复合自养反硝化材料处理低碳氮比硝酸盐污水

作为一种典型的硝酸盐污水,低碳氮比硝酸盐污水的存在具有广泛性,且对生态环境和居民健康带来的危害日益突出。本研究构建了复合硫自养反硝化(CSAD)体系,基于硫-碳酸钙型复合材料与微生物,进行低碳氮比硝酸盐污水的深度处理,分析了材料投加量、粒径以及进水硝酸盐浓度对CSAD的影响,并探究了硝酸盐去除的动力学行为。结果表明,体系中NO₃^--N去除率为52.7%—99.9%,NO₂^--N在NO₃^--N浓度降低至5 mg·L^-1左右时由积累转变为迅速下降;复合材料投加量较低(1 g·L^-1)时,自养阶段体系内电子供体数量不能满足微生物反硝化需求;增大投加量可提高NO₃^--N去除速率并降低反应过程中NO₂^--N积累量。当粒径大于2.5 mm时,复合材料利用效率显著降低。Michaelis-Menten方程拟合表明,投加量增大提高了酶与底物亲和力,促进V_max增大,粒径减小增大了亲和力,但V_max却减小。进水NO₃^--N浓度增大至50 mg·L^-1时,亲和力显著降低,但V_max增大可能与微生物数量增多有关。本研究从动力学角度上揭示了不同工艺参数对复合材料反硝化过程的影响,同时也为基于复合自养反硝化材料的低碳氮比污水深度处理的实际工程应用提供参考。     

三亚河营养盐时空分布及富营养化研究

为了解三亚河营养盐污染状况,于2018年6月—2019年5月对三亚河流域进行逐季调查,分析水体中氮磷营养盐的时空分布特征及影响因素,评估河流富营养化状况,并进一步估算三亚河营养盐入海通量.结果表明,三亚河水体中营养盐浓度季节变化显著,三亚河水体中DIN的浓度范围为0.028—2.096 mg·L^-1,平均浓度为(0.700±0.279)mg·L^-1,冬季>秋季>夏季>春季,NO₃^--N和NH₄⁺-N是水体中DIN的主要存在形式.DIP浓度范围为0.007—0.442 mg·L^-1,平均浓度为(0.140±0.066) mg·L^-1,夏季>春季>冬季>秋季.空间分布上,N、P营养盐均呈现出上游及入海口河段浓度低,中下游河段浓度高的特点.河段环境特征、人为活动、降雨、潮汐作用是影响三亚河营养盐分布的主要因素.综合富营养盐指数(EI)结果显示,各季节三亚河上游及入海口河段均处于中富营...     

硝酸钙投加频次对污泥生物调理效果的影响

在接种了反硝化菌的剩余污泥中投加硝酸钙药剂,利用反硝化菌消耗NO₃^-进行反硝化作用去除污泥中易生物降解的有机物,利用Ca²⁺的中和、架桥作用,改善污泥的脱水性能.固定NO₃^-总投加浓度为100 mg·g^-1 TS,在6 d的时间内,按1次、2次、3次、6次的投加频次向污泥中投加硝酸钙.结果表明,1次投加对污泥脱水性能的提升最显著,较对照组而言,污泥CST降低了65.0%,SRF降低了73.2%,污泥脱水性能明显改善;投加硝酸钙后,污泥胞外聚合物中蛋白质含量大幅降低,S层、L层蛋白质分别从13.47 mg·L^-1、11.66 mg·L^-1降低至0.52 mg·L^-1、1.43 mg·L^-1;投加硝酸钙的污泥Zeta电位更趋于电中性.研究还发现,一次性投加硝酸钙产生了更多NO₂^-,有利于污泥结合水,即微生物细胞质的释放.释放出的有机碳被反硝化菌用作碳源,又增强了反硝化效果,从而促进了污泥EPS的破坏与降解,从而改善了污泥的脱水性能.     

低碳氮比废水好氧颗粒污泥系统稳定性及微生物种群多样性研究

低碳氮比(C/N)废水处理是含氮废水处理中的难题之一.本实验在C/N为4:1和2:1(COD和NH₄⁺-N浓度分别为400 mg·L^-1和100 mg·L^-1,400 mg·L^-1和200 mg·L^-1)条件下,考察好氧颗粒污泥系统对低碳氮比废水的处理效果、长期运行稳定性,研究C/N对好氧颗粒微生物结构变化的影响.研究结果表明,在C/N为4:1的废水中接种活性污泥培养好氧颗粒污泥,形成的颗粒沉降性能良好,MLSS为4.94 g·L^-1,SVI30为40 mL·g^-1,COD去除率90%以上,氨氮去除率接近100%.降低碳氮比,即C/N为2:1后,好氧颗粒的物理及硝化性能无明显变化,MLSS为11.38 g·L^-1,SVI₃₀/SVI₅维持在1左右,COD去除率大于85%,氨氮去除率98%.碳氮比降低使颗粒微生物多样性减少,其中陶厄氏菌受影响较小,而硝化功能菌出现更替:噬氢菌、食酸菌、里德拜特氏菌消失,鞘氨醇单胞菌、束缚杆菌等成为优势菌种.实验表明,该低碳氮比条件下好氧颗粒污泥系统能够稳定运行,且具有优良的处理性能.     

