光照和营养盐对DBP在海河河口水中生物降解的影响

采集渤海海河河口水,在实验室受控条件下,研究了营养盐和光照条件对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)生物降解的影响。实验结果表明:DBP在海河河口水中的生物降解符合一级动力学,微生物降解占总去除率的99%左右,微生物降解是DBP降解的主要途径。高营养水平时,DBP在光照、光暗条件下的生物降解速率常数分别为0.32d-1和0.41d-1;低营养水平时,DBP在光照、光暗条件下的生物降解速率常数分别为0.17d-1和0.20d-1。高营养条件下较高的微生物总量使DBP的生物降解速率明显大于相对低营养条件下的降解速率;在相同的营养条件下,光照能够改变水体中藻、菌的微生态结构,从而延迟DBP的降解。     

海蜇降解对生源要素的释放研究

以海蜇为研究对象,通过模拟实验研究了海蜇降解过程对水体溶解氧和营养盐的影响。研究结果表明:海蜇降解显著消耗水体溶解氧,在降解的前3 d溶解氧消耗速率最快,实验水体海蜇量越多其溶解氧消耗就越大。海蜇降解向水体释放大量的DOC、NH4-N,且随实验海蜇量的增多其NH4-N释放量逐渐增加;5 kg组NH4-N最高浓度可达2 150μmol/L,为对照组的100倍;由于反硝化作用NO3-N、NO2-N的浓度随实验时间的增加浓度逐渐降低,至第3 d其浓度降低至未检出。海蜇降解也向水体释放PO4-P和SiO3-Si,且随实验水体海蜇量的增多其PO4-P和SiO3-Si释放量逐渐增加,但SiO3-Si增加幅度较小。降解产物中N/P值较高,最高值高达1 707,平均值为195。水母大量暴发会对海洋生态系统产生重大影响。     

黄河水体颗粒物对几种多环芳烃生物降解过程的影响

以典型的多泥沙河流黄河为例,采用微宇宙实验模拟研究水体中多环芳烃、苯并(a)芘和苯并(g,h,i)的自然生物降解过程.结果表明,颗粒物对体系中各种多环芳烃的生物降解均有一定的促进作用;可用不支持微生物生长的基质动力学降解模型对降解过程进行模拟,降解速率常数随颗粒物含量的增加而增加.对于颗粒物含量分别为0、4和10g·L-1的水体,当的初始含量为3.8μg·L-1时,其降解速率常数K1分别为0.053、0.083和0.102d-1.水体颗粒物对多环芳烃生物降解速率的影响机制主要包括以下几方面:(1)颗粒物的存在使水体多环芳烃主要存在于颗粒相;(2)颗粒物的存在促进了微生物的生长,且微生物主要存在于颗粒相;(3)整个体系中多环芳烃的降解主要发生在水颗粒相界面.     

Cd2+共存时镰刀菌(Fusarium sp.HJ01)降解对氯苯酚的特性与机制

为了解Cd2+对镰刀菌(Fusarium sp.HJ01)降解对氯苯酚(4-CP)的影响,研究了Cd2共存时,浓度、pH、碳源与氮源对镰刀菌降解4-CP特性的影响,并分析了其降解动力学与机理.结果表明,在降解温度、4-CP浓度等相同时,Cd2+共存对镰刀菌降解4-CP有一定的抑制作用.Cd2浓度小于3.O mg·L-1时,随着4-CP浓度的增大,镰刀菌对4-CP的降解速率变慢.镰刀菌降解4-CP的适宜pH为4.外加碳源蔗糖(3.Og·L-1)与外加NH4Cl(3.0 g·L-1)均使镰刀菌降解4-CP速度有所减缓.在Cd2+浓度0.1 ～3.0 mg·L-1时,镰刀菌降解4-CP符合零级动力学方程.Cd2+共存时只对4-CP的降解速率产生一定的抑制作用,而对其降解途径可能无显著影响.     

