聚偏氟乙烯（PVDF）膜在油水分离领域应用广泛,但PVDF材料固有的疏水性使得PVDF膜易被污染,导致膜的通量及油水分离效率下降。通过把PVDF与亲水性金属有机框架材料UiO-66-NH₂共混制备成混合基质膜,探究了UiO-66-NH₂的负载量对膜的形貌结构和油水分离性能的影响。结果表明,所制备的膜截面均为海绵状孔结构。UiO-66-NH₂的负载能有效增大PVDF/UiO-66-NH₂混合基质膜的水通量并增强膜的亲水性,并获得更强的耐污染性能。与纯PVDF膜相比,UiO-66-NH₂的负载量为5%（质量分数）时的混合基质膜的水接触角从72.9°降低到56.0°,纯水通量从1 023.8 L/（m²·h·bar）提升了86%,达1 904.5 L/（m²·h·bar）,同样清洗条件下,水通量恢复率从70.9%提高到96.3%,不可逆污染率从29.1%降至3.7%。不同UiO-66-NH₂负载量的混合基质膜的油/水乳液截留率均达到92%以上,能够有效进行油水分离。

膜吸收脱氨是一种适用于高氨氮工业废水脱氨的新型膜分离技术,然而废水中普遍存在的表面活性剂类物质往往引发严重的膜润湿问题。为了提高膜吸收脱氨技术的运行稳定性和应用范围,本研究提出采用界面聚合法在疏水性聚丙烯中空纤维膜表面构筑致密亲水皮层的策略,缓解废水中表面活性剂类物质造成的膜润湿。通过优化水相和油相单体浓度,获得了主体疏水表面亲水、主体多孔表面致密的Janus脱氨膜。该膜在处理含0.2 mmol/L的十二烷基三甲基氯化铵的高氨氮废水时,运行14 d未发生膜润湿现象,该研究可拓展膜吸收脱氨技术在高浓度氨氮工业废水处理领域的应用范围。

本研究构建了植物-沉积型微生物电化学反应系统（P-SMES）,用于降解2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）,并逐步考察了外加电压、不同植物种类、外加碳源以及2,4-DCP初始浓度对降解效率的影响,同时分析了2,4-DCP的降解机制。实验结果表明,在外加碳源化学需氧量（COD）为1 000 mg/L、2,4-DCP初始浓度为10 mg/L的条件下,外加电压在1.4 V时,72 h内的降解效率可达83.1%,相较于未施加电压的73.2%提高了13.5%。当外加电压固定在1.4 V、2,4-DCP浓度为10 mg/L时,外加碳源COD在500 mg/L至2 000 mg/L变化,72 h内的降解效率为86.6%至94.5%,比未添加碳源时的73.3%提高了18.1%以上。通过优化实验条件,在COD浓度为1 000 mg/L,外加电压为1.4 V、pH=7的条件下,微生物电化学-菖蒲体系中初始浓度为10 mg/L的2,4-DCP在72 h内的降解率达到了93.3%。反应过程中,通过高效液相色谱和液相色谱-质谱联用技术对降解中间产物进行了定性分析,主要产物包括对氯苯酚、苯酚、对苯二酚和丁二酸等。

随着染料行业的高速发展,染料废水排放量持续增长,其高效处理已成为亟待解决的环境难题。本研究通过层层组装法将纳米ZIF-8与亲水性氧化石墨烯（GO）纳米片负载于聚偏氟乙烯（PVDF）基底膜,并系统探究复合膜的分离与抗污染性能。使用XRD、SEM、接触角对膜材料进行了表征,结果表面,ZIF-8/GO已均匀负载于PVDF膜表面,并增强了膜的亲水性。该复合膜对罗丹明B（RB）表现出优异的分离性能。ZIF-8/GO/PVDF复合膜具有良好的运行稳定性,连续运行24 h后仍能维持较高的截留率与稳定的膜通量。在光芬顿耦合膜过滤体系中,该复合膜展现出优异的自清洁能力;机理研究揭示,羟基自由基（•OH）是驱动膜表面污染物降解的核心活性氧物种。本研究为染料废水的膜分离处理技术提供了一种全新的思路与方案。

