耐低温菌JH-9降解苯胺的动力学研究

研究耐低温菌JH-9在低温(10 ℃)条件下对不同初始ρ(苯胺)的生物降解情况,并采用反应动力学方程(Monod方程和Haldane方程)拟合其降解过程. 结果表明,菌株JH-9在低温下可降解苯胺,当菌体初始质量浓度一定时,苯胺降解率及平均降解速率主要与初始ρ(苯胺)有关. 初始ρ(苯胺)较低时(<550　mg/L),其在120 h内可完全降解,且平均降解速率随着初始ρ(苯胺)的增加而升高,菌体降解过程中没有出现苯胺毒性抑制作用,遵循Monod方程;当初始ρ(苯胺)较高时(>550　mg/L),苯胺降解率及降解速率均有所下降,由于初始ρ(苯胺)过高对菌体产生了抑制作用,其降解过程以基质抑制型的Haldane方程为主.      

ZVI/EDDS/Air体系降解水中2,4-二氯酚的研究

建立零价铁(ZVI)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)和曝气三者组成的类Fenton(ZVI/EDDS/Air)处理体系,考察了初始EDDS浓度、铁粉投加量、曝气速率、2,4-二氯酚(2,4-DCP)浓度、初始pH以及反应温度等对水溶液中2,4-DCP降解的影响.结果表明,该体系能有效降解2,4-DCP,并且其降解规律符合准一级动力学方程.在2,4-DCP质量浓度100 mg·L-1、EDDS浓度0.80 mmol.L-1、铁粉投加量20 g·L-1、曝气速率为2 L.(min.L)-1的最佳实验条件下室温反应1 h,2,4-DCP的降解率达到99%.ZVI/EDDS/Air体系对氯酚的降解较ZVI/EDTA/Air体系具有环境友好、反应条件温和,而且对2,4-DCP的降解效果好等优点.     

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%,CODCr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.     

二氧化锰氧化降解金霉素的动力学研究

研究了金霉素(CTC)在二氧化锰(MnO2)作用下的氧化降解过程,并讨论了初始MnO2浓度、体系pH及温度对降解反应的影响.无MnO2存在时,CTC没有发生降解.但是当体系中存在MnO2时,CTC浓度开始迅速下降,反应后期降解速率逐渐变慢;同时体系中二价锰离子(Mn2+)浓度逐渐升高,表明MnO2可以降解CTC,该过程是一个氧化还原反应.采用草酸溶解MnO2和过滤2种不同的方法终止反应,对比2种方法所得的结果,可以发现该反应过程中,开始阶段降解作用占主导地位,在反应达到平衡后吸附作用才明显.CTC的降解速率随着MnO2初始浓度的增加和体系温度的升高均显著加快.反应体系的pH能强烈影响CTC的氧化降解,降解速率随着pH的升高而明显降低.这是由于CTC随体系pH由3.77升高到7.41时,分别以阳离子、中性形态和阴离子的形式存在;而-δMnO2(pHzpc=2.25)表面在pH3.77的整个范围内均呈现为负电性.因此随pH升高,阴离子形态的CTC逐渐增多,导致其在MnO2表面的吸附作用减弱,从而使降解速率变缓.     

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.     

UV/PMS体系硝基氯酚降解动力学及机理研究

采用紫外光(UV)/单过氧硫酸氢盐(PMS)体系可有效地氧化降解4-氯-2-硝基酚(4C2NP).考察了溶液pH值、底物初始浓度、PMS初始浓度和氯离子、硝酸根离子初始浓度对4C2NP降解效果的影响.在pH2~5时,体系中4C2NP的降解速率并未出现显著差异;随着pH值升高至近中性,其降解过程受到一定程度抑制.初始底物浓度和PMS浓度与体系中4C2NP的降解速率分别呈现负、正相关关系.外加氯离子对4C2NP降解呈现出双重作用,而硝酸盐离子对4C2NP降解抑制作用不显著.脱氯和脱硝过程是4C2NP主要的降解途径.被释放的氯离子会通过自由基反应进行再氯化过程,而脱落的硝基会很快被氧化生成稳定的硝酸盐,从而抑制了硝基的循环过程.最后,根据中间产物推断了4C2NP降解过程的反应机理.     

