甲醇为碳源短程反硝化亚硝酸盐积累特性

接种反硝化过程中亚硝态氮(NO_2~--N)积累效果稳定的短程反硝化污泥,以甲醇为碳源,通过批次试验研究了不同碳氮比(C/N)、硝态氮(NO_3~--N)浓度及p H条件下短程反硝化过程中NO_2~--N积累特性.实验结果表明:当C/N为2.5时,NO_2~--N积累率最高为89%,且NO_2~--N不会被还原;当C/N为3~5时,NO_2~--N积累到最大值后开始降低,但NO_2~--N最大积累量和比反硝化速率没有明显差异.当NO_3~--N浓度在14.91~82.58mg/L范围内,NO_3~--N浓度越高,达到NO_2~--N最大积累率理论所需C/N越低.且当NO_3~--N浓度小于58.71mg/L时,比NO_3~--N还原速率、比NO_2~--N积累速率随NO_3~--N浓度增加而上升.当p H=7时,NO_2~--N积累量、比NO_3~--N还原速率和比NO_2~--N积累速率最高,分别为24.49mg/L、18.96(mg/(g VSS·h))、18.91(mg/(g VSS·h)),然后依次是p H=6、8、9.p H=5和10时,短程反硝化基本不能进行.本研究可以为短程反硝化的实现及应用提供理论依据.     

Zn胁迫下菖蒲的耐受机制及富集能力的研究

采用盆栽的方式,研究了菖蒲在ZnSO4·7H2O(分析纯)浓度分别为0.1,0.2,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0 g/kg(土壤)胁迫下的耐受机制及其富集作用。结果表明:较低浓度的Zn处理(ZnSO4·7H2O<0.5 g/kg(土壤))提高了菖蒲的光合作用能力,降低了膜脂质过氧化程度。当菖蒲受到重金属Zn胁迫时,超氧化物歧化酶、过氧化物酶首先被激发,过氧化氢酶是生物氧化过程一系列抗氧化酶的终端,其激活有一定的滞后。高浓度的Zn胁迫会超过菖蒲防御反应的阀值(ZnSO4·7H2O=1 g/kg(土壤)),对植株产生毒害作用。菖蒲在低浓度Zn处理条件下(ZnSO4·7H2O<0.2 g/kg(土壤))对Zn的富集能力明显高于高浓度Zn,但转运系数均小于1。菖蒲在较低浓度Zn污染的植物修复中可发挥更大作用。     

UV强化草酸络合Fe3+活化过硫酸盐氧化降解苯胺

采用UV-草酸络合Fe~(3+)[UV-Fe(C_2O_4)3-3]活化过硫酸钠(PS)氧化降解苯胺,研究了Fe(C_2O_4)3-3浓度,PS浓度,pH对PS活化效率及苯胺氧化降解效果的影响机制.结果表明,Fe(C_2O_4)3-3浓度和pH决定了UV-Fe(C_2O_4)3-3体系中Fe~(3+)向Fe2+的转化过程,并对活化PS氧化降解苯胺产生显著影响.随着Fe(C_2O_4)3-3浓度增加,PS的分解率不断提高,但当浓度高于0.75 mmol·L~(-1)时,草酸根离子(C2O_2-4)对硫酸根自由基(SO·-4)的竞争以及SO·-4之间的相互淬灭作用降低了苯胺的降解效果,降解速率大小顺序为5 mmol·L~(-1)0.25 mmol·L~(-1)0.5 mmol·L~(-1)1 mmol·L~(-1)0.75 mmol·L~(-1);中性和碱性条件不利于Fe(C_2O_4)3-3发生光化学反应生成Fe2+,但当初始pH为7和9时,由于PS活化分解过程降低反应体系pH,反应300min时PS的活化率可分别达到74%和67%,苯胺去除率分别高达91%和97%,均高于初始pH为酸性条件下的结果;苯胺降解率随初始PS浓度增加而增大,当PS浓度大于10 mmol·L~(-1)时,苯胺降解过程由二级反应变为准一级反应,但此时过量的PS因与SO·-4发生反应而显著降低PS用于氧化降解苯胺的利用率.     

