溶解氧对生物海绵铁体系中海绵铁腐蚀的影响

为了探究溶解氧对生物海绵铁体系海绵铁溶出的影响,将海绵铁介入活性污泥中形成生物海绵铁体系,通过模拟实际反应器中海绵铁的腐蚀状态,测量生物海绵铁体系中总Fe(TFe)含量,研究了溶解氧对海绵铁溶出量的影响,并将海绵铁制作成工作电极介入活性污泥中,利用AUTOLAB电化学工作站研究了溶解氧对生物海绵铁体系中海绵铁腐蚀速率及极化电阻的影响。结果表明：在生物海绵铁体系中,海绵铁的TFe溶出量与反应体系的DO浓度呈正相关,且随着运行时间的增加,影响作用越来越明显。随着活性污泥混合液中溶解氧的增加,腐蚀电位负移,腐蚀电流正移,腐蚀倾向加大,腐蚀效果变强。通过极化曲线及其参数分析得出不同溶解氧浓度下海绵铁极化电阻排序为(6.5±0.5) mg/L<(3.5±0.2) mg/L<(0.5±0.2) mg/L,缺氧条件下,腐蚀阻力较大,溶解氧能够减小极化电阻,促进海绵铁填料的腐蚀。     

生物海绵铁体系降解硝基苯的特性及机理初探

采用硝基苯（NB）模拟废水对生物海绵铁体系进行驯化,考察了NB初始浓度、海绵铁投加量、初始pH值、温度等因素对生物海绵铁体系降解NB的影响,初步探讨了生物海绵铁体系高效降解NB的机理.结果表明：生物海绵铁体系较普通活性污泥系统对NB适应性及氧化作用更强,驯化至第28d对300mg/L NB废水去除率稳定在98%以上,驯化周期比普通活性污泥体系缩短28d;海绵铁的加入大大促进了微生物对NB的降解,NB初始浓度及pH值对生物海绵铁体系降解速率影响较大,该体系适宜的温度范围较广,10~40℃均能高效降解NB,生物海绵铁体系对NB的降解符合零级反应动力学规律;生物海绵铁体系中活性氧化物（ROS）含量明显高于海绵铁体系及污泥体系,尤其是介入铁泥的生物海绵铁体系ROS含量更高,为体系发生较强类Fenton效应提供了条件.在实验确定的最佳工况下,经NB驯化的铁泥与海绵铁形成的生物海绵铁体系,NB降解速率为31.49min^-1,6hNB降解率及TOC去除率分别高达92.0%和63.1%,较单独海绵铁体系与单独铁泥体系降解率的叠加值分别高出22.3%和11.4%.本研究为经济有效地处理NB废水提供了新思路.     

海绵铁加量对SBSI反应器处理性能的影响

适量浓度的铁离子会增强污泥活性,提高反应器的处理性能。该文通过改变序批式生物海绵铁反应器(sequencing biological sponge iron reactor,简称SBSI反应器)中海绵铁投加量,考察了其对活性污泥混合液pH、ORP及上清液中TFe、Fe~(2+)的浓度的影响,研究了不同海绵铁投加量下SBSI反应器对模拟生活污水的处理效果,同时采用PCR-DGGE指纹技术研究了海绵铁加量对反应器中微生物种群结构与数量的影响。结果表明:随着海绵铁投加量的增大,生物海绵铁体系pH值有所升高,ORP下降,但上清液中TFe浓度很低。同时发现在一定范围内,海绵铁投加量越高,TN及TP的去除效果越好。微生物测定结果显示投加海绵铁利于微生物种群结构的多样性。研究结果具有实际参考价值。     

球形海绵铁还原去除水中硝酸盐的静态研究

利用铁精粉造球和直接还原工艺制备了粒径1～5mm的多孔性球形海绵铁,对该球形海绵铁处理模拟硝酸盐污染水体进行了静态实验研究。结果表明:溶液pH值和溶解氧对硝酸盐去除率影响显著,pH值<2时硝酸盐去除率较高,而pH值>3时硝酸盐去除率很低;水体溶解氧能够促进硝酸盐的去除,如果不能向水体供氧,海绵铁几乎不能去除水体中的硝酸盐;无论硝酸盐初始浓度高低,固液比为1:10时海绵铁对硝酸盐的去除率最高,过高或过低的固液比都影响硝酸盐的去除;此外,硝酸盐初始污染浓度对去除率也影响显著,硝酸盐浓度<20mg-N/L时,硝酸盐的残余量保持在0.5mg-N/L左右,硝酸盐浓度较高时,去除率随硝酸盐初始浓度的增加而显著降低。     