为解决氨氮废水质量浓度超标的问题,以废弃玉米秸秆为对象,采用浸渍法,通过静态试验,分析了改性方式、热解温度和时间、碱液浓度和浸渍比、浸渍时间对生物炭制备的影响,确定生物炭的最佳制备条件,利用SEM、EDS、FTIR和BET等表征分析,并通过动力学和热力学模型明确了氨氮吸附机理。不同改性方式的生物炭对氨氮的吸附效果依次为BC_Na > BC_FeNa > BC_MgNa > BC,BC_Na对氨氮的吸附量是BC的1.31倍。热解温度和碱液浓度对生物炭制备有明显影响,在热解温度300 ℃、热解时间2 h制备的生物炭,经1 mol/L的NaOH以1：15的浸渍比浸渍12 h后对氨氮的吸附量、去除率和出水浓度分别达到0.84 mg/g,83.25%和1.88 mg/L,出水质量浓度达到《地表水环境质量标准》（GB 3838–2002）V类标准。BC_Na 对氨氮的吸附符合准二级动力学和Langmuir等温线模型,理论最大吸附量q_e^m和K_F分别为6.418 mg/g和0.403 2 g/（mg·min）。碱改性生物炭的过程中清除了生物炭孔径中的灰分和溶解性物质,增加了Na⁺和-OH、C=O等官能团,促进对氨氮的离子交换,提高了改性生物炭的吸附效果。

全球水产养殖集约化发展导致高密度模式下废水氨氮（NH₄⁺-N）浓度激增,严重威胁水体生态安全与养殖生物健康。玉米秸秆生物质炭（CBC）具多孔结构及表面负电荷特性,常用作吸附材料,但其原始吸附能力与选择性不足,需通过改性提升效能。本研究首先以水热转化法制备CBC作为实验对照组,继而采用化学浸渍法分别利用硫酸（H₂SO₄）、氢氧化钾（KOH）对其进行改性。通过系统表征材料理化性质,深入分析其对NH₄⁺-N及硝酸盐氮（NO₃^--N）的吸附特性。研究表明,经60% H₂SO₄酸改性后,材料表面形成丰富酸性官能团和大量介孔,使NH₄⁺-N和NO₃^--N吸附量分别提升至未改性组的2.1倍和1.3倍;经1 mol/L KOH碱改性后,发达的孔结构和含氧官能团使NH₄⁺-N和NO₃^--N平衡吸附量分别达到13.10 mg/g和4.09 mg/g。机理分析表明,酸碱改性显著优化了材料表面结构与官能团组成,从而增强了吸附位点密度与离子交换能力。

以海带多糖（LJP）、海藻酸钠（SA）为原料制备水凝胶微球LJP@SA,采用XRD、SEM、BET方法分析LJP@SA的结构与形貌,在优化吸附参数的基础上,研究其对CV的吸附性能,利用FT-IR、XPS方法探究吸附机理。结果表明,添加60%LJP制备的LJP-60@SA具有相对较高的CV吸附量,微球表面粗糙,截面具大量孔隙结构,平均孔径18.3 nm,比表面积25.455 7 m²/g,吸附孔容0.066 426 cm³/g。当CV初始质量浓度100 mg/L,投加量1.0 g/L,pH8.0,温度25 ℃时,LJP-60@SA对CV的去除率达94%以上。吸附过程是吸热的单分子层吸附,符合Langmuir等温模型和拟二阶动力学模型。LJP-60@SA经5次吸附-解吸后,对CV的吸附率仍在90%以上。吸附机理涉及氢键、静电相互作用、离子交换、化学反应。LJP-60@SA可以作为一种高效、环保、可循环利用的吸附剂用于CV废水的净化。

