同步辐射光谱技术在有机固废污染控制与资源化研究中的应用

有机固废中碳、磷、硫及重金属等元素赋存形态是决定其环境行为、反应活性及资源化再利用的关键因素.同步辐射光谱技术可以在分子水平、微纳米尺度原位表征有机固废中碳、磷、硫、重金属等元素赋存形态、结合位点、微观结构,为深入阐明有机固废环境行为、反应机制提供直接的证据.概述了X射线吸收光谱、微束X射线荧光光谱等同步辐射光谱技术在有机固废污染控制与资源化研究的中应用进展,并对同步辐射光谱技术在该领域应用前景和发展趋势进行了展望,以期为有机固废资源化再利用及其污染控制等研究提供参考.     

以硝酸盐为主要氮源的反硝化除磷细菌驯化

以活性污泥为种泥,通过序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR),在厌氧-缺氧-好氧交替的条件下驯化培养以硝酸盐为主要氮源的反硝化除磷细菌(Denitrifying Phosphorus-Accumulating Organisms,DPAO)。在330 d的培养时间内监测磷酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐等常规指标,并研究驯化不同阶段的一个周期内各指标的变化及进行相应的动力学分析。结果表明,随着驯化的进行,厌氧阶段释磷速率逐渐增加,释磷量也相应增大,出水磷质量浓度最终维持在0.8mg/L,去除率达到91.8%,硝氮全部去除。通过对16S r RNA测序结果的比对,得到聚磷菌占总菌的76.93%,反硝化除磷菌占聚磷菌的一半以上。而聚糖菌仅占5.13%,聚磷菌成为优势菌种。此外,在整个驯化过程中,水质和环境条件的变化使出水中磷质量浓度出现波动,而出水硝氮的变化不大。研究表明,以硝酸盐作为主要氮源培养反硝化除磷细菌的方式是可行的,并有利于聚磷菌对聚糖菌的竞争,使聚磷菌成为优势菌种。     

规模猪场沼液沉淀池底泥中磷形态变化特征

以规模猪场污染物排放定位监测点为依托,利用SMT法系统研究二级串联沉淀池0～10和10～20 cm深度底泥中总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、NaOH提取态磷(NaOH-P)和HCl提取态磷(HCl-P)浓度变化特征。研究发现,0～10 cm深度底泥中各形态磷含量均高于10～20 cm深度底泥,且沉淀池I沉淀池Ⅱ。在沉淀池I的底泥中,各形态磷含量由大到小依次为HCl-P、NaOH-P和OP。在沉淀池Ⅱ的底泥中,各形态磷含量由大到小依次为OP、NaOH-P和HCl-P。HCl-P(惰性磷)占比均表现为0～10 cm深度高于10～20 cm深度,沉淀池I沉淀池Ⅱ,说明更深层底泥和二级沉淀池底泥中的磷活性更高。该研究可为提高沼液贮存池底泥中磷的安全合理利用提供参考。     

大肠杆菌吸附-化学还原法用废含金催化剂制备金纳米线

采用大肠杆菌吸附-化学还原法,以大肠杆菌(ECCs)为模板、十六烷基三甲基溴化铵为保护剂、抗坏血酸为还原剂,由废含金催化剂制备金纳米线(AuNWs)。采用XRD,SEM,TEM等技术对AuNWs进行表征。研究了AuNWs对罗丹明6G(R6G)和4-巯基苯甲酸(4-MBA)的拉曼散射信号的增强效果。实验结果表明:在制备过程中加入微生物ECCs,可使金回收率提高约20百分点;当溶液pH小于4时,反应2 h后,有大量呈线状的AuNWs聚集沉降,金回收率可达99%1以上。表征结果显示,AuNWs呈多晶结构,晶格间距为0.23 nm。表面增强拉曼散射分析表明,AuNWs对R6G和4-MBA具有良好的拉曼光谱增强性能。     

三氯异氰脲酸在深度处理中低浓度垃圾渗滤液中的应用

探讨以三氯异氰脲酸作氧化剂的化学氧化法深度处理中低浓度垃圾渗滤液的效果和实际应用的可行性。实验结果表明,该法设备简单、处理效率高、效果好;最佳处理工艺条件是:三氯异氰脲酸投加量10.0 g/L、反应时间30 min、反应温度20℃、初始pH=7.0、搅拌速率100 r/min。此时,NH_3-N和COD的去除率为95.87%和86.41%,剩余NH_3-N和COD含量分别为21.1 mg/L和55.2 mg/L,均达到国家规定的垃圾渗滤液排放标准。氧化反应完成后,采用曝气法脱除渗滤液中的余氯,成本低,实际应用可行。三氯异氰脲酸的工程应用成本约为66.5元/t。     

