芳香有机物电化学氧化降解的研究

为了考察物质结构对难生物降解芳香化合物电催化氧化的影响,实验研究了典型的酚类和胺类芳香污染物的电化学氧化降解。结果表明:电催化氧化技术可有效处理水中的芳香化合物,苯环上取代基对有机物的电催化降解活性有很大影响,带有供电子取代基团的芳香化合物的电催化降解速率比带有吸电子取代基团的芳香化合物的电催化降解速率快。处理2 h,苯酚、苯胺和甲苯胺接近完全去除,对氯苯酚和对氯苯胺的去除率超过90%,对硝基苯酚和2,4-二氯酚的去除率也达到70%左右。     

活性炭电催化氧化技术降解废水中氯苯机理研究

采用活性炭电催化氧化技术,研究氯苯降解机理.配制质量浓度100mg/L的氯苯水溶液,在活性炭电催化反应器槽电流1.0 A,降解时间为10～120 min条件下,采用高效液相色谱仪和气-质联用仪定性分析氯苯降解产物,研究氯苯降解过程;控制降解时间30 min,在槽电流分别为0.5,1.0,2.0 A条件下,分析水样中强氧化剂·OH含量.研究结果表明,不同的时间,废水中氯苯降解生成的中间产物不同,中间产物主要有对氯苯酚、对苯二酚、对苯醌、丁烯二酸和草酸等:氯苯废水在电催化作用下,产生具有强氧化能力的·OH,其降解过程为:·OH先攻击苯环C1基团的对位,在亲电加成作用下生成对氯苯酚,C1基团再被·OH取代生成对苯二酚和对苯醌,接着被氧化开环形成有机酸类物质,最终被矿化为CO2和H2O,但有机酸矿化的过程比较缓慢.     

UV/H2O2光化学氧化降解对氯苯酚废水的反应动力学

研究了UV/H₂O₂体系降解对氯苯酚废水的过程及动力学结果表明,反应降解速率与双氧水加入量、污染物初始浓度及载气种类有关.在双氧水理论投加量一半的情况下,通入氧气或空气,总酚的降解率可达到96%,COD_Cr去除率接近50%.反应体系加入载气,显著影响污染物的去除率.在本实验中,总酚降解为拟一级反应.     

O3/UV降解水中有机物机理研究

利用O₃/UV降解了水中的硝基苯、乙醇酸和乙酸. 在硝基苯的降解过程中,当加入对H₂O₂具有催化分解作用的MnO₂时,O₃/UV降解效率明显下降,TOC的去除率甚至比单独臭氧化还低,在相同条件下处理40 min后,O₃/UV、O₃和O₃/UV+MnO₂对溶液TOC的去除率分别为44%、41%和39%.该结果表明中间产物H₂O₂对O₃/UV降解效率的提高具有重要的作用. 另外,有机物本身对自由基链反应是否具有促进作用也直接影响着O₃/UV的降解效率,当目标有机物是对自由基链反应具有促进作用的乙醇酸时,O₃/UV降解效率较高,30 min后乙醇酸的去除率即达76%; 而当目标有机物是对自由基链反应具有抑制作用的乙酸时, O₃/UV对其几乎无降解能力.     

三维电解法处理苯酚废水的粒子电极研究

用浸渍法制备了分别以Cu、Zn、Ni、Ce、Fe、Co、Mn、Sn等为单组分以及Mn和Sn为双组分氧化物、以γ-Al₂O₃为载体的负载型电催化剂, 并填充于阴阳极间以构成三维电极电催化降解苯酚模拟废水.结果表明, 所选用的几种粒子电极都显示了一定的催化活性, 可不同程度地提高苯酚的去除效率, 其中Mn、Sn单组分和双组分氧化物对苯酚降解具有较高的催化活性, 且Mn与Sn物质的量比为2时双组分金属氧化物的催化活性最高. 在0.25 A的电流下处理150 min, 可使目标有机物的去除率达90.8%, TOC去除率也达到80.7%. 加入·OH清除剂叔丁醇的研究表明, 本体系中苯酚的电催化氧化是由直接氧化和间接氧化的协同作用共同去除.     

