化工环保

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杨辰, 谢友友, 左景栾, 琚宜文, 琚丽婷, 郑建中

2021, 41(6): 659-665. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.001

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综述了金属氧化物及氢氧化物除氟吸附材料的研究进展,主要包括铝基、铁基、稀土类、层状双金属氢氧化物及其他金属氧化物及氢氧化物。介绍了金属氧化物及氢氧化物的吸附性能、吸附反应机理及改性方法。指出今后的研究方向为：开展对高效、高选择性、易再生复合材料的研究,进一步提高材料对水中氟离子的去除性能及其对复杂水质条件的适应能力;加强材料对实际废水除氟效果的评价以及材料再生技术的研究,以节约资源,降低处理成本。

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废旧活性炭的微波再生技术综述

韩英杰, 伍成梁, 潘淑杰, 顾平, 张光辉, 董丽华

2021, 41(6): 666-672. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.002

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由于微波加热不同于常规加热的分子升温特性,微波再生活性炭技术具有能量消耗小、加热时间短、再生效率高等优点,且再生后的活性炭比表面积和孔隙结构恢复较好。本文在介绍微波再生活性炭技术的基本原理、发展过程和研究进展的基础上,总结了微波技术在活性炭再生方面的发展特点,并据此提出了微波再生废旧活性炭技术发展的关键影响因素和未来期望。

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工业废盐中有机物杂质脱除技术综述

赵宗文, 王忠兵, 郭杏林, 覃伟宁, 龙江, 徐文彬

2021, 41(6): 673-677. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.003

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针对工业废盐中有机物杂质脱除技术进行综述,分别介绍了热解技术、高温氧化技术、萃取技术以及洗盐技术对有机物杂质的脱除研究状况。同时,对工业废盐中有机物脱除技术的发展进行了展望,提出高级氧化技术、生物处理技术以及热处理装备制造技术是工业废盐中有机物脱除技术的潜在研究方向。

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活化过硫酸盐高级氧化技术降解水中抗生素的研究进展

郑琴琴, 闵中芳, 李吉平, 蔡峰, 丁淳, 李威

2021, 41(6): 678-687. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.004

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综述了基于热、紫外光、过渡金属、碳材料和其他方式活化过硫酸盐的高级氧化技术降解水中抗生素的研究进展。总结了不同活化方式的优缺点,分析了该技术对不同种类抗生素的降解机制,并探讨了过硫酸盐浓度、pH和水质特征对抗生素降解效果的影响。指出,未来应加强活化过硫酸盐高级氧化技术对实际废水中抗生素的降解研究,关注水质组分对抗生素降解的复合影响以及抗生素和废水中有机物的转化产物及其生态风险,以推动该技术在实际废水中抗生素污染控制方面的发展和应用。

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氯系氧化剂在烟气脱硫脱硝脱汞中的研究进展

钱真, 姚琬颖, 刘国辉, 符乐, 郝润龙, 袁博

2021, 41(6): 688-693. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.005

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综述了国内外氯系氧化剂处理烟气中SO₂、NO和Hg⁰的研究进展,从活性物种、脱除产物和反应途径等方面详细介绍了ClO₂、NaClO₂和NaClO的脱硫脱硝脱汞技术,分析并讨论了它们的状态和紫外光催化对脱除SO₂、NO和Hg⁰的影响和作用机制,提出研发多元复合型氯系氧化体系,发展协同高效催化脱硫脱硝脱汞技术是控制烟气污染物的研究方向。

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电离辐照处理油田采出水杀菌降黏作用的研究

初里冰, 张幼学, 朱焕铮, 鲍元浩, 武云龙, 王建龙

2021, 41(6): 694-698. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.006

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采用电离辐照（γ射线辐照）及其与双氧水联用处理3种油田采出水：含聚污水、三元污水和压裂返排液,以实现同时杀菌降黏作用。单独采用γ射线辐照时：当吸收剂量为2.5 kGy时,含聚污水的黏度可降为与纯水相近;3种油田采出水中的铁细菌以及压裂返排液中的硫酸盐还原菌的数目均降为0,含聚污水、三元污水和压裂返排液中腐生细菌的数目分别减小了约5,1,7个数量级,去除率均在99%以上。辐照与双氧水联用时：三元污水和压裂返排液分别在2.5 kGy和10.0 kGy时,黏度可降为与纯水相近;3种油田采出水中的腐生细菌数目在2.5 kGy时均可降为0。电离辐照是一种有前途的油田采出水降黏杀菌处理技术。

