焦亚硫酸钠与双氧水反应吗另外,干水有什么性质_百度作业帮
焦亚硫酸钠与双氧水反应吗另外,干水有什么性质
焦亚硫酸钠与双氧水反应吗另外,干水有什么性质
Na2S2O5 具有典型的还原性,能被H2O2氧化为Na2SO4.Na2S2O5 + 2 H2O2 = Na2SO4 + H2O + H2SO4以烃为还原剂，在贫燃发动机和柴油机自然排气温度(300-400℃)附近，如何高选择性地还原消除其中的nox是世界瞩目的研究课题。本课题以c2h2为还原剂，研究在富氧条件下选择催化还原nox(c2h2-scr)的有效催化剂，以期为贫燃发动机和柴油机尾气中nox的实用消除提供依据。
本文从提高nox的选择性催化还原(scr)的低温活性出发，研究了富氧条件下以c2h2为还原剂在多种金属离子(mn+)交换的镁碱沸石(fer)上的nox选择催化还原反应。发现当hfer分子筛的质子部分被na，ba，mg等金属离子交换后对c2h2-scr反应的催化活性高于hfer本身。首次提出在fer上引入适量碱金属及碱土金属有利于c2h2选择催化还原nox。
研究发现少量na(交换度为11.8％)在fer分子筛中有利于促进目标反应，而大量na存在于该分子筛中则抑制了nox的选择催化还原消除，从而研究提出了na+在c2h2-scr反应中的作用因含量不同而不同的相应机制。结合nox-tpd，ftir表征手段，提出活性含n物种(no+，双齿硝酸根和桥式硝酸根)在催化剂表面的生成是c2h2-scr的关键步骤。少量na的加入促进了分子筛上活性硝酸根(双齿硝酸根和桥式硝酸根)的吸附。过量na在分子筛上不能进一步促进活性硝酸根生成，而是有利于生成惰性nano3。此外，由于大量的质子被na取代，no氧化为no2这一反应步骤被显著抑制，从而明显降低了活性含n物种(no+，双齿硝酸根和桥式硝酸根)的生成速率。因此，大量na在fer分子筛中反而不利于c2h2-scr反应。此外，我们发现，no+也是主要的活性含n物种，该物种主要生成于hfer分子筛上。大量na的加入显著抑制了该含n物质的生成，这也是fer中大量na不利于目的反应的原因之一。
少量na在fer分子筛中的加入不仅促进了目的反应，还明显抑制了c2h2的非选择性氧化，从而使c2h2-scr在na-h-fer(交换量为11.8％)分子筛上nox的最高消除转化率达到了91％。该结果比相同条件下的hfer分子筛上所得nox的消除转化率高出9％。
氮氧化物(nox)是对人类危害极大的大气污染物之一。十几年来，稀燃发动机和柴油发动机尾气中nox的有效消除已成为世界环保催化领域难以解决的课题。本文从提高nox的选择性催化还原(scr)的低温选择性出发，以c2h2为还原剂，研究了富氧条件下多种金属离子(mn+)交换的和锆担载的h-zsm-5催化剂(m-h-zsm-5，zr/h-zsm-5)上nox的scr反应，得到了以下规律和结果：
在所研究的m-h-zsm-5催化剂中，c2h2为还原剂的nox的择性催化还原(c2h2-scr)活性顺序是in-h-zsm-5＞mn-h-zsm-5＞h-zsm-5＞co-h-zsm-5＞ga-h-zsm-5＞fe-h-zsm-5＞zn-h-zsm-5＞cr-h-zsm-5，cu-h-zsm-5＞ni-h-zsm-5。该结果表明交换金属对h-zsm-5分子筛在c2h2-scr中的催化性能起着至关重要的影响。在325℃，800ppmc2h2，1600ppmno，9.95﹪o2(he为平衡气)，ghsv=17000h-1的反应条件下，in-h-zsm-5催化剂上nox的消除转化率(生成n2)达到了76﹪，而由na-zsm-5出发制得的in-na-zsm-5催化剂对nox的消除几乎没有活性。这表明分子筛中h质子与in离子在nox的scr中存在协同作用。
在担载量优化的2﹪zr/h-zsm-5催化剂上，nox的消除转化率在350℃达到了89﹪。同一催化剂上同“c”浓度的丙烯和甲烷为还原剂时，其nox的最高消除转化率分别为27﹪和45﹪，表明乙炔为还原剂对nox的选择消除比后二者显著有效。使用乙炔为还原剂在2﹪zr/h-zsm-5催化剂上所得到的这一结果，与近期文献报道的不同催化剂上丙烯的nox选择催化还原消除相比，在达到大致相同的nox消除转化率时仅用了其1/3浓度的乙炔(以碳原子摩尔数计)。30小时连续催化实验结果表明，2﹪zr/h-zsm-5催化剂不仅在乙炔为还原剂的上述常规反应条件下活性非常稳定，还可耐受高温(≤650℃)和低温(200℃)波动的冲击。
与乙炔为还原剂相比，丙烯为还原剂时催化剂h-zsm-5和zr/h-zsm-5则迅速失活。这两个催化剂上乙炔和丙烯的吸附、脱附结果表明，丙烯在h-zsm-5分子筛和zr/h-zsm-5催化剂上80℃达到的饱和吸附量分别为1.85和1.75mmol·g-1，而在相同条件下乙炔的饱和吸附量仅分别为0.08和0.11mmol·g-1。即在同一条件下丙烯的饱和吸附量为乙炔的15-20倍。该实验结果可很好地解释丙烯为nox的scr还原剂时催化剂极易积碳失活，而乙炔为还原剂时催化剂性能极其稳定的实验事实。