铁细菌在污水除磷中的应用研究

针对我国水体富营养化严重、污水除P要求高的现状,分析Fe除P技术及其基本原理,并阐述了在铁氧化菌的存在的条件下,可以加快Fe2+,Fe3+之间的转化速度,从而达到很好的除P效果,研究发现铁细菌受pH值、温度、DO和金属离子的影响比较大.铁细菌参与下的铁盐除P技术有了一定的实际应用,在此基础上,学者们又研究出海绵铁除P技术和生物海绵铁除P技术,提高了污水中P浓度的去除率.生物海绵铁是以海绵铁为载体,通过接种活性污泥而形成的一种固定化生物体系,体现新的除P方法,不仅解决传统除P工艺上的不足,而且原料易得,节省运行成本.最后需要指出要对除P系统中铁细菌的种类、反应的最佳条件作为以后的研究方向.     

1株具有铁氧化功能的苯胺降解菌的降解特性

使用模拟苯胺废水驯化以海绵铁为载体的SBBR反应器,从中分离出1株高效苯胺降解菌ZL-1,该降解菌具有铁氧化功能。经16S rDNA鉴定,菌株ZL-1为1种克雷伯氏杆菌(Klebsiella sp.)。通过平行对比实验,考察了菌株ZL-1适宜的生长条件,研究了菌株ZL-1介入下的生物海绵铁体系对苯胺的降解效果。结果表明,菌株ZL-1适宜的pH为4～9,温度为20～35℃,苯胺初始浓度为1 000 mg/L时,降解速率最快。此外,菌株ZL-1作用下的生物海绵铁体系,较单独海绵铁和单独ZL-1菌液体系对苯胺的降解率叠加之和高出10.1%。介入菌株ZL-1的海绵铁体系较介入非铁细菌PF-1的海绵铁体系,铁溶出量高出41.7%。生物海绵铁体系中生物腐蚀与电化学腐蚀共同促进了海绵铁的溶出,尤其是铁细菌作用下的生物海绵铁体系,腐蚀效果更为突出。该体系中存在大量的Fe~(2+),形成了类Fenton反应,提高了苯胺的降解效果。该研究为经济高效降解苯胺废水提供了新思路。     

氢气还原海绵铁去除水体中硝酸盐的研究

利用小球烧结和氢气还原工艺制备了粒径1mm～5mm的多孔性球形海绵铁,对球形海绵铁去除水体中硝酸盐的效率及去除动力学进行了研究。结果表明:溶液初始pH值对硝酸盐去除效率的影响显著,初始pH值小于3时,硝酸盐的去除率随溶液初始pH的增加而逐渐降低;初始pH值大于3时,硝酸盐的去除率又随之升高。硝酸盐浓度低于10mgN/L时,硝酸盐去除率随着硝酸盐初始浓度的增加而增加,硝酸盐的残余量保持在0.4mgN/L左右;硝酸盐浓度高于20mgN/L时,硝酸盐的去除率随初始硝酸盐浓度的增加而略有降低。球形海绵铁去除硝酸盐为一级动力学反应,反应级数为0.970～1.378,表观反应速率常数为0.314h-1～0.536h-1。海绵铁还原硝酸盐的主要产物为氨氮,随着还原反应的进行,溶液pH值快速增加,氨氮以分子态氨的形式从水中逸出。进行归纳总结和对比,并以多环芳烃的提取为例列举了各方法的应用步骤,从而为其他环境样品其他有机物分析预处理提供参考。     