为了解决污水处理系统中氧化还原介体材料使用后难以回收且催化活性及稳定性较差的问题,制备一种新型磁性氧化还原介体材料,呈现了一种以磁性纳米颗粒（CoFe₂O₄）为核心,以EPS为包覆层的核-壳结构。通过X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜及红外对材料进行了表征分析,同时探讨了不同反应过程中的时间、Na₂S₂O₈用量以及温度因素对于磁性核心CoFe₂O₄负载能力的影响,最终确定了最优的制备条件。研究结果表明磁性CoFe₂O₄纳米颗粒投加量为0.1 g、反应温度为0 ℃、EPS投加量为0.04 g、Na₂S₂O₈投加量为0.1 g、混合液搅拌时间为5 h时,制备的CoFeO@EPS/N的性能最好。

研发一种可有效降解天然有机物（NOM）的净化工艺,有效预防NOM的过度累积导致的隧道排水系统淤堵病害,从而提升高速公路隧道的养护效果和安全性。鉴于此,开发一种Co（II）介导的电化学活化过氧单硫酸盐（PMS）高级氧化技术（EC/Co（II）/PMS）用于隧道排水系统中NOM的高效去除。研究结果表明,以腐殖酸（HA）作为目标底物,在Co（II）介导的PMS体系上引入电场,对HA的去除率可在25 min内达到90.8%。阴极促进了Co（III）/Co（II）周转,从而高效活化PMS产生硫酸根自由基（SO₄^•-）、羟基自由基（HO∙）和单线态氧（¹O₂）,并伴随Co（IV）的产生。体系中存在SO₄^•-、HO∙和¹O₂这些活性物质协同Co（III）、Co（IV）和直接电氧化作用共同氧化分解去除隧道排水系统水质中HA。SO₄^•-、HO∙和其他活性物质的氧化贡献率分别为19.8%、2.0%和78.2%。提升电流密度、Co（II）浓度、适当提升温度和PMS浓度以及在弱碱性环境下均有利于HA的去除,但过度提升电流密度会产生过多的能耗,会降低Co（II）的环境容纳性以及PMS的利用率。重复试验结果显示,电极可保持Co（II）稳定的催化能力。在不同水基质成分中,氯盐有利于HA的去除,碳酸盐则是抑制作用。实际隧道水试验显示,Co（II）介导的电化学活化PMS体系对于隧道排水系统的有机物表现出良好的去除效果,从而显著抑制了结晶淤堵的产生,有助于隧道排水系统淤堵病害的预防。

微生物絮凝剂因其绿色、可降解、无二次污染等优势,在污水处理等行业均具有极大的应用潜势。以某污水处理厂二沉池剩余污泥为菌源,经分离筛选获得一株新的高效絮凝剂产生菌GS1,通过高通量测序鉴定,该菌株隶属于微杆菌属。经研究发现,微杆菌GS1在发酵条件为接种量5%、pH=8、170 r/min、30 ℃、培养至16~20 h时絮凝活性最佳;外加阳离子为Ca²⁺、投加比例为微杆菌发酵液∶助凝剂∶高岭土悬液的比例为1∶1∶25、反应体系pH为11时为最佳絮凝条件。微生物絮凝剂MBFGS1在混凝体系通过利用电荷中和、吸附架桥和网捕卷扫机理进行絮凝。絮凝剂产生菌GS1所需发酵条件温和,投加量少絮凝效率高且适应酸碱环境。因此,其在工业化生产和水处理方面都有潜在的应用前景。

