生物法降解高氯酸盐及其优化研究

利用经过驯化处理的厌氧活性污泥来处理高氯酸盐废水,以醋酸根为碳源,通过摇床实验考察了碳源浓度、pH值、生长温度、泥量和溶解氧等因素对高氯酸盐降解率的影响,初步确定最佳反应条件.结果表明,在35℃、初始pH值为 8.0的条件下,添加1.2 g/L的醋酸根,1.0 g厌氧培养的活性污泥能将50 mg/Ｌ的高氯酸盐完全降解.体系中的溶解氧会抑制高氯酸盐的降解.此外,还考察了生物膜柱反应器连续处理高氯酸盐模拟废水的效果,结果表明完全降解高氯酸盐的最小停留时间为6 h.     

醌化合物强化偶氮染料的生物脱色

考察了醌还原菌群利用氧化还原介质对偶氮染料脱色的强化作用.结果表明,该菌群以AQDS(2,6-二磺酸蒽醌)作为氧化还原介质可强化多种偶氮染料的生物脱色,其中,对活性艳红KE-3B脱色的适宜条件为pH6～9;外加葡萄糖浓度0.05%～0.10%;AQDS浓度10～100mg/L;染料起始浓度≤600mg/L.在此条件下,最大脱色率约为90%,达到最大脱色率的时间<18h.该菌群能以多种蒽醌染料中间体作为氧化还原介质强化偶氮染料活性艳红KE-3B的生物脱色.     

醌基功能型高分子生物载体(PET-AQS)制备及催化生物反硝化特性研究

通过化学合成,将蒽醌磺酸钠(AQS)固定在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上形成醌基功能型高分子生物载体并研究其在生物反硝化上的应用.通过红外光谱衰减全反射法(ATR-IR)和能谱(EDS)分析,醌基基团成功固定在高分子表面,且醌基质量摩尔浓度为0.140 6 mmol·g-1.醌基功能型高分子生物载体(PET-AQS)能加速生物反硝化,且速率常数Kx与载体投加浓度呈零级反应动力学.在投加PET-AQS 0.056 2 mmol的反硝化体系中,循环使用10次,反硝化速率均是空白体系的1.2倍以上,表明PET-AQS具有良好的重复利用稳定性,有利于实际应用.     

生物炭固定化硫酸盐还原菌对镉污染土壤的钝化修复

为了探讨生物炭固定化硫酸盐还原菌对镉(Cd²⁺)污染土壤的钝化修复效果,以制备的小麦秸秆生物炭为载体固定硫酸盐还原菌,研究不同修复剂生物炭(XM700)、硫酸盐还原菌(SRB15-3-2)和生物炭固定化硫酸盐还原菌(IBXM700)对Cd²⁺污染土壤的钝化修复效果.结果表明,与XM700组和SRB15-3-2组相比,IBXM700组的修复效果最好(p<0.05),不同Cd²⁺浓度污染土壤修复45 d后,与CK组对比,IBXM700组Cd可交换态含量显著降低了31.26%,残渣态含量提高了91.20%;同时,IBXM700组土壤pH值提升0.37,速效磷、速效钾含量分别提升了37.86%、57.29%,土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别提升了50.22%、52.45%、11.61%和28.03%.研究表明,IBXM700能够有效钝化修复Cd污染土壤,提升土壤肥力,在土壤修复领域具有很大潜力.     

树皮支持的厌氧生物法去除地下水中的高氯酸盐

通过批实验,考察了树皮作为固体碳源和反应介质去除地下水中高氯酸盐(ClO4-)的可行性,研究了树皮用量、温度、ClO4-污染负荷等因素对高氯酸盐去除效果的影响.结果表明,相比玉米芯、红薯及马铃薯,树皮可与PRMs结合高效去除地下水中的ClO4-,可被微生物利用的DOC是影响ClO4-去除效果的制约因素.以树皮为固体碳源,降解10 mg ClO4-需要耗用35～40 mg DOC;当树皮用量增至3∶500时,高氯酸盐的去除速率约比1∶500时提高3倍;若将树皮用量提高至大于5∶500,不能明显提高ClO4-的去除速率.当温度为(38±1)℃时,ClO4-的表观速率常数最大[1.365 mg.(L.d)-1],表观活化能Ea为31.08 kJ·mol-1.树皮支持的厌氧生物法对水质具有良好的抗冲击性,ClO4-的污染负荷较高时,未造成底物抑制作用.     

固定化硫酸盐还原菌除铅包埋条件优化研究

为研究固定化硫酸盐还原菌对重金属铅的处理效果,以聚乙烯醇和海藻酸钠为包埋剂、硼酸为交联剂、二氧化硅等为添加剂对硫酸盐还原菌进行固定化,以固定化小球对重金属铅的处理量及SRB小球的溶胀度为主要参考指标,通过正交实验选出包埋SRB小球的最佳配比量。实验结果显示SRB小球的最佳固定化条件为:聚乙烯醇占所加原料的质量分数为9%、二氧化硅为3%、海藻酸钠为0.2%、活性炭为1%、SRB菌液为35%、交联剂为含2%氯化钙的饱和硼酸、交联时间为24 h。在此条件下制造的固定化SRB小球对含铅废水的处理能力较好,铅离子处理量为745.11 mg/g,固定化小球的溶胀度为33.64%。通过扫描电镜显示固定化SRB小球表面十分粗糙,内部无规则分布着很多凹凸不平的沟壑。     