阴离子表面活性剂生物降解动力学研究

采用OECD筛选试验法,对LAS的生物降解规律进行了试验,并通过各影响因素观察LAS在微生物作用下的生物降解过程,揭示其在水环境中的降解规律。研究结果表明,目前将遍使用的LAS的生物降解率可达到95％以上;温度和LAS初始浓度对LAS降解速度有较大的影响。根据实验结果得到LAS降解动力学方程式为:-dc/dt=k_0exp(-57000/RT),k_0=2.604×10~9+5.910×10~8CL_0;实验所建立的动力学模型,对研究实际河流的LAS降解规律具有普遍的适用性。     

重污染感潮河道底泥释放特征及其控制技术研究

以珠江三角洲城市重污染感潮河道为对象,研究了底泥污染物(重金属、有机物和营养盐)在静态、潮汐作用影响及人工曝气扰动下的释放特征.在此基础上,采用曝气充氧、重金属化学固定、激活底泥土著微生物等联合技术对底泥释放进行控制,研究其控制效果.结果表明:①感潮作用加速了底泥污染物的释放,与静态释放相比,Cu、Zn、Pb、Cr、COD、NH 4-N和TP的平均释放速率提高了1～4倍,释放量增加了0.3～1.8倍;底泥平均耗氧速率提高了1.28倍.②人工曝气扰动使底泥污染物局部急剧释放,并使泥水界面由弱碱性变成弱酸性;在有氧环境,NH 4-N、TP的释放得到有效抑制.③投加石灰调节pH至8～9,上覆水体Cu、Zn、Pb、Cr的去除率达到85%～98%,同时还可去除92%的TP和86%的浊度;在微碱性好氧条件下,Cu、Zn、Pb和Cr的释放量稳定在300μg·L-1以下.④底泥土著微生物层对水体及底泥污染物有良好的降解作用,通过间歇曝气COD、NH 4-N、TP去除率分别可达到85%、92%和71%;但微生物层具有较高的耗氧速率,达到45g·m-2·d-1.     

UV/H2O2/微曝气联用工艺对BP的去除

采用新型工艺UV/H2O2/微曝气对水中内分泌干扰物(EDCs)4-叔丁基苯酚(BP)的降解进行研究.结果表明,UV/H2O2/微曝气工艺比UV/H2O2工艺可以更为有效地去除水中BP;UV/H2O2/微曝气联用工艺降解BP受BP初始浓度值、UV光强、初始H2O2投加浓度以及溶液初始pH影响较大.随着光强的增大,BP的降解速率呈线性增长;在329～882μg/L浓度范围内,k1随着浓度的增大而逐步降低;随着初始H2O2投加浓度从1mg/L上升到20mg/L,k1几乎呈线性增长;当BP溶液pH值为3.94时,UV/H2O2/微曝气对BP的降解速率最大.     

UV/微曝气联用工艺对内分泌干扰物BP的去除效果和影响因素

采用新型工艺UV/微曝气对水中内分泌干扰物4-叔丁基苯酚（BP）进行降解研究.结果表明,UV/微曝气是一种高级氧化法,可以有效去除水中BP;UV/微曝气联用工艺降解BP受本底TOC值、BP初始浓度值、UV光强以及溶液初始pH影响较大.随着TOC值的降低,BP降解速率k₁迅速增加;随着光强的增大,BP的降解速率呈线性增长;在189～410 μg/L浓度范围内,k₁随着BP浓度的增大而逐步增大,在410～971 μg/L浓度的范围内,k₁随着浓度的增大而逐步降低;pH 2.77～4.01范围内UV/微曝气对BP降解速率较大,pH 4.70～8.16范围内UV/微曝气对BP降解速率较低.     