乌鲁木齐市米东区大气降水的化学特征及来源分析

为研究乌鲁木齐市米东区大气降水中的化学组分特征及来源,对2017—2019年降水中主要离子浓度及来源进行了分析。研究结果显示,米东区2017—2019年降水的雨量加权pH年均值为7.95,雨量加权平均电导率年均值为16.15 mS·m^-1,雨量加权平均总离子浓度为72.75—95.89μeq·L^-1,年均浓度为81.93μeq·L^-1。降水中各离子的雨量加权平均浓度顺序为SO₄^2->Ca²⁺>C^l->Na+>NO₃^->NH₄⁺>K⁺>Mg²⁺>F^-,浓度最高的阴、阳离子分别为SO₄^2-(29.01μeq·L^-1)、Ca2+(21.91μeq·L^-1),二者对总离子浓度的贡献分别为35.41%、26.74%。总离子浓度按季节排序为冬季>夏季>秋季>春季。[SO₄^2-/NO₃^-]平均值为7.51,SO₄^2-对雨水酸度的贡献率逐渐减弱,NO₃^-的贡献率逐年增加,降雨的酸化类型为硫酸型,但具有逐步向硝酸型转变的趋势。中和降水中酸性组分的主要碱性离子为连续3年占比最高且稳中有升的Ca²⁺离子。Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-之间存在着较为显著的相关性,说明上述离子有相似的来源并形成化合物共同存在。Ca²⁺在大气中优先与SO₄^2-、NO₃^-结合,且Ca²⁺对雨水酸性的中和贡献率大于NH₄⁺,表明乌鲁木齐市米东区大气降水中可能存在以CaSO₄和Ca(NO₃)₂为主的化学物质。     

活性污泥-悬浮生物膜系统处理低C/N污水深度脱氮性能

通过农业废弃物玉米芯悬浮生长生物膜的载体，构建了活性污泥-悬浮生物膜混合系统，以SBR工艺运行方式对低浓度低C/N污水的深度脱氮性能进行了研究.探究了挂膜启动阶段系统脱氮效果；在工艺稳定运行后，考察了温度、HRT、DO、进水C/N、进水pH等参数对工艺脱氮性能的影响.经过24 d挂膜后，结合污染物去除情况及镜检显示生物膜挂膜成功.运行结果表明，以预处理后的生活污水作为模拟原水，控制反应温度为26—30℃，HRT=8 h,COD/TN为(4.0±0.1),DO=(2.2±0.1) mg·L^-1，进水pH=(8.0±0.1)的条件下，系统达到最佳运行条件，COD、NH₄⁺-N、TN平均去除率分别为70.2%、94.8%和80.8%，平均出水COD、NH₄⁺-N、TN浓度分别为14.89 mg·L^-1、0.57 mg·L^-1和2.40 mg·L^-1.好氧阶段DO浓度对TN去除率有一定的影响，当好氧阶段DO浓度为(2.2...     

电极生物膜自养脱氮系统中的电化学作用

设计构建三维电极生物膜反应器,成功启动后稳定运行,在全自养条件下能较好地处理低碳氮比含氮废水.结果表明,在进水不含有机碳源,电流强度为30 mA,电流密度为0.012 mA·cm-2,运行周期24 h的实验条件下,反应器处理进水氨氮浓度为30 mg·L-1的废水时,氨氮转化率达到了90.3%,总氮去除率为70.0%;处理进水硝态氮浓度为30 mg·L-1的废水时,硝态氮去除率达到了82.7%.在考察电极生物膜反应器脱氮性能的同时,探讨系统中纯电化学作用的脱氮能力.结果显示电极生物膜处理氨氮废水的系统中,纯电化学脱氮作用为系统总脱氮能力的10%左右;而处理硝态氮废水的电极生物膜系统中,无电化学还原去除NO-3-N作用.     