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铁碳微电解处理印染废水的作用机制

佘帅奇, 陈红, 薛罡, 曾超, 谢学辉, 陈善平

2021, 41(6): 699-704. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.007

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研究了铁碳微电解处理印染废水的作用机制。结果表明：铁碳微电解反应过程中总铁离子质量浓度与COD去除率存在着多项式关系,当总铁离子质量浓度为150 mg/L时,COD去除率约为50%;经铁碳微电解处理后,废水混凝沉淀的COD去除率达21.6%~32.0%,以网捕卷扫作用为主,混凝过程电性中和作用不显著。利用微电解过程释放的Fe³⁺可实现良好的混凝效果,通过铁碳微电解降解或混凝沉淀去除的COD去除率均约占总COD去除率的一半。铁碳微电解过程可使污染物的大分子结构被破坏,生成分子量更小的物质。混凝沉淀对COD的去除减少了铁碳微电解直接矿化去除COD的负荷,处理成本显著降低。

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丁辛醇工业废水对生物酸化的抑制特性

付龙飞, 沈志强, 李杰, 周岳溪

2021, 41(6): 705-711. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.008

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以葡萄糖为共基质、厌氧颗粒污泥为受试生物,通过TOC、COD、挥发性脂肪酸（VFA）产量、关键酶活性以及胞外聚合物（EPS）含量的变化探究丁辛醇（BOA）废水对生物酸化的抑制特性。结果表明：BOA废水的半效应浓度（EC₅₀,以COD计）为12 607 mg /L,为丙酸型发酵;高浓度BOA废水对脱氢酶、乙酸激酶、乙酰辅酶A和丁酸激酶活性抑制显著,阻碍了产酸过程中VFA的累积,导致COD和TOC的去除率下降,微生物为抵御外界毒性物质分泌了大量的EPS。

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高盐肝素钠生产废水的厌氧生物处理

刘锋, 张雪智, 邱信欣, 冯震, 葛丹丹

2021, 41(6): 712-718. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.009

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采用混凝沉淀—UASB厌氧—MBR好氧—后混凝组合工艺处理高盐肝素钠生产废水,重点考察了混凝条件及厌氧污泥的驯化效果,分析了驯化前后微生物群落的变化。混凝沉淀实验结果表明,在混凝pH为8.0、聚合氯化铝（w=30%）投加量为24 mL/L的最佳条件下,混凝段的COD去除率为52.05%。通过控制进水ρ（Cl^-）对厌氧污泥进行耐盐驯化,厌氧段的COD平均去除率为86.57%,厌氧反应器的COD负荷最高可达14.24 kg/（m³·d）。经过组合工艺处理后,最终出水的各指标均满足GB 8978–1996《污水综合排放标准》的三级指标。耐盐驯化后厌氧污泥中的主要微生物为硫杆菌（Thiobacillus sp.）、产黄杆菌（Rhodanobacter sp.）和根瘤菌（Ciceribacter sp.）,相对丰度分别为39.02%,14.04%,5.69%。

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盐析—蒸发浓缩处理树脂吸附苯酚废水的脱附液

郝震, 毛兵, 贾军芳, 莫圣浩

2021, 41(6): 719-723. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.010

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采用盐析—蒸发浓缩技术处理树脂吸附苯酚废水的脱附液,优化了盐析和蒸发浓缩工艺条件,并考察了脱附液循环套用的处理效果。实验结果表明,在硫酸钠质量分数为20%、盐析温度为35 ℃、体系pH为5.0的条件下,脱附液的COD可由180 500 mg/L降至28 900 mg/L。对盐析出水进行调碱蒸发浓缩,优化的蒸发工艺pH为12.5。将脱附液与蒸发浓缩液混合后进行循环套用5次,盐析出水COD维持在29 000 mg/L左右。外排废水仅为蒸发冷凝水的树脂吸附出水,其苯酚质量浓度小于2 mg/L。通过连续循环套用处理,可将脱附液中的苯酚全部分离回收。