为了强化混凝工艺对污水中氟离子的去除,本研究考察了一种连续投加混凝（Continuous Dosing Coagulation, CDC）工艺的除氟效果。结果表明,在相同混凝剂投加量下,CDC工艺相比于常规混凝工艺具有更好的除氟性能。随后进行了响应面优化试验,以混凝剂投加量、初始pH、搅拌速度、混凝剂投加速度为自变量,残留氟离子浓度为响应值,采用Box-Behnken试验设计方法,建立二次多项式响应曲面模型。模型优化结果显示,各影响因子对氟离子去除率的影响顺序为：混凝剂投加量>搅拌速度>初始pH>混凝剂投加速度,最佳工艺条件为：混凝剂投加量为80 mg/L,初始pH为6.3,搅拌速度为613 r/min,混凝剂投加速度为0.98 mL/min。验证性试验表明,此模型具有较高的可行性和有效性。研究结果为含氟废水强化处理提供了技术支持与理论依据。

基于响应面法分析三维电化学氧化处理亚甲基蓝废水体系最佳工艺条件。采用SEM和XRD对粒子电极（Co／AC）表面形貌变化和表面物相进行了表征。结果表明：制备粒子电极比表面增大,提供更多的活性位点,加强电催化性能。采用响应面法分析电极电压、电解质浓度和活性炭粒子电极投加量对亚甲基蓝废水降解效果的影响,确定最佳工艺参数。结果表明：三个因素对亚甲基蓝降解率均有比较显著影响,显著性由大到小依次为电极电压、电解质浓度、活性炭粒子电极投加量;最佳工艺条件是：电极电压10.189 V、电解质浓度0.016 7 mmol、活性炭粒子电极投加量107.5 g。在这个条件下亚甲基蓝废水去除率为99.75%,COD去除率为84.46%。实验验证结果符合排放标准,因此该方法可以应用于三维电催化降解亚甲基蓝废水。采用EPR技术分析了占主导作用的自由基。结果显示：Co/AC在电催化作用下生成·OH和·SO4-自由基,证明催化体系存在。

在界面聚合（IP）制备聚酰胺（PA）复合膜的过程中,传统热处理工艺易导致膜孔收缩和过度交联,从而增加水分子的渗透阻力。为此,本研究提出以淋洗后处理工艺代替传统热处理工艺用于纳滤膜的制备。通过FTIR、XPS、SEM及接触角等手段,系统探究了不同淋洗液温度对复合膜结构和性能的变化。结果表明,在IP反应后采用不同温度的去离子水淋洗初生膜表面,可快速终止两相单体的继续反应,并调控酰氯基团的水解程度,从而影响复合膜聚酰胺结构的交联度及表层羧基含量。与热处理工艺相比,适宜温度淋洗工艺制备的膜,其截留率无明显损失,水通量提升至约2.6倍。该研究为高性能纳滤膜的绿色制备提供了新思路。

通过聚乙烯醇-海藻酸钠（PVA-SA）凝胶对真菌菌丝球进行强化,成功构建了一种具有新型核壳结构的凝胶-菌丝球复合载体（PS-MPs）。该载体的拉力极限提升了5倍,质量损失率由24.6%降低至3.2%,且有效抑制了菌丝的环境逸散,降低了堵塞风险。为评估其应用潜力,采用PS-MPs负载活性污泥去除模拟废水中的磺胺甲恶唑（SMX）。实验结果表明,该复合载体体系在模拟污水条件下,对SMX展现出良好的吸附和降解性能,通过中间产物的检测,初步揭示了SMX的降解路径。

针对剩余污泥（ES）单一厌氧消化效率低的瓶颈问题,本工作开展了次氯酸钙（CH）强化ES和中药药渣（CR）嗜高温厌氧共消化的探究,并解析了相关机制。结果表明,CH提高了ES和CR厌氧共消化产甲烷的效能,当CH含量为6%（以总悬浮固体计）时,最大累计甲烷产量为278 mL/g挥发性悬浮固体（VSS）,约为对照组的1.32倍。CH提高了ES和CR嗜高温共消化系统内有机质的溶出,且CH浓度越高,溶解性化学需氧量（SCOD）的浓度越高。CH提高了ES和CR嗜高温共消化系统内挥发性脂肪酸（VFA）的积累,且当CH含量为6%时,VFA的最大积累量为236 mg/g VSS。CH降低了VFA内丙酸盐占比并提高了正丁酸盐占比,利于后续甲烷化。CH提高了嗜高温共消化系统减量化,且CH含量越高,VSS减量率越高。CH投加利于维持共消化系统pH稳定,避免过度酸化。CH提高了消化副产物氨氮和磷酸盐的释放,但未出现“氨中毒”现象。研究结果为ES和CR的高效资源化提供了一种备选方案。