阴阳极成对耦合紫外光辅助电催化降解毒死蜱

以空气扩散阴极、纯铂阳极和紫外灯构建了阴阳极成对耦合紫外光辅助电催化的体系,并系统地研究了电流密度、阳极SO42-浓度以及毒死蜱初始浓度对毒死蜱降解效果的影响.结果表明,当阴极/阳极的电流密度为45/450 mA·cm^-2,阳极SO42-浓度为1.0 mol·L^-1,毒死蜱初始浓度为25 mg·L^-1时,反应60 min后毒死蜱降解率可达99%.对阴极产物的红外分析结果表明,毒死蜱降解后结构中的吡啶环和PS被破坏,产生亚硝氮和正磷酸盐,毒性得到减弱.通过对比阴阳极成对耦合紫外光复合体系与阴极耦合紫外光复合体系、阳极耦合紫外光复合体系的电流效率,发现阴阳极成对耦合紫外光复合体系的电流效率是阴极耦合紫外光复合体系的2倍,是阳极耦合紫外光复合体系的4倍.     

g-C3N4-MoS2/WSe2自偏压系统构建与不同类型污染物同时去除性能研究

由于工业化进程的不断推进,染料与重金属废水被非法排入自然水体,水体污染问题日益严峻.为实现两种污染物的同时去除,本文通过调控合成MoS₂/WSe₂（MW）异质结复合催化材料,提高其催化活性.黑暗条件下,以MoS₂、WSe₂以及MW为阳极材料,g-C₃N₄为阴极材料组建自偏压燃料电池系统,实现在降解有机染料的同时,去除水体中的重金属离子.通过调控参数,探究影响染料与重金属去除的因素.研究表明,影响重金属和有机染料去除效果的因素有pH、电解质溶液浓度、重金属溶液浓度.当溶液pH=5,电解质溶液浓度为0.1 mol·L^-1,铜离子浓度为4 mg·L^-1时,重金属的去除率为64.3%.当溶液pH=5,电解质溶液浓度为0.2 mol·L^-1,铜离子浓度为2 mg·L^-1时,有机染料罗丹明B的去除率为99.5%.该系统在无外加光照条件下,实现不同类型污染物同时去除,并产生约240 ...     

Co-Cu双金属氧化物活化过一硫酸盐去除水中磺胺甲噁唑

采用钴铜双金属氧化物(Co-Cu)为催化剂,活化过一硫酸盐(PMS)降解水中的磺胺甲噁唑(SMX).使用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)对催化剂的形貌和元素组成进行表征.考察了催化剂和PMS浓度、无机阴离子和富里酸(FA)对Co-Cu/PMS体系降解SMX的影响.结果表明,当pH为7.0时,在催化剂用量为50 mg·L^-1,PMS浓度为0.5 mmol·L^-1条件下,50 mg·L^-1的SMX在30 min内去除率为95.6%,增加PMS浓度或提高催化剂用量均可加快SMX的降解速率.水中FA与HCO₃^-对SMX的去除率有一定的抑制作用,而Cl^-和SO₄^2-对反应无影响.淬灭实验与电子顺磁共振(EPR)结果显示,硫酸根自由基(SO₄^·-)和单线态氧(¹O₂)为Co...     

多通道网状电极电化学预处理垃圾渗滤液反渗透浓缩液

反渗透(Reverse Osmosis,RO)因出水水质好、运行成本低等优势常用于垃圾渗滤液的处理,但产生的RO浓缩液具有COD高、色度高、盐分高、难降解等特点,其处理存在效果差、能耗和成本均较高等问题.本工作采用氧化钌/氧化铱涂层电极(RuO2/IrO2-Ti)的钛网为阳极,以304不锈钢电极为阴极,设计制作了6通道的电化学反应器,通过电化学氧化处理RO浓缩液,研究考查了电流密度、循环流速、比电极面积等参数对COD去除效果的影响,分析了电化学氧化去除难降解有机物并同时脱盐的过程机理与能耗.结果表明,在电流密度32.89 mA·cm^-2,循环流速0.46 cm·s^-1,比电极面积65.10 m²·m^-3的条件下,电化学氧化处理RO浓缩液3 h,COD去除率可达68.0%,TOC去除率可达40.6%,脱盐率可达72.1%,去除单位质量COD能耗仅为常规的板状电极电化学反应器的25.5%.本工作可为垃圾渗滤液RO浓缩液的预处理提供新思路.     

