湿式空气氧化是一种具有较大发展潜力的污水厂污泥处理技术。该技术在高温高压条件下利用自由基反应氧化乃至矿化污泥中的有机质,处理后的污泥脱水性能好且泥饼趋于无机化。本文总结了该技术的原理、主要工艺和最新研究进展,并归纳了该领域面临的现实问题。指出,完善工艺流程、开发新型催化剂、实现产物综合利用是未来污泥湿式空气氧化发展的主要方向。
针对土壤农药污染问题,介绍了微生物菌剂的概念、类型及有效微生物菌株,总结了液体菌剂和固体菌剂的主要制备方法,阐述了微生物菌剂在污染土壤修复中的研究进展及应用实例,提出目前存在的主要问题,指出：研发出针对多种目标污染物、高耐受、长保质期的微生物菌剂是未来发展的主要方向。
氧基氯化铁（FeOCl）具有二维层状晶体结构且表面有丰富的活性位点,可作为一种新型的非均相Fenton催化剂。本文阐述了FeOCl催化降解水中污染物的机理和FeOCl的改性方法;综述了FeOCl材料催化降解水中污染物（染料、抗生素以及内分泌干扰物等）的研究进展;最后总结了该领域存在的问题并对今后的研究方向进行了展望。指出,应进一步对FeOCl进行改性以提高其活性、稳定性和可回收性。
采用基于抗坏血酸的沉淀法去除溶液中的氯离子,考察了各反应参数对氯离子去除效果的影响,并通过XRD和EDS对沉淀产物进行了分析。实验结果表明：在反应pH为3.6、n（五水硫酸铜）∶n（抗坏血酸）∶n（Cl）为3.0∶1∶2、反应温度为20 ℃、反应时间为20 min的最佳条件下,初始氯离子质量浓度为1 000~4 000 mg/L时均有较高的除氯效率,氯离子去除率最高可达96.6%;在上述最佳条件下处理实际电厂脱硫废水（初始氯离子质量浓度7 067 mg/L）,氯离子去除率高达98.7%。表征结果显示,最佳条件下反应后的沉淀产物为氯化亚铜。
采用新型厌氧膨胀颗粒污泥床生物膜反应器（EGSBBR）处理含硫酸盐有机废水。在不添加硫酸盐的条件下,运行30 d后系统产甲烷成功启动;随后逐步提高硫酸盐质量浓度至100 mg/L,运行71 d后系统COD去除率和SO42-去除率分别达98.1%和74.7%,甲烷产生量为470.7 mL/d,成功实现了同步产甲烷-硫酸盐还原耦合过程。反应器中污泥和生物膜的胞外聚合物（EPS）特性与甲烷生成量、SO42-去除率具有直接关联。高通量测序发现体系内甲烷丝菌（Methanothrix sp.）等产甲烷菌和脱硫弧菌（Desulfovibrio sp.）、硫磺单胞菌（Sulfurospirillum sp.）等硫酸盐还原菌优势共存。
分别采用Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）和Fe（Ⅵ）活化过硫酸盐（PS）氧化降解水中的菲,考察了反应pH、药剂投加量及氧化时间等因素的影响,并对比了不同价态铁活化PS对菲的氧化降解效果。在反应pH为8、n（菲）∶n（Fe）∶n（PS）为1∶2∶2的优化条件下,反应60 min后Fe（Ⅱ）-PS和Fe（Ⅲ）-PS体系对菲的去除率分别为65.11%和55.86%。在Fe（Ⅵ）-PS体系中,在Fe（Ⅵ）单独氧化时间为5 min、反应pH为7、n（菲）∶n（Fe（Ⅵ））∶n（PS）为1∶2∶2的优化条件下,反应60 min后Fe（Ⅵ）-PS体系对菲的去除率可达83.37%,优于其他两种体系和单独Fe（Ⅵ）氧化体系。Fe（Ⅵ）可有效活化PS,除自由基（SO4-·和·OH）作用外,高价态铁可能增加了体系的氧化能力。
将平板陶瓷膜组成膜组件对烟气水分和余热进行回收,考察了烟气的温度、相对湿度、流速和冷却水温度等参数对膜组件水热回收性能的影响。在实验工况下,水通量和水回收效率随着烟气温度、烟气相对湿度的增加和冷却水温度的降低而上升;水通量随着烟气流速的加快而上升,水回收效率随着烟气流速的加快先上升后降低;膜组件的水通量和水回收效率最高分别可达22.0 kg/（m2·h）和36.3%。平板陶瓷膜回收的热量主要来自烟气潜热,烟气潜热换热量与水通量呈正相关变化趋势。在实验工况下,平板陶瓷膜组件的总传热系数最高为412 W/（m2·℃）,高于多通道管式陶瓷膜和单通道管式陶瓷膜。