根据催化剂的xrd和紫外可见漫反射表征，提出了zr/h-zsm-5催化剂中离子态的锆和锆氧化物簇是nox的c2h2-scr反应活性物种。这些锆物种通过与分子筛中h质子的协同作用，促进了no氧化为no2(本c2h2-scr反应的控速步骤)。此外，系列催化剂上no与o2的共吸附、脱附以及no2的吸附、脱附研究结果表明，锆在h-zsm-5分子筛中的引入还有效促进了催化剂上no2的强吸附(对应340℃附近脱附)，这可能是锆促进h-zsm-5分子筛催化剂目的反应活性的另一原因。
活性污泥法作为生活污水、城市污水以及有机性工业废水的主要处理技术被广泛应用，由此产生的大量剩余污泥，给城市环境带来了一定程度的危害，污水和污泥的处理是当前的一个重要研究课题。活性污泥系统的生物复杂性，使得目前对水处理的监测和控制存在着一定的局限，影响污泥处理效果的性质参数的多样性，导致了污泥系统评价的困难。因此，探索一种新的参数，使其能够全面的反映活性污泥的性质，简化污泥评价系统，具有重要的意义。本文通过测定活性污泥的ph和orp缓冲容量，对污泥的基本缓冲性能进行研究，探索其与污泥性质的关系及其影响因素，判断其对污泥系统评价的可行性。实验结果表明活性污泥对酸、碱、氧化剂和还原剂都有一定的缓冲能力，不同污泥的酸、碱、氧化和还原缓冲容量不同，同种污泥的四种缓冲容量呈现出相同的规律。活性污泥的缓冲容量与污泥的性质之间具有相关性，缓冲容量越大，
其沉降、絮凝和脱水效果越好，相应污泥的水处理效果越好，后期污泥处理越容易。污泥好氧和厌氧培养对污泥的缓冲容量有一定的影响，好氧培养后的污泥的缓冲容量降低，厌氧培养后污泥缓冲容量升高。营养物质影响了污泥的缓冲性能，在对污泥厌氧处理的过程中加入营养物质后，其酸、碱、氧化和还原缓冲容量均比不加营养物质厌氧的污泥高，营养物质从一定程度上提高了污泥的缓冲容量。高温灭活后污泥的缓冲容量急剧降低，污泥活性是污泥缓冲容量存在的一个重要因素。污泥加入絮凝剂后其缓冲容量降低，对絮凝剂缓冲性的研究发现，絮凝剂自身缓冲性极弱，对酸、碱、氧化剂和还原剂几乎无抵抗能力。污泥的ph和orp之间呈现良好的线性关系，符合能斯特方程的基本规律，将污泥的ph和orp缓冲性能作为评价污泥性质的参数可行。关键词：活性污泥；缓冲容量；脱水性；絮凝性
本文对去除电镀污水中铬离子和镍离子进行了研究。文章采用化学还原法处理含铬离子污水，焦亚硫酸钠作还原剂。确定的优化工艺条件为：反应ph值为2.0～2.2；对铬离子、镍离子进行单独处理时，铬离子沉淀的最佳ph在9左右，随ph增大，cr(oh)3又溶解；镍离子沉淀的ph值在10以上才能小于1mg/l；采用氧化还原-中和-絮凝沉淀综合工艺处理含铬离子和镍离子的电镀废水，对不同浓度的铬、镍离子混合液在不同ph之下进行处理，确定的最佳ph值为9左右；100mg/l100ml的铬离子溶液最佳絮凝剂的加入量为0.2ml。处理后水质清澈透明，出水中六价铬离子的含量小于0.5mg/l，出水中镍离子的含量小于1.0mg/l。
燃煤发电厂已成为我国大气SO2污染的第一大污染源,控制燃煤发电SO2污染已成为一个非常紧迫的问题。尽管已有各种脱硫技术，但还很不够理想。催化还原脱硫技术由于其具有回收单质硫的理想化环保特点，已引起国内外学者的密切关注和研究。本论文正是基于催化还原脱硫的思路，以期利用烟气中的CO将SO2还原为单质硫，在已有的研究基础上，进一步开展了镧和铈氧化物催化剂催化还原脱硫的耐氧实验研究。为了探索镧和铈氧化物催化剂催化还原脱硫的耐氧特性，催化剂的配比和制备是一个关键。本论文采用目前优选的浸渍法，在参考有关文献的基础上，设计制备了不同配比的单组分和复合组分的负载型CEO2/γ-AL2O3、LA2O3/γ-AL2O3和CEO2-LA2O3/γ-AL2O3催化剂，以供催化还原脱硫耐氧实验研究使用。本论文应用已制备好的各种配比的催化剂，在无氧条件下，考察了催化剂催化CO还原SO2反应的活化过程。然后将已活化的催化剂，进行了有氧条件下催化还原脱硫耐氧实验研究。分别研究了O2浓度、反应物浓度配比、催化剂用量、温度、载体粒径等对催化剂催化还原脱硫耐氧性能的影响，为考察催化剂的催化还原脱硫耐氧规律取得一系列有益的实验数据。研究表明，CEO2-LA2O3/γ-AL2O3催化剂在无氧条件下对SO2脱除率可以达到98﹪。在有氧条件下，各种组分催化剂均会发生一定程度的中毒。但是通过改变催化剂的组成和提高反应温度可以提高催化剂的耐氧能力。并进一步发现失活时间随着催化剂用量的增加和CO比例的提高而延长，改变载体的粒径也可以提高混合组分催化剂的耐氧性能。通过实验现象发现这种中毒影响是部分可逆的，催化剂的结构并没有被彻底破坏。论文最后，将实验研究和理论分析相结合，初步探讨了CEO2/γ-AL2O3、LA2O3/γ-AL2O3和CEO2-LA2O3/γ-AL2O3催化剂催化还原脱硫在有、无氧条件下的催化机理和提高其耐氧的可能性。
