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零价铁活化过氧乙酸降解水中双酚A的效果与机制

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化工学报 2024年第3期75卷 987-999页

作者：李琢宇金鹏陈孝彦赵泽玉王庆宏陈春茂詹亚力中国石油大学(北京)化学工程与环境学院重质油全国重点实验室北京102249 中国石油化工集团有限公司健康安全环保管理部北京100728

双酚A(BPA)是含酚工业废水中代表性污染物,采用零价铁(ZVI)活化过氧乙酸(PAA)去除水中BPA,探究了ZVI和PAA投量、pH以及工业废水中典型共存阴离子对PAA活化和BPA降解的影响,并通过探究反应活性物种和活性位点解析了ZVI活化PAA的反应机制... 详细信息

双酚A(BPA)是含酚工业废水中代表性污染物,采用零价铁(ZVI)活化过氧乙酸(PAA)去除水中BPA,探究了ZVI和PAA投量、pH以及工业废水中典型共存阴离子对PAA活化和BPA降解的影响,并通过探究反应活性物种和活性位点解析了ZVI活化PAA的反应机制。在投加50 mg/L ZVI,1.00 mmol/L PAA和初始pH为3.4的最优工艺条件下,ZVI/PAA体系反应30 min可去除水中99.24%的BPA;HCO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)对BPA降解具有抑制作用,Cl^(-)(0~20.0 mmol/L)则加速BPA降解。反应中ZVI及其表面氧化层分别释放溶解性Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ),溶出的Fe(Ⅱ)活化PAA贡献26.46%的BPA降解,非均相ZVI活化PAA对BPA降解起主要作用;淬灭实验表明,ZVI/PAA体系存在CH_(3)C(O)OO·、CH_(3)C(O)O·、·OH和FeⅣO^(2+),其中CH_(3)C(O)OO·和FeⅣO^(2+)是降解BPA的主要活性物种。本研究可为工业废水中双酚A的有效去除提供理论和数据支撑。

关键词：含酚废水双酚A 过氧乙酸零价铁高级氧化

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炼化企业停工大检修污水水质特性综合表征

工业水处理 2024年

作者：张璇陈霖张鑫倩王庆宏何晨詹亚力陈春茂中国石油大学(北京)化学工程与环境学院石油石化污染物控制与处理国家重点实验室中国石油集团安全环保技术研究院有限公司北京市城市排水监测总站有限公司

炼化企业停工大检修期间会无组织排放大量的高浓度污水，对综合污水厂的正常运行构成严重冲击。将宏观污染指标与微观污染物组成分析相结合，从污染负荷、体系稳定性、污染组成及生物毒性4个方面，对清洗污水和清洗-钝化混合污水两类典... 详细信息

炼化企业停工大检修期间会无组织排放大量的高浓度污水，对综合污水厂的正常运行构成严重冲击。将宏观污染指标与微观污染物组成分析相结合，从污染负荷、体系稳定性、污染组成及生物毒性4个方面，对清洗污水和清洗-钝化混合污水两类典型大检修污水进行水质特性综合分析。清洗污水和清洗-钝化混合污水均表现出极高的有机污染负荷(COD分别为6 880 mg/L和16 320 mg/L)、悬浮态和胶体态污染物浓度(SS分别为1 013 mg/L和 4 413 mg/L)、体系稳定性(ζ电位分别为-47.2 mV和-24.7 mV)以及较强的急性生物毒性。清洗污水和清洗-钝化混合污水的有机污染组成复杂，两者的极性污染物组成均以OxS1类为主，前者以O3S1类污染物相对丰度最高，推测源自磺酸盐类表面活性物质；后者以O4S1类污染物相对丰度最高，推测源自烷基硫酸盐类或硫酸酯盐类表面活性物质。但是两者的弱极性污染物组成差异较大，清洗污水以醇醚类、醚类和石油烃类为主，而清洗-钝化混合污水则主要是小分子杂环类、芳香烃类和酚类。对两类典型大检修污水水质特性的分析研究可指导大检修污水预处理工艺开发，为炼化企业大检修期间综合污水厂的稳定运行提供支持。

