低温等离子体技术去除船舶尾气脱硫洗涤水中多环芳烃的研究

船舶运输因其载重量大、安全等优点作为全球交通运输的重要组成部分，但船舶排放尾气对大气环境造成了严重危害。国际海事组织对船舶排放的硫氧化物和氮氧化物制定了严格的规定。目前船用脱硫技术主要以湿法为主，产生的脱硫废液含有多种有害物质，其中多环芳烃因其毒性大，持久性强成为关注热点。本研究以萘为多环芳烃代表物，采用低温等离体技术对钠碱法脱硫后洗涤水进行处理，研究该过程萘降解的反应动力学参数，考察臭氧剂量、萘初始浓度、温度和pH对萘降解动力学的影响。结果表明，低温等离子体技术产生的臭氧降解萘符合假一级反应动力学，反应速率常数随着臭氧剂量、萘初始浓度和pH的增加而增加，随着温度呈现先增加后降低的趋势。     

低温等离子体在舰船空气净化处理中的应用

采用低温等离子体直接处理和低温等离子体-吸附技术联合处理2种方式,分别开展对沙林模拟剂DMMP的降解试验。低温等离子体直接处理染毒空气实验中,分别考察脉冲电压、脉冲频率、初始浓度和放电时间等因素对DMMP降解率的影响,并对DMMP降解产物进行分析。结果表明,降解率随脉冲电压、脉冲频率、放电时间的增加而增加,随初始浓度的增加而降低。同时发现产物中含有CO2、H2O、丙酸、甲基磷酸甲酯和磷酸等。低温等离子体-吸附技术联合净化处理染毒空气的研究结果表明,DMMP被强电离放电气体迅速降解,分解了污染物,实现吸附剂的再生。     

电芬顿处理船舶含油废水的动力学影响因素研究

采用双极电芬顿法处理船舶含油废水,建立反应的动力学速率方程,并对电流密度、pH值、初始含油量几个动力学因素的影响效果进行了分析。结果表明:该反应符合二级反应动力学,反应方程可表示为:[出水含油量]={-kt+[初始含油量]0-1}-1。实验拟合出电流密度、pH值、初始含油量3个不同影响因子与降解速率常数k值的关系式,并根据相关非线性拟合分析,得出上述3个影响因素中,pH值对电芬顿降解含油废水的影响最大,其次是初始油浓度,电流密度次之。     

CMC-纳米铁的制备及其降解水中高氯酸盐的研究

针对高氯酸盐的污染问题,采用化学还原法和同步修饰法成功制备了高稳定的强还原剂CMC-纳米铁(CMC-Fe)微粒.透射电镜、X射线衍射及红外光谱研究表明,CMC-Fe平均粒径小于20 nm,具有良好的分散性和稳定性;ClO4-还原降解研究表明,反应遵循表观一级动力学规律,表观速率常数与还原剂用量和温度呈正相关,而与pH值呈负相关;当ClO4-初始浓度为20 mg/L,降解初始pH值为4.0,CMC-Fe用量为0.5 g/L,反应温度为35℃时,辅以超声波作用,ClO4-降解率可达95.2%;与普通纳米铁相比,CMC-Fe对高氯酸盐的降解率和反应速率分别提高了2.9和6.5倍.     

微藻计数及压载水藻类生长抑制毒性试验方法

船舶尾气排放硫氧化物和氮氧化物是大气污染主要来源之一,采用湿法脱硫技术是减少硫氧化物排放的有效途径。但湿法脱硫后产生的洗涤水含有多种有害物质,其中多环芳烃为主要污染物之一,国际海事组织规定其含量不得超过2250 μg/L。本研究以萘为多环芳烃代表物,采用低温等离子体技术处理船舶尾气脱硫洗涤水,分别考察低温等离子体工艺参数(放电功率、进气量)和处理过程特征参数(温度、pH、水中阴离子)对萘去除率的影响。结果表明,最佳氧气进气量和放电功率分别为3 L/min和132 W,该条件下萘去除率随温度升高先增大后降低；pH升高有利于萘的降解；水中SO_42-、SO_32-、NO_3-、NO_2-、HCO_3-对萘的降解有不同程度的影响,其中HCO_3-的影响最为显著。     

