微生物燃料电池强化去除农药2,4-二氯苯氧乙酸及同步产电性能

研究了广泛应用的农药2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)存在对微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFCs)产电性能、污染物去除及微生物群落结构的影响,并探讨了阳极预曝气对2,4-D的强化去除及产电影响.结果表明,向以乙酸钠为燃料的双室型微生物燃料电池阳极室内加入2,4-D,会降低系统输出电压,降低功率密度,增加内阻.当300 mg·L~(-1)的2,4-D与乙酸钠(850 mg·L~(-1))共存时,与乙酸钠单基质相比,最大功率密度从0.151 W·m~(-2)迅速下降到0.057 W·m~(-2),内阻相应从524Ω增加到1 230Ω.为了加快系统中2,4-D的去除,减少其对产电菌的抑制效应,采用阳极预曝气6 h的运行方式,显著提高了2,4-D去除效率,同时获得了0.42~0.47 V的最高输出电压.2,4-D加入后MFC阳极微生物群落结构发生了变化,选择出了多种2,4-D降解菌及具有2,4-D耐受能力的产电菌.研究表明,可以通过阳极预曝气方式强化2,4-D去除的同时从MFCs系统回收电能.     

纤维素基吸附剂——绿色、经济的水处理材料

介绍了一类基于天然纤维素的水处理用吸附剂.对纤维素修饰羧基等阴离子基团,可以用来吸附水中的重金属阳离子(如cd(2+)、Cu(2+)、Hg(2+)、Ni(2+)、Pb(2+).对纤维素修饰铝铁或胺基等成分,可以吸附水中含砷阴离子、氟离子等有害阴离子.在纤维素上修饰疏水链,可以吸附水中氯苯、染料等危害健康的有机物.     

臭氧对颗粒物中有机组分形成的关键作用

基于2019年10月广东省鹤山大气超级监测站的观测数据分析了臭氧浓度特征与单颗粒气溶胶中的有机物组分.结果表明,PM_2.5中OC的含量显著大于EC,OC/EC比值为0.7～10.4,其中,OC/EC>2的比例占91%,表明有机碳主要来自二次生成.高臭氧浓度下二次组分(Sec)单颗粒和老化有机无机碳(ECOC-aged)单颗粒的数浓度显著增加,Sec和ECOC-aged单颗粒中含乙酸根(⁵⁹CH₃CO₂^-)和乙醛酸(⁷³C₂HO₃^-)的单颗粒数浓度呈单峰分布,两种有机单颗粒的增加都发生在下午臭氧浓度升高光化学反应较强的时段,表明大气氧化性增强有利于含氧有机物的生成.此外,Sec单颗粒中两种有机单颗粒的峰值出现在16:00,而ECOC-aged单颗粒中两种有机单颗粒的峰值出现在18:00之后,这种差异产生的原因可能与含氧有机物氧化形成的过程有关,ECOC-aged粒子中的含氧有机物主要来自...     

超声催化二氧化钛深度处理染料废水

超声技术作为一种新型的氧化方法,能提高难降解有机物的降解率和增强水处理中的生物活性,在废水处理中已经发挥了一定的作用.光催化氧化降解水体中有机污染物也是近年来兴起的一项新型水处理技术,能有效地降解废水中的难降解有机物,但因其对光源要求较高等因素限制了它的使用.介绍了用超声代替紫外光源降解印染业污水的方法,探讨了降解机理,综述了其在废水处理中的研究进展,并指出今后须解决的问题和发展方向.     

Characterization of seawater and aerosol particle surfactants using solid phase extraction and mass spectrometry

Surface-active organic molecules (surfactants) may influence the ability of an aerosol particle to act as a cloud condensation nuclei by reducing its surface tension. One source of organic mass in aerosol particles, which may also contain surfactants, is bubble bursting on the sea surface. In order to directly compare these molecules in the ocean and aerosol particles, we developed a method using multiple solid phase extractions and high resolution mass spectrometry to characterize surface active organic molecules in both. This method has extraction efficiencies greater than 85%, 75%, and 60% for anionic, cationic, and nonionic surfactant standards, respectively. In this study, we demonstrate the presence of three ionic classes of surface active organics in atmospheric aerosol particles and estuarine water from Skidaway Island, GA. With this extraction method, organic molecules from both estuarine water and atmospheric aerosol particles significantly reduced surface tension of pure water (surface tension depression of ~ 18 mN/m) and had high ratios of hydrogen to carbon (H/C) and low ratios of oxygen to carbon (O/C), indicative of surfactants. While previous work has observed a larger fraction of anionic surface active organics in seawater and marine aerosol particles, here we show cationic surface active organics may make up a large fraction of the total surface active molecules in estuarine water (43%–47%).     

