摘要：甘油是生物质精炼的主要副产物(约占10%),年过剩量与低利用率导致其市场价格(0.24-0.6 US kg^(-1))较低.甘油是具有三个活性羟基的多元醇,被认为是生产高价值产品的理想原料.甲酸作为甘油转化最重要的产品之一,广泛应用于农药、皮革、染料和医药行业,将甘油电氧化(EGOR)为甲酸(FA)不仅能有效避免资源过剩造成浪费,而且能满足未来对甲酸燃料电池的需求.然而甘油电催化氧化途径较为复杂,涉及反应中间产物的脱氢、吸附/解吸和C-C键裂解.本文将密度泛函理论(DFT)与实验相结合,研究了在精细构建的NiCo_(2)O_(4)纳米片上通过EGOR生产FA的反应机制.DFT计算结果表明,活性羟基(OH^(*))物种可以改变EGOR生产FA过程的决速步骤(RDS),通过调节吸附中间体的吸附能可获得理想的FA产率.其中,高度羟基化的NiCo_(2)O_(4)纳米片(311)-OH^(*)晶面上具有最低的吉布斯自由能,能显著提升反应过程动力学.在理论分析的基础上,通过简易的电沉积方法精准制备了超薄NiCo_(2)O_(4)纳米片(~1.7 nm),并采用X射线吸收精细结构谱和高分辨透射电镜对催化剂进行了结构分析.结果表明,NiCo_(2)O_(4)纳米片中四面体(A_(Td))和八面体(B_(Oh))配位具有内角共享的A_(Td)-O-B_(Oh)和边共享的B_(Oh)-O-B_(Oh)构型,金属间的协同作用有效改善了材料的电子效应,有利于提供更多的吸附位点并促进EGOR过程中的电荷转移.NiCo_(2)O_(4)纳米片在EGOR中的电荷转移电阻仅为0.94Ω,电化学活性表面积高达10.25 cm^(2).相比较电催化析氧反应,NiCo_(2)O_(4)纳米片表现出了较好的EGOR性能,在10 mA cm^(-2)的电流密度下阳极功耗降低了320 mV,在100 mA cm^(-2)的电流密度时的阳极电势仅为1.46 VRHE.此外,在120 h的稳定性测试中,甘油的转化率和FA的选择性可分别保持在89%和70%.多电位步骤实验、原位电化学阻抗谱和电子顺磁共振谱结果表明,NiCo_(2)O_(4)纳米片上原位产生的OH^(*)物种是EGOR过程中的直接活性中心,有利于将RDS从甘油酸脱氢裂解转化为甘油醛的脱氢步骤,并进一步促进C-C键的裂解.进一步结合理论预测,证实了OH^(*)物种是EGOR过程中的直接活性中心.综上,采用绿色高效的电催化手段促进甘油生产高附加值化学品是生物质链升级的重要举措,有效避免了传统的高温高压,以水为介质,原位利用OH^(*).本文为新型催化剂的未来设计和理解生物质基原料电氧化升级反应机制提供了新思路.

摘要：采用酸改性(硫酸、硝酸)和旋流分离联合对市政污泥进行预处理。预处理破坏了污泥结构,降低了比阻,使其无机颗粒易于分离;同时溶出EPS和无机金属元素,提升了污泥有机质含量和燃烧热值。选用硫酸、硝酸改性预处理,有机物含量从50.90%分别提升至56.96%、58.25%,硝酸效果优于硫酸,在溶出滤液的金属离子浓度中也验证了该趋势。硝酸预处理后干基高位热值为11 464 kJ/kg,比原泥提升约38.59%,已达自持燃烧标准,可节约天然气费用134.78元/t。焚烧后产物回收制作絮凝剂,浊度下降了61.36%,略低于市售絮凝剂的80.46%。研究表明,酸改性可有效改变污泥结构,溶出无机离子,提高污泥有机质含量,提升污泥热值,节约污泥焚烧运行成本。

