磺胺类制药废水中苯系物的快速同步检测

磺胺类制药废水是一类难降解有机废水,其中含有苯磺酰胺、苯磺酸、苯酚等苯系物,对这些物质的快速检测十分必要,针对这3种物质建立了基于高效液相色谱的快速同步检测方法。采用C18柱为分离柱,比较了乙腈/水、甲醇/水和甲醇/缓冲盐3种流动相体系的分离效果,优化了230、240、250和260 nm 4种检测波长等条件。结果表明,V甲醇∶V磷酸二氢铵溶液(0.5%,p H=3.5)=50∶50作为流动相时,基线稳定,峰形较好,3种目标物在11 min内即可实现有效分离,且浓度为5～100 mg·L~(-1)时,3种目标物峰面积与质量浓度的线性关系良好(R20.999),检出限为15.0～29.4μg·L~(-1),相对偏差为0.05%～1.56%(n=5),该方法能同时检测苯磺酸、苯酚和苯磺酰胺,具有简便、灵敏、准确等优点,可为制药废水的快速检测和磺胺类药物降解机理的分析提供便利。     

苯酚降解菌生物转化吲哚及甲基吲哚的特性

为探索吲哚类废水的资源化处置效果,考察了苯酚降解菌对吲哚及甲基吲哚的生物转化行为,从土壤中分离筛选苯酚降解菌,结合16S rRNA序列分析对菌株进行鉴定;利用菌株休眠细胞对吲哚及甲基吲哚进行生物转化,采用液相色谱-质谱联用分析其转化产物,并结合响应曲面法对吲哚转化合成靛蓝的条件进行优化。结果表明:筛选得到的1株苯酚降解菌YC为Pseudomonas菌属;菌株YC的休眠细胞可对吲哚、5-甲基吲哚、6-甲基吲哚、7-甲基吲哚进行生物转化,生成靛蓝及甲基取代靛蓝。菌株转化吲哚合成靛蓝的最适条件为:生物量OD_(660) 2.50,吲哚50.00 mg·L~(-1),反应体系pH 8.00,在此条件下,靛蓝产量可达到29.78 mg·L~(-1)。综合上述结果,苯酚降解菌Pseudomonas sp. YC能较好地转化吲哚及甲基吲哚合成靛蓝类色素,在吲哚类废水生物修复中具有一定的应用前景。     

嗜联苯红球菌B403对酚类污染物的降解特性及动力学分析

为提高降酚菌株的降酚能力,实验测定了嗜联苯红球菌B403对6种酚的最小抑菌浓度,考察了该菌在不同碳源条件下的生长与降酚特性及其关联,进而研究其降解动力学规律。结果表明,菌株B403对苯酚、间甲酚、邻苯二酚、对硝基苯酚、2,4-二氯苯酚和2,4,6-三氯苯酚的最小抑菌浓度分别为1 190、630、700、140、70、48 mg·L~(-1),菌株B403对苯酚、间甲酚、邻苯二酚表现出较强的耐受性。分别以这3种酚为唯一碳源,该菌株能有效降解苯酚和间甲酚,无机盐培养基中处理30h后,苯酚、间甲酚、邻苯二酚的降解率分别为97.85%、100%、56.54%;当有其他有机碳源存在时,菌株B403的生物量大幅度提高,3种酚的降解效率也显著提高,处理15 h后LB-无机盐混合培养基中苯酚、间甲酚、邻苯二酚的降解率分别为98.92%、99.93%、94.35%。菌株B403的降酚动力学过程符合Haldane模型,菌株B403降解苯酚的动力学参数为q_m=0.503 h~(-1),K_s=270.9 mg·L~(-1),K_I=69 mg·L~(-1);降解间甲酚时,q_m=0.672 h~(-1),K_s=171.9 mg·L~(-1),K_I=23.74 mg·L~(-1);降解邻苯二酚时,q_m=1.749 h~(-1),K_s=541.9 mg·L~(-1),K_I=42.61 mg·L~(-1)。根据动力学方程,推论降解苯酚、间甲酚、邻苯二酚的最佳浓度分别为136.4、87.4、116.1 mg·L~(-1)。综合上述结果,其他有机碳源的存在可以显著提高该菌株降酚能力和降解效率,在工业含酚废水治理及有机质丰富的酚类污染土壤修复领域具有一定的应用潜力。     

非均相催化臭氧化降解水中苯酚动力学

在常温常压下对MgO催化臭氧化降解苯酚的动力学进行了详细研究,考察了MgO加量、臭氧投加量、pH值、苯酚初始浓度和反应温度对催化臭氧化降解苯酚废水的反应速率常数k的影响,分析了多相催化臭氧化的反应活化能,构建了反应动力模型。结果表明,臭氧对苯酚的催化降解遵循表观拟一级反应动力学,且反应速率常数k随着MgO加量(20~80 mg·L~(-1))的增加而增大,在MgO加量为40 mg·L~(-1)时达到0.185 7 min~(-1);随着臭氧加量(0.54~5.5 mg·min~(-1))的增加,k从0.030 49 min~(-1)增大到0.217 77 min~(-1);随着溶液初始pH(1.7~10.15)的升高,k从0.087 75 min~(-1)增加到0.205 49 min~(-1);随着初始苯酚浓度(50~400 mg·L~(-1))的增加,k从0.253 68 min~(-1)降低到0.036 82 min~(-1);随着反应温度(10~50℃)的增加,k从0.120 62 min~(-1)增加到0.466 46 min~(-1)。证明了催化臭氧化降解苯酚的表观反应速率常数分别与催化剂加量、臭氧加量、pH和反应温度成正相关,与苯酚初始浓度则成负相关。反应活化能较低(Ea=2.616 7×104J·mol~(-1)),并且动力学模型计算数值与实际数据吻合良好(平均相对误差为8.9%)。     