以烟草秸秆和赤泥为热解原料,在800 ℃下制备了赤泥改性生物炭（RMBC）,用于去除水中的亚甲基蓝。采用FT-IR、XRD、XPS和SEM对RMBC进行表征,并研究了亚甲基蓝溶液pH、初始浓度和反应时间对亚甲基蓝去除率的影响。结果表明,RMBC具有多孔结构,表面存在O-H键、C=O键、π-π键和O=C-O键等活性位点。RMBC_2：1对亚甲基蓝的吸附效果最佳,当初始浓度为200 mg/L,pH=12时,去除率达到99%。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,是一个涉及化学吸附的放热反应。在吸附过程中存在静电吸引、π-π相互作用、氢键和阳离子交换等作用,使RMBC能够有效吸附亚甲基蓝。赤泥和烟草秸秆共热解制备RMBC,为高效治理亚甲基蓝污染提供了一种新材料。

比较了两种供氧方式下（光合供氧、光合作用和机械曝气联合供氧）菌藻共生系统的污染物去除性能,探究光合供氧是否充足以及辅助机械曝气对于菌藻共生系统的影响。结果表明,相比于仅靠光合供氧的菌藻共生系统,联合供氧时具有更高的氨氮、总氮、化学需氧量去除率,分别提高了20%、10%、7%,同时还具有更低的亚硝酸盐积累率。通过氧气质量守恒计算,联合供氧时光合产氧占90.1%~94.3%、机械曝气占3.3%~11.0%、大气复氧占0~2.5%。特别是,只有0.2%的机械曝气参与生化反应,其余空气通过吹脱CO₂和干扰光合作用Rubisco酶导致藻类生物量减少,削弱了藻类对亚硝化菌的抑制。同时,机械曝气的加入促进了氨氧化菌AOB、聚磷菌PAO的生长。

采用溶剂热法和低温碳化法合成Co-MIL-101（Fe）/明胶气凝胶（GA）复合材料用于活化过一硫酸盐（PMS）降解罗丹明B（RhB）。通过扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X-射线衍射仪（XRD）等对其结构进行表征和分析。探究了钴的掺杂比、Co-MIL-101（Fe）负载量、煅烧温度等催化剂合成条件以及PMS浓度、RhB初始浓度、溶液初始pH、反应温度等工艺条件对RhB降解效果的影响。结果表明,在反应温度为25 ℃,RhB初始浓度为50 mg/L,初始pH为7,PMS浓度为0.3 mmol/L条件下,反应仅16 min体系对RhB的去除率即达99.1%。Co-MIL-101（Fe）/GA/PMS体系在较宽的pH（3~9）范围内具有适应性。由于Co-MIL-101（Fe）/GA的三维宏观结构,块状气凝胶易于回收再利用,在五次循环利用后,RhB去除率仍可达85.4%。浸出离子测定结果表明,Co-MIL-101（Fe）/GA具有较好的稳定性。自由基淬灭实验揭示,Co-MIL-101（Fe）/GA/PMS体系中的活性物质主要是¹O₂、SO₄^•-。

