM、TG-DTA-MS、SEM-EDS、XPS、H2-TPR、02-TPD、分散度、TOC及HPLC等表征方法分别对LDHS前体及焙烧产物结构与催化湿式氧化苯酚的性能进行研究,进一步又考察了过渡金属FE和MN元素的引入对CUZNAL-LDHS前体及焙烧产物结构与催化性能影响,从中证明了CU2+是催化活性中心,FE和MN离子对CU2+偏析程度的不同,引起表面CU2+中心之间相对距离不同,FE和MN离子表现出助催化作用,并且催化剂中的晶格氧是直接参与苯酚氧化的氧物种。通过苯酚吸附实验和分散度、BET结果绘制出苯酚吸附空间效应示意图,说明本体系的催化氧化遵循着多位理论,且催化剂表面活性中心呈有序网状高分散排列。
在论文最后又以氨水为沉淀剂,通过控制电离平衡、配位平衡和活化平衡的移动,利用γ-A1203载体的表面AL源,在其内孔表面合成了CUZNAL-LDHS微晶,成功地制备了孔径分布范围窄、比表面积大的CUZNAL-LDHS/γ-A1203催化剂前体。实验考察了投料摩尔比和γ-A1203载体形态对原位合成CUZNAL-LDHS/γ-A1203催化剂前体的影响。将CUZNAL-LDHS/γ-A1203催化剂前体经过高温焙烧就可以得到负载型高分散铜基催化剂CUZNAL-CLDHS/γ-A1203。CU原子受到构成LDHS的其它原子的隔离作用而在催化剂表面均匀分散。相对传统浸渍法得到的CUO-ZNO/γ-A1203催化剂,原位负载的CUZNAL-CLDHS/γ-A1203催化剂在经高温焙烧和长时间催化湿式氧化反应后,活性CU中心仍表现出稳定且均一的化合状态、较低CU2+的溶出率和较高的苯酚转化率,即具有较高的催化活性和结构稳定性。根据实验结果提出了层状前体焙烧法得到的负载型催化剂CUZNAL-CLDHS/γ-A1203具有“网阱效应”的观点。
工业重金属废水作为一种可以对水体造成严重污染的排放物,近年来一直是研究者关注焦点。胶束强化超滤技术(emuf)因其在较低的操作压力下即可对重金属离子的去除达到较高的效率,而受到研究者的关注。但目前emuf中所采用的有机物为高分子表面活性剂,价格昂贵且存在二次污染的风险。本文采用天然高分子有机物——海藻酸钠,对其强化超滤处理重金属废水(以cu2+、pb2+为例)进行了研究,相关结论如下:
(1)吸附时间对海藻酸钠吸附铜离子和铅离子的影响较小,在1分钟内就达到吸附平衡,当海藻酸钠的初始浓度为100 mg·g-1,铜初始浓度分别为100mg·l-1,150 mg·l-1和200 mg·l-1时,吸附容量q分别约为337mg·g-1,400 mg·g-1和470mg·g-1;当铅离子的浓度pb2+初始浓度分别为125 mg·l-1,160 mg·l-1和200 mg·l-1时,吸附容量q分别约为700mg·g-1,850 mg·g-1和1000mg·g-1;
(2)当ph值从3升高到6(铅离子为7)的过程中,海藻酸钠对铜离子的吸附容量q0随ph值的升高而升高,从227.3 mg·g-1增加到416.7 mg·g-1,海藻酸钠对铅离子的吸附容量q0从384.6 mg·g-1增加到909.1 mg·g-1.而且随着ph值的升高,kf值逐渐增大,吸附性能逐渐增强;
(3) ftir图谱分析表明,c—oh基团和oc—oh基团,其在与重金属离子接触的过程中与重金属离子之间发生了离子交换,c—oh基团变化并不是很明显,而oc—oh基团是吸附重金属离子的主要基团;