硼酸和磷酸对PMS/Co2+均相催化氧化有机物的影响因素与机制

基于过一硫酸盐（PMS）的高级氧化方法被广泛用于有机污染物的降解.本研究以富电子偶氮染料酸性橙7（AO7）为目标有机物,探究了在硼酸（路易斯酸）和磷酸（布朗斯台德酸）两种不同类型的缓冲液中,PMS/Co²⁺均相催化氧化降解有机物的差异、影响因素及作用机制.PMS/Co²⁺均相催化氧化体系在磷酸盐缓冲液中降解有机物的k值高于其在硼酸盐缓冲液中,而在磷酸盐缓冲液中的前10 s降解率却低于其在硼酸盐缓冲液中.该体系氧化降解有机物在硼酸和磷酸缓冲液中的差异随着缓冲液、PMS浓度、Co²⁺浓度和pH的变化而有所不同.PMS/Co²⁺体系在磷酸盐缓冲液中主要通过SO₄^-·或·OH氧化降解有机物,在硼酸盐缓冲液中,PMS/Co²⁺体系主要通过非自由基途径（¹O₂）降解有机物.该研究将为PMS均相催化中不同类型缓冲液的应用提供参考.     

初始pH值对连续投加铝盐混凝去除小分子有机物的影响机制

以污水厂二级出水中小分子有机物强化混凝去除为目的,提出了连续投加混凝工艺(CDC),并以水杨酸为模型小分子有机物,研究了初始pH值对CDC工艺去除效果的影响以及铝离子与水杨酸的络合特性.结果表明,初始pH值6时CDC工艺的去除率最高,比常规混凝工艺提升了13.8%.但是初始pH值5和7时CDC工艺的提升效果较小.三维荧光结果表明,不同pH值下水杨酸和铝离子的络合特性不同.X射线光电子能谱和电喷雾质谱结果表明,pH值5时CDC工艺前期主要生成1:1络合物Al(OH)(C₇H₄O₃)(H₂O)₂.其络合作用强烈,稳定性较高,难以从水中去除.pH值6时前期主要生成中等聚合铝(如原位Al₁₃),其与水杨酸形成的络合物可以参与到铝离子的生长过程,最终生成表面崎岖形态松散的珊瑚礁状絮体,强化了水杨酸的去除.pH值7时,主要生成不定形氢氧化铝,通过絮体表面吸附小分子有机物.     

ABS树脂废水有机物反硝化潜势及降解特性

为优化ABS树脂废水的生物脱氮工艺,测定了废水的反硝化潜势,分析了废水反硝化阶段有机物的降解特性. 结果表明,ABS树脂废水的反硝化碳源充足,并且含有易降解有机物和慢速降解有机物等具有不同反硝化速率的有机物. 在废水ρ(SCOD)(SCOD为溶解性化学需氧量)为755.4~1 043.3 mg/L,ρ(TN)为86.1~111.1 mg/L的情况下,总反硝化潜势为95.4~144.6 mg/L (以NO₃--N计),其中易降解有机物的反硝化速率为3.4~4.6 mg/(g·h) (以NO₃--N计),反硝化潜势为33.2~49.7 mg/L;2类慢速降解有机物的反硝化速率分别为2.2~3.2和0.4~0.9 mg/(g·h),反硝化潜势之和为62.2~94.9 mg/L. 反硝化过程中,废水SCOD的去除率为48.9%~62.8%,ON(有机氮)去除率为81.5%~95.7%. 腈类物质得到明显降解,并生成大量NH₄+-N,是反硝化碳源的重要组成部分. 三维荧光光谱表明,废水中的芳香族有机物苯环结构在反硝化条件下未得到有效降解,但在好氧条件下得到快速降解.      

生物修复微污染水源除有机物研究

采用弹性填料微孔曝气生物接触氧化工艺修复受污染的某水源原水,进行去除有机污染物的研究.结果表明,在夏秋季水温23～28℃的条件下,当污染水源CODMn为6～11 mg/L、色度为30～40和生物修复工艺运行参数HRT为1.2 h、气：水（g/w）为0.5：1、DO为7～9 mg/L时,CODMn去除率为22%～36%;在冬季低水温10～16℃的条件下,当污染水源CODMn为6～10 mg/L、色度为32～35度和生物修复工艺运行参数HRT为1.2 h、g/w为0.5：1、DO为8～10 mg/L时,CODMn去除率为10%～23%.     

污水深度处理中超滤工艺对有机物的截留模型

基于浓差极化现象和膜孔堵塞效应,建立了污水深度处理中超滤工艺对有机物的截留模型.利用中试试验数据率定模型参数并验证模型的模拟效果.模型验证结果表明,该模型能够较好地模拟超滤工艺出水UV254值随时间的变化特征,基于最优参数得到的模拟值与相应实测值相对误差的绝对值均低于10%.并且模型参数区域灵敏度分析和不确定性分析结果表明,该模型的结构具有较高的可靠性.应用该模型研究了过滤时间、通量和进水浓度变化对出水水质的影响.结果表明,在过滤初期膜孔堵塞效应占主导地位并增加超滤膜对有机物的截留效果,在过滤后期浓差极化现象占主导地位并降低超滤膜对有机物的截留效果;当进水UV254浓度恒为0.1cm-1时,通量从5×10-5m/s增至1×10-4m/s,导致UV254截留率降低13%;当通量恒为5×10-5m/s时,进水UV254浓度从0.2cm-1降至0.1cm-1,使得出水浓度降低50%.因此,模型可应用于模拟进水水质和操作条件对污水深度处理中超滤工艺出水水质的影响,为从预处理、过滤周期和通量等方面改进和优化超滤工艺提供基础.