烷基多苷促进污泥水解产酸的研究

采用向污泥中投加生物表面活性剂烷基多苷(APG)的方法,研究了APG投加量和水解时间对剩余污泥水解产酸过程的影响.结果表明,APG显著降低污泥表面张力,强化污泥水解,在最适投加量(以TSS计,下同)0.2 g·g-1下,SCOD、蛋白质和可溶性糖的浓度均在12h内达到最大,分别由初始的4 280.2、1 122.9和246.5 mg·L-1上升到6 481.1、1 639.3和1 205.8mg·L-1,同时短链脂肪酸(SCFAs)浓度由1 309.9 mg·L-1增加为2 221.6 mg·L-1,且SCFA的组分分布随之改变,APG投加量越大,SCFAs达到最大浓度所需时间也随之延长.随着APG投加量的增大,α-葡萄糖苷酶相对活力由1.5升至2.5,而蛋白酶相对活力在低投加量下由1.4升至1.9,高投加量下降至1.5.不论APG是否存在,α-葡萄糖苷酶和蛋白酶的活力在达最高后都随着水解时间的延长而逐渐降低.整个过程中pH均呈现先减小后增大的趋势.     

生物表面活性剂强化污泥水解的研究

为了解生物表面活性剂对剩余污泥水解效果的影响,采用向污泥中投加鼠李糖脂的方式,研究了水解时间、生物表面活性剂投加量以及pH值对污泥水解过程的影响.结果表明,鼠李糖脂显著降低了污泥水解液的表面张力,促进了悬浮固体的溶解和胞外酶的溶出,从而强化了污泥水解.污泥水解过程中,SCOD、蛋白质和还原糖的浓度均呈现先增加后降低的趋势,前6 h内符合一级反应动力学.在鼠李糖脂最佳投加剂量0.3 g.g-1下反应6 h,SCOD、蛋白质和还原糖的浓度分别由371.9、93.3和9.0 mg.L-1上升到3 994.5、800.0和401.7 mg.L-1.生物表面活性剂对污泥水解的强化作用受pH值的影响,随着pH值的增大,水解效率不断增大.当pH=11时,水解效率达到最大值,SCOD、蛋白质和还原糖的浓度分别为5 249.9、1 658.3和597.1 mg.L-1.     

直链烷基苯磺酸盐促进剩余污泥产生短链脂肪酸的研究

采用批试试验的方法研究了十二烷基苯磺酸钠(C12-LAS)对剩余污泥在厌氧发酵过程中产生的短链脂肪酸(SCFAs)的影响.结果表明,C12-LAS的投加极大地提高了剩余污泥厌氧发酵过程中的SCFAs产量.当C12-LAS加入量低于0.1g·g-1时,SCFAs产量随着C12-LAS加入量的增加而增加,然而,当C12-LAS加入量高于0.1g·g-1时,SCFAs产量反而有所降低.从污泥产酸量以及经济成本考虑,C12-LAS的最佳投加量为0.02g·g-1,此时剩余污泥的SCFAs最大产量出现在第6天.进一步的研究表明,C12-LAS不仅促使大量的碳水化合物和蛋白质脱离污泥颗粒并溶解到液相中,而且抑制了产甲烷菌的活性.尽管剩余污泥经历着酸化过程,但由于其释放出大量的NH4 -N,污泥在整个厌氧发酵过程中的pH值逐渐升高.     

阴-阳离子表面活性剂对啶虫脒在水溶液中光解的影响

研究了不同浓度的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)对啶虫脒在水溶液中光解的影响.结果表明,啶虫脒的光反应符合一级反应动力学规律,表面活性剂不直接参与啶虫脒的光反应.SDBS和CTAB对啶虫脒的光反应均有抑制作用,CTAB的抑制作用大于SDBS.当SDBS浓度低于400mg·L-1时,随着浓度的增加,SDBS的抑制作用有增强的趋势,在400mg·L-1时达到最强,而后,随着浓度的增加逐渐减弱.而CTAB的加入量为25mg·L-1时,即产生强烈的抑制作用,抑制率达到62.90%;加入量为50～150mg·L-1时,抑制作用趋于稳定,抑制率为80.36%～87.03%.     

总溶解性固体及表面活性剂对微孔曝气氧传质过程影响的中试研究

污水中总溶解性固体(TDS)与表面活性剂的浓度是影响微孔曝气性能的两个重要的因素.本研究以中试为基础,分别研究了TDS及表面活性剂浓度变化对微孔曝气氧传质过程中氧转移系数(KLa)的影响.当TDS浓度在0～1000mg·L-1变化时,氧转移系数KLa变化甚微;当TDS浓度从2000mg·L-1增加到8000mg·L-1时,KLa明显增大;当TDS浓度高于8000mg·L-1时,KLa趋于平缓.当表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠(SDBS))的浓度在0～20mg·L-1变化时,KLa先减小,后增大.     