　　如何控制和减少铬对环境的污染，受到环境化学研究者们的普遍关注。铬主要以六价铬和三价铬两种形态存在于自然环境中，其中CR(Ⅵ)有强氧化性，在环境中的溶解性、迁移性大，具有高毒性；而CR(Ⅲ)具有迁移性小和低毒性。所以，多数情况下对CR(Ⅵ)的治理采用化学还原法，即将CR(Ⅵ)还原为CR(Ⅲ)。本文主要研究水溶液和土壤多相悬浮液中硫化钠还原CR(Ⅵ)的反应动力学及其影响因素。本论文共分为三部分：
　　第一部分：在恒温和除氧封闭条件下，通过批式试验研究了水溶液中CR(Ⅵ)与S2-的反应动力学及其影响因素。研究结果表明，在恒定溶液PH值(7～9范围内)和硫化物浓度过量时，反应分2个阶段。初始反应阶段[CR(Ⅵ)反应物消耗约0﹪～60﹪区间]，反应动力学服从假1级反应规律，1NDCR(Ⅵ))～T作图呈线性关系；反应后期[CR(Ⅵ)反应物剩余大约40﹪]，1NC(CR(Ⅵ))～T曲线出现转折，反应速率明显加速。对过程进行分析，认为硫化物的最初氧化产物为单质S，然后逐渐形成胶体态S，继而胶体态S对硫化物产生强烈吸附作用，进而形成了多硫化物，提高了硫化物的反应活性，促进了硫化物与六价铬的氧化还原反应的加速进行。此外，溶液酸度对总反应速率有显著影响，H+的反应级数为1。
　　第二部分：在恒温和除氧封闭条件下，通过批式试验研究了红壤、黄棕壤和黑钙土三种土壤对硫化物还原CR(Ⅵ)的反应动力学。结果指出：土壤表面吸附的FE(Ⅱ)是导致土壤加速硫化物还原CR(Ⅵ)反应的主要因素。土壤对反应速率的加速作用与土壤表面萃取出的FE(Ⅱ)含量相一致，即红壤＜黄棕壤＜黑钙土。研究分析指出，在相同的PH条件下，FE(Ⅱ)与CR(Ⅵ)反应速率远大于硫化物与CR(Ⅵ)的反应速率。
　　第三部分：分析了用FERROZINE分光光度法测定FE2+浓度时硼酸-硼酸盐缓冲溶液和共存离子S2-对结果产生干扰的原因，提出了在FERROZINE进行显色反应前先加HCL酸化处理即可消除测定干扰的方法，取得了较满意的测定结果。
由于铬(CR)的特殊物理和化学性质，铬及其化合物在冶金、电镀、制革、颜料、油漆、印染和化工等行业中得到广泛应用。在这些行业的生成过程中产生的大量含铬废渣、废气和废水因不能有效地控制或不合理的排放，导致了我国许多地区存在着严重的土壤铬污染问题。土壤中广泛存在小分子有机酸和腐殖酸等有机物，它们均可直接将土壤中的CR(VI)还原为CR(III)，从而降低CR(VI)在土壤中的迁移性和生物的可利用性，达到减轻铬污染的危害。铁是土壤中含量较高的金属元素，占土壤含量的3.8％，土壤中锰的含量尽管远少于铁，但同铁一样，对于铬在土壤中的化学行为有重要影响。研究锰和铁对小分子有机酸和腐殖酸还原六价铬的影响，对进一步了解土壤中六价铬的化学行为具有重要的意义。
本试验主要研究了高岭石和蒙脱石表面吸附态的MN2+和FE3+对草酸、柠檬酸和酒石酸还原六价铬的影响以及水溶态的MN2+和FE3+对腐殖酸还原六价铬的影响。主要研究结果如下：
通过批式试验着重研究了高岭石表面吸附态MN2+对草酸、柠檬酸和酒石酸还原CR(VI)速率的影响。结果表明，高岭石表面吸附态MN2+对3种有机酸还原CR(VI)均展示出良好的催化作用，其效果为：草酸＞柠檬酸＞＞酒石酸。酒石酸为还原剂，初始浓度≤2.0 MMOL/L时，高岭石表面吸附态MN2+对酒石酸还原CR(VI)的催化作用不显著，但其催化作用随酒石酸初始浓度的增加而明显提高。温度和PH对高岭石表面吸附态MN2+催化草酸和柠檬酸还原CR(VI)有显著影响，温度越高，反应速率越快；PH=3.5-4.5范围内，草酸对CR(VI)的还原反应随PH的降低而显著升高；然而，柠檬酸对CR(VI)的还原作用却在PH=4.0时为最快。
通过批式试验研究高岭石表面吸附态FE3+对草酸、柠檬酸和酒石酸还原CR(VI)速率的影响。结果表明，高岭石表面吸附态FE3+对3种有机酸还原CR(VI)均展示出良好的催化作用，其效果为：酒石酸＞草酸＞柠檬酸。本试验条件下草酸、柠檬酸和酒石酸3种有机酸自身光解的速度比较慢，因此该三种有机酸自身光解产生的还原性自由基对CR(VI)的还原作用不占主导地位。FE3+光催化还原CR(VI)的速率与有机酸分子中羧基的数量并不存在线性相关。PH对高岭石表面吸附态FE3+催化草酸还原CR(VI)有显著影响，PH=3.5-4.5范围内，草酸对CR(VI)的还原反应随PH的降低而显著升高。然而草酸浓度在2MMOL/L-10MMOL/L范围内，对于该反应无明显影响。25℃和PH=2.0-6.0条件下，研究了外加的MN2+和FE3+对腐殖酸还原六价铬的影响。结果表明，PH对腐殖酸还原CR(VI)有较大的影响，在2.0-6.0范围内，随PH的降低反应速率得到提高。MN2+对腐殖酸与CR(VI)之间的氧化还原反应并无明显影响。光照下腐殖酸还原CR(VI)的速率比无光照情况下要大一些，而光照条件下，外加的FE3+对腐殖酸还原六价铬的反应影响不显著。