MnFe2O4活化过一硫酸盐降解废水中LAS

采用共沉淀法制备了铁锰双金属复合催化剂（MnFe₂O₄）,用于活化过一硫酸盐（PMS）产生强氧化性的硫酸根自由基（SO₄^-·）氧化降解水中阴离子表面活性剂（LAS）.采用傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对催化剂进行表征,表明成功合成了具有尖晶石结构的MnFe₂O₄催化剂.考察了催化剂投加量、PMS投加量以及初始pH值等各种因素条件对LAS的降解效率以及反应动力学的影响.实验结果表明,MnFe₂O₄活化PMS降解LAS的过程符合准一级动力学（R²>0.9）.在LAS初始浓度为80mg/L,催化剂投加量为2.0g/L,PMS的浓度为2.5mmol/L,初始pH值为7.0,反应时间为30min的情况下,LAS降解效率达到94.1%,此时LAS的降解速率常数达到0.192min^-1.通过自由基猝灭实验证明了MnFe₂O₄/PMS体系中起主要氧化降解作用的活性自由基为SO₄^-·.通过反应前后催化剂的X射线光电子能谱（XPS）,证实Fe和Mn之间存在协同作用,提高了MnFe₂O₄对PMS的活化效率.     

超声波/铁-炭微电解协同降解苯酚

采用超声波/铁-炭微电解联用体系,以苯酚为目标污染物,考察了苯酚溶液初始pH值、初始浓度、铁屑与活性炭投加量等因素对联用体系降解苯酚效果的影响.结果表明:考察范围内,苯酚降解率随其初始浓度和溶液初始pH值的增加而降低,随铁屑与活性炭投加量的增加而升高.当苯酚初始浓度由50mg·L-1增至270mg·L-1,溶液初始pH值由3.0增至9.0时,降解率分别由91.3%和78.4%降至34.7%和50.7%;铁屑投加量为每L苯酚溶液中40g、160g和320g,铁屑与活性炭体积比均为1:1时,降解率依次为31.8%、51.9%和72.8%.对比实验及动力学分析表明:联用体系中超声波(US)和铁-炭微电解对苯酚降解具有明显的协同作用,协同因子E=5.12,且降解过程符合假一级动力学规律,并根据降解速率常数随各影响因素的变化关系确定了宏观动力学模型.     

pH和DO对好氧颗粒污泥去除高氨氮废水的影响研究

研究使用SBR成功培养的结构紧密、外形规则,具有良好脱氮性能的成熟好氧颗粒污泥处理高浓度氨氮废水,并探讨pH和DO对其处理效果的影响,旨在为工程实践提供理论依据。通过人工模拟废水,以蔗糖作为唯一碳源,NH4Cl为氮源,将进水NH4+-N浓度由300 mg/L逐步提高至900 mg/L,相应的NH4+-N负荷由0.6 kg/(m3.d)提高至1.8 kg/(m3.d),考察pH和DO对其处理效果的影响。研究结果表明:当控制反应器pH为8.0,曝气量为75 L/h时,好氧颗粒污泥脱氮的效果最好,氨氮去处率分别为96.70%9、2.33%。由于运行过程中每隔15 min监测每个反应器pH值,使其维持在各自pH值7.0±0.1范围内。这种酸碱度环境对异养菌等微生物并没有产生抑制作用;因此在各pH条件下,COD去除的所需时间和去除率基本没有差别。在不同的DO下,COD在初始的60 min里降解速度有明显区别。曝气量为150 L/h时,COD的降解速度最快,但是曝气量过大颗粒污泥内部厌氧区被压缩,因此选择最佳的曝气量为75 L/h。     

磷与水中细菌再生长的关系

利用细菌再生长潜力(Bacterial Regrowth Potential,BRP)的微生物分析方法,研究了水中的磷对其生物稳定性的限制因子作用.试验测试水样为经过净水工艺处理后的出水,净水工艺处理的原水取自我国北方某水库.结果表明,在测试水样中添加50pg/L的PO₄^3--P(NaH₂PO₄)后,水样的BRP增加了100%～235%.在水样中添加各种无机盐后得到的BRP同仅添加NaH₂PO₄得到的结果相差不大,而在水样中添加1mg/L的乙酸碳(NaAc)后BRP只增加了30%～40%,大大小于只添加磷的水样,这表明在该水样中磷是细菌生长的限制因子.本试验说明,有效地去除水中的磷可以作为限制饮用水中细菌再生长,提高饮用水生物稳定性的一个重要途径.     

