碳氮比对鸭粪中温厌氧消化的影响

在中温(35±1)℃、6%的料液浓度、pH为中性条件下,采用10 L玻璃瓶作为反应器对碳氮比(C/N)分别为15、20、25和35的4组鸭粪溶液进行厌氧消化实验,系统运行30 d,分析了厌氧消化过程中的COD(化学需氧量)、pH、VFA(挥发性脂肪酸)和产气量的变化。结果表明,碳氮比是影响鸭粪厌氧消化过程的重要因素,调节鸭粪碳氮比至25,可以使其厌氧消化获得最佳的产气效果,COD去除率为24.06%,原料干物质产气率为0.178 m3/kg,产气中甲烷含量为71.5%,产甲烷率为0.127 m3/kg。     

海泡石基钝化剂对猪粪中铜、锌钝化的影响

研究了海泡石基钝化剂在猪粪自然堆沤过程中对重金属铜、锌钝化的影响。采用Tessier五步提取法分析猪粪、土壤中铜、锌形态变化,并将钝化后的猪粪施用于油菜盆栽试验。结果表明:不同施用量的海泡石对猪粪中的铜、锌进行钝化时,海泡石添加比例超过5%(质量分数),钝化效果较好;采用不同海泡石基钝化剂时,施用改性海泡石-赤泥(海泡石、赤泥质量比1∶1)钝化效果最明显,猪粪中可交换态铜、锌分别降低36.79%和33.35%。施用钝化猪粪与未处理猪粪相比,油菜的铜、锌吸收率分别降低5.94%～12.13%和4.21%～11.68%。可见,海泡石基钝化剂能有效降低猪粪中铜、锌的活性及其生物吸收性,且以改性海泡石-赤泥作为钝化剂效果最优。     

生物炭负载Fe3O4对猪粪厌氧消化中重金属Cu、Zn形态的影响

为研究生物炭(BC)负载Fe_3O_4对猪粪厌氧消化中重金属形态的影响,采用化学共沉淀法将Fe~(2+)/Fe~(3+)和水稻秸秆BC复合制备Fe_3O_4/BC复合材料,将其作为钝化剂添加到以猪粪为原料的厌氧消化反应中。通过Tessier连续提取法与pH-依赖性浸出试验,探究BC和Fe_3O_4/BC对重金属形态的影响以及不同pH条件下沼渣中重金属浸出浓度的变化。结果表明,添加Fe_3O_4/BC对Cu和Zn的钝化效果更显著,与空白对照(CK)相比,添加BC和Fe_3O_4/BC后Cu的残渣态质量分数分别增加了-10.46%和52.40%,Zn的残渣态质量分数分别增加了16.82%和42.14%。厌氧消化后沼渣的浸出试验表现出很强的pH依赖性,Cu、Zn浸出曲线呈现出"V形",在中性环境中(pH 6～8)Cu、Zn和溶解性有机质(DOM)的浸出浓度较低,在酸性(pH6)和碱性(pH8)环境中较高。在弱酸弱碱条件下(pH 5～9),添加Fe_3O_4/BC后Cu和Zn的浸出浓度均低于添加BC的试验和CK组。因此,添加Fe_3O_4/BC可有效降低厌氧消化后沼渣中重金属的浸出风险。     

混合水解对打捆麦秸水解产酸的影响

为研究混合水解对麦秸水解产酸的影响，以猪粪、厨余和蔬菜废物为原料，研究其分别与麦秸混合水解产酸的特性，分析了水解过程中pH值、COD、SCOD和VFAs的变化。结果表明，除麦秸＋蔬菜废物最佳出料时间为3～9d外，麦秸、麦秸＋厨余垃圾、麦秸＋猪粪水解液最佳出料时间均为3～7d，7d后水解液COD浓度下降；将蔬菜废物与麦秸混合水解，水解液pH值降低幅度最大，水解液中总有机酸浓度最高，pH值最低为5．31，有机酸浓度最高达6．46g／L，且水解液中SCOD浓度、SCOD／COD比值最大；添加猪粪明显促进了麦秸有机物的水解溶出，麦秸单位干物质水解率和产酸率较对照分别提高了43％～134％和50．53％，但对提高水解液SCOD浓度、SCOD／COD比、TVFA浓度、降低水解液pH值的效果不如蔬菜废物；添加厨余垃圾的效果介于猪粪和蔬菜废物之间。从促进麦秸水解产酸的角度，以添加猪粪的效果最好。     