金属离子及盐度对硝基苯厌氧生物降解过程的影响

以硝基苯废水处理反应器内的污泥为菌源,采用间歇反应的方法分别考察Fe3+,Ni2+,Zn2+,Al3+,Cr(Ⅵ)和Cu2+ 6种金属离子及盐度对硝基苯厌氧生物降解过程的影响.结果表明,适宜质量浓度的Fe3+,Ni2+,Zn2+,Al3+和Cr(Ⅵ)可促进硝基苯的降解. 当ρ(Fe3+)为5 mg/L,ρ(Ni2+),ρ(Zn2+)和ρ(Al3+)为1.0 mg/L及ρ〔Cr(Ⅵ)〕为0.50 mg/L时,硝基苯的降解速率提高5%～23%. 当ρ(Fe3+),ρ(Ni2+),ρ(Zn2+),ρ(Al3+),ρ〔Cr(Ⅵ)〕和ρ(Cu2+)分别大于50,10.0,5.0,5.0,5.0和0.25 mg/L时,金属离子开始对硝基苯降解菌产生抑制作用,毒性顺序为Cu2+>Cr(Ⅵ)>Al3+>Zn2+>Ni2+>Fe3+. 硝基苯降解菌生长的最佳盐度为0.25%～1.00%.      

单歧藻降解4-乙基酚的动力学研究

以4-乙基酚为研究对象,分4个系列浓度组研究其在单歧藻作用下的可降解性及其影响因素,并采用最近提出的生物降解二级反应动力学方程拟合其降解过程.实验结果表明,单歧藻可降解4-乙基酚,其降解速率与藻细胞浓度和有机物初始浓度有关.在较低的有机污染物浓度范围内,动力学常数K主要由藻细胞活性即藻生长速率r决定.      

可见光光催化-生物法直接耦合降解环丙沙星废水的行为及生物响应机制

考察了光催化-生物降解直接耦合体系(ICPB)对环丙沙星(CIP)的降解行为,着重探讨了不同反应条件对ICPB体系降解CIP效率的影响及ICPB中生物响应与关键作用。结果表明：ICPB反应体系中,载体投加量为30%,光照强度为50 klux,反应初始pH值为7,ρ(DO)为5～6 mg/L时,CIP去除效果最佳,并可在较宽CIP浓度范围内(5～30 mg/L)具有较高的去除率,且其降解效率(90%)明显优于单独光催化(80%)和单独生物降解(50%)。生物膜观察结果阐明,ICPB载体内部生物膜未受到显著伤害,并且微生物通过利用CIP光催化氧化形成的小分子中间产物存活并对这些产物进行进一步生物降解,从而达到完全矿化。ICPB中生物膜通过Ferruginibacter、Clostridium、Stenotrophomonas和Comamonas等菌属的富集来适应环境胁迫,同时生物群落结构的演替对于微生物存活有着重要意义。     

UV/Fenton光催化氧化降解对氯苯酚废水反应动力学

研究了UV Fenton体系降解对氯苯酚废水的过程及动力学 .研究表明 ,反应降解速率主要与双氧水加入量、污染物初始浓度、亚铁离子浓度、pH值及载气种类有关 .在四分之一双氧水理论投加量的情况下 ,通入氧气 ,总酚的降解率可达到 98% ,CODcr去除率 80 %以上 .反应体系通入氧气 ,可显著提高污染物的去除率 .建立了CODcrUV Fenton降解的动力学模型 ,结果表明 ,该速率方程和实验数据拟合较好 .     

假单胞菌N7的萘降解特性及其降解途径研究

应用HPLC和UV分析技术,以萘为代表性多环芳烃污染物,研究了假单胞菌N7对水中萘的降解特性.结果表明,营养盐、微量元素的添加可使萘的降解率提高23.65%;溶解氧高于4.3 mg/L时萘降解率达95.66%并趋于稳定;随萘浓度增加降解率逐渐下降;在中性和弱碱性环境下,降解效果较好,萘降解率均在82.88%以上.在30℃、转速为165 r/min的摇床中处理pH7.5、萘浓度为100 mg/L的水样72 h,其最大降解率为95.66%.通过检测菌株N7处理含不同底物水样时其吸光度、pH和底物的变化情况,证实菌株N7亦能降解甲苯、二甲苯、苯酚、2,4-二硝基苯酚、苯甲酸、1-萘酚和水杨酸,并以其为唯一的碳源和能源生长繁殖,表明该菌株能适应环境中芳烃类物质种类的变化,具有很好的降解多样性.经UV-Vis和GC-MS分析各降解阶段的中间产物,初步确定了该菌对萘的降解途径:一条是邻苯二甲酸途径;另一条是水杨酸途径,萘先被氧化为1,2-二羟基萘,再开环生成水杨酸、邻苯二酚和2-羟基粘康酸半醛,最终进入三羧酸循环(TCA).     

