Cu2+和Cr6+对活性污泥处理系统的冲击影响研究

以完全混合活性污泥反应器为试验系统,在作为处理对象的实际餐饮废水中添加Cu2+和Cr6+,分批试验发现添加单一Cu2+的I#系统中,随着Cu2+浓度的增加,污泥浓度及生物相无明显的变化,Cu2+的去除率比较稳定,在90%左右波动;在同时添加Cu2+和Cr6+的Ⅱ#系统中,污泥量明显减少,生物相发生变化,Cr6+浓度达到4.8mg/L,污泥对Cr6+和Cu2+的去除率分别降至27.50%和37.89%.可见,Cr6+对活性污泥系统的毒性远大于Cu2+.     

重金属离子对活性污泥处理污水的影响

研究了Hg2+、Cd2+、Pb2+3种金属离子对活性污泥系统处理污水效能的影响。通过对出水理化指标和生物指标的测定反映Hg2+、Cd2+、Pb2+对活性污泥系统运转效能的影响。结果表明:实验第4 d,Hg2+(0.3、0.4、0.5和0.6 mg/L),Cd2+(15、20、25和30 mg/L)和Pb2+(300、400、600和800 mg/L)各实验组出水的COD、SVI等均有显著影响。在实验中得出,对COD影响最为明显的为浓度600 mg/L和800 mg/L Pb2+实验组,在第4 d时,出水的COD去除率已经为零。锐利楯纤虫对Hg2+的浓度变化耐受力较强;点钟虫对Cd2+的浓度变化耐受力较强;杯钟虫对Cd2+的浓度变化耐受力较强。锐利楯纤虫对Pb2+和Cd2+的浓度变化较为敏感;点钟虫对Hg2+的浓度变化较为敏感;小口钟虫对Pb2+的浓度变化较为敏感。     

膨润土对Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋的吸附动力学及等温线研究

研究所用膨润土的主要成分为SiO2和Al2O3，属于Ca基膨润土，BET表面积为50．83m^2／g。在恒温及恒定pH条件下，用静态吸附法研究了膨润土对Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋的吸附特性，结果表明其较好地符合Lagergren二级吸附速率方程，对这3种离子的吸附速率为Pb^2＋〉Cu^2＋〉Cr^3＋。利用3种等温线方程对吸附过程进行拟合，发现利用Langmuir吸附等温方程计算的值与膨润土吸附Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋试验数据最为吻合。膨润土对3种金属离子的平衡吸附量为Cr^3＋〉Cu^2＋〉Pb^2＋。     

东京根霉对重金属Cr^3＋、Mn^2＋和Zn^2＋的吸附研究

利用固定化发酵中产生的废菌体——东京根霉（Rhizopustonkinesis）去除废水中Cr^3＋、Mn^2＋和Zn^2＋,研究了预处理、pH、温度、金属离子初始浓度、吸附时间等条件对吸附量的影响。结果表明，用NaOH浸泡4—6h、在pH=5—6，温度25-35℃时吸附效果最好，用Langmuir、Freundlich和Temkin方程对其吸附等温线进行拟合，相关性都比较好；用不同的吸附动力学方程描述东京根霉吸附金属离子的最优和最次模型分别为Elovich方程和一级扩散方程，双常数方程和抛物线扩散方程拟合介于前二者之间。     

Cu^2＋、Zn^2＋对生物脱氮系统的影响

Cu^2＋和Zn^2＋是污水处理工艺中经常遇到的金属离子。在驯化好的活性污泥系统中,研究了金属离子Cu^2＋和Zn^2＋在0～100mg／L浓度下对活性污泥生物脱氮系统的影响。试验发现Cu^2＋＞5mg／L、Zn^2＋＞30mg／L时,对硝化过程具有明显的抑制作用,在同样浓度的试验条件下cu“对硝化过程的抑制作用比Zn^2＋大。Cu^2＋≤0．5mg／L时对反硝化过程具有一定的促进作用,有助于提高TN的去除效果;Cu^2＋＞0．5mg／L时,对反硝化产生抑制作用,随着浓度的增加,TN去除率逐渐下降。Zn^2＋不影响反硝化过程,仅在大于30mg／L时,对硝化过程产生抑制作用。重金属Cu^2＋对生物脱氮系统的影响明显强于Zn^2＋。     

腐殖酸树脂处理含Pb^2＋、CU^2＋、Ni^2＋废水的研究

利用泥炭为原料制备腐殖酸树脂.在动态条件下,研究了腐殖酸树脂对重金属离子Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋的吸附效果及吸附条件.同时探讨了腐殖酸树脂对重金属离子Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋的吸附与解吸再生机理,吸附机理研究表明,腐殖酸树脂对重金属离子Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋的主要吸附形式为离子交换吸附和络合吸附.结果表明,在废水pH值为5.0～7.0,Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋浓度分别为50 mg/L,经腐殖酸树脂处理,Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋去除率可达98%以上,且处理后废水近中性.含Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋电镀废水经腐殖酸树脂处理后,废水中Pb^2＋、Cu^2＋和Ni^2＋含量显著低于国家排放标准.     