溴化咪唑类离子液体对胞嘧啶结构和性质影响的计算研究

离子液体被称为绿色溶剂得到广泛的应用,但离子液体并非完全无毒性,其中关于离子液体基因毒性的相关实验报道不少.本文运用密度泛函理论M06-2X和ωB97XD方法在6-311++G(2d,p)基组水平,对阳离子(C_(2/4)mim~+)、阴离子(Br~-)、离子液体([C_(2/4)mim]Br)与胞嘧啶(C)作用体系的几何结构、能量学特征、谱学性质和电子结构等进行计算研究.两种方法计算得到5种最稳定结构C-C_2mim-1、C-C_4mim-1、C-Br-1、C_21和C_41,经BSSE校正后的结合能分别为-99.1(-103.9)、-99.6(-104.3)、-102.2(-99.3)、-97.3(-100.7)和-104.5(-105.6)kJ·mol~(-1),体系中胞嘧啶变形能在2.8~6.9 kJ·mol~(-1)范围内.复合物中胞嘧啶的C2=O7和N1―H键的伸缩振动频率均发生一定程度的红移.分子中的原子理论(Atoms in molecule)得到阳离子、阴离子、离子液体与胞嘧啶作用以静电作用为主.自然键轨道分析(Natural bond orbitals)表明C_21和C_41的稳定化能主要来源于LP Br→BD~* N1—H、LP Br→BD~* N1―C2和LP O7→BD~* C2―H之间的相互作用.极化连续介质模型(Polarizable continum model)计算表明水溶液环境可削弱溴化咪唑类离子液体对胞嘧啶结构和性质的影响.     

生物滴滤塔处理H_2S停留时间和容积负荷的研究

利用生物滴滤塔小试装置进行了连续的H2S脱除试验。结果表明:挂膜前采用Na2S对菌群进行驯化,有助于系统快速启动完成。当进气量在0.05~0.6 m3/h之间变化,H2S进气浓度在200~1 200 mg/m3之间变化时,确定生物滴滤塔有效停留时间大于43 s,对H2S的去除率可达98%以上。容积负荷63.9 g/m3·h时,出气浓度0.08 mg/m3,为了满足城镇污水处理厂的厂界废气排放最高允许浓度二级标准的要求,试验确定该生物滴滤塔处理H2S的容积负荷不超过60 g/m3·h,出气浓度才能达标。     

复配表面活性剂APG/SDBS对菲、芘的增溶特性

研究了烷基糖苷(Alkyl Polyglycoside,APG)和十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate,SDBS)混合体系的不同复配比α(α=C_(SDBS)/C_总)、pH和温度(T)对菲和芘的溶解行为的影响.结果表明,当α=0.4时,复配体系具有最小的表面张力(γ)和临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,CMC),且菲、芘的表观溶解度(Sw)、增溶倍数(Sw/S*,S*为菲或芘在纯水中的溶解度)和摩尔增溶比(Molar Solubilization Ratio,MSR)均达到最大值.菲、芘的Sw随pH增加先增加后缓慢降低,pH=9时达到最大.随温度的升高,菲、芘的Sw逐渐增加,当T≥40℃时,增加变缓;因此,该复配体系的最佳反应条件为α=0.4、T=40℃、pH=9.本研究可为多环芳烃(PAHs)污染土壤的淋洗修复提供科学依据.     

