壳聚糖改性硅藻土除藻性能及生态安全性评价 被引量：7

1

作者 赵益华 贾凯悦 +3 位作者 季民 赵迎新 卢佳佳 赵明杰 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2020年第12期2441-2448,共8页

当今河道藻污染问题严重,传统除藻剂虽有较好的处理效果,但存在二次污染问题,不符合绿色发展理念,亟需一种绿色高效的除藻剂,在不危害水体生态环境的前提下,达到高效除藻抑藻的目的。该文研究壳聚糖改性硅藻土制备除藻剂的除藻性能及其... 当今河道藻污染问题严重,传统除藻剂虽有较好的处理效果,但存在二次污染问题,不符合绿色发展理念,亟需一种绿色高效的除藻剂,在不危害水体生态环境的前提下,达到高效除藻抑藻的目的。该文研究壳聚糖改性硅藻土制备除藻剂的除藻性能及其安全性,验证其高效绿色除藻性能。利用扫描电镜微观表征分析了除藻剂的表面形态,对比改性前后硅藻土的Zeta电位和除藻率来探讨除藻机理;利用发光细菌进行生物毒性检测,微囊藻毒素释放情况分析及动植物表征来评价其对生态安全的影响。结果表明,随着改性后硅藻土投加量的增大,水样中Zeta电位不断升高,投量为40 mg·L^(-1),50 r·min^(-1)的转速下搅拌5 min,静置1h后,水样中Zeta电位从-40 mV提高到-16.7 mV,除藻率为92.5%,说明该改性硅藻土具有电性中和除藻脱稳沉降作用;观察藻絮体体态,发现絮体间存在网状结构使大量藻细胞聚集成团,说明改性硅藻土具有网捕卷扫作用。改性剂壳聚糖通过负载在硅藻土表面,提高硅藻土的表面电位,在电性中和与网捕卷扫的双重作用,从而实现高效除藻的目的。通过发光细菌试验及参考国际标准ISO 11348—1999,判定其属低度毒性风险。投加后40 mg·L^(-1)后水体藻毒素释放量最高值为0.087μg·L^(-1),低于生活饮用水卫生规范对微囊藻毒素MC-LR的标准限值1.0μg·L^(-1)。以培养水生植物及养殖草鱼评价其慢性毒性,发现其生长发育良好,且无烂根及萎缩死亡现象,表明壳聚糖改性硅藻土对动植物生命活动无明显影响,符合绿色生态理念,具有较高应用价值。 展开更多

关键词 壳聚糖改性硅藻土 除藻 生态安全 生物毒性 微囊藻毒素

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高效旋流分离—生态砾间接触氧化联合装置处理初期雨水径流应用研究 被引量：9

2

作者 刘楠楠 迟杰 +3 位作者 褚一威 马同宇 陶君 马宁 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1043-1049,共7页

设计高效旋流分离—生态砾间接触氧化联合装置处理初期雨水径流。确定高效旋流分离器的最优进水压力为0.03 MPa,生态砾间接触氧化装置的最优水力停留时间(HRT)为8 h,模拟初期雨水SS、COD、TN、氨氮和TP的去除率分别达到93.00%、91.00%、... 设计高效旋流分离—生态砾间接触氧化联合装置处理初期雨水径流。确定高效旋流分离器的最优进水压力为0.03 MPa,生态砾间接触氧化装置的最优水力停留时间(HRT)为8 h,模拟初期雨水SS、COD、TN、氨氮和TP的去除率分别达到93.00%、91.00%、74.00%、95.00%和83.00%。该联合装置主要通过离心力作用,填料层吸附和过滤作用,微生物的同化和异化作用,植物根系的吸收、截留和降解作用将污染物去除。构建中试系统应用至实际初期雨水径流的处理,中试系统运行稳定,出水SS、COD、TN、氨氮和TP平均分别为89.00、42.00、3.97、1.84、0.42 mg/L,有效削减初期雨水径流污染物的排放量,从而缓解天津市滨海新区的面源污染。 展开更多