微生物硫氧化-硫还原回收垃圾焚烧飞灰中Cu和Zn

利用正交实验确定了飞灰中重金属生物淋滤浸出的最佳条件:pH 4.0、飞灰固体浓度1%和硫粉添加量5 g·L~(-1)。在此条件下,飞灰中Cu、Zn、Pb和Cd的去除率分别为47.3%、72.9%、12.4%和75.8%。通过氮气吹脱硫酸盐生物还原产生的H_2S,在pH为2.2和4.0时可分别以硫化物沉淀形式选择回收生物淋滤产生的淋滤液中的Cu和Zn。X射线能谱分析发现,沉淀得到的铜和锌纯度分别达90.6%和99.9%。X射线衍射分析铜沉淀的晶体类型主要为靛铜矿(CuS)、蓝辉铜矿(Cu_7S_4)和雅硫铜矿(Cu_9S_8);锌沉淀主要为纤维锌矿(ZnS)。综合分析,微生物硫氧化-硫还原可以以纯净硫化物形式回收飞灰中47.3%的Cu和64.0%的Zn。     

蚓粪腐殖酸对Cd2+的吸附作用研究

以蚯蚓粪中提取到的腐殖酸为研究材料,采用傅里叶变换红外光谱仪分析了蚓粪腐殖酸的功能基团组成,考察了pH、Cd~(2+)初始浓度和吸附时间对蚓粪腐殖酸吸附Cd~(2+)的影响,得到蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)的最佳吸附条件。研究结果表明:蚓粪腐殖酸的红外光谱特征吸收峰主要位于3 300～3 600cm-1,主要功能基团为羧基、羟基和胺基;pH小于4.0时,蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)的吸附效果较差,近中性条件下吸附效果最佳;Cd~(2+)初始浓度对吸附效果影响较大,Langmuir模型模拟得到Cd~(2+)的最大饱和吸附量为4.47mg/g;蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)的吸附作用较为稳定,吸附40min后基本达到饱和;蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)有较强的吸附能力,为土壤Cd~(2+)污染修复提供参考。     

电絮凝-超滤组合技术处理含铜废水

采用电絮凝-超滤(electrocoagulation-ultrafiltration,EC-UF)组合技术对含铜废水中的铜离子进行了处理实验研究。讨论了电流密度、初始pH、初始铜浓度和初始电导率等因素对铜的去除效果和膜污染的影响,并分析了这些影响因素对EC-UF组合技术效率的作用机制。结果表明,在电流密度J=50 A·m~(-2)、初始铜浓度C(Cu~(2+_)≤40 mg·L~(-1)、初始pH=4~8、初始电导率σ=2 m S·cm~(-1)、电解时间20 min的条件下,废水中铜的去除率达到99.6%并有效的减缓了膜污染。本研究为EC-UF组合技术除铜的实践应用提供了科学依据。     

磁性聚合硫酸铁混凝—NaClO氧化处理垃圾渗滤液

采用化学还原法制备的纳米Fe3O4与聚合硫酸铁(PFS)复合制备磁性聚合硫酸铁(MPFS)混凝剂,利用MPFS混凝—NaClO氧化组合工艺处理垃圾渗滤液,用单因素实验确定最佳运行参数。结果表明:MPFS对COD的去除效果优于PFS,在纳米Fe3O4与PFS的质量比为1∶3、MPFS投加质量浓度为3.5g/L、pH为6.5、混凝时间为25 min时,混凝效果最佳;混凝出水在NaClO投加摩尔浓度为140mmol/L、pH为6.0、氧化温度为50℃、氧化时间为65 min时,氧化效果最佳。在最佳运行条件下,MPFS混凝—NaClO氧化组合工艺对垃圾渗滤液COD、色度和氨氮的去除率分别达到88.2%、77.4%、80.3%。     