(4)在分别过滤海藻酸钠与cu2+、pb2+不同浓度配比的溶液时,mwco为4kda和6kda的超滤膜相比于mwco为50kda和70kda对铜离子和铅离子的截留效果更好,而mwco对ags的截留效率影响较小,mwco=4kda、6kda、10kda、30kda、50kda、70kda的六种超滤膜对ags的截留效率维持在85%以上;
(5)在分别过滤海藻酸钠与cu2+、pb2+不同浓度配比的溶液时,ph值对于铜离子和铅离子的截留效果影响很大,ph值越高,铜离子和铅离子的截留效果越好。ph值对ags的截留效率影响较小,可以维持在85%以上;ca2+对重金属离子和ags的截留效果影响不大。
(6)在过滤海藻酸钠和cu2+、pb2+不同浓度配比的溶液过程中,mwco为4kda和6kda的超滤膜随着铜离子和铅离子浓度的增大而通量逐渐减小,mwco为10kda的超滤膜则随铜离子和铅离子浓度的增大而变化较小。mwco为30kda、50kda和70kda的超滤膜通量随着铜离子和铅离子浓度的增大而逐渐增大;
(7)ph值对海藻酸钠的回收效率影响较大,当ph值从9增大到13,铜离子和铅离子的反应溶液中海藻酸钠的回收效率分别从25%增大到40%和从27%增大到50%。
(8)超滤膜对海藻酸钠以及cu2+、pb2+两种重金属离子的络合物的吸附阻力很小,单独的海藻酸钠溶液过滤时阻力主要分布于浓差极化阻力,而海藻酸钠与cu2+、pb2+形成的络合物过滤时阻力则以堵孔阻力为主;电镜照片表明,在海藻酸钠强化超滤后,膜面覆盖了较多的滤饼层。用物理清洗的结果表明,物理清洗可以去除膜面的滤饼层,清洗后膜通量可恢复至90%以上。
含油乳化液废水因其油滴粒度小、分散均匀、在表面活性剂作用下性质稳定等原因被认为是最难处理的含油废水之一.尤其对于集中收集的高浓度混合乳化油废水的处理方法及机理研究国内尚属少见,该文力求确定一条快速、高效的预处理途径,希望对解决集中收集的高浓度混合乳化油废水的破乳有一定的启示作用.该文依托广州某工业废弃物回收处理中心废水处理工程,采用两种不同的化学破乳方法,处理COD平均为30000MGO2/L,浊度4000NTU的高浓度混合乳化油废水,并对其作用机制进行深入研究.通过实验确定了盐析破乳的适宜温度、CACL2投量、PH及反应时间,分析了CACL2对油滴尺寸分布的影响和作用机理.同时,研究了混凝法对高浓度混合乳化油废水的处理效果.通过确定适宜的破乳剂组合,实现混凝法高效破乳.根据破乳后的出水特点,开展了两级混凝沉淀的试验研究,在确定聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)复配比例的基础上,确定了适宜的PH值及搅拌时间.研究结果表明,盐析破乳在40℃,CACL2投加量为8G/L、控制反应时间为10MIN的条件下,废水浊度去除率可达到94.6%,COD去除率为30%;利用石灰+PAM药剂组合进行的混凝破乳,废水浊度去除率达到98%,COD去除率为34%.两级混凝使废水的COD由21400MGO2/L降到8418MGO2/L,废水可生化性BOD5/COD由原水的0.10提高到0.45,为后续的生物处理提供了保障.同时,对于悬浮物含量与碱度均低的乳化油废水,总结出选择破乳药剂应具备的三个条件:(1)可以致浊致碱;(2)可以充当絮凝体颗粒中心;(3)有具有桥联作用的聚合电解质加入.盐析反应过程包括高温吸附转相、热交换和CA2+作用三个阶段,控制反应处于高温吸附转相阶段,可以在短时间内达到良好的破乳效果,克服了盐析反应时间长的缺点.