锰掺杂二氧化钛降解4-硝基苯胺试验研究

在光催化反应器中,以紫外光为光源,直流电场作为推动力,溶液中提供足够量的溶解氧,掺杂锰的二氧化钛电极作为正极,不锈钢网电极作为负极,考察了紫外光强、电压、溶解氧等参数对浓度为50 mg/L 4-硝基苯胺的降解效率的影响程度。实验结果表明:在紫外光强度为1 000μW/cm2,电压24 V,DO值8 mg/L条件下,锰掺杂的二氧化钛对4-硝基苯胺废水的光催化降解效果最佳。当光催化装置运行达到1.5 h左右,废水中4-硝基苯胺去除率可高达99.2%,COD去除率高达78.8%,TOC去除率高达80.3%,经处理后的4-硝基苯胺废水可实现达标排放。     

活性碳纤维修饰PbO2电极的制备及其对阿莫西林的降解解毒研究

采用电沉积法将活性碳纤维（ACF）修饰于PbO₂阳极表面，通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、电化学工作站等对其进行表征分析与优选.并以优选电极对典型抗生素阿莫西林（AMX）进行电催化降解，同时探究AMX在电催化过程中的降解效果与毒性演变规律.结果表明，ACF以"镶嵌"的方式被修饰于电极表层，且修饰后的电极析氧过电位、电荷传输速率、产·OH速率、稳定性等均有所提高.电催化降解结果显示，经120 min电催化处理，AMX去除率和矿化率分别达到70.69%、58.61%.基因毒理学测试结果表明，AMX毒性水平随电催化降解时间延长呈逐渐下降趋势，转录效应指数TELI_total数值由最初的1.96降至1.72.同时AMX经电催化处理后氧化应激、膜应激与一般应激表达均由强烈转为温和.     

紫外光在臭氧降解不同有机物过程中的协同作用

利用O3／UV分别对与臭氧有不同反应活性的对氯苯酚、硝基苯、乙酸和草酸进行了降解试验,结果表明,UV与臭氧化降解的协同作用与目标有机物本身的性质有很大关系,在本实验条件下,UV与臭氧的联用反而降低了对氯苯酚的臭氧化降解效率,30min后体系的TOC去除率仅有59％,而单独臭氧化TOC的去除率达到了66％;对硝基苯和草酸而言,UV均明显地提高了臭氧的降解效率,40min时两者TOC的去除率分别为44％和90％,比单独臭氧化处理分别高出了6％和33％;但是,O3／UV对乙酸几乎无降解活性．在这4种有机物的单独臭氧化降解过程中,除对氯苯酚外,水中均可检测到溶解臭氧．以上的实验结果表明,目标有机物对紫外光的吸收及单独臭氧化过程水中溶解臭氧的存在是O3／UV降解效率提高的必要条件．除UV对目标有机物的活化作用外,降解过程的中间产物H2O2也是O3／UV降解效率提高的一个重要因素,UV分解溶解臭氧在此过程可能仅起了辅助作用。     

UV/H2O2降解水中硝基酚及影响因素

UV/H₂O₂氧化对硝基酚实验表明,H₂O₂光解产生·OH自由基是对硝基酚降解的直接原因,12min内25mg/L的对硝基酚去除率达到98%以上.溶液中TOC变化与对硝基酚的去除并不同步,说明对硝基酚的降解中生成了一系列的中间产物,然后再达到完全矿化的.体系中H₂O₂浓度变化显示产生的中间产物对H₂O₂光解没有明显影响.研究中还对对硝基酚起始质量浓度、H₂O₂浓度及pH影响进行了考察.研究认为UV/H₂O₂是对硝基酚脱毒的一种有效方法.      

升流式厌氧污泥床处理含五氯酚废水的工艺特性

研究了升流式厌氧污泥床反应器（UASB）在中温条件下处理含五氯酚（PCP）模拟废水时的工艺特点及PCP降解机理。结果表明,在以处理啤酒废水的厌氧颗粒污泥为接种物（接种量约15gVSS/L）,运行温度为35±1℃,水力停留时间20～24h,进水COD浓度为2500～2800mg/L,进水PCP浓度由1.0mg/L上升至8.0mg/L条件下,120d左右完成启动,COD和PCP去除率分别为86％及94％以上。高效液相色谱仪检测结果分析表明,PCP厌氧降解的途径是首先经间位脱氯生成四氯酚和2,4,6-三氯酚,再经邻位和对位脱氯生成2,4-二氯酚和邻氯苯酚,最后矿化为CH₄和CO₂。     

维生素C工业废水处理系统VOCs污染特性

采用便携式气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测试了维生素C工业废水处理系统各单元环境空气中挥发性有机物(VOCs)的污染现状,分析和总结了挥发性有机物(VOCs)的种类特征.结果表明,废水处理系统中共检测出32种物质,逸散的总挥发性有机物(TVOCs)浓度范围为0.962 9~32.097 0 mg·m-3.其中,位于废水处理系统最前端半密闭状态的沉砂池是逸散VOCs种类最多、强度最大的单元,为25种,其总浓度为32.097 0 mg·m-3,沉砂池中小分子硫化物所占比例较大,为30.02%;后续处理单元中芳香烃比例较高约占监测总量的21.06%~31.48%.监测出VOCs的主要种类为氯代烃类、酮类,分别占监测总量的6.39%~55.80%、10.40%~58.08%,废水处理系统各单元均监测到丙酮、2-丁酮、正己烷、氯仿、氯苯等14种VOCs,其中氯乙烯、苯乙烯、1,3-丁二烯3种属于高毒性物质,监测出的氯乙烯浓度超过《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996)标准,1,3-丁二烯等多种污染物尚无国家标准限值,本研究结果可为我国制药废水VOCs排放标准的修制提供科学依据.     