玉米秸秆烟尘中正构脂肪酸的分子与碳同位素组成

在模拟的明火燃烧和闷烧条件下对4种玉米秸秆进行了焚烧试验,用GC/MS和GC/C/IRMS分别测定烟尘中正构脂肪酸的分子与碳同位素组成.结果表明,在明火烟尘中正构脂肪酸由C7~C_(34)组成,其平均总含量为13 895.0 mg·kg-1.其低碳数(≤C_(16))与高碳数(C_(16))正构脂肪酸的含量比(L/H)平均值为1.1.C_(18)/C_(16)、C_(24)/C_(16)、C_(24)/C_(18)、C_(24)/(C_(22)+C_(26))(CAR)的平均值分别为0.33、0.17、0.50、1.2.正构脂肪酸单体表现出以C_(16)、C_(24)为主、次峰碳数的双峰式分布模式.其碳优势指数(CPI)的平均值为4.5.在闷烧烟尘中正构脂肪酸由C_6~C_(34)组成,其平均总含量为50 183.7 mg·kg-1.L/H、C_(18)/C_(16)、C_(24)/C_(16)、C_(24)/C_(18)、CAR的平均值分别为1.3、0.33、0.20、0.60、1.6.也具有与明火烟尘相同的分布模式.其CPI的平均值为6.1.明火烟尘中C_(14)~C_(26)单体的δ~(13)C平均值在-21.0‰~-24.8‰之间变化,总平均值为-23.5‰.该值与玉米秸秆中对应值之差(Δ~(13)C)达-0.7‰.闷烧烟尘中C_(14)~C_(26)单体δ~(13)C平均值的变化范围为-21.8‰~-25.4‰,总平均值为-23.3‰.其Δ~(13)C值达-0.5‰.与玉米秸秆相比,两种烟尘中正构脂肪酸的分子组成和碳同位素组成均发生了明显的改变.L/H、C_(24)/C_(16)、C_(24)/C_(18)、CAR、δ~(13)C等指标可用于识别大气气溶胶中玉米秸秆燃烧来源的正构脂肪酸.     

确定当地不利气象条件的探讨

在基本建设项目,技术改造项目和区域开发建设的环境影响评价中,都要求预测气载污染物在不利气象条件下造成的地面浓度,以了解可能造成的最大环境污染。不利气象条件,一般都只在短时间内存在,对于地面短时浓度,目前最常用的有:有风时的点源扩散模式,熏烟模式和静风模式。本文以高架点源为例加以说明。一、有风时的地面浓度有风时(u≥1.0m/s)的地面浓度公式为: C_1=Q/(πuσ_yσ_z)·Enp(-y~2/(2σ_z~2))·Enp(-He~2/(2σ_z~2))     

A/DAT-IAT生物脱氮工艺短程硝化反硝化

研究了A/DAT-IAT生物脱氮工艺在低溶解氧浓度下,处理高氨氮、低碳氮比工业废水时,去除氨氮过程中亚硝酸盐积累的情况。结果表明,系统在低DO浓度下有效去除氨氮的同时,能够实现长期稳定的亚硝酸盐积累,并且没有发生污泥膨胀。在试验的稳定运行阶段,当系统运行正常,DO=1·0mg/L时,DAT池亚硝化率(NO2--N/NOX--N)平均可达82·1%,氨氮去除率>95%,污泥的沉降性能一直良好,SVI值处于90~125mL/g范围内。     

生物滴滤塔净化含硫混合废气

利用甲硫醚(DMS)降解菌Alcaligenes sp.SY1和丙硫醇(PT)降解菌Pseudomonas putida.S-1强化生物滴滤塔(BTF)处理DMS和PT的混合废气,研究了其挂膜启动及稳定运行阶段的降解性能,并考察了该系统同时去除H2S的能力.结果表明,BTF在DMS和PT进口浓度均为50 mg·m-3,EBRT为30 s的条件下,运行11 d即可完成挂膜启动,填料上的生物量明显增加,DMS、PT的去除率分别可达到90%和100%.系统稳定运行时,DMS和PT的最大去除负荷分别为8.7 g·(m~3·h)~(-1)和12.4 g·(m~3·h)~(-1),PT的去除效果更佳.DMS和PT混合废气在降解过程中,PT对DMS的降解有较明显的抑制作用,当PT进气浓度大于51 mg·m-3时,DMS的去除效率下降.BTF还能同时有效去除H2S,当混合废气中H2S浓度达到230 mg·m-3时,H2S去除率仍能高达98%,但是115 mg·m-3以上的H2S会对DMS的降解产生不利影响.     