焦磷酸钾对铜污染土壤的淋洗修复

焦磷酸钾是一种对农田土壤环境友好的物质。通过批处理振荡淋洗实验研究了所配制的焦磷酸钾淋洗液对模拟污染土壤中重金属铜的淋洗特性,探讨了淋洗时间、淋洗液pH和焦磷酸钾浓度对淋洗效果的影响,并讨论了土壤中铜在焦磷酸钾淋洗液作用下的解吸动力学和淋洗前后重金属形态变化特性。结果表明,淋洗时间越长、淋洗液浓度越大,淋洗效果越好。优化实验条件,淋洗浸提24 h、淋洗液pH为7.0、n(焦磷酸钾)∶n(铜)为7∶1,淋洗效果较好,铜淋洗率为40.51%。焦磷酸钾淋洗的铜主要以酸提取态和可还原态为主。焦磷酸钾淋洗液对土壤铜的浸提过程符合双常数方程,说明土壤中铜在焦磷酸钾淋洗液作用下的解吸是非均相扩散过程。     

底泥性质对重金属生物淋滤效果的影响

生物淋滤技术是一项可以将重金属从污染底泥或土壤中分离出来的环境修复技术,具有反应温和、耗酸少、运行成本较低、去除效率高,以及脱毒后底泥的脱水性能好等优点。然而,底泥成分复杂、流域特异性高,这使得相似的生物淋滤工艺对不同底泥的重金属去除效果不尽相同、淋滤技术的工艺参数标准化难度增加。综述了底泥性质对淋滤反应的3方面影响:底泥中的有机质与酸可挥发性硫化物(AVS)会改变重金属的形态;pH、可还原性硫、水溶性有机物(DOM)会对淋滤功能菌的活性产生影响;底泥粒度和耗酸能力(ACC)也会影响重金属的化学淋出效果。在此基础上提出今后该技术有待开展的研究内容,以期为该技术的进一步推广应用提供理论依据和技术支撑。     

非活性原始铜藻对水中Cr(Ⅵ)的生物吸附

以非活性原始铜藻(Sargassum horneri)(以下简称铜藻)为生物吸附剂处理含Cr(Ⅵ)废水,考察了溶液pH、铜藻投加量、Cr(Ⅵ)初始浓度、反应时间及温度对Cr(Ⅵ)去除效果的影响。结果表明,当pH在1~9时,pH越低时铜藻对Cr(Ⅵ)的吸附效果越好;降低铜藻投加量或增加Cr(Ⅵ)初始浓度均能提高铜藻对Cr(Ⅵ)的吸附容量,但会降低溶液中Cr(Ⅵ)的去除率。铜藻对Cr(Ⅵ)的吸附过程更遵循准二级动力学模型,且颗粒内扩散并不是该吸附过程的唯一速率控制步骤。Langmuir和Freundlich等温吸附模型均能较好地描述铜藻对Cr(Ⅵ)的吸附,20、30、40、50℃下铜藻对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量分别为19.14、18.79、20.96、23.62mg/g。热力学分析显示,铜藻对Cr(Ⅵ)的吸附为吸热反应,可自发进行,升温可促进铜藻对Cr(Ⅵ)的吸附。此外,铜藻对Cr(Ⅵ)的吸附过程中物理吸附和化学吸附并存。     