关键词 初期雨水 旋流分离 砾间接触氧化 植物修复

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十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助水热法制备介孔Nb_(2)O_(5)及其光催化性能 被引量：2

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作者 褚一威 靳凤先 +1 位作者 马同宇 郭盛祺 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3527-3537,共11页

构建了一种简单的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助水热法来制备介孔Nb_(2)O_(5)催化剂样品,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等测试手段,对催化剂形貌结构和光... 构建了一种简单的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助水热法来制备介孔Nb_(2)O_(5)催化剂样品,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等测试手段,对催化剂形貌结构和光电特性进行了分析.研究发现,CTAB的加入是导致Nb_(2)O_(5)产生介孔的主要原因.介孔的存在,不仅改善了催化剂吸附能力,同时诱导更多表面氧空位的形成,这些变化增强了催化剂表面活性氧物种的产生能力.此外,更多的氧空位的存在充当光生电子(e−)的复合中心,使CTAB辅助水热制备的Nb_(2)O_(5)催化剂具有更加优异的光生电荷分离能力.将得到的催化剂用于水中污染物控制,包括罗丹明B(RhB)的降解以及重金属Cr(Ⅵ)的还原,其中最优掺杂比例C10-NbO样品在20 min后对罗丹明B的去除率达到99%,在最佳反应条件下60 min内对Cr(Ⅵ)的去除率可以达到98%.系列实验结果均证实介孔Nb_(2)O_(5)催化剂材料优异的光催化氧化还原能力.此外,探究了催化剂的稳定性以及在宽泛水环境条件下的应用效果,表明其具有一定的应用潜质. 展开更多

关键词 Nb_(2)O_(5) 光催化 十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB) 介孔

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WO_(3)/BiOBr复合材料对磷酸氯喹的光催化降解

4

作者 马同宇 张雪 郭盛祺 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3863-3872,共10页

水中有机污染物的持久性积累对人类用水安全造成威胁,用常规的方法很难降解,其中磷酸氯喹作为近年来新兴的污染物,伴随大规模应用,不可避免地释放到地表水以及在生物体内聚集.光催化技术是处理废水的一种绿色经济方法,其中设计高效催化... 水中有机污染物的持久性积累对人类用水安全造成威胁,用常规的方法很难降解,其中磷酸氯喹作为近年来新兴的污染物,伴随大规模应用,不可避免地释放到地表水以及在生物体内聚集.光催化技术是处理废水的一种绿色经济方法,其中设计高效催化性能的催化剂是该技术走向实践的关键.本文通过两步水热法将WO_(3)与BiOBr进行复合,利用多种表征手段对材料的微观形貌和结构特征进行表征,将纯相WO_(3)、BiOBr以及不同摩尔比的WO_(3)/BiOBr在可见光下进行了水中磷酸氯喹的降解,结果显示WO_(3)/BiOBr复合材料催化活性优于WO_(3)和BiOBr,可以高效降解磷酸氯喹,反应60 min后,催化剂对20 mg·L^(−1)磷酸氯喹的降解率可达到92.6%.材料的复合将显著提高光电流响应以及电子迁移率,同时在反应过程中能保持良好的结构和循环稳定性.为构建新的复合光催化剂以及环境治理提供新思路. 展开更多

关键词 WO_(3) BiOBr 复合材料 光催化 磷酸氯喹

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改性/新型氟吸附材料的研究进展 被引量：11

5

作者 赵迎新 宋倩 +2 位作者 马同宇 田泽申 季民 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期9-14,共6页