生物表面活性剂产生菌的筛选及其对土壤重金属铅的活化作用

结合油平板和血平板方法从重金属8处复合污染的土壤样品中筛选出15株能产生物表面活性剂的细菌菌株,其中J119菌株不仅具有良好的产生物表面活性剂的性能,而且能在含铅、镉浓度分别为100～200 mg·L-1、25～100 mg·L-1的平板中生长.同时对J119菌株所产的生物表面活性剂与3种不同类型化学合成表面活性剂活化土壤中铅的效能进行了比较.结果表明,在400 mg·kg-1铅污染土壤中,J119菌株发酵液与化学合成表面活性剂活化土壤中铅的效果相当;与对照相比,在800 mg·kg-1铅污染土壤中,J119菌株发酵液处理使土壤中有效性铅的浓度增加51.1%,而3种化学合成表面活性剂CTAB、SDS、Tween-80处理土壤中有效态铅浓度仅比对照增加28.7%、26.2%和16.0%.另外,J119菌株产生的生物表面活性剂与供试3种化学合成表面活性剂对土壤中铅的活化作用之间存在显著差异.     

柠檬酸钠强化剩余污泥酶水解和酸化的研究

厌氧条件下,研究了阳离子络合剂柠檬酸钠(SC)对剩余污泥酶水解和酸化的影响.结果表明:络合剂SC提高了污泥酶水解和酸化的效率,溶解性蛋白质和碳水化合物溶出量增加,SC的最佳投加剂量为0.432 g·g-1(以TS计,下同).络合剂SC可以提高污泥中短链脂肪酸(SCFAs)的积累量,同时减少达到最大SCFAs积累的时间,缩短厌氧消化时间.空白对照组和蛋白酶组的总SCFAs积累量分别在反应第7 d和第6 d达到最大值,而SC+蛋白酶组(SC 0.432 g·g-1)在反应第2 d就达到了最大值.从酶活性的变化和SEM图可知,SC的投加破坏了EPS的网络结构,原来被束缚、隐藏于污泥基体中的水解酶得到释放,从而提高了污泥水解速率.     

表面活性剂对污泥沉降及压滤脱水性能的影响

研究表面活性剂对污泥脱水性能的影响,并探讨其作用机理。实验结果表明,表面活性剂与Fe3 和CaO联用能有效提高污泥的机械脱水程度。表面活性剂的作用机理是,分散作用使污泥絮体结构分散解体,释放出原絮体内部的结合水;增溶作用可溶解有高度水合作用的ECP,减少污泥颗粒间的间隙水。对于压滤脱水,当表面活性剂的加入量为1.5mg·L-1时,脱水污泥的体积比不加表面活性剂的降低6%左右;     

高温厌氧消化中底物浓度对病原指示微生物杀灭的影响

剩余污泥中含有大量病原微生物,土地利用之前必须进行适当的处理,降低病原微生物的数量,以降低环境风险.通过研究在不同的底物浓度条件下,剩余污泥高温厌氧消化(55℃)过程对病原指示微生物的杀灭效果,分析厌氧消化前后污泥中病原指示微生物数量变化的原因.结果表明,随着底物浓度的增加,VFAs浓度和累积产甲烷量增加.在底物浓度为28~84 g·L-1、温度为55℃、持续28 d的高温厌氧消化过程中,上清液中总大肠杆菌下降2.0~3.0个数量级、粪大肠杆菌下降1.8~3.3个数量级;消化后污泥中总大肠杆菌和粪大肠杆菌杀灭率均达到99%以上;且上清液中和消化污泥中均未检测到沙门氏菌的存在.在研究底物浓度范围内,当底物浓度大于45 g·L-1时,消化液和污泥中总大肠杆菌和粪大肠杆菌的杀灭效果下降.     

表面活性剂对土壤中镉的吸附解析的研究

试验结果表明阴离子表面活性剂--十二烷基苯磺酸钠、阳离子表面活性剂--十二烷基硫酸钠,在同样条件下,在处理土壤中的重金属镉达到最理想的去除效果时所需的浓度不同.相比之下阴离子表面活性剂--十二烷基苯磺酸钠的质量浓度要求较高一些为35～45 mg·L-1;阳离子表面活性剂--十二烷基硫酸钠的要求质量浓度较低一些为16 mg·L-1.pH值对表面活性剂和土壤中的重金属镉去除也有影响,当pH值为3时,司班(山犁糖醇酐单月桂酸)对土壤中的重金属镉的去除效率还不明显,而当pH值为4时,司班对土壤中的重金属镉的去除有较好的效果.这说明pH值对表面活性剂和土壤中的重金属镉去除的影响非常敏感而且相当重要.     