多孔钛板负载Pd-Cu催化还原水中硝酸盐氮的研究

研究了多孔钛板负载Pd-Cu(1:1)催化剂作为阴极,利用电化学反应器脱除水中的硝酸盐氮,在pH值为6.4,电极板的电流密度为2.3mA·cm-2的条件下,以0.1g·1-1无水硫酸钠作为支持电解质,反应4h后,硝酸盐氮的去除率可以达到36%,出水浓度已接近饮用水标准,然而在此催化剂负载比例下对副产物氨氮的选择率非常高.反应在300mA,pH值为6.4时脱硝效果最高.在合适的浓度下,NO3-占优势地位,受竞争吸附影响小,同时电极板吸附位未达到饱和时,电催化反硝化反应符合表观一级反应动力学.另外,溶液的传质对反硝化没有显著影响;进水口的外露形成的水流跌落有利于NH3的逸出,反应溶液中的NH4 -N副产物减少,但是硝酸盐氮的去除效果受到影响.     

膜生物反应器（MBR）处理不同浓度高硫酸盐有机废水污泥性质和膜污染研究

针对食品加工过程中产生的高SO₄^2-的高浓度有机物废水,采用膜生物反应器(MBR)工艺对其进行处理研究,分别考察了1.6%和2.6%SO₄^2-浓度下反应器运行性能、污泥性质和膜污染变化情况.经过110 d的运行时间对比发现,1.6%SO₄^2-浓度下MBR获得的最大有机负荷为1.0kg·(m³·d)^-1 COD,其化学需氧量(COD)、氨氮和总氮的去除率分别为97.2%、92.5%和89.5%.2.6%SO₄^2-浓度下微生物受到的抑制更强,其获得的最大有机负荷仅为0.5 kg·(m³·d)^-1 COD,其COD、氨氮和总氮的去除率分别为96.3%、82.6%和80.7%.此外,SO₄^2-浓度为1.6%的反应器在更高的膜运行通量下,膜污染速率反而比2.6%系统更慢.进一步分析其污泥性质发...     

富氡地热水中δ34SSO42-、δ13CDIC同位素特征及其意义—以息烽温泉为例

贵州息烽温泉被誉为“亚洲第一氡泉”,富含多种有益元素.选取息烽地热水和与其有关的地表径流水及岩溶泉水为研究对象,利用水文地球化学、δ³⁴S(_SO₄^2-)、δ¹³C(HCO₃（^-）)同位素等方法对区内富氡地热水中硫、碳元素来源及水-岩作用过程进行研究.结果显示,地热水水化学类型为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型,pH呈弱碱性,其阴离子主要为HCO₃^-和SO₄^2-,阳离子主要Ca²⁺和Mg²⁺,阴离子浓度变化范围为86—191.01 mg·L^-1,阳离子浓度变化范围为20.7—57.4 mg·L^-1.地热水中δ¹³C(HCO₃（^-）)值为-4.85‰—-9.1...     

长河流域矿区地表水水化学特征及驱动因子分析

为了研究晋城市长河流域采煤区地表水水质情况、查清其水化学特征,明晰其影响因素及主要离子来源.现场采集了地表水水样9组,采用数理统计方法分析水化学特征,运用Piper三线图分析水化学类型,通过Gibbs图和离子相关分析等方法探讨了地表水主要离子的来源及其影响因素.结果表明,研究区地表水TDS为126—604 mg·L^-1,平均值为344.11 mg·L^-1;pH值为7.43—8.17,平均值为7.79,属于弱碱性水.地表水阳离子以Ca²⁺和Mg²⁺为主,阴离子主要是HCO₃^-,水化学类型为HCO₃^-Mg.通过主要离子的相关性分析可知,TDS与Na⁺、K⁺、HCO₃^-、SO₄^-2和Cl^-都存在显著的正相关性,这些离子对TDS都有贡献.HCO₃<...     

赤泥基零价铁类芬顿降解罗丹明B和磺胺嘧啶的催化性能

为了有效去除废水中的有机污染物和实现赤泥（RM）的再利用,利用废弃活性炭（WAC）作为碳源,通过还原焙烧-磁选二步法制备了赤泥基零价铁（ZVI/RM）材料作为类芬顿催化剂催化氧化废水中常见的有机污染物罗丹明B （RhB）和磺胺嘧啶（SD）.材料表征结果表明,零价铁均匀分布在材料上,且材料具有明显的介孔结构.当初始pH为3.00,H₂O₂的浓度为1mmol·L^-1,ZVI/RM投加量为200 mg·L^-1,RhB初始浓度为50 mg·L^-1时,10 min内RhB的降解率达到99.9%.当初始pH为3.00,H₂O₂的浓度为1 mmol·L^-1,ZVI/RM投加量为100 mg L^-1,SD初始浓度为20 mg·L^-1时,10 min内SD的降解率达到99.9%,根据已知中间产物提出了SD的降解路线.研究结果表明,复合材料ZVI/RM能有效催化降解RhB和SD,有望运用于...     