Optimizing aerobic biodegradation of dichloromethane using response surface methodology

Response surface methodology (RSM) was employed to evaluate the optimum aerobic biodegradation of dichloromethane (DCM) in pure culture. The parameters investigated include the initial DCM concentration, glucose as an inducer and hydrogen peroxide as terminal electron acceptor (TEA). Maximum aerobic biodegradation efficiency was predicted to occur when the initial DCM concentration was 380 mg/L, glucose 13.72 mg/L, and H2O2 115 mg/L. Under these conditions the aerobic biodegradation rate reached up to 93.18%, which was significantly higher than that obtained under original conditions. Without addition of glucose, degradation efficiencies were 6 80% at DCM concentrations < 326 mg/L. When concentrations of DCM were more than 480 mg/L, the addition of hydrogen peroxide did not help to significantly increase DCM degradation efficiency. When DCM concentrations increased from 240 to 480 mg/L, the overall DCM degradation efficiency decreased from 91% to 60% in the presence of H2O2 for 120 mg/L.     

不同曝气量对SBBR短程硝化微生物特性及氮转化的影响

在实验室规模的序批式生物膜反应器(SBBR)中研究了不同曝气量(7.2、12.0、15.6L·h-1,对应反应器中平均溶解氧浓度分别为0.5、0.8、1.2mg·L-1)下生物膜的生物特性变化及短程硝化过程规律.结果表明:减小曝气量使反应器内溶解氧浓度降低,将导致生物膜的总生物量下降,生物膜中氨氧化菌逐渐成为优势菌,无论数量还是生物活性均高于亚硝酸氧化菌,利于亚硝酸盐积累;在一个反应周期中,生物膜对溶解氧需求的分配是不同的,曝气初期溶解氧主要用于异氧菌对COD的降解,其后用于氨氮转化.根据上述规律,提出在短程硝化过程中采用"梯级递减式曝气"供氧新策略,即在反应初期保持一种较大的曝气量,提高反应器溶解氧浓度,促进COD快速降解,随后保持一种小曝气量使反应器中溶解氧维持较低的浓度,从而促进亚硝酸盐积累及优化供氧效率.     

Flow characteristic and wastewater treatment performance of a pilot-scale airlift oxidation ditch

A pilot-scale airlift oxidation ditch using bubble diffuser and baffle as aerator was operated in a wastewater treatment plant (WWTP) to investigate its flow characteristic and wastewater treatment performance. Compared with the conventional oxidation ditch process, effective depth and oxygen utilization efficiency of this new process was improved by underwater aeration. Furthermore, it had a reversed velocity distribution, which decreased from the bottom to the top on vertical section. Velocity measurement showed that a velocity over 0.2 m/s at the bottom was sufficient to prevent sludge settlement during long term operation. Application of these concepts would save land area and energy consumption by about 25%–50% and 55%, respectively. In this new system, organic biodegradation and nitrification could be well achieved. Denitrification could occur steadily in the straight part by adjusting the airflow rate. An average TN removal rate of 63% was achieved with dissolved oxygen (DO) concentrations between 0.6 mg/L and 1.5 mg/L. The main pollutants in the effluent could meet the strictest discharge standard (COD<50 mg/L, NH₄ ⁺−N < 5 mg/L, and TN < 15 mg/L) in China now.     

Control of petroleum-hydrocarbon contaminated groundwater by intrinsic and enhanced bioremediation

In the first phase of this study, the e ectiveness of intrinsic bioremediation on the containment of petroleum hydrocarbons was evaluated at a gasoline spill site. Evidences of the occurrence of intrinsic bioremediation within the BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes) plume included (1) decreased BTEX concentrations; (2) depletion of dissolved oxygen (DO), nitrate, and sulfate; (3) production of dissolved ferrous iron, methane, and CO2; (4) deceased pH and redox potential; and (5) increased methanogens, total heterotrophs, and total anaerobes, especially within the highly contaminated areas. In the second phase of this study, enhanced aerobic bioremediation process was applied at site to enhance the BTEX decay rates. Air was injected into the subsurface near the mid-plume area to biostimulate the naturally occurring microorganisms for BTEX biodegradation. Field results showed that enhanced bioremediation process caused the change of BTEX removal mechanisms from anaerobic biodegradation inside the plume to aerobic biodegradation. This variation could be confirmed by the following field observations inside the plume due to the enhanced aerobic bioremediation process: (1) increased in DO, CO2, redox potential, nitrate, and sulfate, (2) decreased in dissolved ferrous iron, sulfide, and methane, (3) increased total heterotrophs and decreased total anaerobes. Field results also showed that the percentage of total BTEX removal increased from 92% to 99%, and the calculated total BTEX first-order natural attenuation rates increased from 0.0092% to 0.0188% per day, respectively, after the application of enhanced bioremediation system from the spill area to the downgradient area (located approximately 300 m from the source area).     

