亚热带红壤硝化特性的干土效应响应

风干处理常对土壤中的硝化细菌数量和活性造成显著影响.为研究土壤硝化作用的干土效应,以分别发育于第四纪红土(quaternary red earth,Q)和红砂岩(tertiary red sandstone,S),利用方式为水稻(rice,R)与旱地(upland,U)的4个农田土壤的新鲜土与风干土为供试材料,进行35d的室内培养试验.结果表明,对于无外源铵输入的处理而言,旱地土壤QU的新鲜土和风干土的硝化率分别为48%和54%,SU则分别为76%和78%,硝化作用的干土效应均不显著(p0.05);但干土效应却显著影响了水稻土的硝化作用(QR的新鲜土和风干土的硝化率分别为40%和89%,SR分别为76%和94%,p0.01),且其风干土样的硝化作用表现出明显的微生物激活过程.外源铵的加入促进了土壤的硝化作用强度且使得旱地土壤的干土效应显著,所有供试土壤新鲜土的硝化率均显著高于风干土的硝化率.总之,土壤利用方式显著影响了硝化作用对干土效应的响应,而且利用方式和加铵对硝化作用的干土效应有着极显著的交互作用.     

利用方式对红壤硝化作用的水分效应的影响

风干过程是土壤水分丢失的过程,研究亚热带酸性土壤硝化作用对水分水平的响应,有助于分析干土效应对硝化作用影响.本试验以分别发育于第四纪红土(Quaternary red earth,Q)和红砂岩(Tertiary red sandstone,S)、利用方式为水稻(rice,R)与旱地(upland,U)的4个农田土壤的风干土为供试材料,分别加入铵态氮0和150mg·kg-1,在5个即时水分含量下室内培养35d.结果表明,土壤水分水平显著影响供试土壤的硝化作用(p0.01),但影响程度因利用方式而异.对供试条件下无外源铵输入的处理而言,旱地土壤QU和SU硝化率的极差分别为11%和8%,显著低于水稻土的硝化率极差(QR与SR分别为35%和20%).外源铵的加入增加了土壤硝化率的极差,土壤QR、QU、SR和SU硝化率的极差分别达到56%、26%、31%、26%,且随水分水平的增高,加铵有促进土壤酸化的趋势.总之,利用方式显著影响了土壤硝化作用对水分效应的响应,进而体现为干土效应的差异.     

沸石强化生化装置脱氮功能的效果及机理初探

针对石化工业废水开展沸石强化脱氮处理试验研究,通过比较沸石浓度25 mg/L与空白,以及沸石浓度25 mg/L与50 mg/L 2阶段脱氮效果,探讨了沸石促进脱氮功能的机理.结果表明,曝气池中投加沸石可明显提高氨氮和总氮的去除率,硝化细菌总数和硝化功能也得到增强.与空白对照组相比, 沸石浓度25 mg/L的试验组稳定运行后,氨氮去除率提高约10%～13%,总氮去除率约提高13%,出水中NO^-₃-N含量约提高100%,氨氮与总氮之比下降6%,内源硝化耗氧呼吸速率可提高138%,硝化细菌总数是空白对照组2.2倍.沸石浓度提高到50 mg/L后,试验组的脱氮效果略有增加,但效果不明显.通过对试验结果的关联分析,认为沸石提高系统脱氮能力的原因一方面是因为沸石对NH⁺₄及硝态氮的交换吸附,另一方面NH⁺₄离子富集于沸石表面及内部、沸石颗粒独特的好氧-缺氧微环境,以及沸石离解出CO^2-₃ 或HCO^-₃增加碱度等条件,促进了硝化细菌和反硝化细菌的生长,从而提高了系统脱氮能力.     