以硝酸铝（Al（NO₃）₃·9H₂O）和氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）为前驱体、尿素为沉淀剂,通过一步水热法制备出勃姆石/石墨烯复合材料（Boehmite/graphene composite,γ-AlOOH/rGO）。通过SEM、XRD、FT-IR以及拉曼光谱表征手段对复合材料的结构和组成进行分析。考察了γ-AlOOH/rGO对红霉素（Erythromycin,ERM）的吸附性能,发现接触时间、pH、温度和共存离子等因素均对γ-AlOOH/rGO吸附ERM的过程有影响。γ-AlOOH/rGO对ERM的吸附过程遵循Elovich动力学模型和Langmuir吸附等温线模型;在318 K 时,γ-AlOOH/rGO对ERM的最大吸附量达422.453 mg/g,对应的吸附过程为吸热过程。再生性能研究结果表明γ-AlOOH/rGO具有良好的重复使用性和稳定性。本研究为ERM的去除提供了一种高效能吸附材料。

重金属是环境中广泛存在的污染物。本研究以黄原酸化聚乙烯醇（DT-SPVA）作为吸附剂,通过静态吸附试验考察DT-SPVA对单一及复合污染体系中Cu（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的吸附性能。结果表明：当投加量为3.0 g/L,溶液pH为6时,对Cu（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）吸附量的分别为16.62、16.01和16.03 mg/g。当水样中Ca²⁺浓度为30~40 mg/L时,促进了DT-SPVA对Cu（II）的吸附,然而随离子强度的增加,对吸附Pb（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的抑制作用加剧,但去除率降幅不超过4%。在竞争吸附条件下,三种重金属离子之间不存在协同或拮抗作用。Langmuir吸附等温模型与准二级动力学模型能很好的描述DT-SPVA对Cu（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的吸附过程,吸附过程是以化学吸附为主的非自发进行的放热过程。DT-SPVA对Cu（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的吸附机制主要为物理作用、静电作用、氧化还原作用、配位作用和离子交换。DT-SPVA对Cu（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）具有较高的吸附性能且循环再生吸附效果好,为微塑料的资源化利用和含Cu（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）重金属废水吸附剂的开发提供了一种新的方法。

膜分离技术可以高效分离污染物与水体,但在分离的过程中会不可避免地造成膜孔堵塞,缩短膜的使用寿命。本研究通过在铸膜液中加入Bi₂MoO₆-OVs与聚乙烯-马来酸酐共聚物（PEMA）制备成基膜,再通过酸碱处理水解PEMA在膜表面产生羧基,通过羧基的强螯合作用在膜表面原位沉积CoS微粒,从而制备得到Bi₂MoO₆-OVs与CoS修饰的光芬顿PVDF亲水复合膜。所制备的膜对油水乳液（大豆油）分离效率可达97.5%,催化剂的负载有效赋予膜自清洁的性能,经光芬顿清洁后通量恢复率达97%,5次循环过滤实验,油水分离效率仍在96.1%以上。同时,在60 min内对亚甲基蓝降解率高达98%,并且经5次循环仍有极佳的染料去除率。因此,该复合膜在油水分离和光芬顿降解染料相关领域具有潜在的应用前景。

本研究采用水蒸气活化法制备稻秆活性炭（RS-H₂O）,并将其应用于亚甲基蓝（MB）的吸附处理,旨在降低活性炭制备成本的同时实现纺织印染废水的高效净化。系统探究了溶液pH、MB初始浓度及吸附时间对RS-H₂O吸附容量与MB去除率的影响;通过扫描电子显微镜（SEM）表征其微观形貌,傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析其化学结构,并测试其比表面积、孔容及孔径分布,进而系统研究了RS-H₂O对MB的吸附动力学与等温吸附行为。结果表明,与N₂、CO₂气氛下制备的稻秆活性炭相比,RS-H₂O具有丰富的多级孔结构与表面官能团,其比表面积从30.49 m²/g显著提升至362.97 m²/g。碱性条件下活性炭对MB的吸附效果更好。当溶液的pH为12时,RS-H₂O的吸附容量达到232.13 mg/g。初始浓度在0.45 g/L时,MB脱除率达到了99.94%。吸附动力学研究显示该过程遵循准二级动力学模型,等温吸附数据符合Langmuir模型,证实RS-H₂O对MB的吸附为单分子层吸附机制。