基于生物淋滤的城市污泥重金属溶出及形态迁移

利用生物淋滤法处理城市污泥,以生物淋滤过程中pH、ORP(氧化还原电位)变化以及重金属(Zn、Cu、Cd)溶出率为指标,考察淋滤菌接种比例、初始pH、淋滤时间对生物淋滤的影响,并分析了生物淋滤前后,重金属形态变化以及重金属的生物有效性和迁移性。结果表明富集筛选的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(A.f)可有效溶出污泥中的重金属。生物淋滤最佳条件为:初始pH=4.00,淋滤菌接种比例30%,重金属Zn,Cu,Cd在第10天的整体处理效果最优,溶出率分别达到75.30%、50.40%和74.44%。BCR形态分析表明:原污泥中Zn,Cu,Cd主要以弱酸提取态、可还原态和氧化态存在,残渣态较少;生物淋滤之后,3种重金属弱酸提取态、可还原态和氧化态含量有不同程度降低,其中,可还原态含量降低最为显著,残渣态基本无变化,并且淋滤后污泥中重金属氧化态及残渣态所占比例较淋滤前高,污泥稳定性得到提升。生物淋滤可以通过减少污泥中重金属含量和改变重金属形态降低其生物有效性和迁移性。     

生物沥浸法去除猪粪中重金属的研究

探讨以猪粪为培养介质，驯化和加富培养获得硫细菌混合菌液，并研究其对猪粪中重金属的生物沥浸效果。结果表明：猪粪可以在18 d内完成驯化，经3轮富集培养的猪粪粪液可作为硫细菌接种菌液。采用此菌液对猪粪粪液接种并投加硫粉，经过9 d的生物沥浸，Cu、Zn和Cd的沥出率分别达到93.0%、90.1%和67.8%。     

油污土壤中柴油去除的影响因素

以柴油为污染物,通过一维砂柱实验模拟油污土壤中柴油去除过程,从油水界面张力(IFT)角度分析溶液pH、淋滤速度和表面活性物质对除油效果的影响。结果表明,延长油水接触时间、升高或降低蒸馏水pH值均使油水界面张力下降,低淋滤速度下单位孔隙体积水中石油浓度较大,而水溶液pH的变化对除油效果影响不明显。十二烷基硫酸钠(SDS)和乙醇使油水界面张力显著下降,因此表面活性物质的除油效率明显高于蒸馏水,乙醇溶液的除油效率随着体积浓度的增加而升高。从石油释放动力学方程计算的柴油累积释放量看,50%乙醇除油效率最高,8 mmol/L SDS溶液次之,在淋洗初期柴油去除效果最为明显,而在中期和后期除油率增加幅度逐渐减小。     

猪粪与酒糟混合厌氧发酵的产甲烷和三元pH缓冲体系特征

以猪粪和酒糟为发酵原料,考察了5种混合比例(猪粪与酒糟总固体含量(TS)比100:0、95:5、90:10、80:20、50:50)下混合厌氧发酵的产甲烷特性,并研究了其三元pH缓冲体系特征。结果表明,混合比例显著影响猪粪与酒糟混合发酵的甲烷产率(P0.05)。当猪粪与酒糟TS比为95:5时,甲烷产率最大(271 mL·g~(-1)(VSadded)),比纯猪粪厌氧发酵的甲烷产率提高了6.2%。纯猪粪、猪粪与酒糟TS比为95:5的2组累积产甲烷量符合修正Gompertz方程(R~2=0.993 3;R~2=0.989 6),无明显滞后期。酒糟含有的大量硫酸盐影响了甲烷产量。VFAs-氨氮-TIC三元pH缓冲体系特征的研究结果表明,由于酒糟的碱度严重缺失,酒糟添加量过大时,体系偏离合适的pH缓冲区域,体系酸度过高,抑制了厌氧发酵的进行。     

料液浓度对鸭粪中温厌氧消化的影响

在中温35±1 ℃、pH为中性条件下,采用10 L玻璃瓶作为反应器对料液浓度分别为2%、6%、10%和15%的4组鸭粪溶液进行厌氧消化实验,系统运行30 d,分析了厌氧消化过程中的COD、pH、挥发性脂肪酸(VFA)和产气量的变化.结果表明,调节料液浓度至合适的水平对鸭粪厌氧消化过程非常重要,调节鸭粪进料浓度至6%,可...     