采用微电极测定溶解氧有效扩散系数的研究

生物载体内部溶解氧的传质是影响载体同步硝化反硝化性能的重要因素.介绍了一种以溶解氧微电极为测试工具,获得球形生物载体内部溶解氧扩散系数的方法.采用自制的溶解氧微电极检测沿载体半径方向上的溶解氧分布,结合扩散-反应方程拟合获得载体内部的溶解氧有效扩散系数.结果表明,在载体填充率为25%的情况下,连续流球形载体反应器可实现同步硝化反硝化,对有机物的去除负荷达到5.6 kg/(m³·d).沿载体半径方向里层1/2区域范围内溶解氧消耗为零,载体内能够形成明显的缺氧/厌氧区.溶解氧分布曲线的拟合结果表明,载体内部溶解氧有效扩散系数为0.017?2　m²/d,传质过程以紊动传质为主.     

Community analysis of ammonia and nitrite oxidizers in start-up of aerobic granular sludge reactor

A lab-scale sequencing batch reactor (SBR) was setup and the aerobic granular sludge was successfully incubated by using anaerobic granular sludge as seed sludge. Nitrogen was partially removed by simultaneous nitrification and denitrification (SND) via nitrite with free ammonia (FA) of about 10 mg/L. The denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) method was used to investigate community structure of α-Proteobacteria, β-Proteobacteria, ammonia oxidizing bacteria (AOB), and Nitrospira populations during start-up. The population sizes of bacteria, AOB and Nitrospira were examined using real-time PCR method. The analysis of community structure and Shannon index showed that stable structure of AOB population was obtained at the day 35, while the communities of α-Proteobacteria, β-Proteobacteria, and Nitrospira became stable after day 45. At stable stage, the average cell densities were 1.1×1012, 2.2×1010 and 1.0×1010 cells/L for bacteria, AOB and Nitrospira, respectively. The relationship between characteristics of nitrifying bacteria community and nitrogenous substrate utilization constant was discussed by calculating Pearson correlation. Certain correlation seemed to exist between population size, biodiversity, and degradation constant. And the influence of population size might be greater than that of biodiversity.     

Cr(VI)对活性污泥硝化活性的抑制及在污泥中的分布特点

重金属铬(Cr(VI))是废水中常见的、困扰很多污水生物处理系统运行效果的污染物.本文通过静态试验和静态冲击试验,研究了Cr(VI)在活性污泥系统中的分布特点和对硝化效率、活性等的影响,并进行了模型分析.结果表明,活性污泥对Cr的吸附很快,但吸附量有限,Cr(VI)投加浓度为1、5、10和30 mg · L^-1的溶液中,Cr的12 h-吸附量分别为0.79、1.98、3.19和5.78 mg · g^-1.Cr(VI)投加到活性污泥混合液中后形态分为溶解态、可洗脱和不可洗脱态,可洗脱的Cr能够向不可洗脱态转变.Cr(VI)对活性污泥硝化活性的抑制程度随着Cr(VI)浓度的增大而提高.静态试验中,1、3、5、10和30 mg · L^-1 Cr(VI)对氨氮平均降解速率的抑制率分别为5.25%、9.80%、10.41%、17.54%和21.38%.Cr(VI)对微生物的抑制作用大小是:氨氧化菌 >亚硝酸盐氧化菌 >异养菌.模型分析发现,Cr(VI)对氨氧化菌和异养菌比耗氧速率的抑制符合Haldane动力学模型,属于非竞争性抑制.冲击试验表明Cr对硝化等的抑制主要是不可洗脱的Cr造成的,抑制效果的出现具有滞后性.     

废旧手机电池中钴和锂的回收及再利用研究

废旧手机电池进行人工拆解后,将正极浸入N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,使正极活性物质与铝箔分离.再利用酸浸-碱出方法回收正极活性物质中的钴和锂.确定最佳工艺参数为:0.8 molg·L-1的硫酸溶液,反应温度50℃,固液比1∶20g· L-1,水浴加热60 min.用饱和Na2CO3溶液沉淀锂得到Li2CO3,NaOH溶液将钴沉淀,400℃煅烧3h得到Co3 O4.按化学计量比将Co3O4与Li2CO3混合,预处理后700℃煅烧7h得到LiCoO2粉末.对再生的LiCoO2进行了结构和形貌测试,表明再生后生成了颗粒均匀、结晶度较好的LiCoO2.     