驯化筛选微生物对油制气废水的降解特性

从5个菌源分离到的16株菌中筛选出S－2、Y－3和XH－3为优势菌种,分别用它们及其混合菌M－3研究对油制气废水的降解,60h之后CODcr的去除率为38．4％－44．0％,酚类化合物的去除率为95．4％－97．0％,芳烃类化合物的去除率为47．1％－53．7％,但氨氮的去除率只有14．0％－17．6％。采用GC／MS分析了处理前后废水中的芳烃类化合物,所筛选的微生物对芳环数≤3的芳烃类化合物降解能力强,还可去除一定量芳环数为4－6的芳烃类化合物。加入共代谢基质葡萄糖,可使CODcr、氨氮及可萃取有机物的去除率分别提高13．1％－22．9％、18．4％－22．7％及13．1％－18．1％;加入乙醇,可使CODcr、氨氮及可萃取有机物的去除率分别提高12．5％－21．2％、29．7％－42．2％及6．7％－7．7％。废水中芳烃类化合物的总去除率分别比无葡萄糖和无乙醇时提高了17．7％－21．7％和15．4％－21．2％。所筛选驯化的菌种有效地提高了油制气废水的降解效率。     

活细胞固定化技术在焦化废水生物处理中的应用试验

焦化废水所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物及舍氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的舍有难降解的有机化合物的工业废水。实验通过活性污泥的驯化,从中分离筛选到2株酚类有机物降解优势菌株,分别命名为TYZ-1和TYZ-2。将放大培养后的优势菌种用海藻酸钠包埋法固定,利用固定化的微生物初步研究了焦化废水有机物的降解特性。结果发现,当废水起始COD质量浓度为1200mg/L时,在pH值为7,细菌浓度约为1×10^7个／mL,处理时间为10h．原水样中的COD降解率达到62％。     

Organobentonites as adsorbents for some organic pollutants and its application in wastewater treatment

Ｏｒｇａｎｏｂｅｎｔｏｎｉｔｅｓａｓａｄｓｏｒｂｅｎｔｓｆｏｒｓｏｍｅｏｒｇａｎｉｃｐｏｌｌｕｔａｎｔｓａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ￥ＺｈｕＬｉｚｈｏｎｇ；ＺｈａｎｇＪｉａｎｙｉｎｇ；ＬｉＹｉｍｉｎ；Ｓ...     

Characteristics of microbial community functional structure of a biological coking wastewater treatment system

Nitrogenous heterocyclic compounds are key pollutants in coking wastewater; however, the functional potential of microbial communities for biodegradation of such contaminants during biological treatment is still elusive. Herein, a high throughput functional gene array (GeoChip 5.0) in combination with Illumina HiSeq2500 sequencing was used to compare and characterize the microbial community functional structure in a long run (500 days) bench scale bioreactor treating coking wastewater, with a control system treating synthetic wastewater. Despite the inhibitory toxic pollutants, GeoChip 5.0 detected almost all key functional gene (average 61,940 genes) categories in the coking wastewater sludge. With higher abundance, aromatic ring cleavage dioxygenase genes including multi ring1,2diox; one ring2,3diox; catechol represented significant functional potential for degradation of aromatic pollutants which was further confirmed by Illumina HiSeq2500 analysis results. Response ratio analysis revealed that three nitrogenous compound degrading genes- nbzA (nitro-aromatics), tdnB (aniline), and scnABC (thiocyanate) were unique for coking wastewater treatment, which might be strong cause to increase ammonia level during the aerobic process. Additionally, HiSeq2500 elucidated carbozole and isoquinoline degradation genes in the system. These findings expanded our understanding on functional potential of microbial communities to remove organic nitrogenous pollutants; hence it will be useful in optimization strategies for biological treatment of coking wastewater.     