从污水处理副产物污泥中提取高值产物应用在水处理领域,能够实现废物转化为资源的目标。然而,高值产物对悬浮物的去除效果和作用机制与污泥的来源和类型相关。本研究以不同来源的城市污泥为原料,利用酸水解法从污泥中提取高值产物。高值产物以无机物为主,还包括少部分的有机物。有机物主要以蛋白质为主,源自重庆城市污泥的高值产物中Al浓度更高,为789.05~1 007.11 mg/L,而北京Fe的浓度相对较高,为401.35~638.13 mg/L。污泥类型造成高值产物对颗粒物的去除性能存在显著差异,污泥地区对其影响程度较低。脱水污泥提取的高值产物与其他污泥相比,在低投加量时呈现较好的颗粒物去除性能。在投加量为15 mL/g时,颗粒物去除率可达99%以上。无机物协同有机物发挥表面吸附、电荷中和、吸附架桥和网捕卷扫作用,实现颗粒物的高效去除。综合环境和经济效益,从脱水污泥中提取高值产物并应用于水处理,在资源回收方面具有显著优势。

废弃活性污泥（WAS）是一种价值很高的废弃物,富含大量的磷（P）,可以作为P的二级资源池。如何在WAS中有效利用P一直是一个热门话题。蓝铁矿作为新兴P回收方法的宠儿,具有巨大的经济和社会效益。本研究通过pH增强P从WAS释放到上清液中,研究了液相中P组分的变化,并进一步研究了固体P组分的组成,讨论了固体P对释放的贡献。最后,对上清液进行电解重结晶,测定产物为蓝铁矿。获得磷回收率约97%且蓝铁矿回收率约为77.33%。

本研究采用过二硫酸盐（PDS）预氧化球磨的方式改性微米零价铁（mZVI）,对得到的预氧化零价铁（poZVI^bm）开展研究。理化表征显示,PDS预氧化球磨的改性方法保留了mZVI内部的α-Fe晶体结构,同时在材料表面原位生成了丰富的Fe（II）物种。在表面Fe（II）物种的作用下,poZVI^bm能够自驱动地实现去钝化过程,在和水接触的2 h内,poZVI^bm中的Fe（0）核含量由59.5%迅速消耗至9.3%,并转化为Fe（II）,使水溶液体相pH持续降低。分子动力学模拟的结果表明,poZVI^bm的表面基团因具有较低的酸度常数（pK_as=3.16）进而能形成局部的酸性微环境,是poZVI^bm自驱去钝化的机制。poZVI^bm在实际纺织印染废水处理的过程中取得了良好的效果,经处理后BOD₅/COD_Cr值从0.047提升至0.305,是一种有应用潜力的水处理功能药剂。

针对高藻水处理中超滤膜易受胞外有机物污染的问题,制备了一种新型的磺化聚多巴胺（SPDA）功能化的金属有机框架（SPDA@MIL-101）,并通过共混改性法将SPDA@MIL-101纳米复合材料引入聚醚砜膜基质中。通过SEM,AFM,接触角,Zeta电位,孔隙率等测试方法对改性膜进行表征分析。在0.1wt%的SPDA@MIL-101添加量下,改性膜综合性能最好,改性膜的纯水通量可达540 L/（m²·h）,UV₂₅₄截留率为30%,且在三个污染循环过滤周期后,通量恢复率（FRR）提高至89%,不可逆污染比率降低至11%。相较于未改性膜,纯水通量提高了1.88倍,UV₂₅₄截留率提高了16%,通量恢复率提高了17%,为超滤膜在高藻水的广泛应用中提供了坚实的基础。

