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纳米零价铁的制备及氧化还原技术的应用进展
1
作者 胡术刚 田国庆 +4 位作者 刘文娟 徐广飞 刘华清 张建 王艳龙 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3041-3055,共15页
纳米零价铁(nZVI)因具有强还原能力和高吸附性能等特点,在环境污染修复中应用前景广阔。近年来,国内外学者开发了多种nZVI的合成方法,并在nZVI还原去除有机、无机污染物以及nZVI耦合高级氧化技术方面均有较大进展。本文综述了nZVI的物... 纳米零价铁(nZVI)因具有强还原能力和高吸附性能等特点,在环境污染修复中应用前景广阔。近年来,国内外学者开发了多种nZVI的合成方法,并在nZVI还原去除有机、无机污染物以及nZVI耦合高级氧化技术方面均有较大进展。本文综述了nZVI的物理、化学和绿色合成制备方法的原理及优缺点,分析了nZVI还原降解、吸附固定等作用去除有机、无机污染物的机制及影响因素,重点探讨了nZVI联用氧化剂(如分子氧、过氧化氢、过氧化钙和过硫酸盐等)构建类芬顿技术的机理及应用进展,并对nZVI修复技术的环境应用进行了展望,以期为nZVI的高效制备和环境修复领域的广泛应用提供参考。 展开更多
关键词 纳米材料 材料制备 还原 氧化 自由基 环境修复
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微生物电解池强化垂直潜流人工湿地硝化反硝化脱氮研究 被引量：2
2
作者 张杰 张建 +2 位作者 曹晓强 陈信含 刘华清 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期32-37,70,共7页
为探究微生物电解池对人工湿地硝化反硝化脱氮的强化效果,构建了闭路运行(VFCW-MEC)与开路运行(VFCW-C)的垂直潜流人工湿地-微生物电解池系统,研究了不同外加电压(0,0.2,0.4 V)下耦合湿地系统的脱氮效能差异及N_(2)O排放特征。结果表明... 为探究微生物电解池对人工湿地硝化反硝化脱氮的强化效果,构建了闭路运行(VFCW-MEC)与开路运行(VFCW-C)的垂直潜流人工湿地-微生物电解池系统,研究了不同外加电压(0,0.2,0.4 V)下耦合湿地系统的脱氮效能差异及N_(2)O排放特征。结果表明:施加外加电压的VFCW-MEC对NH_(4)-N和TN的去除效率均高于VFCW-C,外加电压为0,0.2,0.4 V时,VFCW-MEC对NH^(+)_(4)-N的去除率分别为(61.66±0.30)%、(69.21±0.31)%和(74.82±0.27)%,TN去除率分别为(11.53±0.35)%、(20.06±0.59)%和(33.29±0.35)%,这些现象表明,外加电压有助于提升湿地系统对NH^(+)_(4)-N和TN的去除效率。通过解析VFCW-MEC系统阳极和阴极区域氮浓度变化规律,发现阳极和阴极分别加强了垂直潜流湿地的硝化和反硝化作用,微生物产氢和直接电子传递作用共同促进了阴极反硝化脱氮效率。值得注意的是,外加电压也增加了脱氮过程中N_(2)O的排放效率,不利于温室气体的减排。以上研究表明:微生物电解池在强化潜流人工湿地硝化反硝化脱氮方面具有良好潜力。 展开更多
关键词 垂直潜流人工湿地 微生物电解池 外加电压 硝化与反硝化 N_(2)O
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聚二甲基硅氧烷修饰生物炭吸附水体中多环芳烃的效能与机制
3
作者 薛禄 钟豪杰 +3 位作者 张建 王艳龙 胡术刚 刘华清 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期802-807,813,共7页
用磷酸活化法制备秸秆生物炭,采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行表面疏水改性,借助比表面积和孔径分析仪(BET)、傅里叶红外光谱测量仪(FTIR)、接触角测量仪对改性前后的生物炭进行表征,探究生物炭疏水改性对水体中典型多环芳烃(PAHs)(菲、... 用磷酸活化法制备秸秆生物炭,采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行表面疏水改性,借助比表面积和孔径分析仪(BET)、傅里叶红外光谱测量仪(FTIR)、接触角测量仪对改性前后的生物炭进行表征,探究生物炭疏水改性对水体中典型多环芳烃(PAHs)(菲、苊、萘)的强化吸附效能与机制。结果表明PDMS疏水改性生物炭对菲、苊和萘的最大吸附量分别提升23%,33%和14%,疏水改性生物炭的吸附动力学过程更符合准二级动力学模型,表明以化学吸附为主;等温线模型拟合结果表明,Freundlich模型更符合实验结果,为多分子层吸附。FTIR光谱图显示,疏水改性后的生物炭表面检测出一种新的Si—O—Si键,说明PDMS涂层对生物炭进行了表面修饰,同时PDMS涂层导致生物炭表面水接触角增大10°左右。PDMS疏水涂层提高了生物炭的疏水性能,从而有效提升生物炭对疏水性多环芳烃的吸附性能,PDMS疏水改性为强化生物炭吸附水体中PAHs提供了新的技术方法。 展开更多
关键词 生物炭 多环芳烃 聚二甲基硅氧烷 疏水涂层 吸附