中国石化海南炼油化工有限公司（海南炼化）催化裂化装置因渣油加氢装置（RDS）换催化剂导致原料油硫含量升高,为避免烟气SO2和外排水COD超标,进行了增强型RFS硫转移剂的工业应用试验。结果表明,当硫转移剂加注量占催化剂系统藏量的4%时,脱硫塔入口烟气SOx脱除率达65.6%,碱液消耗量减少53.4%,外排废水COD基本保持稳定且略有降低,未出现超标现象,烟羽蓝烟拖尾现象明显改善,硫转移剂的应用对裂化产物质量和装置运行无负面影响,并具有可观的经济效益。
采用静水实验考察无菌和有菌条件下苯在不同埋深土壤中的自然降解规律,利用土柱实验探究天然和人工驯化微生物对苯的去除规律,并通过高通量测序识别优势菌群。实验结果表明：岩土菌悬液中的苯降解菌主要为红球菌属（Rhodococcus）;油污土菌悬液中苯降解菌主要为假单胞菌属（Pseudomonas）。静水实验结果表明,微生物的存在可提高苯去除率,但土壤埋深越深,苯的去除效果越差。土柱实验结果表明：土壤对苯的吸附率约为77%,加入驯化微生物后,苯的去除率达到了84%~86%;天然微生物降解苯的贡献率仅为2%,驯化微生物的加入使微生物对苯降解的贡献率增大了3~4倍。
利用硫酸盐还原菌（SRB）原位合成纳米硫化亚铁（Nano-FeS）构建Nano-FeS@SRB体系还原Cr（Ⅵ）。通过电化学实验和电子传递抑制剂实验探究Nano-FeS对细胞电子传递性能的影响。实验结果表明,Nano-FeS@SRB具有较高的Cr（Ⅵ）还原能力,Cr（Ⅵ）的还原是微生物介导的过程,经Nano-FeS@SRB体系处理后,Cr（Ⅵ）被转化为低毒的Cr（OH）3和Cr2O3。Nano-FeS增强了SRB的胞外电子传递,可作为电子穿梭体将细胞代谢产生的电子传递给Cr（Ⅵ）,实现Cr（Ⅵ）到Cr（Ⅲ）的还原。在Cr（Ⅵ）初始质量浓度为20 mg/L、反应温度为35 ℃、体系pH为5.0的条件下,Cr（Ⅵ）去除率为93%。
以铅离子为模板离子、乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二异丁腈为交联剂和引发剂、稀盐酸为洗脱剂,采用微波辅助反相乳液悬浮聚合法,制备了磁性离子印迹聚合物（MIIP）,通过SEM、FTIR、XRD和BET技术对其进行了表征,并将其用于水中Pb（Ⅱ）的吸附。在初始质量浓度60 mg/L、溶液pH 6、吸附温度303 K、吸附时间60 min的优化条件下,MIIP对Pb（Ⅱ）的吸附量可达107 mg/g。MIIP对Pb（Ⅱ）的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。MIIP能够选择性识别二元金属离子混合溶液中的Pb（Ⅱ）,具有很好的Pb（Ⅱ）识别和吸附能力。在重复使用5次后吸附性能没有明显变化,表明MIIP具有良好的重复使用性能。
采用聚乙烯亚胺（PEI）对聚苯胺/氧化石墨烯（PANI/GO）进行改性得到PEI-PANI/GO,通过XRD、FTIR、BET和SEM技术对PEI-PANI/GO进行表征,并考察了PEI-PANI/GO对溶液中Cr（Ⅵ）的吸附性能。表征结果显示,PEI-PANI/GO材料以介孔为主,比表面积为35.12 m2/g,孔体积为0.098 24 cm3/g。实验结果表明,在温度为20 ℃、体系pH为3、溶液中Cr（Ⅵ）初始质量浓度为400 mg/L的条件下,PEI-PANI/GO对Cr（Ⅵ）的平衡吸附量达117.63 mg/g。PEI-PANI/GO对溶液中Cr（Ⅵ）的吸附行为更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,表明吸附过程是单分子层吸附。经过循环吸附再生后第4次使用,PEI-PANI/GO对Cr（Ⅵ）的吸附量从117.63 mg/g降至84.27 mg/g,仍能保持71.64%的吸附量,说明其重复使用性能良好。
采用共沉淀法制备了Fe-Ce双金属氧化物脱硫剂,通过XRD、FTIR、N2吸附-脱附和XPS对脱硫剂进行了表征。在常温下对H2S质量浓度为607 μg/L的H2S-N2混合气体进行脱硫研究,探讨了Ce与Fe的摩尔比和无水乙醇洗涤对脱硫剂在常温下脱硫性能的影响,考察了脱硫剂的再生性能。实验结果表明：Ce与Fe摩尔比为0.10、使用无水乙醇洗涤的脱硫剂具有最佳的脱硫性能,在脱硫精度为0.15 μg/L的条件下穿透硫容达到203.7 mg/g。脱硫剂在常温下经过空气再生后,第1次再生的穿透硫容达到69.8 mg/g,约为新鲜脱硫剂的34.2%,3次再生脱硫剂的累计穿透硫容达333.0 mg/g。