按照金属基吸附剂、炭基吸附剂、黏土矿物类吸附剂、高分子生物类吸附剂、工业副产物或废弃物、纳米材料、陶粒等吸附剂类型,全面综述了近些年来国内外在含氟水吸附处理中吸附材料的研究开发与应用现状。着重介绍了传统吸附材料的改性... 按照金属基吸附剂、炭基吸附剂、黏土矿物类吸附剂、高分子生物类吸附剂、工业副产物或废弃物、纳米材料、陶粒等吸附剂类型,全面综述了近些年来国内外在含氟水吸附处理中吸附材料的研究开发与应用现状。着重介绍了传统吸附材料的改性和一些新型吸附材料的合成、吸附性能和机理,并对今后氟吸附材料的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 含氟水 氟吸附材料 改性 吸附性能

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人工湿地微生物燃料电池强化脱氮研究进展 被引量：6

6

作者 王博 张卓文 +5 位作者 赵梓吟 翁文壮 李佳明 祝磊 赵益华 秦松岩 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1751-1757,共7页

综述了氮素的去除机理和转移规律,从反应器构型和流态上总结了各种配置方式的特点和优缺点。介绍了微生物、植物、基质和电极等要素对系统脱氮的影响,归纳了温度、季节、水力停留时间、pH、碳氮比、溶解氧等运行参数变化对系统的作用。... 综述了氮素的去除机理和转移规律,从反应器构型和流态上总结了各种配置方式的特点和优缺点。介绍了微生物、植物、基质和电极等要素对系统脱氮的影响,归纳了温度、季节、水力停留时间、pH、碳氮比、溶解氧等运行参数变化对系统的作用。为人工湿地微生物燃料电池技术未来的发展和应用提供理论支持和研究方向。 展开更多

关键词 人工湿地微生物燃料电池 脱氮 影响因素

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纳滤工艺对反渗透浓水处理效能分析 被引量：3

7

作者 马同宇 张博 +1 位作者 刘楠楠 季民 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期154-159,共6页

反渗透浓水属于典型的高盐废水,直接排放会对受纳水体的生态系统产生不良影响,带来一定的环境隐患。该研究采用纳滤技术作为反渗透浓水处理工艺,开展反渗透浓水预处理试验,探讨进水含盐量、硬度和碱度、悬浮性颗粒物、离子污染物、有机... 反渗透浓水属于典型的高盐废水,直接排放会对受纳水体的生态系统产生不良影响,带来一定的环境隐患。该研究采用纳滤技术作为反渗透浓水处理工艺,开展反渗透浓水预处理试验,探讨进水含盐量、硬度和碱度、悬浮性颗粒物、离子污染物、有机物和SDI指数在反渗透浓水中的存留情况。试验得出SO42-浓度在30 mg/L左右,去除率在99%左右,透析液中主要离子为Cl-与Na+,蒸发后可结晶为纯度较高的NaCl和Na2SO4,反渗透浓水中各污染指数有效去除,说明纳滤技术在浓水预处理方面具有较大的应用前景。 展开更多

关键词 反渗透浓水 纳滤 影响因素

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ClO_(2)对再生水管道中90°弯头的腐蚀研究 被引量：2

8

作者 王超 彭柱 +2 位作者 郭浩 陈灏琳 田一梅 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1566-1574,共9页

为明晰消毒剂对市政再生水管网中典型管件的腐蚀机理,针对流场易发生较大突变的90°弯头,引入计算流体力学(CFD)模拟了实验室管网中不同入口流速下不同点位的流速及剪力分布,并结合模拟结果,采用电化学测试及SEM微观分析方法研究了... 为明晰消毒剂对市政再生水管网中典型管件的腐蚀机理,针对流场易发生较大突变的90°弯头,引入计算流体力学(CFD)模拟了实验室管网中不同入口流速下不同点位的流速及剪力分布,并结合模拟结果,采用电化学测试及SEM微观分析方法研究了动态管网中消毒剂ClO_(2)对弯头的腐蚀规律。结果表明:90°弯头处流速和剪力随管道入口流速的增大而增大,易腐蚀点分布在90°弯头的内侧中心及外侧下游;投加ClO_(2),在腐蚀前期可通过促进腐蚀产物生成而抑制腐蚀,而在腐蚀稳定期,ClO_(2)与剪切力协同作用破坏腐蚀垢层,易导致90°弯头处腐蚀产物脱落,加剧腐蚀。与直管段相比,90°弯头难以形成致密的腐蚀垢层而更易腐蚀,其主要原因在于消毒剂与水流剪切力的共同作用。 展开更多