小球藻生长及其净化猪场废水条件的优化

为提高小球藻净化猪场废水的效果,在户外条件下系统比较了预处理方式、管道光反应器的种类和光径对蛋白核小球藻生长及其对猪场废水净化效果的影响。结果表明,猪场原废水COD、NH_4~+、PO_4~(3-)、TN、TP含量分别为710、491、54、590和108 mg·L~(-1)时,蛋白核小球藻对经过3级过滤预处理后的猪场废水净化效果最好,其中脱色率及NH_4~+去除率分别高达88.56%和83.48%,显著高于对原废水的处理效果(P0.05)。在夏季户外条件下,用平铺管道反应器对蛋白核小球藻进行放大培养,发现小球藻能耐受夏季户外高温,生长良好,最终藻粉产量达到0.13 g·L~(-1)。采用直径为5 cm的立式光生物反应器培养蛋白核小球藻,通过循环采收,藻粉产量可达到0.93 g·L~(-1),其蛋白质含量最高达到58.9%,汞、砷、镉、铅含量分别小于0.1、1.0、0.5和4.0 mg·kg~(-1),符合《饲料用小球藻粉》(DB32/T 564-2010)标准。采收小球藻后的出水中,NH_4~+、PO_4~(3-)、色度的去除率均高达90%以上,基本达到国家排放要求。该研究结果可为制定猪场废水的净化及蛋白核小球藻的工业化生产方案提供参考。     

两相分配式生物反应器处理高盐废水中的苯酚

采用新型两相分配式生物反应器(TPPB)和前期研究得到的高效苯酚降解菌对高盐废水中苯酚的降解进行研究,研究中确定煤油为反应系统的最佳有机溶剂,并考察了废水苯酚含量、废水盐度以及搅拌器搅拌速度对苯酚降解的影响。结果表明,反应系统能正常降解苯酚含量为1 000～2 500 mg/L的高盐苯酚废水;反应系统在含盐量为100 g NaCl/L、搅拌速度为50 r/min的运行工况条件下,降解时间缩短为52 h,总酚去除率为20.58 mg/(L.h)。     

吡啶缺氧生物降解特性及其降解产物

吡啶是焦化废水中较为典型的含氮杂环化合物,难以被生物降解。通过研究吡啶的缺氧生物降解特性,并对其降解产物进行鉴定,以期为实际生产提供理论依据和为今后进一步研究做出铺垫。结果表明,吡啶在本实验条件下的最佳降解浓度为80 mg·L~(-1),对于后期测定降解中间产物,该浓度和其降解周期均较为合适;戊二醛为吡啶在缺氧反硝化降解过程中的一个重要中间产物,其浓度在反应进行32 h时积累达到最大值。在上述实验基础上,在底物中加入40 mg·L~(-1)苯酚,其对吡啶的降解产生抑制作用,戊二醛浓度最大值出现在反应进行40 h处,由此推断苯酚对吡啶降解的抑制作用可能产生于吡啶开环脱氮阶段。     

盐析-冰冻法预处理高浓度酚醛树脂废水

对于COD值为131 200 mg·L~(-1),苯酚浓度值为45 600 mg·L~(-1),甲醛浓度值为1 500 mg·L~(-1)的酚醛树脂废水,通过显微镜观察得知以苯酚为主的有机组分以稳定乳化状态存在。采用盐析-冰冻法对酚醛树脂废水进行破乳处理的实验研究表明,添加35%Na Cl、在-7℃条件下进行冰冻处理后,废水COD值和苯酚浓度值、甲醛浓度值分别降至28 720、6 310和1 359 mg·L~(-1),去除率分别为78.11%、86.16%和9.40%,实验证明盐析-冰冻法预处理酚醛树脂废水可行。     

强化循环厌氧反应器(SCAR)处理碱减量废水的启动特性

强化循环厌氧反应器(SCAR)接种厌氧颗粒污泥后启动,在固定外回流比R=0.5、HRT=24 h条件下,研究SCAR处理碱减量废水的运行特性。经过6阶段60 d的启动运行,反应器对COD的去除率稳定在42%左右,反应器出水VFA浓度基本维持在约300 mg·L~(-1),反应器沿高度方向对污染物降解出现了较明显的功能区划。反应器2号取样口污泥脱氢酶活性最高、3号取样口浓度最低,脱氢酶活性最高为5.16 mg·(g·h)-1(以VSS计),系统污泥辅酶F420浓度基本为逐渐增加趋势,启动完成时辅酶F420浓度最高稳定在0.016 7μmol·g-1(以VSS计)。SCAR对碱减量废水中不同分子量有机物贡献的COD和UV254表现出不同的去除规律,实验条件下SCAR无法实现对苯系物的彻底降解。     

海河干流天津段氮磷对藻类生长的影响及动力学分析

本实验以海河干流天津段水体为对象,对其中四种典型共存藻类(即铜绿微囊藻、小球藻、卵囊藻和席藻)在不同氮磷营养盐环境条件下的响应生长规律进行了过程表征及动力学研究。实验结果表明,N/P在10~40范围适宜藻类生长,N/P为10时藻类比增长率最大;氮浓度水平在2.0~15 mg·L~(-1)、磷浓度水平在0.2~1.5 mg·L~(-1)内,藻类比增长率随着氮磷浓度的升高而增大,当氮浓度为15 mg·L~(-1),磷浓度为1.5 mg·L~(-1)时达到最大,优势藻为卵囊藻;通过Monod藻类生长动力学分析得出,藻类最大比增长率为0.050 8,半饱和常数为0.157,表明目标河段水华暴发风险相对较低,且磷是藻生长限制性因子。