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AEP-DPA-CuO相变纳米流体捕集烟气中CO₂

陆诗建, 方梦祥, 陈浮, 张婕, 李清方, 赵东亚

2021, 41(6): 724-730. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.011

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建设了300 Nm³/d的CO₂捕集连续试验装置,开展了氨乙基哌嗪-二正丁胺-纳米CuO（AEP-DPA-CuO）相变纳米流体捕集烟气中CO₂的试验研究,通过720 h的长周期连续运行模拟现场生产过程,对其吸收性能进行了评价,优化了工艺运行参数。试验结果表明：40~50 ℃为较佳的吸收温度,105 ℃为较佳的再生温度,较为适宜的吸收液浓度为3.0 mol/L（1.8 mol/L AEP-1.2 mol/L DPA,CuO添加量0.2 mol/L）,10 L/m³为最佳液气比。将AEP-DPA-CuO相变纳米流体与乙醇胺（MEA）溶液进行对比,在相同再生能耗下,AEP-DPA-CuO相比MEA吸收容量提高33%以上,再生率提高15%以上;相同再生率下AEP-DPA-CuO的再生能耗比MEA降低31%以上。

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铜火法精炼炉高砷铜烟尘的低温真空蒸发预脱砷

周琳凯, 李聪, 鲁琴瑶, 曾加, 张荣良, 张鸿儒

2021, 41(6): 731-736. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.012

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以铜火法精炼炉高砷铜烟尘为原料,采用低温真空蒸发法对烟尘中As进行预脱除处理。通过XRD、ICP-OES、SEM等分析手段分别对烟尘和蒸发产物的物相、化学成分和形貌等进行了分析,探讨了蒸发温度、残压、蒸发时间等对As及其他金属脱除率的影响。结果表明：在蒸发温度400 ℃、残压100 Pa、蒸发时间50 min的优化工艺条件下,在保证其他金属尽可能不被蒸发的同时,As的去除率可达61.50%;蒸发物为纯度较高（95.86%）的立方晶型As₂O₃,可作为初级As₂O₃产品使用;其他有价金属在蒸发残渣中得到富集,便于后续的废酸浸出工艺回收。

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垃圾焚烧过程中氧化物对Cd和Zn迁移分布的影响

吴安, 唐彪, 徐浩然, 吴亭亭

2021, 41(6): 737-744. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.013

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采用管式炉模拟城市生活垃圾焚烧过程,考察了Al₂O₃、SiO₂和MgO在不同添加量以及不同温度下对重金属Cd和Zn迁移分布的影响,并利用HSC Chemistry热力学软件进一步模拟了焚烧过程中Cd和Zn的形态分布。实验结果表明：不同氧化物均能抑制Cd和Zn的挥发,且温度越低、氧化物的添加量越大,抑制效果越好;在不同温度下3种氧化物对Cd和Zn吸附效果的优劣顺序不同;在相同反应温度和相同氧化物添加量的条件下,3种氧化物抑制Zn挥发的效果均优于Cd。热力学模拟结果显示：Al₂O₃和SiO₂会与Cd和Zn反应生成各种不易挥发的金属化合物;而MgO可与体系中的Cl结合,抑制易挥发的重金属氯化物的生成。

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两种氧化体系联合生物刺激修复总石油烃污染土壤

朱瑞利

2021, 41(6): 750-754. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.015

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采用Fenton试剂和铁活化Na₂S₂O₈两种氧化体系耦合生物刺激修复总石油烃（TPH）污染土壤。在H₂O₂投加量为6%（w）、n（Fe²⁺）∶n（H₂O₂）为0.20的最佳工艺条件下, TPH去除率达52.38%;在Na₂S₂O₈投加量为3%,n（Fe²⁺）∶n（Na₂S₂O₈）为0.10的最佳工艺条件下,TPH去除率达71.83%。投加两种氧化剂后,土壤中土著微生物数量均大幅下降,添加外源营养物生物刺激后Fenton体系中微生物数量迅速回升,铁活化Na₂S₂O₈体系恢复稍慢,但微生物数量均能在30 d内恢复到原有水平。Fenton氧化耦合生物刺激最终TPH降解率达85.45%,TPH残留量为1 718 mg/kg;铁活化Na₂S₂O₈耦合生物刺激最终TPH降解率达93.02%,TPH残留量为813 mg/kg,两者均达到了2 050 mg/kg的场地TPH修复目标值。