关键词：炼化企业停工大检修污水水质特性表征预处理

炼油废催化剂吸附去除水中硝基苯的特性与机制

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化工进展 2024年

作者：李琢宇余美琪陈孝彦胡若晖王庆宏陈春茂詹亚力中国石油化工集团有限公司健康安全环保管理部中国石油大学(北京)化学工程与环境学院重质油全国重点实验室

以石油炼制过程中产生的废催化裂化催化剂(sFCCc)和废加氢裂化催化剂(sHCc)为研究对象，探究了炼油废催化剂对炼化废水特征污染物硝基苯的吸附性能。sFCCc和sHCc保留了新鲜催化剂的Y型分子筛骨架，但具有更大的平均孔径和更高的晶格氧... 详细信息

以石油炼制过程中产生的废催化裂化催化剂(sFCCc)和废加氢裂化催化剂(sHCc)为研究对象，探究了炼油废催化剂对炼化废水特征污染物硝基苯的吸附性能。sFCCc和sHCc保留了新鲜催化剂的Y型分子筛骨架，但具有更大的平均孔径和更高的晶格氧含量。在pH为2-12范围内，sFCCc经30 min对硝基苯达到吸附平衡，吸附容量为18.65 mg/g；sHCc经5 min达到吸附平衡，吸附容量为20.01 mg/g，吸附硝基苯的效果优于sFCCc。两种废催化剂经五次洗脱再生后吸附性能稳定，吸附硝基苯均遵循Freundlich等温吸附模型和拟二级反应动力学模型，表明发生多层非理想吸附，同时存在物理吸附和化学吸附作用。表征结果显示，炼油废催化剂中的晶格氧和Lewis酸位点结合羟基可分别通过电子供体-受体效应和氢键作用与硝基苯的吸电子官能团-NO2结合，是吸附去除硝基苯的活性位点。本研究为炼油废催化剂的资源化利用提供数据支持。

关键词：炼油废催化剂吸附硝基苯动力学机制

炼化污水中低温水解酸化性能及微生物特性对比

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化工进展 2024年第8期43卷 4654-4663页

作者：姜梁妍王庆宏李晋梁家豪尚鹏寅宋艳珂李琢宇陈春茂中国石油大学(北京)化学工程与环境学院重质油全国重点实验室北京102249 广东石油化工学院环境科学与工程学院广东省石油化工污染过程与控制重点实验室广东茂名525000

以炼化污水为研究对象,对比了中温和低温条件下的水解酸化性能、微生物群落结构和功能。中温(35℃)水解酸化更利于COD去除(40.51%)和水质可生化性提高(BOD_(5)/COD提高至0.53),而低温(15℃)COD去除率和BOD_(5)/COD仅为20.96%和0.26。中... 详细信息

以炼化污水为研究对象,对比了中温和低温条件下的水解酸化性能、微生物群落结构和功能。中温(35℃)水解酸化更利于COD去除(40.51%)和水质可生化性提高(BOD_(5)/COD提高至0.53),而低温(15℃)COD去除率和BOD_(5)/COD仅为20.96%和0.26。中温条件有助于难降解化合物(O_(3)S_(1)和O_(4)S_(1))的水解转化,与低温水解酸化相比,中温条件能够产生更多种类的小分子有机物。水解酸化微生物的宏基因组测序结果表明中温条件更利于微生物生长,有机物降解菌unclassified_p_Chloroflexi和可分泌水解酶的unclassified_o_Bacteroidales丰度较高。中温水解酸化富集了ko00643(苯乙烯降解)、ko00633(硝基甲苯降解)、ko00622(二甲苯降解)、ko00364(氟苯甲酸酯降解)、ko00642(乙苯降解)和ko00365(糠醛降解)等功能基因,促进了芳香类及含氮污染物的降解和出水可生化性能的提高。本研究揭示了炼化污水中低温水解酸化的水质变化及微生物特性。