直链烷基苯磺酸钠在厌氧-缺氧-好氧污水处理系统中的迁移转化规律

研究了城市污水处理系统对直链烷基苯磺酸钠（LAS）的去除特性.在厌氧-缺氧-好氧条件下,进行了相应的序批式试验,确定了水相和泥相中LAS降解的动力学参数,建立了LAS在厌氧-缺氧-好氧状态下的去除动力学模型（考虑吸附作用）,并对模型预测的结果与实际测量值进行了比较.结果表明,在不同的泥龄下,LAS 在AAO系统中去除率达到99%,出水中只含微量的LAS（0～20　μg·L^-1）.厌氧池、缺氧池及好氧池LAS污泥吸附量分别为490～710、280～390、69～109　μg·g^-1.序批式动力学降解试验还表明,厌氧去除速率系数K_厌、缺氧的去除速率系数K_缺与好氧的去除速率常数的比值分别为0.67和0.71,说明在同一污泥系统的厌氧和缺氧条件下,LAS也能被较好的降解.模型得到的各池混合液出水中LAS的浓度模拟结果与实测结果符合较好(误差<8%).     

Pollutants removal and simulation model of combined membrane process for wastewater treatment and reuse in submarine cabin for long voyage

A laboratory scale test was conducted in a combined membrane process (CMP) with a capacity of 2.91 m3/d for 240 d to treat the mixed wastewater of humidity condensate, hygiene wastewater and urine in submarine cabin during prolonged voyage. Removal performance of chemical oxygen demand (COD), ammonia nitrogen (NH4 +-N), turbidity and anionic surfactants (LAS) was investigated under di erent conditions. It was observed that the e uent COD, NH4 +-N, turbidity and LAS flocculated in ranges of 0.19–0.85 mg/L, 0.03–0.18 mg/L, 0.0–0.15 NTU and 0.0–0.05 mg/L, respectively in spite of considerable fluctuation in corresponding influent of 2120–5350 mg/L, 79.5–129.3 mg/L, 110–181.1NTU and 4.9–5.4 mg/L. The e uent quality of the CMP could meet the requirements of mechanical water and hygiene water according to the class I water quality standards in China (GB3838-2002). The removal rates of COD, NH4 +-N, turbidity and LAS removed in the MBR were more than 90%, which indicated that biodegradation is indispensable and plays a major role in the wastewater treatment and reuse. A model, built on the back propagation neural network (BPNN) theory, was developed for the simulation of CMP and produced high reliability. The average error of COD and NH4 +-N was 5.14% and 6.20%, respectively, and the root mean squared error of turbidity and LAS was 2.76% and 1.41%, respectively. The results indicated that the model well fitted the laboratory data, and was able to simulate the removal of COD, NH4 +-N, turbidity and LAS. It also suggested that the model proposed could reflect and manage the operation of CMP for the treatment of the mixed wastewaters in submarine.     

外加磷提高生物预处理效果的试验研究

利用国内研究较多的生物陶粒滤池预处理工艺,在我国北方某水库原水中添加微量的磷,考察磷对生物预处理的促进作用通过生物分析方法,发现在原水水样中添加50μg/L的PO₄^3--P(NaH₂PO₄)后,可以促进原水中细菌的生长,BDOC也有所增加,证明了原水中磷对细菌生长的限制因子作用陶粒滤池的实际运行结果表明,对于本试验所用原水,添加25μg/L的PO₄^3--P(H₃PO₄)后,生物陶粒滤池对水中CODMn的去除率平均提高4.7个百分点,UV254和TOC的去除率分别提高3.6和5.7个百分点.由此为提高生物预处理的运行效果提供了一个新的思路,也说明磷在饮用水中的作用需要引起重视.     

