甲壳素复合石墨相氮化碳的制备及光催化杀菌性能

本文采用水热法制备了甲壳素(Chitin)和石墨相氮化碳(g-C_3N_4)复合材料Chitin-CN,并采用XRD、SEM、XPS、光电流及阻抗分析等手段对其进行物化特性分析.与g-C_3N_4相比,Chitin-CN复合材料的光生电子-空穴对的分离效率较高,甲壳素(Chitin)含量为0.2 g的Chitin-CN材料在模拟太阳光照射下对大肠杆菌K-12表现出最佳的光催化杀菌效率,在2 h内可完全杀死6.5 lg cfu·mL~(-1)的大肠杆菌K-12.Chitin-CN的破碎结构暴露了更多的活性位点,甲壳素的加入提高了光生载流子的分离率,从而促进了复合材料光催化杀菌的性能.捕获实验表明超氧自由基(·O~-_2)和空穴(h~+)是Chitin-CN作用于大肠杆菌K-12的主要活性物种.     

集水花坛对农村区域初期地表径流的净化效果

针对农村集中居住区地表硬化,高氮磷浓度的初期地表径流直排进而污染附近河道的问题,设计了"集水花坛-拦截沟"组合工艺,研究了4个不同水力停留时间(HRT)下处理初期地表径流的净化效果。结果表明:"集水花坛-拦截沟"组合工艺利用植物吸收、微生物降解及基质层吸附拦截的综合作用,有效降低了农村初期地表径流中的污染物浓度;在4种HRT条件下,该组合工艺均可快速去除径流水体中的悬浮物SS,去除率达96%以上;当HRT为3 d时,该组合工艺能够显著降低径流水体中的TN、TP及COD值,去除率分别达到90%、90%和75%以上,且出水TN和COD达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅲ类水标准,TP浓度达到V类水标准。以上结果可为农村初期地表径流的处理提供技术参考和数据支撑。     

空位氧化铋/多壁碳纳米管复合催化剂低温热催化杀菌性能研究

低温热催化杀菌技术具有优异的杀菌效率和良好的经济性,是具有应用潜力的灭菌方法.本文首先通过一步水热法合成了空位氧化铋(BiO_2-x)材料,同时将多壁碳纳米管(CNTs)进行酸化处理,之后将两者通过自组装的策略复合获得BiO_2-x/CNTs复合催化剂.采用XRD、FT-IR、SEM、XPS、电流响应及电化学阻抗分析等手段对所得BiO_2-x/CNTs催化剂进行表征,分析其物化特性.与BiO_2-x相比,BiO_2-x/CNTs有着更高的电荷分离和迁移效率,CNTs比例为15%的BiO_2-x/CNTs复合催化剂有着最佳的热催化杀菌效率,在2 h内,55℃条件下,可杀灭5.42 lg·cfu·mL^-1的大肠杆菌(E.coli K-12).自由基猝灭剂的实验结果表明,·OH(羟基自由基)、¹O₂(单线态氧)和·O₂^-(超氧自由基)是BiO_2-x     

臭氧高级氧化含酚类废水出水的急性生物毒性和荧光光谱特征分析

研究了苯酚、间甲酚、邻甲酚和间苯二酚等酚类化合物在臭氧氧化过程中生物毒性的变化,揭示了反应中高毒性中间产物的荧光光谱特征。研究发现:4种酚类化合物被臭氧氧化后,生物毒性均呈先增加后减弱的趋势,其中臭氧氧化苯酚、间甲酚、邻甲酚和间苯二酚的生物毒性最大值分别是其初始毒性的16.7,26.3,34.8,3.2倍。利用Na₂SO₃还原臭氧氧化出水,急性生物毒性可得到高效去除,4种污染物毒性单位最高点的去除率分别为95.2%、94.5%、87.3%和44.4%,并且毒性单位的变化量和在295~305 nm激发波长下的荧光发射光谱峰强度的恢复量呈显著相关（P<0.05）,可为构建基于光学特征的臭氧氧化出水中生物毒性的快速定量表征方法提供新思路。     

氨氧化细菌的富集培养及影响因素的研究

采用间歇培养方式,对富集氨氧化细菌的过程进行了研究,并探讨了温度、初始pH值、DO、碱度、进水氨氮浓度对短程硝化作用的影响.实验发现:氨氧化细菌富集完成后,氨氧化速率达到22.8 mg/(L·h),亚硝酸盐积累率在80％左右,氨氧化细菌的数量可提高至富集前的32.6倍.此外,对影响因素的研究发现,当温度30℃、pH=8.5、DO=0.5 mg/L、HCO3-/NH4+-N(摩尔比)=1.67、进水氨氮小于400 mg/L时,有利于实现短程硝化.     