关键词 环境工程学 再生水 90°弯头 ClO_(2) 腐蚀

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铜铈二元材料催化臭氧降解草酸的研究 被引量：2

9

作者 李振东 孙艳梅 +2 位作者 李士娜 刘东方 李慧婷 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期33-38,84,共7页

采用水热/焙烧法合成了铜铈二元复合催化剂(CuO-CeO_(2)),并通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对其进行了表征。以草酸为模型化合物,应用CuO-CeO_(2)为催化剂进行连续流催化臭氧降解动态试验。结果表明:25 min时草酸去除... 采用水热/焙烧法合成了铜铈二元复合催化剂(CuO-CeO_(2)),并通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对其进行了表征。以草酸为模型化合物,应用CuO-CeO_(2)为催化剂进行连续流催化臭氧降解动态试验。结果表明:25 min时草酸去除率达到97.66%,远高于臭氧(2.66%)、CuO/臭氧(7.38%)和CeO_(2)/臭氧(5.47%)反应体系,草酸矿化率为95.21%;CuO-CeO_(2)/臭氧反应体系的最佳反应条件为初始pH=7、臭氧质量浓度30 mg/L、催化剂投加量0.20 g/L;CuO-CeO_(2)经5次循环再用仍可去除90%以上的草酸,具有优良的稳定性和可再用性。CuO-CeO_(2)催化臭氧过程中有羟基自由基的产生但并不起主导作用,单线态氧是导致草酸降解的主要活性氧化种。 展开更多

关键词 CuO-CeO_(2) 草酸 臭氧 单线态氧

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宽泛条件下光催化降解四环素的C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料的性能研究 被引量：6

10

作者 马晓佳 马同宇 +3 位作者 赵益华 唐学静 靳凤先 郭盛祺 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3789-3800,共12页

本研究采用简便的原位水热法成功制备了g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料.采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外光谱(FTIR)、比表面积分析仪(BET)、紫外可见漫反射光谱仪(UV-Vis)、电化学工作... 本研究采用简便的原位水热法成功制备了g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料.采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外光谱(FTIR)、比表面积分析仪(BET)、紫外可见漫反射光谱仪(UV-Vis)、电化学工作站等对其物像、结构、形貌、光学特性和光电化学性能进行表征;以四环素(TC)为目标污染物在可见光下进行光催化降解实验,研究催化剂投加量、溶液pH、污染物浓度等不同条件对g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料降解TC效果的影响,通过自由基捕获实验探讨其光催化降解TC的机理.结果表明,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料对TC的光催化降解效果均优于纯g-C_(3)N_(4)和TiO_(2),掺杂量为3%的CNT-3光催化活性最好,且有着优秀的矿化能力;复合材料能够在较少的投加量、较宽的pH范围以及较高的污染物浓度下高效降解TC,并且能够在反应环境中保持稳定,,OH自由基和空穴在反应体系中起主要作用.g-C_(3)N_(4)和TiO_(2)之间存在的Z型异质结,有效减少光生载流子复合,g-C_(3)N_(4)的引入不仅拓宽了TiO_(2)的光响应范围,而且促进了电荷转移和分离,提高了复合材料的光催化活性. 展开更多

关键词 二氧化钛 光催化 四环素 Z型异质结

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螺旋载体式厌氧生物膜反应器的除铬性能与机理研究

11

作者 赵迎新 马同宇 +3 位作者 翟思媛 晁春芳 褚一威 季民 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期553-557,共5页