响应面分析法优化纳米零价铁铜双金属修复土壤浸提液中Cr(Ⅵ)

采用液相还原法制备出纳米零价铁铜双金属,研究纳米零价铁铜双金属对土壤浸提液中Cr(Ⅵ)的修复作用。利用响应面分析方法,以处理时间、土壤浸提液的pH值和温度3个影响因素,纳米零价铁铜双金属对土壤浸提液中的Cr(Ⅵ)的去除率为响应值进行了3因素3水平的实验设计,得到响应曲面模型。对得到的响应曲面和方差进行分析。结果表明,模型的方差分析得到的F值和R2分别为15.18和0.951 3,处理时间、土壤浸提液的pH值和温度对土壤浸提液中Cr(Ⅵ)去除率的影响是显著的,模型在整个回归区域内拟合程度好,其影响顺序为处理时间土壤浸提液的pH值反应温度。     

铁铜双金属氧化物对水体中Sb(Ⅴ)的吸附去除研究

通过化学共沉淀法制备铁铜双金属氧化物,并采用扫描电镜、X射线衍射、氮吸附脱附实验对其化学组成及表面积进行分析。通过静态吸附与固定床动态吸附实验考察铁铜双金属氧化物对废水中Sb(Ⅴ)的吸附去除能力,并分析了吸附动力学与反应机制。结果表明,制得的铁铜双金属氧化物并不仅是铜氧化物与铁氧化物的简单混合,其比表面积远大于铁氧化物和铜氧化物;静态吸附实验显示,铁铜双金属氧化物对Sb(Ⅴ)溶液的吸附去除率明显高于铁氧化物和铜氧化物,当Sb(Ⅴ)溶液初始pH为6.0,初始质量浓度为20mg/L,溶液体积100mL,振荡速度100r/min,吸附时间为24h,0.03g铁铜双金属氧化物对Sb(Ⅴ)的吸附去除率高达95.6%,吸附数据符合伪二级动力学方程;固定床动态吸附实验表明,随着进水流量的增加,床层耗竭时间缩短;铁铜双金属氧化物对Sb(Ⅴ)去除以化学吸附为主,铁铜双金属氧化物在吸附过程中生成铁置换的黝铜矿。     

铁粉还原-Fenton氧化处理络合铜废水的研究

采用铁粉还原-Fenton氧化工艺处理含络合铜工业废水,研究了联合工艺对络合铜的破络效果,重点考察了常温下H2O2投加量、初始pH值、反应时间、Cu(Ⅱ)初始浓度以及铁粉粒径等因素对该工艺处理效果的影响,同时探讨了相关机理。结果表明:在初始Cu(Ⅱ)浓度为50 mg/L,初始pH=3的体系中,加入过量铁粉,H2O2投加量控制在H2O2∶COD=1.5∶1(质量比),反应30 min后在pH=9的条件下沉淀,废水的COD去除率为86.5%,Cu(Ⅱ)去除率为99.9%,处理水达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)要求。研究还表明:铁粉粒径对处理效率的影响较小,采用工业级铁粉即可达到理想效果。     

粉煤灰对猪粪堆肥重金属形态及浸出特性的影响

本研究以猪粪为原料,粉煤灰为钝化剂进行好氧堆肥,通过Tessier连续提取法与pH-依赖性浸出实验,研究粉煤灰对堆肥前后重金属形态及不同pH条件下重金属的浸出特性的影响。结果表明,粉煤灰对Zn的钝化效果较Cu更为显著,与原料相比Zn的残渣态增幅为18.97%。堆肥的浸出实验表现出很强的pH依赖性,Cu、Zn和DOM的浸出浓度在中性条件下(pH 6~8)低,在酸性(pH6)和碱性(pH8)环境中高。在pH为3~9的范围内,添加粉煤灰的实验组中Cu和Zn的浸出浓度低于对照组。因此,添加粉煤灰可降低堆肥重金属的浸出风险。