菜籽粕对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附性能

以菜籽粕为吸附剂去除水溶液中Pb2+,考察了pH值、吸附剂投放量、反应时间对吸附性能的影响,研究了不同温度下菜籽粕对溶液中Pb2+吸附热力学和动力学。当Pb2+溶液浓度为100 mg/L时,吸附剂投放量为4 g/L,pH值3~5.5,吸附时间120 min,Pb2+去除率达到95%以上。铅吸附等温线很好地符合Langmuir等温方程,293 K时饱和吸附量达31.9 mg/g。对吸附热力学参数ΔGθ,ΔHθ,ΔSθ的计算表明,吸附过程属于熵驱动型的吸热自发过程。Pb2+在菜籽粕上动力学吸附符合准二级速率方程,表观吸附活化能Ea=49.6 kJ/mol。结合吸附前后红外光谱(FTIR)分析,Pb2+在菜籽粕上吸附主要发生在蛋白质的酰胺结构、-NH2、-C-S-上,具有化学吸附的显著特征。菜籽粕作为一种廉价的生物质吸附剂,对低浓度Pb2+溶液吸附量大,吸附速度快,具有良好的开发应用前景。     

乙酸/丙酸作为EBPR碳源的动力学模型研究(Ⅱ)——动力学模拟

以乙酸和丙酸作为混合碳源,采用2组序批式反应器(SBR)研究聚磷菌(PAO)和聚糖菌(GAO)代谢过程中的物质转化规律.PAO和GAO动力学模型共包含7个计量学参数和24个动力学参数.根据计量学方程,推导了PAO和GAO动力学模型中的计量学参数.结合试验结果,确定了动力学参数的取值.采用Matlab软件积分计算了PAO和GAO胞内物质的变化规律.SBR运行的实际值与模拟值相吻合,表明基于SCFAs代谢的动力学模型能够很好地模拟PAO和GAO的好氧/厌氧代谢过程.     

生化法净化低浓度挥发性有机废气的动力学模式研究

针对目前国际上常用的吸收－生物膜理论，在描述生化法净化低浓度挥发性有机废气机理过程中的存在问题，提出了吸附－生物膜的新理论，并依据这一新理论建立了生物膜填料塔净化低浓度甲苯废气的动力学模式。实验结果表明，其模拟计算值与实验值之间有很好的相关性，相关系数Ｐ〉０．９３，利用这一新理论及模式，可由已知操作参数对生物膜填料塔的净化效果进行预测计算，也能为有关的理论研究和实际操作提供参考。     

湿式氧化处理剩余污泥反应动力学研究

针对剩余污泥湿式氧化处理过程。以污泥中挥发分的去除为目标污染物，进行了化工废水剩余污泥．炼油废水剩余污泥湿式氧化过程动力学研究，并对湿式氧化两阶段一级动力学模型和广义动力学模型的动力学进行求解。两阶段一级动力学模型说明化工污泥．炼油污泥湿式氧化过程均属于快速反应期接慢速反应期。但不同污泥其活化能和指前因子相差较大：而用广义动力学模型可以建立通用的剩余污泥湿式氧化反应速率方程，该模型应用于城市废水剩余污泥湿式氧化过程，计算值与试验值有很好的相关性（P^2≥0．98）。     