pH值对活性污泥胞外聚合物分子结构和表面特征影响研究

为明确胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）对污水污泥性质的影响机制,通过改变pH值,考察了市政废水和饮料废水2种活性污泥胞外聚合物组分变化,采用红外光谱对比分析了pH值对EPS分子结构的影响,并通过胶体滴定测定其表面电荷,最终结合活性污泥提取EPS前后扫描电子显微镜观察,从宏观上佐证了表面特性和分子结构分析.结果表明,强酸条件下（pH 3）,可提取EPS比中性条件下时下降50%,其中多糖下降约30%,蛋白质下降约65%～70%;在强碱条件下（pH 11）,可提取EPS比pH 7时升高20%～30%,其中多糖升高约15%,蛋白质升高20%～50%.红外光谱分析表明,羟基在强酸强碱条件下均发生了变化,羧酸、多聚糖、酚类和蛋白质肽键在强酸条件下（pH 3）消失;胶体滴定结果表明,2种污泥提取EPS表面负电荷随pH上升而下降;扫描电镜分析表明,相对于碱性条件下,酸性条件使活性污泥中微生物细胞更易于破碎.pH值可改变活性污泥EPS组分、浓度以及其中基团组成,从而改变EPS表面特性,最终导致污泥状态改变.     

活性污泥对回用净水中钙离子的去除研究

在静态条件下,进行了活性污泥对净水中钙离子的去除实验研究和机理探讨。在去除实验中,考察了活性污泥用量、搅拌强度、搅拌时间、初始钙离子浓度、溶液pH对钙离子的去除效果的影响。结果表明:用活性污泥去除钙离子可以获得较好的效果,去除量可达19mg/g,并且去除速度很快,5min即可完成;且去除机理可能有生物吸附、静电吸附和化学沉淀;适当的剪切力可以加速吸附反应的进程,证实了流体力化学效应的的存在。溶液pH不同,发生的沉淀反应不同,低pH条件下,钙离子与活性污泥中磷酸根生成Ca3(PO4)2沉淀,较高pH条件下,生成的沉淀为Ca5(OH)(PO4)3。     

pH值变化对B30铜镍合金腐蚀电化学行为的影响

采用电化学阻抗谱、动电位极化曲线等电化学测试方法,研究了NaCl（质量分数为3．5％）溶液中pH值变化对B30铜镍合金腐蚀电化学行为的影响。结果表明：随着溶液pH值升高,B30材料的腐蚀行为由均匀腐蚀变为点蚀;材料阻抗值和瞬时腐蚀速率提高,极化电流密度降低;材料发生点蚀的倾向增大。     

纳米铁和钯化铁对水体中高氯苯的降解特性

采用购买的纳米铁以及实验室合成的纳米钯化铁对3种高氯苯进行吸附和降解批量实验.结果表明,纳米铁在不同溶液体系下其吸附性能存在显著差异,其中采用pH=6.8的Tris缓冲体系时,纳米铁达到最大吸附值.纳米钯化铁在20 h内对浓度为1 mg·L-1的1,2,4,5-TeCB具有很好的降解效果,在纯水和缓冲体系中的降解率分别...     

硫铁矿废水资源化制备纳米铁黑颜料

硫铁矿废水预处理除铝后作为二价铁源,添加一定量的氯化高铁作为三价铁源,以化学共沉淀法制备纳米铁黑颜料.通过考察nFe3+/nFe2+( 1.8～2.1)、反应温度(30～70℃)、反应溶液初始pH值(7.5～12.5)和反应时间(0～60 min),探索了资源化利用硫铁矿废水制备纳米铁黑颜料的较优工艺条件.结果表明:在...     

利用铁粉和硫化亚铁处理废旧干电池制取硫酸锰

在实验室条件下分别利用铁粉和硫化亚铁(FeS)作为还原剂处理废旧电池制取MnSO4的工艺进行了系统的研究,并对反应过程中影响MnSO4产量的各种因素进行了探讨和归纳.实验结果表明:硫酸浓度和还原剂的用量对反应影响很大,同时得出以FeS为还原剂制取MnSO4的最佳反应条件:硫酸用量为15 mL,反应温度70℃,FeS用量为0.8 g和反应时间3 h时,MnSO4的产率可达80%以上.而以铁粉还原剂制取MnSO4的最佳反应条件:硫酸用量为15mL,反应温度70℃,铁粉用量为0.3 g和反应时间4 h,MnSO4的产率可达80%以上.     