本文研究光合细菌(PSB)法处理含硫酸盐高浓度有机废水的可行性。研究
从以下三个方面着手：(1)考察光合细菌微氧膜法工艺处理含硫酸盐高浓度有机
废水的效果，优化可溶化段和光合细菌段的工艺参数；(2)研究可溶化段和光合
细菌段污染物降解及迁移规律，探讨其中的微生物作用机制：(3)从理论上进一
步完善光合细菌工艺。研究结果表明：(1)可酸化性作为废水最大可产酸程度的
指标，酸化度作为酸化反应器实际达到的酸化程度的指标，使用可酸化性和酸化
度可以很好地对废水的酸化特性和实际酸化效果加以评判。(2)糖蜜酒精废液采
用微氧膜法可溶化工艺时，由于反应器内具有较高的污泥浓度，可使得HRT缩短
到好氧悬浮可溶化工艺的1/3以下；几个工况的比较中，当溶解氧保持O.1MG/L，
容积负荷在51.4KGCOD/M3.D左右，可以获得较好的可溶化效；果微氧膜法可溶
化工艺不会提高废水的可生化性。(3)进水氨氮浓度、氨氮负荷以及溶解氧是影
响光合细菌段脱氮效果的关键因素，当氨氮浓度降至220.3MG/L，氨氮负荷降至
O.18KG/M3.D，PSB1反应器中DO升为1.O～2.OM/L，PSB2反应器中D0升为5.0～
6.OMG/L，光合细菌段取得了67.5％的较高脱氮率。TN去除主要发生在PSB2反应
器中。光合细菌段由于溶解氧较高，使得可溶化出水中的硫和硫化物被氧化而重
新转变为硫酸盐。(4)可溶化段存在不同程度的硫酸盐还原现象，硫酸盐还原不
利于整个光合细菌工艺，选择在启动期就可抑制硫酸盐还原发生的高浓度进水启
动方式，并采用高浓度废水不稀释直接可溶化的工艺，将有利于最大限度地控制
硫酸盐还原的发生。对于CODB在44251MG/L以上的废水，直接可溶化时可使得
硫酸盐还原反应被完全抑制；废水CODB低于以上浓度但大于26551MG/L时，高
浓度进水同样要比低浓度进水有利于形成对硫酸盐还原的抑制；废水CODB小于
26551MG/L时，不会对硫酸盐还原菌产生抑制效应，在此情况下，采取高负荷运
行可以削弱硫酸盐还原程度；抑制硫酸盐还原的物质是高浓度的VFA，VFA的
抑制作用是从高于18756MGCOD/L的浓度表现出来的，对硫酸盐还原菌的绝对抑
制浓度在31112MGCOD/L左右。(5)微氧膜法可溶化反应器和PSB反应器内主要
分布有异养细菌、光合细菌、硫酸盐还原菌、无色硫细菌、氨氧化细菌、反硝化
菌、酵母菌和霉菌等微生物种群,所有这些微生物种群共同组成了污染物降解生
物链。硫酸盐还原菌和无色硫细菌形成互生关系，它们将SO2-4作为中间体，共
同完成了对有机物的有氧降解；微氧膜法可溶化反应器中检出一定量的氨氧化细
菌和反硝化细菌，可用以解释可溶化过程的TN去除机制；氨氧化细菌和反硝化
细菌在脱氮活性强的PSB反应器中大量存在，它们构成了同步硝化和反硝化的生
物学基础；光合细菌反应器中无色硫细菌大量繁殖，将硫化物重新氧化为硫酸盐。
(6)一种新的氧利用率测定方法一气相色谱法被建立并用于光合细菌工艺的氧利
用效率的研究，结果表明，由于光合细菌法采用了微氧操作的工艺条件，可以提
高氧利用率，减少曝气量，从而节约能耗。
关键词：含硫酸盐高浓度有机废水，光合细菌法，微氧膜法工艺，酸化度，可酸
化性，硫酸盐还原抑制，微生物生态分布，氧利用率测定方法。
由于厌氧氨氧化工艺具有与传统生物脱氮工艺不可比拟的优越性，因此国内外对厌氧氨氧化工艺的研究非常关注。但厌氧氨氧化菌属于一种新型自养菌，生长速率特别慢，对环境条件比较敏感，相对而言，难以培养。另外高氨氮高硫酸盐有机废水也是目前水处理研究的热点，厌氧同步脱氮除硫现象的发现对生物法处理废水具有巨大的意义。本试验利用ASBR系统和厌氧生物转盘，接种不同的污泥，以不同的电子受体的动态和静态试验，研究各种因素对厌氧氨氧化菌的培养和运行效果的影响。试验研究表明：
1.以不同的基质配比进行配水，利用ASBR反应器在高硫酸盐低COD浓度低氨氮浓度、低硫酸盐高COD浓度高氨氮两种情况下，进行以硫酸根为电子受体的厌氧氨氧化菌的培养，得出低硫酸盐高COD浓度高氨氮的条件比较适合厌氧氨氧化过程的进行。
2.在同步脱氮除硫的过程中，硫酸盐的过度还原会使脱氨过程受到抑制。采用硝酸盐可以使上述的硫酸盐还原过程减弱，但难以恢复出现的同步脱氨除硫现象。分析认为硫酸盐还原作用对同步脱氮除硫的过程产生了不可逆的非竞争性抑制。硝酸盐作为硫酸盐还原过程的抑制剂，表现了很好的抑制效果。试验表明硝酸盐对硫酸盐还原的抑制为可逆的竞争性抑制，并通过求取动力学常数进行进一步的验证。
3.对厌氧氨氧化的启动进行了单纯的厌氧污泥和接种好氧污泥的混合条件的比对试验，同时进行了静态效果试验。动态和静态试验结果都表明接种有好氧污泥的混合环境更适合于厌氧氨氧化菌的生长繁殖，出现厌氧氨氧化现象比较快且明显。认为可能是好氧氨氧化菌有厌氧特性或混合环境中的好氧污泥容易挂膜，其中的丝状菌可以为厌氧氨氧化菌提供附着体而便于富集。对于系统内的生物特性有待于进一步的研究。