Effects of common inorganic anions on the rates of photocatalytic degradation of sodium dodecylbenzenesulfonate over illuminated titanium dioxide

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｉｎｃｅｅａｒｌｙ 1 990ｓ,ｔｈｅｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｏｒｇａｎｉｃｐｏｌｌｕｔｉｏｎｗｉｔｈａｄｖａｎｃｅｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｈａｓａｒｏｕｓｅｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｆｒｏｍｗｏｒｌｄｗｉｄｅ(Ｄ’Ｏｌｉｖｅｉｒａ ,1 990 ;Ｏｌｌｉｓ ,1 991 ;Ｈｉｄａｋａ ,1 995;Ｓｕｎａｄａ,1 998;Ｔａｎａｋａ ,2 0 0 0 ) .Ｒｅｍａｒｋａｂｌｅｐｒｏｇｒｅｓｓｈａｓｂｅｅｎｏｂｔａｉｎｅｄｏｖｅｒｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｚｅｄｏｘ…     

全氟辛酸(PFOA)厌氧生物可降解性

全氟辛酸(PFOA)的可生物降解性对阐明其环境归趋具有重要意义.根据前人的还原降解研究成果,采用PFOA摩尔回收率、氟离子浓度、乙酸根浓度、2H-PFOA[F(CF_2)_6CHFCOOH]浓度和短链(C8)全氟羧酸(PFCAs)浓度的变化等作为指标,研究PFOA的厌氧可生物降解性.结果表明,活菌降解样中PFOA摩尔回收率由培养期初(3d)的101%±5%降至培养期末(250 d)的85.6%±3.9%,而氟离子浓度则由培养期初(3 d)的0.59 mg·L~(-1)±0.02 mg·L~(-1)增至培养期末(250 d)的0.63 mg·L~(-1)±0.02 mg·L~(-1),且检出了一定量的乙酸根、2H-PFOA和短链PFCAs,但是这却和其对照样中相应指标的变化类似,且不存在显著性差异.由此可见,尽管热力学计算结果表明还原脱氟产生的热量足够维持微生物生命活动,但在本研究的实验条件下却并没有发现PFOA可被生物降解的证据.     

生活垃圾填埋短期好氧预处理工艺优化研究

以模拟有机生活垃圾为底物,通过实验研究了通风和温度协同控制作用下,填埋短期好氧预处理过程垃圾VS、含水率和有机组分的代谢情况.结果表明,好氧预处理过程VS降解主要发生在反应前期(0~6d),占实验全过程降解量的68%~85%;同时垃圾含水量的15%~26%以渗滤液和气体的形式被去除,并且延长通风时间能够增加后者所占比例.反应前期堆体自发升温到高温状态(50~55℃)比控制堆体温度维持在中温状态(42~47℃)更利于碳水化合物的代谢,但对粗蛋白降解的影响不明显.而在中温状态下粗脂肪和木质纤维素的降解率更高.继续延长预处理时间至14d,不同通风和温度的组合对VS和水分总体去除差距不大.控制填埋好氧预处理周期在6d并尽量维持堆体温度在50~55℃,成本-效益较高.     

污染河口区沉积物-水界面营养盐交换通量的实验研究

采集青岛市李村河口下游沉积物柱状样品,通过实验室培养实验,研究了溶解氧、温度、盐度、生物扰动等环境因素对沉积物-水界面营养盐交换通量的影响。结果表明,NO3-N、NH4-N、PO4-P在贫氧环境下的交换通量要高于富氧条件下,NO2-N受溶解氧含量的影响较小;随着温度的升高,NO3-N、NH4-N、PO4-P的交换通量增大,而NO2-N的交换通量减小;NO2-N和NH4-N的交换通量随盐度增大而增大,NO3-N减小,而PO4-P受盐度的影响较小;生物扰动对营养盐在沉积物-水界面的交换通量的影响显著。     

Degradation of crude oil by indigenous microorganisms supplemented with nutrients

Different kinds of mineral nutrients(NO3-N, NH4-N and PO4-P) were applied in the simulated oil-polluted seawater for enhancing oil biodegradation in the N/P ratio 10:1 and 20: 1. Although indigenous microorganisms have the ability to degrade oil, adding nutrients accelerated biodegradation rates significantly. For the group amended with NO3-N and PO4-P in the ratio 10:1, the reaction rate coefficient was 4 times higher than the natural biodegradation. Chemical and microbiological analysis showed that the optimal N/P ratio in the system is 10: 1, and microorganisms tend to utilize nitrate rather than ammonium as N source.