关键词：炼化污水中低温水解酸化有机物组成宏基因组厌氧生物技术

炼油污水处理厂二沉出水中溶解性有机物组分分析

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环境工程学报 2024年第4期18卷 1096-1103页

作者：王鑫肖向群吴倩姜峻韬宁潇宇王庆宏陈春茂中国石油大学(北京)化学工程与环境学院重质油国家重点实验室北京102249 中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心洛阳471003 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司石油石化污染物控制与处理国家重点实验室北京102206

使用MCX/MAX萃取柱对炼油污水处理厂二沉池出水中的溶解性有机物(DOM)进行分离,获得疏水酸性组分(HOA)、疏水碱性组分(HOB)、疏水中性组分(HON)和亲水物质(HIS)4种亚组分。使用三维荧光光谱和电喷雾-傅里叶变换离子回旋共振质谱对各组... 详细信息

使用MCX/MAX萃取柱对炼油污水处理厂二沉池出水中的溶解性有机物(DOM)进行分离,获得疏水酸性组分(HOA)、疏水碱性组分(HOB)、疏水中性组分(HON)和亲水物质(HIS)4种亚组分。使用三维荧光光谱和电喷雾-傅里叶变换离子回旋共振质谱对各组分进行了组成表征,结果表明:二沉出水中存在酚类物质和石油类物质的特征荧光峰;HOA组分中化合物类型较多,主要为CHOS类物质;HOB组分中检测到的物质较少,主要为O_(3)S_(1)物质;HON组分中有较多的CHOS、CHON和CHO类物质。以上研究结果可为炼油污水处理工艺优化和外排水环境影响评估提供参考。

关键词：炼油污水二沉出水三维荧光分子组成

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剩余污泥吸附难降解有机污染物研究进展

环境污染与防治 2024年第4期46卷 583-588页

作者：谢文玉刘婧王庆宏谭湘李长刚梁家豪广东石油化工学院环境科学与工程学院广东省石油化工污染过程与控制重点实验室广东高校石油化工污染控制重点实验室广东茂名525000 中国石油大学(北京)化学工程与环境学院石油石化污染物控制与处理国家重点实验室北京102249

剩余污泥具有“污染”和“资源”的双重属性,利用其吸附性能去除污水中难降解有机污染物,是实现“以废治废”和污泥资源化利用的好方法。总结了剩余污泥吸附难降解有机污染物的性能和机理,系统分析污泥特性和环境条件对吸附的影响,最后... 详细信息

剩余污泥具有“污染”和“资源”的双重属性,利用其吸附性能去除污水中难降解有机污染物,是实现“以废治废”和污泥资源化利用的好方法。总结了剩余污泥吸附难降解有机污染物的性能和机理,系统分析污泥特性和环境条件对吸附的影响,最后利用CiteSpace软件分析污泥吸附的研究现状,提出污泥吸附技术的发展方向,以期为剩余污泥吸附技术的研究和工程应用提供支持。

关键词：吸附难降解有机污染物剩余污泥吸附机理影响因素

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焦化废水生化尾水特征及其深度处理技术进展

工业水处理 2024年第3期44卷 10-23页

作者：李泽乙廖常盛柴云王庆宏詹亚力陈春茂陈发源中国石油大学(北京)化学工程与环境学院重质油全国重点实验室油气污染防治北京市重点实验室北京102249 龙源(北京)风电工程技术有限公司北京102206 达斯玛环境科技(北京)有限公司北京100176

焦化废水污染负荷高、有机污染物组成复杂、生物毒性强,是一类非常难处理的煤化工废水。经传统的“物化+生化”工艺处理后,其生化尾水中仍残留部分难降解有机物与一定的生物毒性,COD难以达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2... 详细信息