甲苯废气的生物净化性能与动力学模拟研究

该研究以轻质陶块为填料，探讨了生物膜填料塔净化处理高气体流量负荷下低浓度甲苯废气的生物降解性能。实验结果表明：生物膜填料塔对甲苯具有较强的降解能力，净化效率维持在40．6％～61．9％；随着气体流量负荷和入口气体甲苯浓度负荷的增加，甲苯的净化效率也随之下降。结合实验数据对“吸附-生物膜”理论的动力学模式进行模拟研究，对比验证结果表明动力学模拟计算值和实验值之间均有很好的拟合性，从而验证了该模型的正确性．     

生物滴滤塔净化挥发性有机废气动力学模型研究

通过对生物滴滤塔净化VOCs废气过程的分析,建立了动力学模型,简化处理后得出了基于生物降解为一级反应动力学和零级反应动力学的污染物浓度沿填料层高度变化的方程,并通过实验数据对方程进行了验证,结果表明基于生物降解一级反应动力学的方程能较好地与实验数据吻合,但常数ξα/Q却随入口浓度Cgi的增大而升高。最后,采用实验数据回归出了ξα/Q随Cg变化的曲线。     

甲基对硫磷在水-气界面挥发的动力学研究

研究了挥发时间、温度和气流量对农药甲基对硫磷在水-气界面挥发行为的影响.研究结果表明,随着温度升高、气流量增大甲基对硫磷挥发量明显增大,温度和气流量是影响甲基对硫磷挥发的主要因素;挥发时间在0～8 h内甲基对硫磷挥发量的变化较大,8h之后甲基对硫磷的挥发量基本不变化.研究了农药甲基对硫磷在水-气界面的挥发动力学.建立了甲基对硫磷在水-气界面挥发的动力学模型,模型计算所得的预测值与实测值基本吻合,相对误差≤5%,表明可用该动力学模型来预测甲基对硫磷在水-气界面的挥发行为.     

流化床微生物燃料电池基质降解动力学研究

研究了在30℃左右条件下,流化床微生物燃料电池(FBMFC)处理有机废水的基质降解动力学。在空气阴极、单室、无膜液固流化床微生物燃料电池中,以污水和椰壳活性炭为液相和固相,通过实验考察不同水力停留时间的污水COD变化。选取Monod模型和简单动力学模型,通过合理的假设推导出流化床微生物燃料电池处理模拟有机废水时的基质降解动力学模型。将实验数据代入到理论推导得到的动力学模型中,进行线性拟合和对比分析,得到Monod模型和一级反应动力学模型表达式。结果表明流化床微生物燃料电池基质降解为一级反应;Monod模型表达式为:t/s0-st=4.769 7/st+15.885,一级动力学模型为:lnCA=-0.025 32t+8.109 15,理论推导模型与实验数据具有较好的吻合性。     

催化湿式氧化法处理高浓度有机废水的动力学模型

在２７０℃、８．８ＭＰａ条件下用催化湿式氧化法试验处理高浓度工业有机废水,反应时间１０￣１５ｍｉｎ时,废水中ＴＯＣ浓度可由１７９００ｍｇ／Ｌ降至１００ｍｇ／Ｌ以下。针对这一多相催化氧化反应过程,以ＴＯＣ为目标污染和,研究建立了涉及液、气、固三相的反应动力学模型。反应时间、瓜器ＴＯＣ浓度、反应压力和反应温度等主要因素对反应器净化ＴＯＣ性能影响的试验表明,该模型计算值与实验值有很好的相关性（相关系数Ｒ     

负载型TiO2光电催化降解孔雀石绿的动力学研究

以钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,硝酸镧为镧源,尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法合成了La-N共掺杂的TiO2光催化剂,并探究了其对孔雀石绿氧化降解的性能.结果表明该反应遵循一级动力学,得到动力学模型;其中外加偏电压的反应分级数(0.935 8)高于pH的反应分级数(0.611 9)以及初始浓度的反应分级数(0.335),表明外加偏电压对反应的影响最大.模型值与实验值吻合良好(R2为0.910～0.996 1),说明该反应动力学模型能较好地描述光电催化降解孔雀石绿过程.