吡啶环改性石墨相氮化碳光催化还原Cr(VI)的研究

以三聚氰胺和吡啶二羧酸为原料,通过水热合成有机大分子前驱体,设计了吡啶环改性的石墨相氮化碳(x% Py-CN).利用TEM、XRD、XPS、FT-IR、EIS等手段对所得x% Py-CN催化剂进行表征分析.以水中Cr (VI)为目标污染物,考察了x% Py-CN催化剂的光催化还原性能.结果表明,在模拟太阳光照射下,10% Py-CN具有最佳的光催化性能,光照3h对15mg/L Cr (VI)光催化还原率达85%.x% Py-CN催化剂光催化活性提升的原因在于,吡啶环的修饰有效提高了光生电子空穴对的分离效率.此外,重复循环实验表明该催化剂具有良好的稳定性和循环利用能力,具有良好的应用前景.     

一体化膜生物反应器中短程硝化反硝化对氨氮的脱除

采用一体化膜生物反应器处理模拟氨氮废水,通过改变温度、pH、DO实现了反应器中短程硝化的稳定运行。结果表明,在进水氨氮、COD分别为67~86、240~342 mg/L的情况下,当温度为30℃、进水pH为8.1时,通过逐渐降低DO至1.2mg/L,亚硝态氮得到富集,氨氮和COD的去除率均能达到80%以上,且系统的耐冲击负荷能力较好;整个运行期间保持了较高的混合液悬浮固体浓度(MLSS),处于3 200~8 210mg/L,污泥沉降比和污泥体积指数(SVI)相对稳定,SVI处于75~138mL/g。     

无机材料对固定化微生物凝胶球性能的影响

为了提高固定化微生物凝胶球的性能,实验研究了在凝胶球中添加无机材料粉末活性炭、SiO2、CaCO3和人造沸石,并从固定化微生物凝胶球的生物活性、机械强度、微观结构和溶出性多方面考核,比较不同无机材料对凝胶球性能的影响。研究结果表明,添加CaCO3能明显提高凝胶球的传质性能,进而提高凝胶球对氨氮的处理效果,添加人造沸石能提高凝胶球的抗拉强度,添加SiO2能提高凝胶球的密度,添加粉末活性炭能提高凝胶球的压缩强度。     

油漆废渣处理技术综述

探讨了油漆废渣的成分与特性,分析了油漆废渣的危害,对比了油漆废渣的处理方式,综述了油漆废渣循环再生、回收利用、制备功能材料、堆肥等综合利用方法,并就当前油漆废渣处理中存在的问题提出了合理化建议。     

白腐菌S.commune降解微囊藻毒素-LR的研究

为研究真菌对微囊藻毒素的降解作用,以白腐菌S.commune为降解菌,微囊藻毒素-LR(MC-LR)为降解目标进行生物降解,考察了白腐菌预培养方式及降解过程中的培养方式、充氧方式、温度、初始pH以及MC-LR初始浓度对降解效果的影响.结果表明,白腐菌可有效降解MC-LR,经液体预培养白腐菌对MC-LR的降解效果好于固体预培养,白腐菌静置培养过程中每天充入纯氧1min有助于MC-LR的降解,白腐菌降解MC-LR的最佳初始pH为4.5,适宜温度为30～35℃.白腐菌对MC-LR的降解能力随MC-LR初始浓度的增加而降低.在最佳条件下,当MC-LR初始质量浓度为1 mg/L时,其完全降解需要2d；当MC-LR初始质量浓度为15 mg/L时,其完全降解需要7d.高浓度MC-LR(30 mg/L以上)会对白腐菌生长产生抑制作用.MC-LR降解中间产物的具体结构尚不清楚,有待未来深入分析研究.