Cr(Ⅵ)对活性污泥硝化活性的抑制及在污泥中的分布特点

重金属铬(Cr(Ⅵ))是废水中常见的、困扰很多污水生物处理系统运行效果的污染物.本文通过静态试验和静态冲击试验,研究了Cr(Ⅵ)在活性污泥系统中的分布特点和对硝化效率、活性等的影响,并进行了模型分析.结果表明,活性污泥对Cr的吸附很快,但吸附量有限,Cr(Ⅵ)投加浓度为1、5、10和30 mg·L-1的溶液中,Cr的12 h-吸附量分别为0.79、1.98、3.19和5.78 mg·g-1.Cr(Ⅵ)投加到活性污泥混合液中后形态分为溶解态、可洗脱和不可洗脱态,可洗脱的Cr能够向不可洗脱态转变.Cr(Ⅵ)对活性污泥硝化活性的抑制程度随着Cr(Ⅵ)浓度的增大而提高.静态试验中,1、3、5、10和30 mg·L-1Cr(Ⅵ)对氨氮平均降解速率的抑制率分别为5.25%、9.80%、10.41%、17.54%和21.38%.Cr(Ⅵ)对微生物的抑制作用大小是:氨氧化菌亚硝酸盐氧化菌异养菌.模型分析发现,Cr(Ⅵ)对氨氧化菌和异养菌比耗氧速率的抑制符合Haldane动力学模型,属于非竞争性抑制.冲击试验表明Cr对硝化等的抑制主要是不可洗脱的Cr造成的,抑制效果的出现具有滞后性.     

Comparative assessment of the explosion characteristics of alcohol–air mixtures

Explosion characteristics of five alcohol–air (ethanol, 1-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol and 3-pentanol) mixtures were experimentally conducted in an isochoric chamber over wide ranges of initial temperature and pressure. The effect of temperature and pressure on the different explosion behaviors among these alcohols with various structures were investigated. Results show that the peak explosion pressure is increased with the decrease of temperature and increase of pressure. Maximum rate of pressure rise is insensitive to the temperature variation while it significantly increases with the increase of initial pressure. Among the 1-, 2-, and 3-pentanol–air mixtures, 1-pentanol has the highest values in peak explosion pressure and maximum rate of pressure rise and 2-pentanol gives the lowest values at the initial pressure of 0.1 MPa. These differences tend to be decreased with the increase of initial pressure. Among the three primary alcohol–air (ethanol, 1-butanol and 1-pentanol) mixtures, a similar explosion behavior is presented at the lean mixture side because of the combined effect of adiabtic temperature and flame propagation speed. At the rich mixture side, 1-pentanol gives the highest values in peak explosion pressure and maximum rate of pressure rise and ethanol gives the lowest values. This phenomenon can be interpretated from the combining influence of heat release and heat loss, since the flame speeds of ethanol-, 1-butanol-, 1-pentanol–air mixtures are close at rich mixture side.     

HF-LLLME-CE法测定偶氮染料氧化降解生成的有机酸

采用纤维膜三相液相微萃取(HF-LLLME)和毛细管电泳技术,对偶氮染料氧化降解过程中可能产生的小分子羧酸甲酸、乙酸、草酸、乳酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸进行了测定。以pH值为7.2的230 mmol/L磷酸二氢钠、115 mmol/L四硼酸钠和0.5 mmol/L十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液为缓冲液,分离电压-12 kV,检测波长200 nm的条件下,10 min内达到基线分离。三相液相微萃取以磷酸三丁酯(TBP)为有机相,供体相pH为2.5,接收相pH为12.0,萃取时间为45 min,将萃取接收相直接进行毛细管电泳(CE)测定,富集倍数在7~67之间。样品相中7种有机酸的质量浓度在5 mg/L~1 000 mg/L的范围内与电泳峰面积呈良好线性(r2>0.999 1),方法的检出限为0.09 mg/L~0.54 mg/L。运用该法对TiO2光催化降解偶氮染料过程中产生的有机酸进行测定,检测到的4种羧酸的投加回收率在93%~110%之间。