摘要：选取了咖啡因、氯霉素、卡马西平、磺胺甲噁唑和三氯生等5种PPCPs,在实验室条件下,近似模拟了自然河流的水/沉积物界面,应用中心复合实验设计,考察了温度、pH值、有机质含量和流速对PPCPs吸附比例的影响;利用多元回归方程拟合实验数据得到PPCPs吸附模型,并利用独立数据对模型进行验证,以建立适用于自然河流的PPCPs吸附模型.实验结果表明,咖啡因和卡马西平的吸附过程是放热反应,而磺胺甲噁唑、氯霉素和三氯生的吸附为吸热反应;pH值的升高对磺胺甲噁唑和三氯生的吸附能力产生抑制,但能促进咖啡因吸附,而对氯霉素和卡马西平的影响不大;有机质含量、流速和初始浓度对5种PPCPs的吸附比例变化趋势影响一致,随着各因素浓度或速度升高,PPCPs的吸附比例均随之增大,但影响程度有所不同.另外,吸附模型结果表明,5种PPCPs的吸附比例拟合值与实测值相关系数均达到0.8以上;独立数据验证结果表明,拟合值与实测值相关系数均达到0.8以上;因此,多元回归方程能较好地拟合环境因素与PPCPs吸附之间的关系,同时,在所考察的环境因素浓度范围内,多元回归方程较好地预测了PPCPs在自然河流沉积物中的吸附行为.

摘要：作为开发强化去除典型溴代阻燃剂四溴双酚A的重要一环,研究了厌氧微生物与Fe-Ni双金属材料联合对四溴双酚A的去除.结果显示:首先,联合体系较单独的厌氧微生物及单独的Fe-Ni双金属材料去除四溴双酚A有更高的去除率,6 h去除率可达到75.50%;联合体系四溴双酚A去除过程符合一级动力学模型,速率常数k为2.2917 h-1,半衰期为0.31 h.其次,利用基于BOX-Behnken(BBD)设计的响应面分析法(RSM)来寻找联合体系四溴双酚A的最佳去除条件,在初始接菌量为0.8,温度为29℃,TBBPA初始浓度为5 mg·L-1时,四溴双酚A的去除率最大.最后,受环境干扰情况的实验结果表明,自然水体条件或添加腐殖酸干扰情况下,均会造成联合体系对四溴双酚A去除率一定程度的降低.

摘要：根据硫酸盐还原菌(SRB)的生物矿化原理设计了一套连续碱度产生系统(SAPS)反应器,以市政污水处理厂的活性污泥为SRB提供源,南方常见的香芋柄为有机物碳源,选用石灰石为反应器中碱度层填充物,进行实验室模拟SAPS处理酸性矿山废水(AMD)的应用研究,实验结果表明,SAPS处理酸性矿山废水的方法是具有技术可行的:SRB利用有机碳源生长代谢,产生碱度、还原SO2-4和降解COD。最终废水p H从进水4.0左右上升到出水7.0左右;出水COD降低到约200 mg/L;SO2-4还原为各种硫化物,其还原率约为61%;不同金属离子在有机层和碱度层发生反应产生沉淀,其中Fe2+、Cu2+和Zn2+的去除效率分别约为76%、78.5%和82%,而主要靠物理吸附作用的Mn2+去除率较低;初次模拟SAPS运行到56 d时,系统最终因有机碳源不足而各项指标不再改变。

摘要：咖啡因是一种在环境中广泛存在的药物,其在水系环境的迁移和分布主要受到吸附行为的影响.在实验室条件下,近似模拟自然河流水/泥界面,应用中心复合实验设计,考察了温度、pH、有机质含量和转速等对咖啡因吸附的影响;利用实验所得数据,分别拟合和验证了基于线性方程和神经网络的咖啡因吸附模型,通过对比拟合和验证结果得到适用于自然河流的咖啡因吸附模型.实验结果表明,咖啡因在沉积物中的吸附呈现先快速后缓慢的过程,30 h内吸附比例超过90%;咖啡因的吸附是放热反应,低温有利于咖啡因的吸附;而转速增大能促进咖啡因的吸附反应;pH和有机质含量的影响较小.模型模拟结果表明,两种模型均能较好地拟合吸附实验结果,但神经网络模型的拟合程度和精度均优于线性方程模型;且交叉验证结果表明,利用不同组数据进行训练,神经网络模型均取得了优于线性方程的拟合结果.因此,在所考察的因素和浓度范围内,神经网络模型较好地预测了自然河流沉积物中咖啡因的吸附行为.