4.系统在温度为35±1℃，PH保持在8.0左右的条件下避光运行，厌氧生物转盘中出现了厌氧氨氧化现象后，在HRT分别为2D、1、1/2D条件下研究了系统中的氨氮去除率的变化。实验结果为HRT为2D和1D时的氨氮去除率基本相近，分别为20％和22％，而HRT为1/2D是去除率只有15％。因此认为HRT为1～2D较利于厌氧氨氧化菌的生长。
CO2引起的温室效应被认为是严重的环境问题之一。电化学还原CO2在国内的研究刚刚兴起，是有效地去除和转化大气中CO2的方法之一。本实验主要是研究在水溶剂（0．5 MKHCO3溶液）和非水溶剂（0．1 MKOH+甲醇溶液）中，PT电极上的CO2电化学还原情况。实验分别系统研究了电流密度、电解时间和温度对还原产物产量的影响。初步探讨了该体系下CO2电化学还原的反应机理。
实验结果表明：在本实验条件下，液态还原产物主要为甲酸。
（1）电流密度对还原产物甲酸产量的影响为在其它条件相同时，当电流密度为0．55 MA．CM—2时，甲酸产量取得最大值。
（2）电解时间对还原产物甲酸产量的影响为在其它条件相同时，当电解时间为36000S时，甲酸产量取得最大值。
（3）还原产物甲酸产量在非水溶剂中大于同样条件时水溶剂中，并且随温度的降低而增大，这是因为有机溶剂和低温时都可以溶解更多的CO2。
（4）在本体系下，最佳反应条件为0．1 MKOH+甲醇溶液中，温度为273K，电流密度为0．55 MA·CM—2，电解时间为36000S时，还原产物甲酸的产量最大，最大值164．4 MG·L—1。
在本实验条件下，通过不同实验参数的控制，取得了PT电极上的CO2电化学还原产物甲酸的较高产量。本实验的研究方法和初步结论对今后大规模生产应用奠定了可靠的技术基础并提供了相关技术和工艺参数。因此CO2电化学还原方法是减少大气中CO2含量和转化为有用的有机原料的途径之一。
氮氧化物(no)是最主要的大气污染物之一，它能够产生酸雨和光化学烟雾等危害环境和人的身体健康。烃类选择性催化脱除no是贫燃汽车尾气治理的主要研究方法，也是环保领域重要的研究课题之一。本文从提高催化剂的低温选择性出发，对钨基催化剂上乙炔选择催化还原no进行了深入探讨，并与甲烷和丙烯做了比较研究。
论文研究了不同钨担载量对w/hzsm-5催化剂ch-scr．反应的影响，发现适量钨的加入大大提高了hzsm-5催化剂选择催化还原no的低温活性和选择性。在800 ppmch，1600 ppm no，10％o(he为平衡气)条件下，6％w/hzsm-5催化剂在300～400℃宽温区内，no转化率可以达到80％以上。相同条件下，同“c”浓度的丙烯和甲烷为还原剂时，催化剂的活性较低，no的最大转化率分别为33％和28％，且在丙烯为还原剂时，催化剂在反应中出现积碳失活现象。
从对w/hzsm-5催化剂进行的表征结果可以发现，钨物种的加入虽然使分子筛催化剂的酸性减弱，但较多量的单体和聚合态钨酸盐物种的大量存在能使催化剂的活性大大提高。通过ch和no吸附和脱附实验以及no的氧化实验，发现在w/hzsm-5催化剂上，ch的吸附对催化剂的活性影响很小，但钨物种的加入不但使催化剂的催化no氧化的活性增强，而且促进了催化剂对no的吸附，这是决定催化剂活性的重要因素。
no的红外实验结果进一步证明，桥式和双齿硝酸盐是no的ch-scr反应中的活性含氮物种，它们能够在反应温度下吸附在催化剂表面，并在反应过程中与还原剂生成活性的含羰基物种。
80℃下，zsm-5、na13x、y、hmor、h5a、hsapo-34等多种分子筛和常见载体对乙炔和丙烯的吸附和脱附性能的研究结果表明：乙炔和丙烯在sio、γ-alo上几乎不吸附，而与分子筛存在较强的相互作用。对于同类型的分子筛，二者的饱和吸附量均随分子筛硅铝比的增大而减小；在同一种分子筛上，以摩尔计的丙烯吸附量均远高于乙炔。在80℃时，hβ分子筛上乙炔和丙烯饱和吸附量可分别达到0.11 mmol/g和4.89mmol/g，该结果远高于文献报道结果。
铁锰氧化物是土壤的主要成分之一，具有较强的吸附能力和氧化能力，是调控土壤中的重金属离子形态和生物有效性的主要因素之一。本文分别选取了土壤成因的铁锰结核和生物成因的水稻根表铁氧化物膜，以重金属镉和污染元素砷作为研究对象，主要探索了土壤成因的铁锰结核对镉、磷和不同形态砷的吸附和氧化机制，以及生物成因的水稻根表铁氧化物膜对砷的吸附能力和氧化还原能力的影响效应。整个论文分为三个部分，主要研究结果如下：
一、五种国内常见的铁锰结核，研究其对镉和磷的吸附特性，以及预吸附磷后对镉吸附的影响，结果表明，五种铁锰结核对镉和磷的吸附能力跟铁锰结核的成分和PH缓冲能力有关；磷在铁锰结核上的预吸附对镉的吸附几乎没有影响，其可能是由于铁氧化物倾向于吸附磷酸盐而锰氧化物倾向于吸附镉离子造成的。