城市森林大气PM2.5中水溶性无机离子沉降特征

森林被誉为"地球之肺",在防霾治污方面有其独特不可替代的作用,不同树种沉降PM_2.5的功能有很大差别.本文选取代表性城市森林——奥林匹克森林公园为研究对象,设置垂直监测塔观测大气PM_2.5的浓度垂直分布,以考察不同季节城市森林对PM_2.5中各组分的影响.在冬季、春季和夏季各采集PM_2.5样品,分析并计算PM_2.5中Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg2⁺、Ca2⁺、Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-等典型水溶性无机离子的浓度.结果表明,PM_2.5中水溶性无机离子总浓度呈规律性变化特征:冬季((56.90±27.38)μg·m-3)>春季((46.69±12.24)μg·m^-3)>夏季((23.16±8.75)μg·m^-3).其中SO₄^2-和NO₃^-浓度和占PM_2.5主要水溶性无机离子总浓度的50%以上.3个季节中,除冬季外,在春季和夏季,8种离子有明显的垂直方向上的沉降,夏季的沉降速率高于春季,但是春季由于大气颗粒物浓度高,沉降通量高于夏季.NO₃^-和SO₄^2-垂直方向的沉降量在所有可溶性无机离子中最高.植被密度、叶面积指数、气象条件等因素对于PM_2.5的沉降特征有明显影响.     

垃圾渗滤液生化出水电化学处理技术

以垃圾渗滤液生化出水为研究对象,利用Ti/RuO_2阳极、铁网双极电极及Cu-Zn阴极组成的Ti/RuO_2-Fe-Cu/Zn电化学体系进行电化学降解研究,讨论了电流密度、氯离子浓度和初始pH值对反应的影响及双极电极的作用.研究结果表明,当电流密度为100 m A·cm-2、初始氯离子浓度为2840 mg·L-1及初始pH值为8.5时,污染物的降解效率最高,电解4 h时,CODCr、NH+4-N、TN和TOC的去除率可分别达到94.12%、99.55%、94.17%和61.65%;在Ti/RuO_2-Fe-Cu/Zn电化学体系中,铁网电极的存在不仅可以强化有机物去除,并且可以有效抑制硝酸盐的积累,提升TN的去除能力;三维荧光分析表明,电解3 h,类蛋白质类物质和类腐殖质类物质荧光强度分别降低53.41%和71.02%,有机物矿化度升高.     

紫外/过二硫酸盐对组胺H2受体拮抗剂的降解特性及自由基模拟

研究了基于硫酸根的高级氧化技术UV/过二硫酸盐(UV/PDS)对水体中组胺H₂受体拮抗剂(HRAs)的降解,并选取HRAs中的典型物质西咪替丁(CMTD)为目标污染物.采用竞争动力学方法得到了HRAs和·OH及SO₄-·反应的二级速率常数,k_·OH/HRAs为(2.8—14.6)×10⁹ L·mol^-1·s^-1,k_SO4^-·/HRAs为(0.81—8.10)×10⁹ L·mol^-1·s^-1.研究在实验基础上建立了UV/PDS的自由基拟稳态模型,模拟结果表明,UV/PDS对污染物的降解,其间接光解起主要作用,体系中·OH和SO₄^-·是间接光解的主导自由基.在(0.1—0.5) mmol·L^-1 PDS投加量下,·OH和SO₄^-     

内蒙古典型旱区盐湖盆地浅层地下水污染风险评价

为明晰内蒙古阿拉善盟吉兰泰盐湖盆地浅层地下水污染特征及评估地下水饮水安全风险等级,采集了盐湖盆地研究区土壤表层(0—10 cm)样品56个,地下水样品127个,检测分析土壤中重金属元素Cu、As、Pb含量及水样中Cr、Hg、As、F^-、NO₂^-、NO₃^-含量.运用地下水风险评价概念模型,将地下水脆弱性、地下水污染物容量及土壤毒性污染物潜在生态危害评价有机结合,对地下水污染风险展开评价.借助ArcGIS软件进行克里格插值绘图,探析盐湖盆地浅层地下水风险的空间分布特征.结果表明:盐湖盆地地下水脆弱性指数范围为4.80—5.30属于中等脆弱性,吉兰泰盐湖东南部和吉兰泰镇西北部脆弱性高于其他区域;地下水样品中重金属Hg的含量在《地下水质量标准》中Ⅲ类水水质标准范围内,其他元素均有超标现象,其中F^-超标率最高,为62.20%,Cr、As、F^-、NO₂^-、NO₃^-