本研究以高浓度有机废水为对象,以研制高效稳定的新型催化剂为目标。考察了催化剂制备条件及催化反应条件对催化剂性能的影响。
在文献调研的基础上,从文献报道的众多的催化剂中,初步选定了稀土系列的催化剂,因为稀土系列催化剂具有稳定性高、催化活性高以及价格便宜等优点,具有研究价值。实验选用共沉淀方法,以MN和CE、LA为活性组分制备催化剂。研究了活性组分配比、沉淀条件、老化条件、焙烧条件对催化剂性能的影响。并通过XRD分析、BET比表面积分析和SEM分析等方法对催化剂进行了表征。结果表明:焙烧温度是影响催化剂性能的主要因素;高温时,分解产物再结晶,得到一定的晶型、晶粒、孔结构和比表面的催化剂,高温下离子的热迁移可能形成晶格缺陷,使催化剂具有活性。但焙烧温度过高时,会产生晶体的烧结现象,氧化物的晶相显示结晶度大大提高,导致比表面积急剧下降,催化活性大大降低。不但可以看出反应温度的升高会导致离子溶出量的增加,而且不同焙烧条件下形成的晶体的结构特征也会造成离子溶出的程度不同。另外,催化剂活性组分配比,沉淀剂的类型等制备条件也不同程度地影响了催化剂的活性。
通过实验考察了催化湿式氧化反应条件对湿式催化氧化过程的影响。结果表明,催化湿式氧化中的氧分压、反应温度、原水的CODCR浓度等均对处理有很大的影响。所以在选择这些工艺参数时,应综合考虑经济性和处理效率等多方面的因素做出合适的选择。
实验得出,催化剂以MN:(CE/LA)=5:5(2/1),NA0H为沉淀剂滴加,常温下老化0.5H,105℃干燥12H,600℃焙烧1H,研磨75 μ M制备而得。在苯酚废水为2G/L(CODCR约4760MG/L),反应总压力为1.0MPA,反应温度为100℃,搅拌速度为600R/MIN,反应时间为1H的条件下,离子的溶出得到了控制,CODCR的去除率达到98%以上。
本课题研制的催化剂使用间歇式反应釜处理模拟废水,能够在较低的温度下得到较高的处理效率。经催化剂的表征可以看出,本催化剂具有良好的稳定性。本研究为后续固定床反应器处理工业废水的研究打下坚实的基础。
目前,表面活性剂对生态环境的影响已成为国内外学者研究的热点。由于表面活性剂对水生植物、水生动物及微生物的损害比较大,影响水体自净能力并加速水体富营养化进程。随着合成洗涤剂的大量使用,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate,sdbs)在世界各地各种水体中都有发现。因此,对十二烷基苯磺酸钠污染的治理具有非常重要的意义。为了探索出简便、有效的处理环境中阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的生物修复方法,本研究从受污染的河水中筛选出能高效降解阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的菌株wzr—a,并对筛选出的降解菌进行了形态结构观察、分子生物学鉴定、生长和降解特性、相关降解酶的特性、降解底物广谱性和相关降解基因定位等研究。
主要得到以下几个结果:
1.筛选出了一株高效降解十二烷基苯磺酸钠的菌株wzr—a。运用透射电镜(tem)观察了降解菌wzr—a的形态结构。结果表明:降解菌wzr—a的个体形态均为长杆菌有2根亚极生鞭毛。革兰氏染色为阴性,接触酶、氧化酶阳性。经biolog细菌鉴定系统分析降解菌wzr—a的代谢指数与人苍白杆菌(ochrobactrum anthropi)的相似性为100%。,应用16s rdna pcr扩增和克隆测序的方法对降解菌wzr—a进行了分子生物学鉴定,降解菌wzr—a属于苍白杆菌属(ochrobactrum sp.),与人苍白杆菌(ochrobactrum anthropi)最为相似,同源性为99%。结合上述的形态、生理鉴定,biolog测试结果与16srdna分析结果将降解菌wzr—a初步鉴定为人苍白杆菌(ochrobactrumanthropi)。
2.菌株的生长和降解特性试验表明降解菌wzr—a能以十二烷基苯磺酸钠为唯一碳源和能源进行生长,并能适应高浓度的十二烷基苯磺酸钠。底物浓度、起始ph值、温度等因素对降解菌wzr—a生长特性及其对十二烷基苯磺酸钠降解影响的研究表明底物浓度在200mg/l生长和降解效率较高。在30℃,ph7.0时生长较好。sdbs浓度低于400mg/l时菌株的sdbs降解率可在80%以上。
3.菌株细胞蛋白sds—page电泳结果显示,菌株在sdbs诱导前后的细胞蛋白组成有明显差异。相关实验表明降解菌wzra中的sdbs相关的降解酶为诱导酶。酶的定域试验表明,该菌的相关降解酶为胞内酶。相关降解酶活性的测定及降解底物测试结果显示,该菌株可能通过邻位开环途径裂解芳环且能降解多种芳香族化合物。此外,利用质粒检测和消除试验发现菌株wzr—a中含有大质粒且该菌株的相关降解基因初步定位于该质粒。
降解菌wzr—a是一株性能优良的sdbs降解菌,本研究成果将为进一步开发sdbs降解微生物资源及发现sdbs降解关键基因研究奠定基础。如能通过分子生物学技术进行基因克隆构建生物工程菌株进一步提高其降解sdbs的能力,那么在对含sdbs废水的处理中将会具有较为广阔的应用前景。
共17条数据
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