二、研究了在PH值和平衡浓度的共同作用下，铁锰结核对三价砷和五价砷的吸附机制。在研究的PH范围内，三价砷和五价砷的吸附量类似；三价砷吸附后，溶液中没有检测到三价砷和铁，同时溶液中锰的量随吸附量的增加而增加，这说明只有锰矿物被三价砷还原溶解；其后研究了铁锰结核预吸附腐植酸后对三价砷吸附的影响，发现有机质能显著降低三价砷的吸附和氧化。
三、本部分以沉积了铁氧化物膜的水稻根系为研究对象，研究了根表有铁膜包被的离体水稻根系对外部溶液中三价砷和五价砷吸收动力学的影响机制，以及磷和砷在铁膜上的竞争作用。结果表明，铁膜的存在，促进了三价砷的吸收，而抑制了五价砷的吸收。在去除铁膜沉积的情况下，磷酸根显著的抑制了五价砷的吸收，然而，在有铁膜的情况下，这种抑制作用变得不明显，这可能是由于磷不仅和五价砷在根表细胞膜有竞争吸收，也抑制了铁膜对五价砷的强烈吸附作用。进一步的试验研究了溶液PH值对根系吸收砷的影响，结果表明在PH5.0到PH7.0范围内，根系吸收砷的能力无显著差异。
本研究为光催化技术的实际应用提供了有意义的尝试。展示了光催化技术应用于废水处理具有广阔的前景。
TIO2光催化剂处理废水的研究现状及展望。
负载纳米TIO2光催化剂处理染料处理废水
用浸涂法和溶胶凝胶法制备了两种固定化纳米TIO2光催化剂。考察了固相催化剂制备过程中粘结剂的量、载体粒度及催化剂的表面处理方式，热处理温度、涂覆层数等因素对催化剂的活性影响。同时，研究了催化剂用量、溶液PH值、4ＢＳ溶液里加入FE3+等因素对降解能力的影响。结果表明,在自制流化床光催化反应器和固定床光催化反应器中,利用这些方法制备的负载纳米ＴｉＯ2光催化剂,对染料4ＢＳ溶液的降解脱色反应具有很好的光催化活性及光催化效果的稳定性。
第三章 纳米二氧化钛处理含CR(Ⅵ)废水的研究
用化学共沉淀法制备了纳米TIO2粉末，利用纳米TIO2粉末和TIO2粉末掺杂PD2+作为吸附剂还原和吸附处理含Ｃｒ（Ⅵ）废水，确定了最优操作条件，提出了Ｃｒ（Ⅵ）光致还原的最佳条件，同时对光催化转化Ｃｒ（Ⅵ）的机理进行了初步探讨，证明Ｃｒ（Ⅵ）的ＴｉＯ２光致还原遵循一级反应速率公式。ＴIO2掺杂PD2+作为吸附剂，在相同条件下吸附能力高于或相当于活性炭吸附法。
燃料燃烧产生的NOX是大气的主要污染物之一，它对人体健康和生态环境造成巨大的危害。目前，已商业化的烟气NOX控制技术除低NOX燃烧技术以外，主要还有选择性催化还原法和选择性非催化还原法。这二种方法都属于抛弃法，而且投资和运行费用较高。因此，研究和开发简单、廉价和适用的NOX控制新技术，是近20多年来大气污染控制领域的一个热点课题。回收法脱除烟气中的NOX，既可消除NOX污染，又可回收其中的氮资源生产有价值的产品，具有重要的现实意义。
日本和美国从20世纪70年代开始就对液相络合法同时脱除烟气中SO2和NOX进行了大量研究。结果表明，对于亚铁氨羧螯合剂同时脱硫脱氮而言，处理过程中FE2+很容易被烟气中的O2氧化为FE3+，而FE3+螯合剂与NO无亲和力，因此脱氮液的脱氮能力很快降低；此外，与螯合铁络合的NO能与溶液吸收SO2而形成的SO32-/HSO3-发生复杂的反应，形成一系列可溶于水的氮-硫化合物、S2O62-和N2O二次气态污染物，这些液相产物在溶液中的积累，也会使脱氮液逐渐失去活性。因此，脱氮液难以再生和循环利用，这是阻碍该法进一步研究的根本原因。随后有人提出了用含-SH基的亚铁螯合剂进行烟气脱氮，该法研究中遇到的最大阻力也是其脱氮液的再生问题。
我们首次提出了“FE2+螯合剂络合吸收-铁还原-酸吸收”回收法脱除烟气中NOX的新方法。首先用FE2+螯合剂将脱硫后烟气中的NO络合，使之进入液相，同时用铁屑（铁粉）将被络合的NO还原为氨，产生的氨随处理后的烟气带出，用磷酸或硫酸吸收，即可以制得磷酸铵或硫酸铵肥料；过程中所消耗的铁屑（铁粉）以铁沉淀物的形式从液相中分离，可用于生产氧化铁红颜料。本文主要研究内容如下：
（1）研究了FE2+EDTA溶液络合吸收NO的影响因素和动力学。
（2）研究了铁还原亚铁亚硝酰络合物和FE3+的反应机理，并对酸吸收还原过程中产生氨的机理进行了讨论。
（3）研究了FE2+EDTA-铁屑脱氮。
（4）研究了FE2+EDTA-铁粉脱氮。
（5）研究了用脱氮过程中生成的铁沉淀物制备氧化铁红颜料。
目前影响中国水环境质量的主要是有机物污染,尤其是化工污水,水质波动大,成分复杂,色度深,有机有毒物含量高,是处理难度很大的污水.随着中国工业的发展,化工开发区的建设和工业污水集中处理已成为一个发展方向,这就使得混合化工废水的治理成为一个亟需解决的课题.鉴于国内对这方面的研究较少,该课题选取江苏省泰兴市经济开发区作为研究对象,按区集中处理中小型企业混合化工废水.开发和利用技术合理、经济可行的处理工艺和工艺组合,为化工开发区工业废水的处理起到一定的示范和借鉴作用.通过水质调查,该区混合工业污水除具有上述化工污水的特点外还具有酸度大、可生化性差的特点.据此试验采用两套工艺,方案一为:铁曝气还原-混凝中和沉淀-厌氧酸化-好氧活性污泥法-三级处理工艺;方案二是在方案一的基础上在曝气池内投加粉末活性炭,而去掉三级处理.
