目前我国多个省市PM2.5浓度超标,经济发展水平领先的京津冀、长三角、珠三角地区尤为严重,PM2.5污染来源受到社会各界广泛关注。通过梳理三大区域不同城市的源解析相关文献,结合环保部门公布的最新源解析结果,重点对三大区域PM2.5源解析结果进行分析比较。结果表明:三大重点区域中,北京、上海、杭州、广州、深圳的PM2.5首要污染源都是机动车排放;二三线城市PM2.5污染源以燃煤、扬尘为主。应结合各地区不同情况,以降低机动车排放为主,以燃煤、工业及扬尘为切入点治理PM2.5污染。最后提出了PM2.5源解析进一步研究的改进方向,以期为制定切实可行的PM2.5污染有效治理的政策措施提供借鉴和参考。
以经SiO2包覆的Fe3O4和4-氯苯基异氰酸酯修饰的壳聚糖为原料,六亚甲基双异氰酸酯(HDI)为连接剂,制得功能化Fe3O4@SiO2-壳聚糖磁性微球(磁性微球C),并利用SEM、FTIR对其进行表征,考察了所得磁性微球C对Cr3+和Ni2+的吸附性能。结果表明:磁性微球C的平均粒径为520nm左右且分散性好。对Cr3+、Ni2+的吸附在60min内达到平衡,在吸附剂质量为0.2g,Cr3+浓度为2.5mmol/L,pH=3.0时,Cr3+的单位吸附量为191.1mg/g;在Ni2+浓度为0.1mmol/L,pH=5.0时,Ni2+的单位吸附量为4.725 mg/g。所测等温吸附数据既符合Langmuir模型,也符合Freundlich模型。
以内蒙古固定碳质量分数为98.86%的天然鳞片石墨为原料,高锰酸钾、硝酸与高氯酸的混酸为氧化插层剂,采用化学氧化法直接插层制备可膨胀石墨。探究混酸配比(质量比)及用量、高锰酸钾质量分数、反应温度、反应时间等因素对可膨胀石墨膨化效果的影响。最佳制备工艺条件为:m(石墨)∶m(高锰酸钾)∶m(混酸)为1∶0.10∶4.5,混酸中硝酸的质量分数为8%,反应温度为40℃,反应时间为45min,此条件下制得的可膨胀石墨的膨胀容积为410mL/g。各阶段产物的XRD、FTIR、SEM分析表明,插层后碳层边缘呈现卷曲、张裂和剥离,层间距增大,膨胀后形成独特的“微胞”蠕虫状、贯通柳叶状、不规则多边形的三级孔隙结构。
利用SBR反应器考察了好氧颗粒污泥处理纤维素乙醇废水的可行性。结果表明,当进水为与自来水按15%比例混合的纤维素乙醇废水时,COD及NH+4-N的去除率分别为73.82%及76.92%。当进水更换为100%厌氧出水时,系统的COD及NH+4-N分别为5.51%和52.95%。监测1个周期内溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)及氧化还原电位(Oxidation-Reduction Potential,ORP)的变化,DO在开始2min急剧下降稳定40min后呈上升趋势,在第6 h后DO稳定在5.85 mg/L左右。ORP在前1.5 h呈急剧上升的趋势,随后呈缓慢上升趋势,最终达到49.70 mV。以葡萄糖作为共代谢基质,在葡萄糖质量浓度分别为1.87g/L和3.75g/L时,废水中COD的去除率提高了3.53%和3.20%。因此,添加适宜的葡萄糖有利于促进纤维素乙醇废水中COD的去除。随着葡萄糖质量浓度的增加,总无机氮的去除率升高,分别为38.58%、46.88%和53.54%。说明葡萄糖的投加有“一碳双用”的作用,即葡萄糖既可作共代谢基质,又能为反硝化菌提供碳源和电子供体。
以海绵铁为可渗透性反应墙的介质,通过4组动态试验分析了海绵铁单层介质(1#)、海绵铁+活性炭单层介质(2#)、海绵铁+活性炭+沸石单层介质(3#)、海绵铁+活性炭与沸石双层介质(4#)对模拟地下水中NO-3-N的去除效果。结果表明:在运行的8d期间,1#、2#、3#、4#反应柱对NO-3-N的去除率最高可分别达到91.1%、94.4%、87.9%、91.0%,且NO-3-N质量浓度均能达标;4#反应柱的出水中氨氮、NO-2-N和总氮相较于其他反应柱均为最低,并且其NO2-N质量浓度都在0.02 mg/L以下;电镜扫描和X射线衍射的分析表明,反应前后海绵铁表面形态和化学物质变化较大,反应后海绵铁表面产生了许多氧化物和氢氧化物,微孔隙被严重堵塞,阻碍了海绵铁与NO-3-N的进一步反应。
为提高天冬氨酸的转化效率,对大肠杆菌发酵产酶条件和发酵转化液的酶促反应条件进行了优化,结果表明,在大肠杆菌在10L发酵罐上溶氧维持在25%,发酵周期为8h,发酵3h时添加0.2%的吐温-60的条件下,天冬氨酸酶产率最高。大肠杆菌所产天冬氨酸酶为胞内酶,因此,采用表面活性剂、有机溶剂及超声波破碎法对大肠杆菌的细胞膜透性进行处理,结果表明:反应结束后发酵转化液用0.5%的甲苯处理1 h后进行底物转化,转化效果最好。在此条件下优化了酶促反应温度和pH,结果表明:温度为45℃,pH为8.5时,发酵转化液对底物的转化效果最佳。在上述条件下,10mL发酵转化液转化90mL质量浓度为200g/L的富马酸底物时,转化周期在6h以内,底物转化效率大于99%。