紫外/亚硫酸钠还原体系对2,4-二氯酚脱氯特性研究

研究紫外/亚硫酸钠(UV/SO_3~(2-))还原体系对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的脱氯效应,考察亚硫酸钠浓度、pH值、反应温度、电子捕获剂等对UV/SO_3~(2-)体系降解污染物的影响,探索污染物脱氯过程与脱氯机理.结果表明:UV/SO_3~(2-)体系可有效促进2,4-DCP的还原降解.随着亚硫酸钠浓度的升高,还原体系污染物降解效果明显增强,且准一级动力学方程可较好拟合还原体系对目标物的作用过程.UV/SO_3~(2-)体系对2,4-DCP降解效果随pH值增加而提高.随着反应温度上升,UV/SO_3~(2-)体系对目标物降解效果显著增强,准一级动力学速率常数与反应绝对温度关系较好符合Arrhenius方程.加入水合电子捕获剂可有效抑制2,4-DCP的降解,UV/SO_3~(2-)体系对2,4-DCP还原脱氯与氯离子生成量均较高,2,4-DCP在水合电子作用下脱氯中间产物为4-氯酚(4-CP)与苯酚.     

基于电解海水的模拟船舶尾气湿法脱硝性能实验研究

采用电解海水法制备具有强氧化性的有效氯溶液,基于鼓泡反应器开展模拟船舶尾气湿法脱硝试验,分别研究了电解海水溶液初始pH值、有效氯浓度、用量及NO浓度和SO_2浓度等参数对脱硝性能的影响,并探讨相关反应机理。试验结果表明,电解溶液初始pH值的大小影响其氧化性的强弱;当电解溶液初始pH值为4～6时,电解溶液的ORP在1 000 mV以上,其氧化性较强,NO_X脱除率可达48%;当电解溶液初始pH值超过6时,其氧化性变弱,NO_X脱除率随着pH值的增大而急剧下降。随着电解溶液有效氯浓度和用量的增大,NO_X脱除率呈线性增大。NO浓度的增加有利于增大气液传质推动力,进而提高NO_X脱除率。SO_2浓度的变化对NO_X脱除率的影响较小。研究结果表明,电解海水溶液具有良好的脱硝效果,在船舶柴油机尾气脱硝方面有一定的应用潜力。     

基于电解海水的模拟船舶尾气湿法脱硝性能试验

采用电解海水法制备具有强氧化性的有效氯溶液,基于鼓泡反应器开展模拟船舶尾气湿法脱硝试验,分别研究了电解海水溶液初始pH值、有效氯浓度、用量及NO浓度和SO_2浓度等参数对脱硝性能的影响,并探讨相关反应机理。试验结果表明,电解溶液初始pH值的大小影响其氧化性的强弱;当电解溶液初始pH值为4～6时,电解溶液的ORP在1 000 mV以上,其氧化性较强,NO_X脱除率可达48%;当电解溶液初始pH值超过6时,其氧化性变弱,NO_X脱除率随着pH值的增大而急剧下降。随着电解溶液有效氯浓度和用量的增大,NO_X脱除率呈线性增大。NO浓度的增加有利于增大气液传质推动力,进而提高NO_X脱除率。SO_2浓度的变化对NO_X脱除率的影响较小。研究结果表明,电解海水溶液具有良好的脱硝效果,在船舶柴油机尾气脱硝方面有一定的应用潜力。     

纳米片状BiOCl光催化剂的制备及其催化性能研究

以五水硝酸铋和氯化钾为主要原料,水为溶剂,采用水热法合成了BiOCl粉末状光催化剂.应用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等对所制备的光催化剂进行了表征.以高压汞灯为紫外光源,甲基橙为目标降解物,对该催化剂的催化性能进行评价,系统考察了催化剂添加量、甲基橙初始浓度、光强、pH值、电解质等因素对BiOCl光催化降解甲基橙效率的影响.SEM结果表明:所制备的粉末为纳米片状结构;降解实验结果表明:初始pH值、染料浓度、光源功率以及不同电解质等因素对BiOCl的光催化性能均具有一定影响,在较大功率光源照射条件下,在pH为2,添加NaCl或者Na2 SO4电解质溶液时,BiOCl催化降解甲基橙的效果最好.     