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基于SRB的升流式厌氧反应器处理AMD的探究
4
作者 孙锐 张云云 +2 位作者 花文鑫 高宇 乔延路 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期100-104,共5页
在矿山开采过程中产生的酸性矿山废水(AMD)具有pH低、重金属离子和硫酸根离子浓度大等特点,处理不当会导致严重的环境污染问题。以硫酸盐还原菌(SRB)为主的生物法是一种极具应用前景的技术。通过填充活性炭的升流式厌氧反应器,对120 d... 在矿山开采过程中产生的酸性矿山废水(AMD)具有pH低、重金属离子和硫酸根离子浓度大等特点,处理不当会导致严重的环境污染问题。以硫酸盐还原菌(SRB)为主的生物法是一种极具应用前景的技术。通过填充活性炭的升流式厌氧反应器,对120 d的连续流实验中SO_(4)^(2-)和重金属的还原效果进行了研究。结果表明,该升流式厌氧反应器对模拟AMD中的SO_(4)^(2-)和重金属具有很好的处理效果,在SO_(4)^(2-)、Cu^(2+)、Mn^(2+)、Fe^(2+)、Cd^(2+)进水浓度分别为1000、3、6、30、2 mg/L,去除率可达85%、92%、86%、80%、100%。运行过程中该反应器的ORP始终低于-420 mV,为SRB提供良好的厌氧环境。同时,该SRB菌群能适应进水pH为5.5的酸性废水,可顺利完成硫酸盐还原及重金属沉淀。微生物群落的变化表明,重金属离子浓度的增加显著改变了反应器内微生物的群落结构,但该SRB菌群具有较好的重金属耐受性,脱硫生孢菌属(Desulfurispora)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)和脱硫弯曲孢菌属(Desulfosporosinus)在重金属离子浓度增加的条件下,丰度都有明显增加。SRB对SO_(4)^(2-)和重金属的还原效果为处理AMD废水提供了理论依据和方法借鉴。 展开更多
关键词 SRB 酸性矿山废水 重金属 微生物群落结构
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基于生物生态耦合的城市污水绿色再生利用 被引量：1
5
作者 孙丰凯 张润泽 +3 位作者 纪明德 庄林岚 刘华清 张建 《环境保护》 CAS 2023年第6期63-67,共5页
水资源短缺是制约我国高质量发展的突出瓶颈,污水再生利用是破解该问题的有效途径。传统的污水处理与再生工艺以污染物去除为导向,将污水中的碳、氮、磷作为污染物进行去除,该过程需消耗大量能源及药剂,且无法回收污水中的碳、氮、磷等... 水资源短缺是制约我国高质量发展的突出瓶颈,污水再生利用是破解该问题的有效途径。传统的污水处理与再生工艺以污染物去除为导向,将污水中的碳、氮、磷作为污染物进行去除,该过程需消耗大量能源及药剂,且无法回收污水中的碳、氮、磷等资源。以资源回收为导向的生物生态耦合污水再生利用具有绿色、低碳等特点,是城市污水资源化的可行路径。本文综述了传统的基于污染物去除的污水再生工艺研究进展与问题,对基于资源回收的生物生态耦合绿色污水再生工艺进行了分析和展望,并从立法保障、模式优化及标准完善等方面提出了政策保障建议,为我国城市污水再生利用提供新的思路。 展开更多
关键词 污水再生利用 生物生态耦合 高负荷活性污泥 人工湿地 微藻培养
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固废基多孔材料捕集封存CO_(2)特性研究
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作者 吕知文 李宇晴 +4 位作者 杨晶晶 曹晓强 张建 刘华清 王刚 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期38-46,共9页
黄河流域是我国重要的生态屏障和经济地带,开展固废综合利用对节约资源、减少碳排放等具有显著的协同效应,同时能够保障黄河流域生态环境保护和高质量可持续发展。因此利用固体废物进行矿物封存是一种经济可行的碳捕获和储存技术。以高... 黄河流域是我国重要的生态屏障和经济地带,开展固废综合利用对节约资源、减少碳排放等具有显著的协同效应,同时能够保障黄河流域生态环境保护和高质量可持续发展。因此利用固体废物进行矿物封存是一种经济可行的碳捕获和储存技术。以高炉矿渣为原料,选用CaO为碱激发剂,十二烷基硫酸钠(C_(12)H_(25)NaO_(4)S,SDS)为发泡剂,制备了高孔隙的多孔材料,BET结果表明多孔材料比表面积、孔容、孔径均大于不添加发泡剂的矿渣基材料。探讨了水灰比、CaO用量及泡沫掺量3个单因素对多孔材料固化封存CO_(2)的影响,在单因素实验基础上结合响应面分析法,得到多孔材料的最佳制备条件(水灰比为0.65,碱激发剂用量为12%,泡沫掺量为6.10%)。最优工艺条件制备的多孔材料能够达到91.90 kg/m^(3)的CO_(2)封存性能,实际封存量与理论预测值89.39 kg/m^(3)基本一致。该成果能够为碱激发固废基多孔材料在碳封存领域应用的可行性提供借鉴。 展开更多
关键词 黄河流域 固废 多孔材料 CO_(2)封存 捕集
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