构建附着生物量大、经久耐用的连续流螺旋载体式厌氧生物膜反应器处理模拟含铬地下水,考察进水Cr(Ⅵ)、碳源投加量、水力停留时间(HRT)及初始pH对反应器除铬效果的影响。结果表明,反应器最优运行参数为碳源投加量35mg/L、HRT为8h、初始p... 构建附着生物量大、经久耐用的连续流螺旋载体式厌氧生物膜反应器处理模拟含铬地下水,考察进水Cr(Ⅵ)、碳源投加量、水力停留时间(HRT)及初始pH对反应器除铬效果的影响。结果表明,反应器最优运行参数为碳源投加量35mg/L、HRT为8h、初始pH为4~10。反应器主要通过生物吸收、吸附或者沉淀作用去除Cr(Ⅵ),而10%的Cr(Ⅵ)在出水中以毒性较低的Cr(Ⅲ)态存在。可见,本研究构建的生物膜反应器在地下水污染处理方面具有较大的应用前景。 展开更多

关键词 生物膜反应器 Cr(Ⅵ) 影响因素 机理

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再生水管道碳酸钙沉积机理研究

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作者 郭雅静 郭浩 +3 位作者 赵益华 王超 李旗 田一梅 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期20-23,共4页

针对再生水管道结垢问题,以碳酸钙为研究对象,基于碳酸钙沉积静态模拟实验,对碳酸钙沉积发生的临界条件和沉积速率影响因素进行系统研究。结果表明:再生水中碳酸钙沉积的临界过饱和度随pH的增大而显著下降,pH>8.5时临界过饱和度处于... 针对再生水管道结垢问题,以碳酸钙为研究对象,基于碳酸钙沉积静态模拟实验,对碳酸钙沉积发生的临界条件和沉积速率影响因素进行系统研究。结果表明:再生水中碳酸钙沉积的临界过饱和度随pH的增大而显著下降,pH>8.5时临界过饱和度处于较低水平,较易发生沉积结垢;再生水中碳酸钙的沉积过程分为晶核生成和晶粒长大2个阶段,pH和溶液组成对晶核的生成速率有显著影响,pH越大,碳酸根比例越高,晶核生成速率常数越大。 展开更多

关键词 再生水 管道 碳酸钙 沉积

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机械混合法制备TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合材料及其光催化降解双酚A的性能 被引量：4

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作者 郭盛祺 马同宇 +1 位作者 杨波 赵益华 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1425-1434,共10页

本工作采用机械混合方法,将TiO_(2)纳米颗粒与不同质量的g-C_(3)N_(4)复合,制备了一系列具有不同g-C_(3)N_(4)含量的TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合材料.运用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)、比表面积分析仪(BET... 本工作采用机械混合方法,将TiO_(2)纳米颗粒与不同质量的g-C_(3)N_(4)复合,制备了一系列具有不同g-C_(3)N_(4)含量的TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合材料.运用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)、比表面积分析仪(BET)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对材料的化学组成和形貌特征进行了表征.比较了g-C_(3)N_(4)、TiO_(2)和一系列TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)在可见光驱动下对水中双酚A(BPA)的降解效率和矿化能力差异,发现TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)的光催化活性显著高于g-C_(3)N_(4)和TiO_(2),其中以TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)-B的光催化活性最高(g-C_(3)N_(4)的投料量为0.08 g).为了揭示TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)良好光催化活性的产生机理,采用紫外可见光谱、稳态和瞬态荧光光谱对催化剂(以TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)-B为研究模型)可见光响应能力、带隙结构以及光生载流子分离能力进行了分析.结果证实,通过机械混合方法向TiO_(2)体系引入适量的g-C_(3)N_(4)不仅能够将TiO_(2)的光响应范围拓宽,而且可以提升光生载流子的分离能力并延长载流子存活寿命.此方法构建的复合材料能够在水环境中保持结构和性能的稳定.对降解过程中自由基分布特征的监测表明,降解过程中的主要活性物种为空穴自由基和羟基自由基. 展开更多

关键词 机械混合 复合材料 光催化 双酚A

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