碱活化过一硫酸盐降解水中环丙沙星

采用碱活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)对环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)的去除进行了系统地研究.结果表明,碱活化PMS体系能够高效地去除CIP.通过自由基捕获实验确定了单线态氧(~1O_2)和超氧自由基(O_2~-·)是反应体系中的主要活性物种.NaOH浓度、PMS浓度、反应温度和共存阴离子等对CIP在碱活化PMS体系中的去除均有一定影响.随着NaOH和PMS浓度的增加,CIP的降解均呈现出先增加后降低的趋势.提高反应温度能够加大CIP的反应速率,经过阿伦尼乌斯方程拟合得到的反应活化能为5.09 k J·mol~(-1).不同的阴离子对CIP的去除呈现不同的影响:Cl~-、SO_4~(2-)和NO_3~-对CIP的降解没有呈现明显的作用,H_2PO_4~(2-)能够有效地抑制环丙沙星的去除,而CO_3~(2-)极大地促进了反应进程.通过UPLC-MS/MS可检测到10种降解产物,CIP分子结构中的哌嗪环易于受到活性物种的攻击.     

基于实时控制技术的CANON工艺稳定性运行

为保证出水水质稳定并提高氨氮去除率,实现CANON工艺的优化,利用SBR反应器进行了基于实时控制技术的CANON工艺稳定性研究.试验过程中,温度控制在30℃±1℃,pH 7~8,通过反应过程中氨氮、硝态氮、亚硝态氮和pH、DO、ORP的变化规律,制定了可行的实时控制策略.结果表明,进水氨氮浓度为917~1 540 mg·L~(-1)时,以6 mg·L~(-1)的剩余氨氮浓度作为控制参数可以满足工艺稳定性的要求,但氨氮传感器存在费用昂贵和误差较大等问题.采用pH、DO和ORP曲线的平台和特征点作为自控参数,可以维持CANON工艺的长期稳定运行,保证氨氮去除率平均维持在99%以上且出水水质稳定.     

还原脱氯-生物联合降解2,4-二氯苯氧乙酸

采用Pd/Fe双金属对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)进行催化还原脱氯,以活性污泥对2,4-D脱氯产物进行生物氧化,考察初始pH、活性污泥量、污染物初始浓度、温度等因素对生物氧化的影响情况.通过PCR-变性梯度凝胶电泳分析污泥体系菌群变化情况,高效液相色谱测定来推测目标污染物的降解过程.结果表明:1 Pd/Fe双金属可有效还原2,4-D,其主要先还原为2-氯苯氧乙酸(2-CPA),最终顺序脱氯为苯氧乙酸(PA).2 2,4-D具有较大生物毒性,其脱氯产物毒性下降,更易被生物降解.3 pH=7、污泥量50 mL/200 mL、适量的初始PA浓度(14.6 mg·L-1)和30℃均有利于PA的去除.在该条件下反应96 h,PA去除率可达84.3%.     

微生物对砷的氧化还原竞争

滤池被广泛运用于饮用水厂中,前期研究发现某水厂生物滤池处理含砷地下水时,一方面三价砷可被生物氧化锰氧化为五价砷,另一方面滤池系统中存在的微生物砷还原酶可促使五价砷还原为三价砷,而滤池表面存在的这种微生物竞争关系会影响滤池的稳定性及处理效率.为探讨其内在机制,本研究选取1株锰氧化模式菌(Pseudomonas sp.QJX-1)和1株砷还原模式菌(Brevibacterium sp.LSJ-9),考察在Mn2+、As(As3+、As5+)共存时,两菌株对空间、营养物质以及对砷氧化/还原的竞争关系.结果表明,不同的反应时间,Mn、As质量浓度/价态不同,三价及五价砷体系中,Pseudomonas sp.QJX-1生成的锰氧化物在砷的氧化还原反应中占主导地位,即能迅速氧化本身存在的As3+(三价砷体系)和砷还原菌产生的As3+(五价砷体系),最终两体系中砷都主要以As5+的形式存在.PCR及RT-PCR结果表明,反应过程中锰氧化菌功能基因(cum A)抑制了砷还原酶(ars C)的表达,锰氧化菌16S rRNA表达量始终比砷还原菌高两个数量级,即锰氧化菌在生长竞争过程中占优势.实验结果表明滤池的水力停留时间是决定出水中砷价态的一个重要因素.     

三峡库区腹地大气微量金属干湿沉降特征

为研究三峡库区腹地大气微量金属沉降特征,在万州城区采样点收集了2014年1月~6月的干湿沉降样品,在云阳晒经村(工厂区)、云阳高阳(场镇郊区)、开县白家溪(自然保护区)、开县野塘溪(县郊区)、开县大德(乡村区)收集了2014年4月的干湿沉降样品;分别测定了样品的p H值、电导率和微量金属元素(Al、As、B、Ba、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Li、Mn、Pb、Ni、Sb、Sr、Sn、Ti、Zn、V).结果表明:1万州城区酸雨频率为48.44%,酸雨主要集中在1~4月.不同功能区酸雨频率高低顺序为:工厂区万州城区县郊区场镇郊区自然保护区乡村区.2湿沉降中20种微量金属质量浓度均低于国家地表水环境质量标准Ⅲ级标准限值,而Cd、Cu、Pb和Zn不同程度超Ⅰ级标准限值,其中工厂区相对严重.3万州城区干沉降提取液p H值在4.91~6.74之间,平均为5.79.各功能区干沉降酸度高低顺序为:工厂区县郊区万州城区乡村区场镇郊区自然保护区,这与湿沉降酸度顺序完全一致,说明干湿沉降中主要酸性物质具有同源性.4万州城区Ba、Co、Cu、Cr、Li、Mn、Ni、Sr、Zn干沉降超过湿沉降,而Al、As、B、Bi、Cd、Fe、Pb、Sb、Sn、Ti、V湿沉降大于干沉降.富集因子分析表明,万州城区Al为中等富集,Bi和Cd显著富集.     