超声处理对活性污泥系统污泥减量效果的研究

在活性污泥系统采用超声波处理剩余污泥以考察污泥减量效果及其对系统处理效果的影响.结果表明：在声能密度0.25～0.50 W/mL范围内,经过1～30 min的超声波处理,系统表观产率显著下降,剩余污泥的产量可以减少20%～50%左右.同时发现,污泥的沉降性能指标SVI有所下降,而污泥的稳定性有所提高,活性污泥系统的出水水质略有不同程度的下降.     

超声处理对活性污泥系统污泥减量效果的研究

在活性污泥系统采用超声波处理剩余污泥以考察污泥减量效果及其对系统处理效果的影响.结果表明:在声能密度0.25～0.50 W/mL范围内,经过1～30 min的超声波处理,系统表观产率显著下降,剩余污泥的产量可以减少20%～50%左右.同时发现,污泥的沉降性能指标SVI有所下降,而污泥的稳定性有所提高,活性污泥系统的出水水质略有不同程度的下降.     

改性玉米淀粉对Cu2＋、Pb2＋和Zn2＋的吸附特性研究

以玉米淀粉为原料,经过交联、醚化、胺化和亲核加成等步骤合成了一种新型重金属吸附剂——二硫代氨基甲酸改性淀粉（DTCS）。改性淀粉的结构采用红外光谱和扫描电镜进行表征。DTCS是一种性能优良的重金属吸附剂,对Cu2＋、Pb2＋和Zn2＋的饱和吸附容量随着pH（pH=2~6）的增加而增大。在有EDTA络合剂存在和酸性废水pH小于3的情况下,DTCS对Cu2＋、Pb2＋和Zn2＋仍有较高的去除率,分别达到90%、75%和50%以上,说明DTCS在含重金属离子的实际废水体系具有一定的实用价值。     

有机碳源对铜绿假单胞菌还原Cr（Ⅵ）的影响

采用批式实验,研究了2种有机碳源苹果酸和葡萄糖对铜绿假单胞菌还原Cr（Ⅵ）效果的影响,并从pH、氧化还原电位和细胞生长量等方面对2种有机碳源的影响差异及其原因进行了分析、探讨。结果表明,葡萄糖和苹果酸均能促进菌株对Cr（Ⅵ）的还原,苹果酸的促进作用比葡萄糖更加显著,加入葡萄糖和苹果酸时Cr（Ⅵ）还原率分别提高了16.34%和25.72%。加入苹果酸时的细胞生长量明显高于加入葡萄糖时的细胞生长量。添加葡萄糖时还原过程中培养基pH值下降,氧化还原电位上升,而添加苹果酸其变化趋势相反。添加了葡萄糖的培养基代谢液（无菌体细胞）对Cr（Ⅵ）具有较好的还原作用,但添加了苹果酸的培养基代谢液（无菌体细胞）不能还原Cr（Ⅵ）。     

Ni2＋对活性污泥活性及群落多样性的影响

通过检测活性污泥的电子传递体系活性以及生物多样性,研究Ni2＋对活性污泥微生物活性及群落多样性的影响。结果表明：与对照系统相比,5mg／L的Ni2＋对2,3,5-lriphenylteItrazoliumchloride（TTC．ETS）活性未产生显著的影响;但当Ni2＋的浓度进一步增大到10、20和40mg／L后,其对序批式反应器内活性污泥TTC—ETS活性的抑制率分别达到（36．794-11．14）％、（55．88±13．90）％和（70．97±6．78）％。低浓度Ni2＋．能增强活性污泥微生物对碳源的利用,但高于10mg／L的Ni2＋则显著抑制了活性污泥微生物对碳源的利用。各个SBR系统中微生物群落最常见的物种相近,物种丰富度和均一性则均有所不同,其中群落物种丰富度随着Ni2＋浓度的增加而逐渐减小。TTC—ETS活性、平均每孔颜色变化率、Shan—liOn指数和Simpson指数,与Ni2＋的胁迫浓度之间的显著相关性表明,它们均可有效地表征Ni2＋胁迫对活性污泥微生物活性及群落多样性的影响程度。     