铬污染场地渣土混合物的化学还原修复

针对目前铬污染场地表层重污染铬渣混土难处理的问题,选用河南义马某铬盐厂铬渣堆场表层渣土混合物为研究对象,在分析其理化特性的基础上,研究CaS_4、FeSO_4·7H_2O和葡萄糖3种还原药剂对Cr(VI)的还原效率,通过改变药剂投加量、反应体系pH、反应时间等条件,优化修复工艺参数。结果表明,3种还原药剂对渣土混合物的最佳还原效率大小为CaS_4(98.50%)FeSO_4·7H_2O(72.21%)葡萄糖(51.45%)。CaS_4还原修复渣土混合物的最优工艺参数为:药剂投加量为还原反应理论当量的2倍,体系pH在3～9,反应时间0.5 h。     

活性炭吸附和两级Fenton氧化组合工艺处理高盐对氨基苯酚生产废水

采用活性炭吸附和两级Fenton氧化组合工艺对高盐度对氨基苯酚生产废水进行了处理实验研究。结果表明,p H值对活性炭去除有机物的影响较小。当活性炭投加量为4 g/L时,TOC去除率61%。分级加药可以有效提高Fenton氧化对有机物的去除效率。在温度为25℃、p H为3、30%H2O2投加量为3%(V/V)、Fe2+/H2O2摩尔比为0.05时,两级Fenton氧化处理后,出水TOC降至150 mg/L以下。此外,Fenton氧化后形成氢氧化铁污泥颗粒粒径为4.5μm,经过聚丙烯酰胺(PAM)絮凝之后,污泥的粒径明显增加,过滤特性改善。PAM絮凝效果依赖于溶液的p H值,当p H超过10后会失去作用,故在使用过程中需要严格控制溶液的p H值。     

磷基材料对铅酸蓄电池污染场地土壤铅的稳定化研究

运用不同磷基材料对铅酸蓄电池污染场地土壤进行稳定化修复,通过毒性特征浸出测试、简单生物提取测试和效果—成本分析确定适用于铅酸蓄电池污染场地的磷基材料,并采用MINTEQ化学平衡模型模拟磷基材料添加后土壤中铅赋存状态的改变、识别土壤中铅的迁移受控相。结果表明:(1)优选的3种磷基材料(磷酸二氢钾(KP)、磷酸二氢钾+轻烧氧化镁(KPM)和磷酸二氢钾+贝壳粉(SKP))对铅的稳定率高于92%,可使铅的生物可给度降低幅度达到12百分点以上,修复成本为65～180元/t。(2)3种磷基材料可明显降低土壤中Pb~(2+)活度。KP和SKP添加后土壤中铅的迁移性主要受Pb_5(PO_4)_3Cl控制;KPM添加后土壤中铅的迁移性主要受Pb_5(PO_4)_3OH和Pb_5(PO_4)_3Cl控制。     

FM电子水处理仪

FM电子水处理仪是我所科研人员经过多年潜心研究开发，历经数千次检测试验，在借鉴国外同类产品的基础上研制成功的高科技产品。利用高科技电子技术产生超高频振荡电场，不改变水的化学成份的基础上，可使水分子在电场中的偶极距加大，     

截污工程完成后武汉东湖自然净化速率探讨

根据几十年来武汉东湖水质监测资料和数据，在东湖截污工程完成后，没有新的污染物进入水体的前提下，对东湖水体通过自然净化恢复到健康状态所需要的时间进行了详细的数学和科学论证。结果表明，在不考虑地泥营养物质的情况下，东湖水体通过工业、农业、生活用水以及收获鱼类和高等植物造成的营养物的输出，只需要3a左右的时间就能恢复。然而如果考虑地泥的影响，几十年沉积在地泥的营养物质持续向水体中释放，然后再通过用水及生物输出，东湖水质需要35a以上才能得到恢复。可见，截污后东湖要相当长的时间内还将处于富营养状态，地泥是造成东湖长期富营养化的关键。解决东湖污染问题的关键是清除地泥，因此得出结论：挖底泥后引入长江水源来加速东湖水体改善的最佳途径。