基于电解海水的模拟船舶废气脱硝试验

基于试验级别喷淋反应器,研究电解海水用于船舶废气脱硝的原理可行性。考察电解制备有效氯浓度、初始pH值、NO入口浓度及洗涤运行模式对脱硝性能的影响。试验结果表明:对于非循环喷淋,随着有效氯浓度升高,NO_x脱除率均迅速上升,但当有效氯浓度超过一定值后,脱除率增速变缓。电解溶液pH值对NO脱除率有明显影响,相同有效氯浓度条件下,电解海水初始pH值=7比默认pH值≈8的脱硝效果更好。当NO初始体积浓度从0.025%变化到0.125%时,NO脱除率从19%增长到80%,而NO_x脱除率从14%增长到63%。适当提高有效氯浓度与NO入口浓度,并维持溶液pH值≈7,将是提升电解海水法脱硝效果的有效途径,且脱硝效果将有望满足MARPOL公约附则VI Tier III标准。此外,循环喷淋结果表明,初始20 min内,NO_x脱除率及溶液pH值分别保持49%和6.5以上,占整个循环时间的74%,说明电解海水在闭式循环模式下脱硝持续性较好。     

液相超声臭氧联合脱硝技术研究

超声波具有的机械效应和空化效应,可以加速化学反应速率、降低反应的活化能,从而提升反应完成率.文中在液相条件下加入功率超声,对通入模拟烟气和臭氧的去离子水进行超声环境下的脱硝实验研究.研究表明:臭氧的添加量是影响脱硝效率的关键因素之一,115℃烟气温度在本试验条件下是液相超声脱硝效率的一个分水岭.液相时,烟气的脱硝效率随NO初始浓度升高以及液体温度的升高而降低,但随着烟气中总氧含量的升高而增大.超声能大幅度提高脱硝效率,且脱硝效率随超声功率的增大而增大.     

过氧化氢泡沫洗消剂实验

针对生化毒剂消毒,研究了1种泡沫洗消剂.采用过氧化氢为消毒成分,以DMMP 和马拉硫磷的洗消效率为考核指标,研究了过氧化氢浓度、洗消剂pH、反应温度和反应时间对洗消效率的影响,得出以下结论:碱性条件和提高温度有利于消毒反应的进行,反应动力学为一级方程.     

水杨酸-硫脲螯合树脂的制备研究

以水杨酸、甲醛和硫脲为原料,在浓盐酸的催化作用下,进行Mannich反应合成水杨酸-硫脲螯合树脂;研究了加料方式、反应温度、原料配比、反应时间对水杨酸-硫脲树脂合成的影响;结合红外光谱分析和不同反应条件下树脂对Ni2+的吸附容量的测定确定了水杨酸-硫脲树脂的最佳合成工艺;研究了镍离子初始浓度以及pH值对水杨酸-硫脲树脂吸附性能的影响;通过热重分析考察树脂的热性能。     

酶解反应和膜分离耦合制备乳源抗菌肽

采用间歇式酶膜反应工艺水解牛乳蛋白制备抗菌肽,以金黄色葡萄球菌做指示菌,考察了酶膜耦合时间、底物浓度、加酶量、温度、pH值和出肽速率等因素对蛋白转化率的影响,并在单因素影响实验的基础上,通过正交实验进行工艺优化.结果表明:间歇式酶膜反应的最优工艺参数为耦合时间120 min,底物浓度2%,加酶量3%,温度30℃,pH7.5,出肽速率6 mL/min;在此优化条件下,蛋白转化率为0.293%,牛乳蛋白酶解产物的最小抑菌浓度为4.8μg/mL.该法通过消除产物抑制效应,有效地避免多肽过度降解,从而提高产物活性,较好地强化了反应过程,为酶法制备乳源抗菌肽提供一种更有效的方法.     