以1,3-双[二（2-羟乙基）十二烷基溴化铵]丙烷（12-3-12（OH））对钠基蒙脱土（Na-Mt）进行插层改性,制备了有机蒙脱土（OMt）。采用FTIR、XRD和SEM等方法对用不同改性剂用量改性的OMt进行了表征,考察了吸附剂用量和体系pH对OMt吸附刚果红（CR）性能的影响,并探究了其吸附规律。表征结果显示：OMt表面有明显的褶皱,层间空隙随着改性剂用量的增加而增大。OMt作为吸附剂去除水中CR的最佳条件为：吸附剂用量0.4 g/L,自然pH （pH=7.12）。准二级动力学模型可以较好地描述1.0 OMt（12-3-12（OH）与Na-Mt可交换阳离子的摩尔比为1∶1）对CR的吸附过程,1.0 OMt吸附CR的过程更符合Langmuir模型,最大吸附量为248.14 mg/g,且为自发的吸热过程。重复使用3次,CR去除率保持在90%左右。
以甘蔗渣为原料,采用水热合成法制备了水热炭,再通过浸渍法负载上铁或锰的氧化物,得到具有吸附-催化氧化双功能的铁/锰氧化物改性碳基催化剂CMF,对催化剂进行了表征,并考察了其对甲苯的脱除性能。表征结果显示,CMF具有比表面积大、活性成分分布均匀等良好的表面结构。实验结果表明：CMF具有较高的甲苯脱除性能,当温度高于250 ℃时,CMF的甲苯去除率达80%以上,300 ℃时甲苯去除率达90%;在温度高于200 ℃后CMF催化氧化甲苯的产物中CO2产率高于80%,300 ℃时其产物中CO2产率达98%。
建立了一种离子色谱法测定不同类型实际水样中丙烯酸的方法。考察了样品采集和保存、样品前处理及色谱条件对丙烯酸测定的影响。实验结果表明：用棕色塑料瓶采集含丙烯酸的实际水样可在-20 ℃冷冻条件下保存14 d;采用Na型、Ag型、Ba型和C18型固相萃取柱能够有效除去水样中干扰物质;利用AS11-HC型色谱柱,进样量为200 μL,在流量为1.0 mL/min的氢氧根梯度淋洗条件下测定丙烯酸,检出限为0.003 mg/L,标准曲线线性相关系数为0.999 6,平行测定结果的相对标准偏差为3.2%~5.6%,实际水样加标回收率为91.2%~108.0%。该方法检出限低、准确度高、操作简单、分析速度快,在水中丙烯酸分析标准的建立方面有良好的应用前景。
建立加压流体萃取—气相色谱-质谱法检测土壤中邻/间/对硝基甲苯的含量。选用二氯甲烷-正己烷混合溶液（体积比1∶1）作为萃取溶剂,采用加压流体萃取仪对冷冻干燥土壤样品进行萃取,经硅酸镁小柱净化后,内标法定量。实验结果表明,邻/间/对硝基甲苯在质量浓度1.0~20.0 μg/mL范围内线性关系良好,相关系数不小于0.999,检出限均为0.02 mg/kg,基质平均加标回收率分别为69.3%~79.2%、72.1%~83.2%、71.7%~88.0%,测定结果的相对标准偏差分别为8.96%~10.6%、8.62%~10.5%、8.55%~10.6%（n=6）。该方法适用于土壤中邻/间/对硝基甲苯含量的检测。
采用石灰石-石膏法脱硫装置处理废稀硫酸。研究了石灰石浆液和废稀硫酸的不同投加顺序以及不同反应晶种（石膏浆液、石膏稀浆液）对所得石膏晶粒形态和抽滤物含水率的影响。试验结果表明：与废稀硫酸加入石灰石浆液的方式相比,石灰石浆液加入废稀硫酸的方式更利于石膏结晶,晶粒更大,所得石膏抽滤物含水率更低;以石膏浆液和石膏稀浆液作为反应晶种,抽滤物含水率可分别达到13.2%和14.1%,适宜的晶种浆液与总反应液的体积比为1/3。实际验证结果表明,该工艺对现有脱硫系统没有影响,石膏产物一并处理,且为脱硫系统提供了补充水,经济效益和环境效益显著。
以聚苯乙烯泡沫滤珠作为上向流反硝化滤池的滤料,在中试装置中考察了此种悬浮滤料的脱氮效果及其过滤功能。试验结果表明：在进水流量为13.5 m3/h的情况下,随着碳氮质量比（碳氮比）的升高,NO3--N去除率逐渐提高,出水COD也逐渐提高,适宜的碳氮比为5,此条件下出水COD小于50 mg/L;水力停留时间（HRT）越长,脱氮效果越好,综合考虑本试验选择HRT为60 min;应控制废水流速为6~8 m/h,以使滤池出水SS在10 mg/L以下,稳定达标。该滤池对污染物的去除主要集中在沿水流方向的前半段,在沿层高度的0~90 cm区域基本完成了对NH4+-N和NO3--N的去除,NH4+-N和NO3--N的去除率贡献分别达到96.99%和96.87%,而剩余的后半部分滤料对污染物的去除效果微弱。