近年来我国工业化、城市化的进程加快，工业污水、生活废水以及自然降水的有机污染物大量排入江河，造成水资源的持久性污染。高级氧化技术是一种利用化学反应或物理过程中产生的强氧化性羟基自由基来氧化有毒有机污染物的新型污染控制技术。本论文围绕如何提高FENTON反应和超声波反应的速率和效率开展工作，成功实现了利用可见光加速FENTON反应、利用AU/TIO2提高超声波催化的速率和矿化率，并对反应的机理作了详细的研究。　　
围绕提高FENTON反应的效率和速率我们课题组开展了长期的研究工作；利用可见光催化FENTON体系降解染料，开发了新的基于可见光金属-配体电荷转移的铁-氮配合物。在本论文的前一部分研究中，我们采用了一种固体催化剂氮化钽在可见光的照射下还原FE3+来促进铁循环。首先采用溶胶凝胶的方法制备了氮化钽。实验证明，氮化钽可以有效的吸附FE3+离子，在可见光能高速还原FE3+；假如有H2O2存在，FE2+被氧化同时H2O2被迅速分解生成羟基自由基，从而建立了氮化钽表面的FE2+/FE3+循环并快速分解双氧水产生羟基自由基的氧化体系，快速降解可见光物吸收的小分子。　　
超声波处理废水是一种可能实现工业化的高级氧化技术，我们首次研究了加入AU/TIO2作为催化剂对超声波降解偶氮染料的影响。与空白试验相比，AU/TIO2能够快速降解和矿化偶氮染料。染料退色后TOC去除率达到80％。H2O2和H2的生成速率都因AU/TIO2而大大加快。染料的降解中间产物产物包含一系列·OH氧化产物、·H还原产物以及同时氧化和还原的产物。AU/TIO2催化剂的作用是大大增加了超声波分解水产生·OH和·H自由基的效率。本论文首次通过实验提出了超声波降解偶氮染料中·H原子还原的机理。
氮氧化物(no)是公认的主要大气污染物之一，它引起酸雨和光化学烟雾，影响生态环境，危害人类健康，控制no的排放已受到人们普遍关注。随着我国的环保要求日益严格，执法力度的加严，选择性催化还原(selective catalyticreduction，scr)烟气脱硝技术因其脱硝率高(可达90％以上)、技术成熟成为燃煤电站锅炉控制no排放的主要选择。但是scr烟气脱硝技术在我国起步较晚，在实际系统工艺的设计和运行方面遇到不少问题。论文以国内某电站600mw锅炉scr脱硝系统为研究对象建立scr反应器冷态试验台，对scr反应器的结构和运行参数进行了冷态试验和数值模拟，结合工程项目对scr系统工艺和运行特性做了相关研究，达到scr系统优化的目的，这对于降低scr技术的设计和运行成本具有重要的意义。
本文对scr系统的试验和理论研究包括三部分工作：一是依据自模化理论对scr反应器冷态试验台内部流场的分布特性和结构参数优化开展试验研究，通过反应器内结构改进实现流场优化，使反应器喷氨隔栅(ammonia injectiongrid，aig)入口流速分布偏差系数小于20％，催化剂入口截面位置的流速分布偏差系数小于15％，满足scr系统运行要求；二是针对scr反应器冷态试验台，采用k．￡双方程模型，运用simplic算法对反应器内速度分布、压力分布、浓度分布特性进行了详细的数值模拟，与试验结果对比，得到了较好的吻合，针对反应器结构和入口流速对反应器流场的影响进行分析并得出结论，在省煤器下游烟道加装合适的导流板可以优化反应反应器内部流动和混合特性，随着入口流速的增加，系统压降近似线型增加，反应器内部的速度和浓度分布的没有明显变化；三是以试验和流场数值模拟结果为基础，通过对scr反应器内部化学反应和飞灰颗粒的受力分析，分别运用层流有限速率模型、离散相模型(dpm)模拟反应器内的化学反应和飞灰颗粒的运动，得到了反应器内部化学反应特性以及飞灰颗粒的运动轨迹和浓度分布，对反应器在bmcr工况时的运行特性进行了优化，使催化剂出口位置的nh3逃逸降低到5ppm以下。
结合600mw机组锅炉scr系统工程项目，对scr系统对锅炉性能与安全的影响进行分析；在对scr系统的工艺及其设备特性进行综合分析的基础上，通过对系统的调试运行，优化了scr系统的运行工况，使反应器出口no的浓度偏差系数保持在20％左右，满足系统运行标准。
按区集中处理工业污水,已成为中国处理工业污水的发展方向之一.该课题选取江苏省泰兴市经济开发区内混合化工污水为研究对象,对按区集中处理中小型化工污水的工艺进行了系统的研究,为国内开发区工业污水的处理和研究起到了一定的示范作用.论文针对泰兴市经济开发区混合化工污水有毒、难降解有机物含量高、色度大和可生化性差等特点,提出了铁曝气还原-中和混凝沉淀-生物接触氧化法-物化后处理的优化组合工艺,并对此工艺处理混合化工污水进行了系统的试验和研究.研究表明:采用铁曝气还原-中和混凝沉淀-生物接触氧化法-物化后处理的优化组合工艺,能经济、有效地处理混合化工污水.