一株茄镰孢菌对菲的降解特性研究

从某焦化废水生物处理装置的活性污泥中分离筛选出一株菲的降解优势菌株,经形态学观察和ITS序列分析,对菌种进行了鉴定.考察了菌株对水中多环芳烃菲的降解特性.结果表明,该菌可在以菲为唯一碳源的培养基中生长.在蔡司显微镜下观察,菌株的菌丝呈树枝状,颜色呈白色.通过ITS序列分析,初步鉴定所得菌株为茄镰孢菌(Fusarium so-lani)或该菌的一个株系.所得茄镰孢菌为好氧真菌.投菌量、初始菲浓度和H2O2浓度对菲的降解影响较大.菲的最适宜降解条件为:投菌量8%~10%,pH值为6.0~8.0,H2O2用量为70 mg/L.在此适宜条件下,对于初始浓度为40 mg/L的菲溶液,在转速120 r/min、水温为30℃的摇床中培养5 d后,菲的去除率可达86.7%.     

壬基酚降解菌的分离筛选及其降解条件的优化

为了有效地对壬基酚(NP)污染水环境进行生物修复,丰富高效降解NP的微生物资源,从垃圾填埋场的垃圾渗滤液中,分离得到两株NP高效降解菌SLY7和SLY8,根据菌落的形态特征和16S r DNA序列分析,初步鉴定SLY7为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),SLY8为非脱羧勒克菌(Leclercia adecarboxylata).通过摇瓶实验考察NP的初始浓度、p H、温度以及投菌量等因素对菌株降解NP能力的影响.结果表明:菌株SLY7的最佳降解条件为温度30℃,p H为8.0,接种量3%(V/V),振荡速率120 r/min,在此条件下,历时3 d,对初始浓度为10 mg/L的NP的降解率可达72.83%;菌株SLY8的最佳降解条件为温度35℃,p H为7.0,接种量5%(V/V),振荡速率120 r/min,在此条件下,历时3 d,对初始浓度为5 mg/L的NP的降解率可达64.43%.     

等离子体净化有机臭味气体研究

研究清除空气中的甲硫醇，在环保领域有积极的意义。本文采用等离子体作为氧化活化手段开展了等离子体对空气中甲硫醇的净化研究。考察了甲硫醇浓度、湿度、空速变化对等离子体净化甲硫醇脱除效果的影响。实验结果表明：等离子体法能够高效脱除空气中的甲硫醇。水不参加等离子体氧化反应，空气中甲硫醇浓度的增加和空气气速的增加会降低净化的效率。     

船用排气净化低温等离子体反应器设计研究

根据对现有的尾气处理技术的分析,介绍一种尾气处理的新技术:介质阻挡放电低温等离子体技术。对低温等离子体技术的原理和基本结构进行探讨,并分别就低温等离子体技术与催化净化技术结合进行具体研究。研究表明,低温等离子体净化技术与催化净化技术结合,可以克服现有催化净化技术的不足,有效提高发动机尾气颗粒物、碳氢化合物和氮氧化物的净化效率,且具有广泛的应用前景。     

碘化钾-过氧化氢催化分解反应体系中副反应的研究

基于过氧化氢同碘化钾反应后的溶液呈黄色,碘离子含量明显低于加入碘化钾的含量,体系的pH值随过氧化氢含量的增加而增加的事实,推断碘化钾-过氧化氢催化反应体系有副反应发生.副反应生成了碘,使得体系的颜色呈黄色,吸收峰红移,碘的浓度随过氧化氢的含量增加而增大,副反应生成了碱性物质,而使体系的pH值增加,副反应消耗了碘离子.     

化学氧化法合成聚吡咯工艺条件优化及电化学性能

采用化学氧化法合成粉末状导电高分子材料聚吡咯(PPy),研究氧化剂浓度、氧化剂种类、反应温度及反应时间对PPy电导率的影响,通过正交设计思路,优化合成工艺条件,并研究其电化学活性.结果表明,合成导电高分子材料PPy的影响因素顺序依次为:氧化剂种类、反应温度、氧化剂用量、反应时间;PPy的最佳合成条件为:以FeC l3为氧化剂,PPy与FeC l3用量摩尔比为1∶1,在0℃冰水浴条件下反应6 h;聚吡咯的电导率随氧化剂用量的增加呈现先增大后减小的趋势,合成聚吡咯的氧化剂为FeC l3时电导率较高,随着反应时间的增加,聚吡咯的电导率有显著地增加,在低温下有利于提高聚吡咯的电导率;循环伏安表明,PPy具有良好的电化学活性.