垃圾填埋场甲烷氧化菌及甲烷通量的研究

采用静态箱法、滚管计数法和气相色谱法,对6个不同封场时间填埋区的甲烷通量、覆土层甲烷氧化菌数量和甲烷氧化速率的变化趋势进行了测定,并分析了它们与封场时间、植被覆盖率等因素之间的相关性。结果发现6个填埋区甲烷通量的变化范围在-0.34～5.31 mg/(m2.h)之间;覆土层甲烷氧化菌的数量范围为3.10×107～20.77×107 cfu/g干土,甲烷氧化速率在1.65×10-8～4.34×10-8mol/(h.g)之间。覆土层甲烷氧化菌的数量与甲烷氧化速率呈正相关,但前者并不是后者的决定性因素;甲烷通量高时可刺激甲烷氧化菌数量及氧化速率的提高,且三者均与封场时间呈显著负相关,与植被覆盖率呈负相关;当含水率大于15%时,随着覆土层含水率的增加,甲烷氧化速率呈下降趋势;覆土pH、有机质和铵态氮与甲烷氧化速率等无明显相关性。提高覆土层的甲烷氧化速率可有效减少垃圾填埋场的甲烷排放。     

混凝沉淀-高级氧化联合处理垃圾转运站污水的实验研究

城市生活垃圾转运站污水具有水质水量变化大、有机污染负荷高、具有强烈恶臭、色度高等显著特点,已成为城市重要的点源污染。为有效消减转运站污水有机负荷,探讨了混凝沉淀-高级氧化联合使用的物化处理方法,考察了联合处理过程中双氧水/亚铁、亚铁投加量、酸化后pH值、混凝剂投加量、中和后pH值等因素对处理效果的影响。小试研究结果表明,在混凝剂投加400 mg/L,亚铁0.06 mol/L,酸化后pH为3,双氧水/亚铁=4∶1,中和后pH为7.5的条件下,污水COD消减量达到60%以上,色度去除率98%,恶臭基本消除。     

Treatment of coking wastewater by an advanced Fenton oxidation process using iron powder and hydrogen peroxide

In this study the treatment of coking wastewater was investigated by an advanced Fenton oxidation process using iron powder and hydrogen peroxide. Particular attention was paid to the effect of initial pH, dosage of H₂O₂ and to improvement in biodegradation. The results showed that higher COD and total phenol removal rates were achieved with a decrease in initial pH and an increase in H₂O₂ dosage. At an initial pH of less than 6.5 and H₂O₂ concentration of 0.3 M, COD removal reached 44-50% and approximately 95% of total phenol removal was achieved at a reaction time of 1 h. The oxygen uptake rate of the effluent measured at a reaction time of 1 h increased by approximately 65% compared to that of the raw coking wastewater. This indicated that biodegradation of the coking wastewater was significantly improved. Several organic compounds, including bifuran, quinoline, resorcinol and benzofuranol were removed completely as determined by GC-MS analysis. The advanced Fenton oxidation process is an effective pretreatment method for the removal of organic pollutants from coking wastewater. This process increases biodegradation, and may be combined with a classical biological process to achieve effluent of high quality.     

Recent progress on application of UV excilamps for degradation of organic pollutants and microbial inactivation

Excilamps as modern mercury-free sources of narrow-band UV radiation represent an attractive alternative in environmental applications. This review focuses on recent studies on the water and surface decontamination with excilamps by means of direct photolysis and advanced oxidation processes. To date, direct photolysis and advanced oxidation processes (AOPs) such as UV/H₂O₂, UV/Fenton and UV/O₃ have been applied for degradation of organic compounds (mainly, phenols, dyes and herbicides) in model aqueous solutions. Special emphasis is placed on studies combining UV irradiation (as a pre-treatment or post-treatment step) with biological treatment. In this review, the efficiencies of direct UV, UV/H₂O₂ and UV/TiO₂ processes for inactivation of a variety of pathogenic microorganisms in water and on surfaces are discussed. The analysis of the literature shows that more works need to be done on scaling up the processes, degradation/mineralization of target pollutant(s) in real effluents and evaluation of energy requirements.     

混凝-生物接触氧化处理合成橡胶碱洗废水

对化学合成橡胶碱洗废水进行了有机组分和可生化性分析，废水主要含有氯甲烷、六甲苯、异丁醇、甲醇等污染物质，生化降解实验中废水TOC可在6d内从60．9mg／L下降至0．0mg／L，可生化降解性好，适于生化处理。选择混凝．生物接触氧化组合工艺对废水进行处理，采用优化条件（pH=8、PAC=40mg／L、PAM=8mg／L）进行混凝，碱洗废水COD去除率为9．95％～72．94％（平均31．51％）；混凝后的碱洗废水与冲洗废水1：5混合进行接触氧化处理，在HRT为36h的情况下，COD去除率为65．6％-72．6％（平均70．4％），出水COD为134～331mg／L，满足企业废水排放市政管网的要求；同时，实验发现COD去除率与COD容积负荷存在指数函数变化关系。