焦化废水污染负荷高、有机污染物组成复杂、生物毒性强,是一类非常难处理的煤化工废水。经传统的“物化+生化”工艺处理后,其生化尾水中仍残留部分难降解有机物与一定的生物毒性,COD难以达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012)的限值要求,需进一步处理。分析了焦化废水生化尾水中的残余有机物和生物毒性特征,归纳总结了混凝、吸附、膜过滤等分离技术,Fenton、催化臭氧氧化、电磁强化氧化、过硫酸盐氧化与电化学氧化等转化技术及分离转化协同工艺对生化尾水中难降解有机物的去除效能和不同有机组分及生物毒性的变化规律,指出在认识水质特征与生物毒性转化规律的基础上,兼顾有机物高效去除和处理出水的生物安全性,开发协同组合工艺与短流程技术是焦化废水生化尾水深度处理技术的发展方向。

关键词：焦化废水生化尾水难降解有机物生物毒性深度处理。

油田生产过程污染物源头协同治理的思考与建议:以聚驱采出水处理过程控制油泥产生为例

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环境工程学报 2024年第6期18卷 1475-1479页

作者：王庆吉杨雪莹李炯王庆宏桂雨飞裴茂辰史权陈春茂中国石油大学(北京)化学工程与环境学院北京102249 石油石化污染物控制与处理国家重点实验室北京102206 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司北京102206

聚合物驱作为三次采油的重要技术之一,已在多个油田规模化应用。但在该类采出水破乳、絮凝、分离过程中,聚丙烯酰胺转移进入固相,形成了稳定性高、处理难度大的含聚污泥,给污水处理系统带来了严重的污染负荷,同时也造成聚丙烯酰胺大量... 详细信息

聚合物驱作为三次采油的重要技术之一,已在多个油田规模化应用。但在该类采出水破乳、絮凝、分离过程中,聚丙烯酰胺转移进入固相,形成了稳定性高、处理难度大的含聚污泥,给污水处理系统带来了严重的污染负荷,同时也造成聚丙烯酰胺大量浪费。通过含聚污泥的产生机制,归纳总结了现有采出水破乳分离工艺存在的问题,指出了水固同治是“双碳”背景下含聚采出水绿色低碳处理及资源化的方向。

关键词：含聚污水含聚污泥破乳分离水固同治

Sr改性LaFeO用于甲烷化学链重整的还原性能与动力学研究

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化工学报 2024年

作者：马浩天荆体瑞刘程程玉散·吐拉甫张喆王一迪王庆宏陈春茂徐春明中国石油大学(北京)化学工程与环境学院重质油全国重点实验室清华大学环境学院

甲烷化学链重整是新型低碳的制氢技术，载氧体还原特性是决定化学链重整制氢产率的关键因素。重点探讨了不同比例Sr掺杂对LaFeO3还原特性的影响，通过表征FeO6八面体畸变和表面氧形态，分析了Sr掺杂对氧空位浓度、晶格氧传递的作用。La0... 详细信息

甲烷化学链重整是新型低碳的制氢技术，载氧体还原特性是决定化学链重整制氢产率的关键因素。重点探讨了不同比例Sr掺杂对LaFeO3还原特性的影响，通过表征FeO6八面体畸变和表面氧形态，分析了Sr掺杂对氧空位浓度、晶格氧传递的作用。La0.8Sr0.2FeO3具有明显的FeO6八面体畸变，表现出最低的晶格氧还原温度750 ℃，恒温还原中La0.8Sr0.2FeO3的最大失重量为LaFeO3的2～3倍。动力拟合计算发现La1-xSrxFeO3的还原过程均受成核核增长模型控制，同时受自催化模型影响，四种载氧体中，La0.8Sr0.2FeO3表现出最低的表观活化能。La0.8Sr0.2FeO3在水蒸气氧化实验中的增重速率约为LaFeO3的4倍，且在20周期循环后保持原有物相不变。La1-xSrxFeO3化学链重整与多周期稳定性的研究为甲烷化学链重整制氢材料选择和工艺优化提供了技术与数据支撑。

关键词：甲烷制氢动力学化学链钙钛矿