通风对堆肥供氧的影响及堆高优化研究

通风是影响好氧堆肥过程中堆体氧气浓度的重要因素.通过设置0.01 m3/(min ·m3)(Al)、0.1 m3/(min·m3)(A2)和0.2 m3/(min·m3)(A3)三种不同通风速率进行好氧堆肥试验,考查堆体中氧气的变化情况,并利用氧气一维扩散方程进行堆体高度的优化.结果表明,鼓风停止时,处理A2、A3的氧...     

二氧化钛光催化降解双酚AF研究

系统研究了双酚AF在二氧化钛溶液中的光催化降解行为。就溶解氧、二氧化钛投加量、氟离子浓度和双酚AF的初始浓度等因素对双酚AF降解的影响进行了详细讨论。研究重点是双酚AF的降解动力学以及在降解过程中所产生的氟离子浓度。当双酚AF的初始浓度是40μmol/L时,经过540 min的光催化降解,反应体系的总有机碳去除率超过97%,此时溶液中氟离子的浓度为0.98 mg/L。双酚AF在二氧化钛溶液中的降解符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型,其降解动力学常数是1.21μmol/(L·min)。结果表明,二氧化钛光催化可以有效的去除双酚AF,并且不产生其它二次污染物。     

LAS在滇池典型入湖河口缺氧水体中的生物降解

利用"河水衰减法"研究了不同培养条件下阴离子表面活性剂LAS在滇池典型入湖河口(海河口)缺氧水体中的生物降解及其动力学,探讨了温度、pH值、LAS的初始浓度、添加营养盐(NH4Cl或NaH2PO4)以及曝气等因素对LAS生物降解的影响.结果表明,在河口水体中的不同条件下,试验26 d后LAS的生物降解率都达95%以上,且降解服从二级动力学模型.温度、LAS的初始浓度、添加营养盐以及曝气均对LAS的降解有一定的影响.当水温从10℃增至25℃时,其降解速率P从0.21 d-1增至0.90 d-1;在连续曝气时,LAS的降解速率也由缺氧状态的0.72 d-1提高至1.97 d-1;LAS的初始浓度增大,其降解速率减小;添加NaH2,PO4能明显地促进LAS的降解,但是NH4Cl对其降解产生抑制;不同pH值(7.05-9.44)对其降解影响不明显.     

模拟废旧线路板生物浸出液中铜的回收

如何将废旧线路板生物浸出液中离子态铜以高品位单质形式回收是实现生物浸出回收金属的关键环节.本研究采用电沉积法,考察了模拟废旧线路板生物浸出液在恒流条件下阴极材料、电流密度、初始pH和初始铜浓度对铜回收效率和能耗的影响.结果表明,比表面积越大的阴极材料(碳毡)对铜的回收效率越高,阳极室和阴极室铜回收效率分别为96.56%、99.25%,总能耗和单位产物能耗越小,分别为0.022 kW·h、15.71 kW·h·kg-1.随着电流密度的增大铜回收效率和能耗呈上升趋势,当电流密度为155.56 mA·cm-2,阳极室和阴极室铜回收效率均达最大,分别为98.51%、99.37%,总能耗和单位产物能耗达最高,分别为0.037 kW·h、24.34 kW·h·kg-1.初始铜离子浓度对铜回收效率有明显影响,初始铜离子浓度越高,铜离子浓度下降的越快,总能耗越高,单位产物能耗越小.而初始pH值对铜回收效率没有明显影响.在优选条件下,阴极材料为碳毡,电流密度为111.11 mA·cm-2,初始pH=2.0,初始铜浓度为10 g·L-1,阳极室和阴极室铜回收效率分别为96.75%、99.35%,总能耗和单位产物能耗分别为0.021 kW·h、14.61 kW·h·kg-1,沉积的铜在阴极材料表面呈束状分布且未检测到氧的存在.     

给水管网中铁释放现象的影响因素研究

在实验室静态试验下,定量分析了给水管网中无机化学水质参数对铁释放现象的影响,包括酸碱条件、氧化还原条件和无机离子等不同类别的水质参数.研究发现,铁释放速率都随着pH值、碱度和氧化剂浓度的升高而降低,随着氯离子浓度的升高而升高.根据管网的一般条件,提出了控制铁释放现象的理论临界释放速率计算公式.根据理论临界铁释放速率,达到控制管网铁释放现象的必要条件时,管网水质条件满足的要求为pH大于7.6,碱度大于150 mg/L,溶解氧浓度大于2 mg/L,氯离子浓度小于150 mg/L.