摘要：磷元素是一种十分宝贵的矿产资源,面临着日益短缺的局面,而采用活性污泥法工艺会产生大量富含氮磷的剩余污泥。通过在实验室搭建连续式进泥的动态中温厌氧消化处理污泥系统,探究利用鸟粪石结晶法回收系统产出的厌氧消化液中氮磷的优化反应条件,可为实际生产中厌氧消化液的氮磷资源化工艺参数设计提供理论依据。动态试验分为第Ⅰ阶段(氮磷物质的量之比为5.4∶1)和第Ⅱ阶段(氮磷物质的量之比为7.8∶1),当镁磷物质的量之比为1.1∶1时,初始消化液(不加碱液)p H值在7.7以上,鸟粪石纯度可以达到84%。通过投加碱液调节p H值后,消化液的氮磷去除率会随着p H值上升而增高,而鸟粪石纯度并没有明显变化。

摘要：【目的】探讨珠江三角洲农田植被的碳储量、碳密度及其动态，为区域的碳循环研究和农田生态健康评估提供依据。【方法】根据珠三角农作物产量及其经济系数、平均含碳量与果实含水率等数据，运用碳储量模型估算1993-2010年珠江三角洲农作物的碳储量和碳密度动态变化。【结果】珠江三角洲农田生态系统植被碳储量和碳密度从1993年的5．71×10^6和5．70t／ha，下降到2010年的2．83×10^6t和4．00t／ha。在珠三角洲各市中，佛山和中山的碳储量下降趋势最显著，而广州和佛山的碳密度下降趋势最明显。2010年，肇庆的碳密度（3．09t／ha）最高，珠海（2．86t／ha）次之，深圳（0．49t／ha）最低，其余7个城市的碳密度为0．80～3．00t／ha。水稻、甘蔗和蔬菜是珠三角农田植被碳储量构成中占比例最大的农作物，甘蔗（13．92t／ha）的平均碳密度最高，水稻（3．76t／ha）次之，蔬菜（0．63t/ha）最低。近年来珠三角农田植被中蔬菜所占比例增大，故与邻近区域相比其碳密度较低。【结论】珠江三角洲农田生态系统植被碳储量和碳密度总体呈下降趋势，耕地面积下降和种植结构变化是导致珠三角农田植被碳储量下降的主要原因，珠三角农田植被碳密度的下降则与种植结构变化有关。

摘要：采用疏水性聚砜中空纤维膜生物反应器处理甲苯有机气体,考察了甲苯去除性能的影响因素,结果表明聚砜中空纤维膜生物反应器(MBfR)能高效处理甲苯气体,甲苯去除率可达93%。膜生物反应器启动迅速、抗甲苯负荷能力强。膜生物反应器的适宜运行条件为停留时间为12.3 s,循环液pH=7.2,喷淋密度为5.1 L/(m2·h)。MBfR系统对甲苯气体的最大去除负荷为900 g/(m3·h)。采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分子生物学方法技术研究膜生物反应器内微生物群落,结果表明,聚砜中空纤维膜生物反应器内主要有Uncultured bacterium、Rhodanobacter sp、Aeromonas hydrophila strain和Rhodococcus sp.等甲苯的降解优势菌。

摘要：以佛山某污水处理厂脱水污泥为研究对象,选用水泥、粉煤灰和生石灰组合对污泥改性,设计正交试验进行研究。结果表明,改性污泥室内自然养护7 d后,在含水率、抗剪强度、pH值以及重金属含量等指标可以满足填埋场日覆盖材料要求,其中采用污泥:水泥:粉煤灰:生石灰=100:10:10:10(质量比)的改性方案最经济。同时也发现,水泥是影响污泥含水率和抗剪强度的主要因素,粉煤灰有助于污泥含水率的降低。