双阳离子有机膨润土吸附处理水中有机物的性能

分别用长碳链季铵盐（ 如溴化十二烷基三甲铵、溴化十四烷基苄基二甲铵、溴化十六烷基三甲铵、溴化十八烷基三甲铵） 和短碳链季铵盐（ 如溴化四甲基铵） 按一定配比混合改性膨润土,制得一系列双阳离子有机膨润土．研究了双阳离子有机膨润土吸附水中对硝基苯酚、苯酚、苯胺的适宜条件、性能、作用机理．结果表明,双阳离子有机膨润土的层间距、有机碳含量和对有机物的吸附性能与改性时长、短碳链季铵盐的组成及配比有关,水中有机物的去除效果还与其本身的性质有关;所用的双阳离子有机膨润土对有机物的吸附符合 Freundlich或 Langmuir等温式,是表面吸附作用和分配作用共同作用的结果．     

EGSB反应器处理含氯苯有机废水的试验研究

在间歇条件下,针对未接触和接触过氯苯的颗粒污泥,研究了氯苯对它们产甲烷活性的抑制及恢复;在动态条件下,研究了EGSB反应器处理含氯苯有机废水的情况.结果表明,不同浓度的氯苯均会对未接触氯苯的颗粒污泥的活性产生抑制;而接触过氯苯的颗粒污泥具有一定适应能力,只有氯苯浓度为100mg/L时才有较明显抑制.在动态运行过程中,进水氯苯浓度为10～50mg/L,前65天出水氯苯浓度均低于7mg/L,66d后出水氯苯浓度突增至25mg/L以上,停止投加氯苯后,出水氯苯浓度在3.4～38.32mg/L之间无规律波动,说明反应器内颗粒污泥对氯苯有较强吸附,生物降解作用不明显.     

天津滨海某化工园区废水预处理去毒技术研究

化工产业是天津滨海新区重要的支柱产业,该行业废水因污染种类复杂,具有高盐、高毒、难降解等特点,是滨海新区污染物控制的主要威胁。通过对滨海某化工区实际废水进行几种主流预处理技术及其组合工艺的研究,明晰了其在实验条件下各自的特点,验证了其实际处理效果,进一步掌握了其反应过程中的特性,为研究后续的示范工程应用及大规模推广打下基础。实验表明,制药废水经内电解处理后毒性削减率最高可达到46%,对化学合成废水有较好的去毒效果,该技术可有效地提高制药废水的可生化性;光催化氧化对苯胺和氯苯的最佳降解条件分别是15 g/L TiO(23 h)及17.5 g/L TiO2;负载型纳米铁和纳米四氧化三铁催化剂分别适合极酸和中性、偏碱性条件,催化效率高,COD去除效果好。     

表面活性剂对极性有机物在沉积物上吸附的影响

研究了苯酚、苯胺和对硝基苯酚在沉积物-十二烷基苯磺酸钠(SDBS)体系中的分配特性.结果表明200mg/L和1200mg/L的SDBS存在下,苯胺和对硝基苯酚的沉积物-水分配系数均增大,分配作用的增大倍数与有机物的K_ow呈正相关;苯酚的分配系数则因表面活性剂存在浓度的不同分别增大和减小.十二烷基硫酸钠(SDS)、Triton X-100(TX100)和Brij30存在下,苯酚等温吸附实验表明:表面活性剂浓度约低于其临界胶束浓度(CMC)时,苯酚的吸附量增大;表面活性剂浓度约高于其CMC时,苯酚的吸附量比纯水中的吸附量小.     

Organic matter extracted from activated sludge with ammonium hydroxide and its characterization

In order to characterize the organic properties of waste activated sludge in a wastewater treatment plant,organic matter within sludge was extracted with NH 3 ·H 2 O preferentially,and subsequently fractionated into five fractions using XAD-8/XAD-4 resins.Up to a 63.8%-71.1% of organic matter within the sludge could be efficiently extracted by NH 3 ·H 2 O.Fractionation results showed that hydrophobic acid and hydrophilic fraction were two main components among the sludge organic matter (accounting for 32.2% and 48.0% of the bulk organic matter,respectively),whereas transphilic acid,hydrophobic neutral and transphilic neutral were quite low (accounting for 9.2%,5.8% and 4.8%,respectively).Despite that the extractant of NH 3 ·H 2 O showed a relatively higher extraction efficiency of the aromatic components,the relatively low aromaticity of the organic fractions implied that those non-aromatic components could also be effectively extracted,especially for neutral and hydrophilic fractions.In addition,acidic fractions contained more aromatic humic-like components,whereas the neutral fractions had a greater content of aromatic proteins and soluble microbial byproduct-like components.Extraction of sludge organics with NH 3 ·H 2 O and subsequential fractionation using XAD resins could be a novel method for further characterization of sludge organics.