铁锰氧化物是土壤中的重要物质成份。它们具有稳定的化学性质和较高的比表面积，吸附性能良好，对阴、阳离子、重金属离子及有机赘合剂在地表环境中的迁移和沉淀有重要影响，所以它们是土壤中的重要吸附载体、化学反应的接触催化剂和氧化还原反应的主体，因而具有十分重要的环境学意义。对铁锰氧化物的吸附特性的研究，对了解土壤污染机理、土壤质量和生态环境之间的关系有重要的理论和实践意义。
本文结合天津市的盐化湿潮土偏碱性的土壤的实际，进行了利用两种不同类型铁锰氧化物-三氧化二铁和二氧化锰对镉的吸附的实验，分别分析了两种氧化物的吸附量和吸附率与吸附时间、镉离子的初始浓度、两种氧化物的用量、ph值、温度以及无机盐介质的关系。研究这些因素对两类氧化物吸附镉的能力的影响，探讨其影响机理，找出最佳吸附条件，这对研究土壤铁锰氧化物吸附重金属及天津市盐化湿潮土偏碱性的土壤中镉的去除具有一定的理论和实践意义。
本实验取得的主要成果有：
两种氧化物在吸附6小时左右达到了吸附平衡；吸附等温线都较好的符合freundlich等温方程式；随着两种氧化物用量的增加，其吸附量和吸附率也有增加的趋势；ph值在近中性的范围内，其吸附量增加较快，然后在碱性条件下吸附量保持着最大值或有轻微降低，这是由于有沉淀吸附的缘故；在温度为20℃时，两种氧化物的吸附效果最好；加入无机盐介质后，除碳酸氢铵能促进两种氧化物对镉的吸附外，其他的无机盐则抑制两种氧化物对镉的吸附。
本文在查阅大量文献资料的基础上，对奥里油基本特性，特别是在火电厂应用情况进行了介绍；对钒的物理化学性质，钒的环境污染和生物效应进行了较为详细的概括。对目前国内外的各种含钒废水处理技术进行了详细的概述。
本文详细研究了硫酸亚铁还原—石灰中和法处理奥里油电站含钒、铬、铅废水，蒸脱法处理含高浓度氨氮废水的工艺。
为确定工艺中各个参数，设计开展了一系列的分析和实验，包括奥里油含钒废水成分分析实验、冲洗废水和脱硫废水基本特性实验、含钒废水处理工艺影响因素实验和氨氮处理工艺实验。
在实验室条件下，通过模拟燃烧奥里油试验研究，确定冲灰水和脱硫废水水样中主要污染物为金属(v)，含量较高，超过《污水综合排放标准》(gb)。
在实验室条件下研究飞灰在水中停留时间、悬浮物的浓度、ph值对水中钒浓度的影响，得出了处理含钒废水工艺的最佳工艺条件：加硫酸亚铁至10mg/l，调节ph值为2.5，反应时间为25min。
经过冲灰水及脱硫污水的氨氮处理研究，得到吹脱法脱氨、化学沉淀法脱氨在实验室条件下都能很好的脱氨，氨脱除率都达到90％以上。并确定了蒸汽吹脱工艺参数为：调节ph值至11，控制温度至102℃。
按照所确定的最佳工艺条件，采用硫酸亚铁还原一石灰中和法处理奥里油电站含钒、铬、铅废水，蒸脱法处理含高浓度氨氮废水的工艺，有较高的去除率。ss、v、cod、cr、pb、nh3-n的去除率分别为99.6％、99.8％、80.1％、88.9％、99.2％、99.9％，出水水质良好。出水钒、铬和铅的浓度小于1 mg/l，出水悬浮物(ss)小于100mg/l，出水氨氮小于45mg.l-l，各项指标均可达到《污水综合排放标准》gb的标准。每吨废水处理的药品和能耗成本较高，分别为26.97元/m3、13.99元/m3。因此，药品的用量可进一步优化试验，同时在用电、用水和用汽方面可进行改进，达到节能减排的效果。
总之，酸亚铁还原一石灰中和化学法处理含钒废水效率高、运行稳定可靠，具有较高的环境经济效益。对目前我国进一步推进奥里油在火力发电厂中的应用提供一些借鉴作用。
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主办单位：保定市科学技术信息研究所、电话、地址：保定市东二环路1539号。
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