水体中常见无机阳离子对TiO2薄膜光催化还原Cr（Ⅵ）的影响

选择了6种水体中常见的阳离子（Na^＋、Mg^2＋、Ca^2＋、Al^3＋、Cu^2＋、Ni^2＋）,分别考查了其对TiO2薄膜光催化还原Cr（Ⅵ）的影响;从光吸收、无机离子本身的性质对光生电子的捕获及传递等讨论了上述离子影响TiO2薄膜光催化还原Cr（Ⅵ）的反应速率的原因。结果表明：由于其不能捕获光生电子,Na^＋、Mg^2＋、Ca^2＋本身对TiO2薄膜光催化还原Cr（Ⅵ）的反应速率影响不大;Al^3＋吸引电子能力较强,成为光生电子和Cr（Ⅵ）之间的桥梁,促进了Cr（Ⅵ）的还原;浓度为1 mmmol/L时,Cu^2＋显著地促进了Cr（Ⅵ）的光催化还原,其主要原因是Cu^2＋捕获光生电子的能力很强,起到了催化剂的作用,而浓度大于10 mmol/L时,Cu^2＋形成单质Cu以及对紫外光的吸收都使促进作用降低;Ni^2＋未充满的d轨道具有获得并传递光生电子的能力,也促进了Cr（Ⅵ）的还原;在浓度同为1mmol/L时,对Cr（Ⅵ）光催化还原的促进作用依次为：Cu^2＋〉Al^3＋〉Ni^2＋〉Na^＋、Ca^2＋、Mg^2＋。     

氨基改性木屑对水中Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)的连续吸附研究

将木屑用NaClO预处理并进行氨基化改性,制备改性木屑,探讨了直接吸附Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附及木屑改性前后对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附的效果,并研究了pH、实际废水等对吸附的影响。结果表明,吸附Cu(Ⅱ)后再吸附Cr(Ⅵ)比直接吸附Cr(Ⅵ)的效果更好。改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附能力比原木屑分别提高78.32%和122.90%。30℃下改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量分别为195.70、555.56mg/g,吸附等温线可用Langmuir模型拟合。改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)的连续吸附过程均符合准二级动力学方程。     

纳滤处理含Cr（Ⅵ）废水的试验研究

采用纳滤对含Cr(Ⅵ)废水进行试验研究，讨论了初始浓度、pH、浓差极化、共存离子对处理效果的影响。试验结果表明，NF90膜对含Cr(Ⅵ)废水有良好的处理效果，去除率超过了98％，出水Cr(Ⅵ)浓度低于0．5mg／L，可以达标排放或回用于镀件漂洗。     

磺胺和四环素类抗生素对活性污泥性能的影响

废水处理工艺中抗生素类污染物的存在可能会对生物处理过程产生长期而深远的影响,为探明此类污染物对废水生物处理主体活性污泥性能等方面的影响,采用间歇培养法研究了活性污泥法处理污水时,抗生素类污染物的存在对活性污泥性能如胞外聚合物（EPS）、污染物处理能力、脱氢酶活性和群落结构的影响。结果表明,抗生素的存在会导致活性污泥的胞外聚合物总量及其主要组分蛋白质和多糖增加,以产生保护屏障;且由于污泥絮体解体,细胞破裂导致EPS中DNA和色氨酸含量增加。同时,由于蛋白质大量增加引起的表面负电荷的增加,使污泥疏水性增强,絮凝性能恶化;污泥絮体解体导致污泥颗粒变小,SVI也随之下降;在活性污泥脱氢酶活性急剧下降的同时,出水TOC迅速升高。此外,抗生素类污染物在抑制活性污泥中大部分细菌的同时,对部分菌群也有刺激生长作用,最终导致活性污泥生物群落结构的改变。四环素类抗生素对活性污泥的EPS和絮凝沉降性能的影响大于磺胺类,而对污水处理能力和群落结构的影响则不如磺胺类。抗生素类污染物的长期存在会对活性污泥沉降性能、絮凝性能、脱氢酶活性以及活性污泥群落结构等产生一系列负面影响,进而影响污染物去除效果,导致出水水质恶化。     

光和TiO2对酒石酸还原Cr(Ⅵ)的催化作用研究

研究了避光、可见光照及紫外光照条件和TiO2对酒石酸还原Cr(Ⅵ)的催化作用及其作用机制.结果表明:(1)避光条件下,酒石酸对Cr(Ⅵ)的还原作用很微弱,外加TiO2对该反应也仅有微小变化.TiO2对酒石酸还原Cr(Ⅵ)的催化作用只有在光照下才能产生.紫外光照下,仅酒石酸存在时,150 min后Cr(Ⅵ)即被反应完全,外加TiO2催化7 min后Cr(Ⅵ)即被反应完全.(2)光照能诱导并加速酒石酸还原Cr(Ⅵ)的光催化作用,紫外光照下的光催化还原反应速率远快于可见光照.(3)pH对TiO2光催化酒石酸还原Cr(Ⅵ)的反应速率有明显的影响,pH越小,光催化还原反应速率越快.(4)酒石酸初始浓度的增大有利于Cr(Ⅵ)光催化还原.     