采用两步水热法制备了FeMoO₄@MoS₂复合材料,研究了其活化过一硫酸盐（PMS）降解四环素的性能。X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能量-色散光谱（EDS）、透射电子显微镜（TEM）等表征显示,复合材料由片层状MoS₂包覆在微球状FeMoO₄表面上组成,且Fe、Mo、S、O四种元素分布均匀。探究了不同四环素初始浓度、催化剂投加量、初始pH、PMS浓度对四环素降解效能的影响,在TC初始浓度为20 mg/L,催化剂投加量为0.20 g/L,PMS浓度为0.6 mmol/L,pH=6.46时,四环素的降解率可高达96.8%。自由基捕获实验揭示该反应体系中主要活性物质为¹O₂和·O₂^-,同时还存在SO₄^·-和·OH。研究成果表明,助催化剂MoS₂的负载可有效提高FeMoO₄的催化性能,为PPCPs的降解提供了新的技术途径。

研究优化合成工艺的生物炭负载铁锰氧化物（FMBC）和掺杂镧的生物炭负载铁锰氧化物（FMLa@BC）对As（Ⅲ）吸附性能探究。采用浸渍法和共沉淀法分别合成新型环境功能材料FMBC和FMLa@BC,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）和傅立叶红外光谱分析仪（FTIR）等表征手段,鉴定材料的结构和形貌。探究pH、共存离子对两种材料吸附效果和潜在的吸附机制,并拟合吸附动力学和吸附等温模型。FMBC和FMLa@BC吸附行为均符合准二级动力学和Langmuir 等温吸附模型,为单分子层化学吸附,且在中性条件下饱和吸附容量分别为62.95、61 mg/g,实验共存离子对FMBC和FMLa@BC的吸附影响微乎其微,理想的吸附pH范围为3~9。相较于合成工艺未优化的FMBC,FMLa@BC由于掺杂稀土元素,增加了表面羟基的络合配位作用,增加了对As（Ⅲ）的吸附位点。优化合成工艺的生物炭负载铁锰氧化物（FMBC）和掺杂镧的生物炭负载铁锰氧化物（FMLa@BC）均是性能较优异的砷污染水处理吸附材料。

分别以天然的黄铁矿、磁铁矿、钛铁矿、钒钛磁铁矿、镁铁矿和铁电气石为催化剂,研究了含铁矿物UV-Fenton体系处理偶氮染料酸性橙7（AO7）的效能和机理。结果表明：引入UV后6种矿物催化Fenton体系处理酸性橙7的效果均显著提高,磁铁矿和镁铁矿的最佳TOC去除率分别可达58.06%、56.64%,且各矿物体系处理效果与溶出总铁离子含量具有明显相关性。通过与等量溶出铁离子的均相UV-Fenton对比,发现含铁矿物催化UV-Fenton体系的氧化处理效果主要来自于溶出铁离子的均相UV-Fenton氧化作用,而来自于矿物表面催化UV-Fenton氧化作用的贡献不明显。此外UV直接光解和光助H₂O₂分解氧化的作用较弱,而黄铁矿、磁铁矿和镁铁矿在重复利用1或2次后的光催化氧化具有一定的贡献作用。同时,黄铁矿、铁电气石、钒钛磁铁矿的表面溶解过程对体系的处理效果影响明显。磁铁矿和镁铁矿表现出了稳定的高效催化性能、较低的铁溶出性能和一定的光催化氧化作用,且方便磁性回收,具有作为理想的异相UV-Fenton催化剂的潜力。

为了进一步提高Fe²⁺对过一硫酸盐（PMS）的活化效果,构建了EDTA强化Fe²⁺活化PMS（Fe²⁺/PMS）体系降解四环素,研究体系中Fe²⁺/EDTA摩尔比、初始pH、PMS投加量、四环素初始浓度4种不同反应条件对体系降解四环素效果的影响,利用响应面分析法确定体系最优反应条件。结果表明,当Fe²⁺投加量为0.10 mmol/L,Fe²⁺/EDTA摩尔比为7.7∶1,初始pH为5.19,PMS投加量为0.70 mmol/L,四环素初始浓度为10 mg/L时,四环素降解率高达95.59%。化学淬灭实验和EPR检测确定SO₄^•-是四环素降解过程中的主要活性物种,体系降解四环素过程符合二级反应动力学。