给水管网管壁铁细菌生长特性模拟及控制对策研究

利用AR反应器对管壁铁细菌的生长特性、影响因素以及悬浮铁细菌与管壁铁细菌的相关关系进行了研究.管壁铁细菌在反应器运行12 d后达到稳定生长,出水中铁细菌数量比进水增加1 lg,剪切力对于铁细菌达到稳定生长的时间有影响,但对稳定生长后挂片上的铁细菌数量没有明显的影响.稳定余氯0.3 mg/L可以有效控制悬浮和管壁铁细菌的生长,数量降低1 lg;对于管垢内的铁细菌即使余氯增加到1.0 mg/L仍无法杀灭;余氯浓度0.05 mg/L无法有效控制悬浮和管壁附着铁细菌的生长.对于稳定生长下的管壁铁细菌,增加余氯浓度至1.25 mg/L,可使管壁铁细菌数量降低2 lg~3 lg.稳定生长状态下,悬浮铁细菌与管壁铁细菌数量具有线性关系.并在试验基础上提出给水管网铁细菌生长控制对策:维持管网余氯0.3 mg/L;定期采用较高浓度消毒剂冲洗管道;采用新型防腐管材或加快旧管网改造,提高管网抗腐蚀性能等.     

铁屑-微生物协同还原去除水体中Cr(Ⅵ)研究

考察了铁屑和微生物对受污染水体中Cr(Ⅵ)的还原去除能力以及Cr(Ⅵ)去除效率的影响因素,分析了反应后铁屑表面的组成以及Cr(Ⅵ)还原产物的形态特征.结果表明,铁屑-微生物协同处理对水体Cr(Ⅵ)的去除具有促进作用,在18 h内Cr(Ⅵ)去除率就可达到100%.在25～42℃范围内,温度升高有利于Cr(Ⅵ)的去除;Cr(Ⅵ)还原去除的最适宜初始pH为5.8.Cr(Ⅵ)去除效率随着铁屑投加量和微生物接种量的增大而增大,随着Cr(Ⅵ)初始浓度的增大而减小.Mn2+、Zn2+、Co2+、Cu2+和Ni2+离子对Cr(Ⅵ)的还原去除都有一定的抑制作用,其中Mn2+的影响最小,Ni2+的抑制作用最为明显.XPS分析结果显示,铁屑表面吸附和沉积了Cr元素,且有Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)两种价态;Cr2p3/2轨道处的出峰由Cr(Ⅲ)在(576.8±0.1)eV处的峰和Cr(Ⅵ)在(578.1±0.1)eV处的峰叠加而成,还原产物Cr(Ⅲ)极有可能以Cr(OH)3以及铁铬氧化水合物[FexCr1-x(OH)3]形式存在.     

铁矿开采业的生态保护对策——阜新市典型铁矿生态问题解析

以阜新地区几家典型铁矿为例 ,分析了铁矿开采对生态环境所造成的破坏 ,指出了当前在生态建设方面存在的一些问题。提出一些可行的生态保护对策 ,展望了恢复后的生态效果     

零价铁去除水中锑(Sb)的研究

锑(Sb)是一种新兴的全球性污染物,在我国西南Sb矿区及周边地区Sb污染严重。本文研究了零价铁(ZVI)对Sb的去除效果,研究了ZVI投加量、Sb的初始浓度、pH值及阴离子等因素的影响。结果表明,ZVI对Sb具有较好的去除效果。通过ZVI对Sb去除动力学拟合,Sb的去除符合一级动力学方程;Sb的去除效率在偏酸性条件下比较高,在pH=5时,去除率达到68.98%;在pH=7时,Sb的去除率仅有23.36%;无机阴离子均在不同程度上影响Sb的去除,特别是PO43-对ZVI去除Sb有明显的抑制作用。     

零价铁去除三氯乙烯及四氯乙烯对比实验研究

文章以三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)为目标污染物,采用批实验方法,研究零价铁的纯度、粒径、投加量对零价铁去除氯代烃的影响,同时分析TCE、PCE两种污染物共存对零价铁去除TCE和PCE的影响。实验结果表明:(1)在实验范围内,零价铁的纯度越高,粒径越小,投加量越大,零价铁对TCE和PCE的去除效果越好;(2)零价铁对四氯乙烯的去除效果比对三氯乙烯的去除效果好;(3)三氯乙烯、四氯乙烯共存时会相互竞争与零价铁的反应位点,从而降低各组分的去除效率。