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改性纳米零价铁去除水中Se（Ⅵ）的机理

刘宏芳, 刘润龙, 王瑞, 马骏, 霍丽娟

2021, 41(6): 755-759. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.016

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采用羧甲基纤维素（CMC）改性纳米零价铁,通过 TEM、FTIR和XPS等技术对制备的改性纳米零价铁材料进行了表征,并考察了其对水中Se（Ⅵ）的去除效果及去除机理。表征结果显示,改性纳米零价铁为大小均匀的球形颗粒,粒径范围在3~65 nm。实验结果表明,改性纳米零价铁对初始质量浓度低于10 mg/L的Se（Ⅵ）去除率在90%以上,用其去除Se（Ⅵ）的最适宜体系pH范围为6.0~8.0。改性纳米零价铁去除Se（Ⅵ）的过程为氧化还原和表面络合的协同作用,溶解态Se（Ⅵ）最终被转化为单质Se和表面络合物Fe（OH）SeO₃。

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Fe₃O₄@SiO₂@mSiO₂介孔磁性纳米材料的制备及其氨氮吸附性能

万秋月, 杜康婷, 苏鹏鑫, 霍婷婷, 刘孟清, 张津语

2021, 41(6): 760-767. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.017

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采用水热法及改良Stöber法制备了Fe₃O₄@SiO₂@mSiO₂介孔磁性纳米材料,并将其用于水中氨氮的吸附去除。表征结果显示,制备的Fe₃O₄@SiO₂@mSiO₂为三层球状结构,中心为Fe₃O₄核,中间为SiO₂包裹,最外层为介孔SiO₂,并呈现良好的超顺磁性。氨氮的去除率随Fe₃O₄@SiO₂@mSiO₂投加量的增加而增大,投加量增至0.4 g/L后基本保持不变,吸附量随投加量的增加而减小;氨氮的去除率和吸附量随溶液pH的增大均呈现先升后降的趋势,最适溶液pH为4。该吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,为自发吸热过程。该材料在第4次使用中对氨氮的吸附量仍保持在初始吸附量的65%以上,具有良好的重复使用性能。

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化工园区挥发性有机物污染防治及对策分析

唐安中, 徐琪珂

2021, 41(6): 768-773. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.018

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对不同行业的VOCs 排放特征、治理现状、存在问题进行了梳理与分析,得出化工行业是VOCs 排放的重点大户。结合化工园区的绿色发展和污染防治要求,提出对化工企业VOCs 防治实施源头削减、过程管控、末端治理、全程监测监控的防治建议。总结了当前化工企业VOCs的污染防治现状,为化工园区VOCs污染控制与减排提供措施与对策。

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对二甲苯产品的碳足迹与减排措施

陈广卫, 张志智

2021, 41(6): 774-778. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.019

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以国际上较为通用的碳足迹计算标准PAS 2050为基本依据,结合国内炼化企业对二甲苯生产实际,提出更具适应性的对二甲苯碳足迹计算方法。经计算,华东某企业对二甲苯生命周期温室气体排放量为1.269 1 t CO₂e/t。对3家炼化企业对二甲苯碳足迹计算结果及排放热点分析得出：生产阶段对对二甲苯生命周期排放的影响最大;芳烃联合装置对生产阶段的影响最大;燃料气对芳烃联合装置的影响最大,燃料气是对二甲苯生产过程中最为关键的减排点。可通过提高加热炉效率、优化燃料组成及电加热炉替代燃料加热炉等减排措施,减少对二甲苯产品的碳足迹。

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旋流分离-气浮组合装置处理石化企业炼油污水

熊碧华, 王贵宾, 何庆生, 赵梓名

2021, 41(6): 779-783. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-1878.2021.06.020

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采用旋流分离-气浮组合装置对石化企业炼油污水进行除油处理。现场侧线试验结果表明,在进水石油类质量浓度为32.1~140.0 mg/L的条件下,出水的平均石油类质量浓度为13.9 mg/L,平均除油率达到72%,对COD,TP,SS的去除率分别可达到39%,92%,81%。该装置占地面积小,污水停留时间短,实现了废水的装置化和密闭化处理,且每吨污水处理成本仅为0.203元,低于现有处理工艺,可代替石化企业现有的涡凹气浮和溶气气浮装置,具有较强的技术优势和广阔的应用前景。

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