以FeSO4·7H2O、Na2SiO3·9H2O和Ce(NO3)3·6H2O为原料制备了聚硅酸硫酸铁铈(PFCSS)复合絮凝剂,通过XRD、SEM、UV-Vis漫反射、激光粒度分析对絮凝剂的结构进行了表征,并用处理耐晒翠绿模拟染料废水考察了其脱色性能。结果表明,Ce3+的加入使得絮凝剂的结晶性变差,粒度增大,形成了分子质量更大的簇状无定型聚合物。当n(Ce)∶n(Fe)=0.3,投加量为4.5 mg/L,处理时间为20min,废水pH为5.48,温度为室温时,PFCSS的脱色性能最好,对质量浓度为80mg/L的耐晒翠绿模拟染料废水去除率高达99.3%。PFCSS对耐晒翠绿的去除是由于其表面的金属离子与染料分子之间发生了类似于化学吸附的络合反应。
分别以CO(NH2)2、Na2C2O4、Na2CO3和(NH4)2CO3为沉淀剂,采用水热-热分解法制备黑色Co3O4颗粒。通过XRD、SEM对样品的结构和形貌进行了分析。结果表明,选用CO(NH2)2、Na2C2O4、Na2CO3和(NH4)2CO3为沉淀剂所制备的Co3O4分别呈片层堆叠状、棒状、薄的纳米片状和具有二级结构的绣球状。通过降解甲基橙溶液研究了沉淀剂对Co3O4光催化性能的影响,结果发现,以CO(NH2)2、Na2C2O4、Na2CO3和(NH4)2CO3为沉淀剂所制备的Co3O4对甲基橙溶液的降解率分别达到48%、92%、95%和97%,以(NH4)2CO3为沉淀剂所制备的Co3O4由于具有二级结构的绣球状结构,与溶液的接触面积大,有利于对光的吸收和利用,对甲基橙的催化降解效果最好,在30min降解率可达90%。
以粉煤灰盐酸浸取液为料液,N503-TBP-煤油为萃取有机相,对料液中的Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)进行萃取分离;同时,将反萃液经结晶、煅烧得到氧化铁红。结果表明,在萃取过程中,当采用40% N503+20% TBP+40%煤油(体积分数)为萃取有机相和相比为O/A=2∶1进行萃取时,单级萃取率可达98.60%。在反萃过程中,当以1.0 mol/L草酸为反萃剂和相比O/A=1∶1进行反萃时,单级反萃率可达99.63%。所得反萃液经结晶和煅烧后制备氧化铁红,经XRD、FESEM分析及其他指标检测表明,其为纳米级α-Fe2O3,其中Fe2O3质量分数为98.68%,优于GB/T 1863—2008的A类标准。
利用化学沉积法制备铜纳米线,以铜纳米线为基质,在不同温度下水浴反应合成具有核壳结构的一维Cu2O@Cu纳米线。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、比表面积测试(BET)、紫外-可见光谱(UV-VISDRS)等分析手段,对所得材料的结构、形貌和光学性质进行表征。并考察了其对甲基橙的吸附性能和光催化性能。结果表明:合成的Cu2O@Cu纳米线对甲基橙取得了71.4%的吸附率和70.1%光催化脱色率,且Cu2O@Cu纳米线表面的纳米Cu2O粒径过大或过小都将减弱其脱色性能,结晶性越好可增强其脱色性能,其粒径在30~34nm范围内,脱色效能最佳。
以4,4-二氯二苯砜(DCDPS)和硫氢化钠为单体,N-甲基吡咯烷酮(NMP)和水为溶剂,并引入第三单体,制备了聚芳硫醚砜(PASS)树脂。研究了第三单体的种类和用量、含水量对聚芳硫醚砜分子质量和收率的影响。采用马弗炉、乌氏黏度计、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对PASS树脂进行性能分析。在以1,2,4-三氟氯苯为第三单体,n(DCDPS)∶n(硫氢化钠)∶n(第三单体)=1∶1∶0.2等最佳反应条件下,所得PASS树脂的特性黏数为0.31,收率为89.51%,灰分<0.5%,玻璃化转变温度Tg为227℃,热分解温度Td为412℃。
根据某炼油废水二级生化出水的水质水量特点,采用臭氧催化氧化-曝气生物滤池对炼油废水生化出水进行了试验研究。考察了臭氧投加量、pH对臭氧催化氧化单元COD去除效果的影响,确定了该单元最佳臭氧投加量和最适宜pH,同时考察了pH对曝气生物滤池单元COD和NH3-N去除效果的影响。结果显示,系统控制进水COD/O3比=2∶1,pH在7~8,COD在150~250mg/L,NH3-N在21.6~59.9 mg/L的水质条件下,该系统不但能够稳定去除COD,且能够高效地去除NH3-N,COD平均出水浓度为44.1 mg/L,NH3-N平均出水浓度为2.07 mg/L,出水水质指标完全达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准。
提出了催化萃取精馏合成乙酸乙酯的新工艺,使用化工流程模拟软件Aspen Plus对该工艺进行了模拟和过程优化。得到优化结果:合成塔板数、催化段板数分别为38、14,醋酸和乙醇的进料位置分别为第7、34块板,回流比为1.5,醇酸进料摩尔比为1.15,塔顶乙酸乙酯的质量分数达到93.7%,塔顶无醋酸。搭建了内径30mm的玻璃实验塔,以强酸型离子交换树脂为催化剂,进行了连续催化萃取精馏合成乙酸乙酯的实验。实验验证了模拟的优化条件,塔顶乙酸乙酯的质量分数达到93.4%,塔顶无醋酸。设计了年产20000t乙酸乙酯的工业生产装置,运行效果良好,产品质量分数为99.98%,乙酯的水蒸汽单耗为1.5t,较传统工艺节能40%以上。