改性松果粉对罗丹明B染料废水的吸附性能研究

将天然松果粉分别用乙二胺四乙酸(EDTA)、硫酸、氢氧化钠进行改性,以改性松果粉为吸附剂,探究了不同pH、投加量、吸附时间对罗丹明B吸附性能的影响.实验结果表明,经硫酸改性的松果粉对罗丹明B染料废水的最佳吸附条件为:硫酸质量浓度为2 mol·L-1,pH为6,罗丹明B初始质量浓度50 mg·L-1,吸附剂投加量4 g·L-1,吸附时间150 min,此条件下脱色率达到97.72%,吸附量达到12.22 mg·g-1.吸附动力学研究表明,此吸附过程符合准二级动力学方程,属于化学吸附.     

沸石作稳定化剂固化/稳定化含汞危险废弃物试验

利用沸石对汞的吸附性,将沸石作为稳定化剂掺入水泥进行含汞危险废弃物固化/稳定化试验研究.同时,探讨了沸石作为稳定化剂的水泥固化技术处理含汞废弃物的影响因素,从而明确这种方法的可行性和最佳操作条件.结果表明,沸石的掺入能够促进汞的稳定,与单独使用水泥相比固化效率显著提高.当沸石用量为0.3g·g-1以上时,固化体浸出汞浓度低于国家标准(GB5085.3-2007),固化效率从单独使用水泥固化时的47%提高到95%以上.氯离子能够影响固化效率,即使在氯离子浓度为10mmo·lL-1时,含汞1000mg·kg-1以下的固体废弃物的固化效率仍能够大于90%.这说明即使存在氯离子干扰的情况下,沸石作稳定化剂固化含汞危险废物仍然是非常经济有效的方法.实验得到沸石作稳定化剂固化含汞危险废弃物的最佳操作条件为pH=6.0～7.0之间,沸石量为0.4g·g-1,水泥量为0.7g·g-1以上.     

基于响应面优化条件下柚皮对Pb2+的吸附

采用Plackett-Burman(P-B)法和中心复合设计(Central Composite Design,简称CCD)对影响柚皮吸附Pb2+的6个条件进行筛选优化.P-B实验设计与统计学分析表明:pH值、Pb2+初始浓度、吸附剂用量是影响吸附率的3个关键因素.以吸附率为响应目标,对3因素进行中心复合设计,并经响应面法优化分析得到影响吸附率的二阶模型,确定了Pb2+吸附实验的最优操作条件:pH值5.4.Pb2+初始浓度为265.86mg·L-1,吸附剂用量为2.56 g·L-1,实测吸附率达到92.47%,吸附量为96.01 mg·g-1;整个吸附过程吸附剂柚皮没有经过任何化学预处理.效果优于一般的天然吸附剂.研究结果表明,柚皮是一种很具潜力的环保型廉价吸附剂.     

改性大豆荚吸附剂对甲基蓝废水吸附性能研究

将天然大豆荚分别用氢氧化钠,硫酸,乙醇,过氧化氢进行改性,制备一系列改性大豆荚吸附剂,研究了改性大豆荚吸附阴离子染料甲基蓝废水的适宜条件及吸附机理.经筛选,采用氢氧化钠作为大豆荚的改性剂.结果表明:当甲基蓝溶液初始浓度300 mg·L-1,pH=10.0,吸附剂投加量为5 g·L-1,吸附时间为40 min时,改性大豆荚对甲基蓝废水的去除率达到96.30%,最大吸附量为57.53 mg·g-1.此吸附过程符合准二级动力学方程,以化学吸附为主;Langmuir方程能较好的拟合等温吸附过程.     

表面活性剂对二嗪磷在不同土壤中吸附迁移的影响

采用批量平衡法和薄层层析法, 分别研究了不同浓度的3种表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、Tween80和十六烷基三甲基溴化胺(CTAB) 对二嗪磷在湖南省具有代表性的6大土类、9种不同母质土壤中吸附和迁移性能的影响. 结果表明, SDBS能够明显地降低各种土壤对二嗪磷的吸附, 促进二嗪磷的迁移作用, 并且吸附平衡系数(Kd)、比移值(Rf)分别随SDBS浓度增大而增大、减小.浓度成显著的负相关和正相关关系.Tween-80和CTAB对二嗪磷在土壤中的吸附和迁移表现出一定的相似性, Tween-80浓度在0.1~2倍临界胶束浓度(CMC)范围内(CTAB浓度为0.80~87.43 mg·L-1), 其Kd值、Rf值分别随表面活性剂浓度增大而增大、减小, 而Tween-80浓度在2~5倍临界胶束浓度的范围内(CTAB浓度为87.43~191.60 mg·L-1.), 则出现与之相反的变化趋势.     