纳米银和银离子对活性污泥系统污染物去除效率的影响

纳米银(silver nanoparticle,AgNPs)及所释放Ag+的毒性会对污水生物处理系统中的微生物造成影响,降低系统对污染物的去除效率。基于此,对表面包被聚乙烯吡咯烷酮的AgNPs在纯水和人工污水中的形貌、粒径分布、表面电位等进行了表征,以序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)模拟活性污泥污水处理系统,在进水中分别添加1 mg·L−1、10 mg·L−1 AgNPs和0.3 mg·L−1、3.0 mg·L−1 Ag+后,SBR连续运行50 d,考察了活性污泥系统污染物去除率的动态变化。结果表明：AgNPs在人工污水中易团聚,AgNPs浓度越高,团聚现象越明显;进水中添加10 mg·L−1 AgNPs可显著降低SBR对COD、${{\rm{NH}}_4^ + }$-N及${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的去除率,其抑制效应主要来自于AgNPs本身而不是其释放的Ag+;添加1 mg·L−1 AgNPs和0.3 mg·L−1、3.0 mg·L−1 Ag+对活性污泥系统去除COD有抑制效应,但COD去除率仍高于60%,可以满足城镇污水处理厂污染物排放一级A标准(GB 18918-2002);添加1 mg·L−1 AgNPs可显著抑制活性污泥系统对${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的去除;进水中分别添加1 mg·L−1、10 mg·L−1 AgNPs和0.3 mg·L−1、3.0 mg·L−1 Ag+对SBR出水中${{\rm{NO}}_2^ -} $-N和${{\rm{NO}}_3^ -} $-N去除率没有影响。鉴于目前进入城镇污水处理系统中AgNPs的浓度远低于1 mg·L−1,故AgNPs对活性污泥污水处理系统中污染物的去除没有显著抑制效应。     

非固定化和固定化啤酒酵母对Cd^2＋和Cu^2＋的吸附特性研究

对比了不同吸附剂对重金属的吸附效果,同时研究了啤酒酵母的固定化方法、菌体用量对吸附效果的影响、非同定化和固定化啤酒酵母吸附热力学特性。研究结果表明,非固定化死啤酒酵母对Cd^2＋的单位菌体吸附量是常用吸附剂活性炭的3倍;由1：3的海藻酸钠与碱处理啤酒酵母（w／w）制得的固定化颗粒吸附效果最好;菌体用量的增加会降低单位菌体对重金属的吸附量;啤酒酵母对重金属的吸附位点有限,Cd^2＋的实际最大吸附量为13．95mg／g,Cu^2＋为7．67μg／g。非固定化和固定化啤酒酵母对Cu^2＋和Cd^2＋的等温吸附过程均可用Linear方程、Langmuir方程和Freundlich方程来进行拟合,但非同定化啤酒酵母以Langmuir方程最优,其拟合计算的最大吸附量qmzxCd和qmxxCu分别为13．96mg／g和8．01mg／g;固定化啤酒酵母以Freundlich方程最优,实际最大吸附量Cd为75．41mg／g,Cu为66．58mg／g。     

菌丝体—甲壳素水处理剂对重金属Ni^2＋离子吸附性能的研究

本文系统研究了菌丝体－甲壳素（甲壳素）作为水处理剂对去除水体中Ni^2 离子时的吸附特性，结果表明，甲壳素作为水处理剂，在较大pH值变化范围内，对Ni^2 离子与柠檬酸镍都有较高的吸附容量；甲壳素在吸附金属离子的同时，对H^ 有吸附作用，且H^ 是金属离子的竞争性抑制剂。将甲壳素与市售吸附树脂相比，其对阳离子（Ni^2 ）和络阴离子（柠檬酸镍Ni(cit)^2-）的吸附特性类似于阳离子交换树脂。同时，甲壳素不会带来二次污染，是一种具有广泛应用前景的环保型工业水处理剂。     

季铵化合物对好氧活性污泥吸附Ni2+的影响研究

以季铵化合物中最具潜在影响力、毒性较大的苄基季铵盐(BAC)为模型物,进行了BAC对好氧活性污泥吸附Ni2+的影响研究.结果表明,当反应液初始pH≤3时,不同浓度的BAC对好氧活性污泥吸附Ni2+的影响较小,当初始pH在3～9时,不同浓度的BAC对Ni2+吸附的抑制影响顺序为100 mg/L＞20 mg/L＞0 mg/...