生物淋滤-PAC与PAM联合调理城市污泥

采用生物淋滤-聚合氯化铝(PAC)与聚丙烯酰胺(PAM)联合使用工艺对城市污泥进行了调理研究.结果表明,在固定单质硫投量为3 g.L-1的条件下,投加亚铁离子能明显加快污泥生物淋滤速率;FeSO4.7H2O投量为8 g.L-1时,污泥pH降至2约需1.5 d.生物淋滤显著改善了污泥的脱水性能,生物淋滤后使污泥比阻从6.45×1010 s2.g-1降到1.45×1010 s2.g-1,降低了77.52%,但污泥仍属于难脱水污泥.回调淋滤污泥pH至6,投加PAC及PAM对淋滤污泥进行强化调理.结果表明,单独使用PAC与PAM的最佳投量分别为200 mg.L-1和50 mg.L-1;联合使用PAC与PAM时,PAC与PAM的最佳投量分别为100mg.L-1和25 mg.L-1,污泥比阻和滤饼含水率分别为2.02×108 s2.g-1和74.81%,污泥属于易脱水污泥.与单独使用PAC与PAM相比,PAC与PAM联合使用调理污泥费用低、处理效果好.     

镧、铈对厌氧颗粒污泥产甲烷的Hormesis效应及其动力学研究

间歇培养条件下研究了单一稀土元素镧(La3 )和铈(Ce3 )在不同浓度水平下对厌氧颗粒污泥活性及其动力学行为的影响.结果表明,La3 和Ce3 对厌氧颗粒污泥比产甲烷活性有促进作用的浓度范围均为0.01～0.1 mg·L-1,促进作用浓度峰值均为0.05mg·L-1,最大促进百分比分别为10.35%和20.79%;La3 和Ce3 对SMA(比甲烷活性)的半抑制浓度分别为5mg·L-1和1000mg·L-1,La3 较易对污泥产生抑制作用.米-门方程可以用来描述厌氧消化过程中甲烷发酵阶段的动力学行为,稀土元素La3 和Ce3 投加至反应系统后,提高了甲烷发酵过程的动力学常数Vmax和半饱和常数Ks.     

生物表面活性剂产生菌的分离鉴定及碳氮源优化

采集炼油厂内长期石油污染土壤,经富集培养、蓝色凝胶平板筛选和发酵液表面张力测定等方法,从油泥中筛选出产生物表面活性剂的土著微生物1株,命名为S2,并对其进行生理生化性能测定与产物特性及结构研究.结果表明,该菌鉴定为铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa,测定证明其发酵液表面张力稳定,最佳条件下发酵液表面张力可由75mN·m-1降至35mN·m-1,临界束胶浓度（CMC）值为0.25g·L-1,远远低于一般化学表面活性剂的CMC值.发酵液乳化性能优于对照的十二烷基磺酸钠(SDS)及十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)等常用的化学表面活性剂.对培养基成分进行优化,选定的最佳碳源为菜油,最佳氮源为硝酸钠,优化培养条件后,产物最大产量达到了4.7g·L-1.     

不同阴离子在生物质发酵产氢中的作用研究

为揭示不同阴离子在生物质发酵产氢中的作用规律,以混合菌群发酵产氢为研究对象,采用正交试验设计的方法考察了6种不同的阴离子及添加尿素对发酵产氢过程的影响.通过对不同阴离子浓度及相互关系对发酵产氢的影响的综合比较,获得以下结论:促进混合菌群发酵产氢的阴离子组成为:SO42-1.5 g·L-1,Cl-0 g·L-1,NO3-0 g·L-1,Mo7O246-0.1 g·L-1,C2O42- 1g·L-1,C6H5O73- 5g·L-1,(H2N)2CO 0 g·L-1;以PDB(马铃薯水解液)为基质发酵原料,H2最高含量和平均含量分别比对照组提高了21.4%和24.1%;平均产氢速率由对照组的36.79 mL·L-1·h-1提高到96.25 mL·L-1·h-1;氢气产率由对照组的0.76 mol·mol-1提高到1.17 mol·mol-1.研究同时证明,尿素对H2的产生具有显著的抑制作用,Mo7O246-则可促进混合微生物对原料的利用和转化;阴离子C2O42-和C6H5O73-的交互作用显著,说明两者同时使用可改善发酵产氢.从理论上对上述结果进行了分析探讨.