硫酸盐还原生物滤池对含镉废水去除效果试验研究

在18.0~22.3℃条件下,以含镉(Cd2+)废水为研究对象,首先对分离纯化出的硫酸盐还原菌(SRB)采用细胞包埋固定化技术同沸石填料制成具有生物活性的载体,建立硫酸盐还原生物滤池,培养驯化完成后进行了生物滤池对废水中Cd2+、COD和SO2-4的去除效果试验研究.结果表明,利用SRB采用生物滤池的运行方式可以对废水中的重金属镉(Cd2+)进行良好地去除.当滤速(V)=0.4 m·h-1时,生物滤池对进水Cd2+浓度≤15 mg·L-1的废水处理效果最好.在稳定运行期间,生物滤池对Cd2+、COD和SO2-4的去除率分别在99%、75%和50%以上,经过生物滤池处理后出水中Cd2+含量低于0.1 mg·L-1,达到国家《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ 343-2010)中对Cd2+的排放要求.生物滤池对Cd2+、COD和SO2-4的去除效果主要集中在60 cm以上的空间.当V<0.6 m·h-1时,滤池对Cd2+有高效稳定的去除效果.     

除铊硫酸盐还原菌固定化的优化和表征

采用海藻酸钠和聚乙烯醇等为包埋剂,用包埋法对SRB细菌进行固定化,以固定化小球处理含铊废水的能力和失重率为主要参考指标,通过正交试验确定固定化硫酸盐还原菌(SRB)的最佳比例,并通过研究溶胀度和处理能力来评估该材料的性能。研究发现固定化SRB的最佳包埋比例为:聚乙烯醇为6%,二氧化硅为3%,海藻酸钠为0.5%,活性炭为2%,菌液含量为35%,饱和硼酸中氯化钙为2%。固定化SRB对KCl和Fe Cl3溶液有较强的敏感度,和未包埋细菌空白小球相比,固定化SRB对含铊废水有较强的处理能力,最大处理量能达到207.35 mg/g。通过电镜扫描发现,固定化SRB表面和内部布满密集的微孔,对含铊废水处理起到关键的作用。     

浙江-闽北陆架沉积物硫酸盐还原菌及与生物地球化学因子关系的分析

采用ＭＰＮ法测定浙江－闽北陆架沉积物的硫酸盐还原菌（ＳＲＢ），结果表明，在表层其出现率和平均含量各为８４．２％和４３６．８个（细胞／ｇ（湿重）），浅层则各为４２．４％和１６４个／ｇ，近岸的南区表层和浅层沉积物ＳＲＢ出现率、平均含量分别为９３．０％、５７６个／ｇ和３３．３％、２６７个／ｇ；远岸的北区则分别为７５．０％、３０２个／ｇ和５３．３％、４１个／ｇ，分析了ＳＲＢ含量与相应样品中硫化物、有机质含     

利用硫酸盐还原菌脱除废水中硫酸盐的研究

本阐述了利用硫酸盐还原菌(SRB)脱除废水中硫酸盐(SO4^2-)的研究情况。论述了硫酸盐有机废水的厌氧发展现状和反应机理，考察了以尼龙丝为填料的厌氧滤池中硫酸盐在不同容积负荷所达到了去除效果。并就研究中发现的问题进行探讨。     

硫自养填充床反应器降解水中高浓度高氯酸盐的特性及菌群分析

采用硫自养填充床反应器处理模拟高浓度高氯酸盐(Cl O-4)污染水,考察不同进水Cl O-4浓度及水力停留时间(HRT)下的Cl O-4降解特性.结果表明,HRT为12 h时,进水Cl O-4浓度由50 mg·L~(-1)增加到194 mg·L~(-1)时,Cl O-4能被完全降解;进水Cl O-4浓度为194 mg·L~(-1)时,HRT由12 h减少至4 h时,Cl O-4去除率仅为74%;SO_2-4的产量随着进水Cl O-4浓度与HRT的增加而增加;进水pH和碱度(以Ca CO_3计)分别为8.0和500 mg·L~(-1),出水pH和碱度(以Ca CO_3计)分别为6.7和100mg·L~(-1);反应器底部氧化还原电位(ORP)稳定在-380~-330 m V,反应器上部氧化还原电位(ORP)稳定在-300~-250m V.分子生物学分析表明,反应器内的菌群结构随高度的变化而变化,硫氧化菌Sulfurovum随反应器高度的增加而减少,由底部57.78%减少到上部的32.19%,同时硫化氢氧化菌Hydrogenophilaceae随反应器高度的增加而增加,由底部4.35%增加到上部的22.24%.     

离子交换树脂对水中高氯酸根的吸附及其机理研究

通过对比几种常用的离子交换树脂,筛选出处理ClO₄^-的最佳树脂。研究表明：氯型717阴离子交换树脂(Cl717)表现出较好的吸附效果,其吸附动力学符合伪二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,属于单层吸附;升高温度和增加投加量有利于Cl717对ClO₄^-的吸附;共存阴离子对Cl717吸附ClO₄^-产生抑制作用,干扰能力依次为Cl^-3^-4^2-4^3-。对树脂进行了再生,再生液浓度为2.16 mol/L,当用量为树脂体积5倍时可获得较好的再生效果。红外光谱分析结果表明：Cl717吸附ClO₄^-的主要机理可能是树脂骨架对ClO₄^-的静电引力作用以及ClO₄^-与树脂的季胺基团形成了氢键。     

质子化交联壳聚糖对水中高氯酸根的吸附特性研究

通过合成质子化交联壳聚糖,采用静态试验方法对水中高氯酸根(ClO4-)的吸附效果及机制进行了研究,考察了pH、温度和初始浓度对吸附过程的影响以及吸附剂的重复使用性能.结果表明,质子化交联壳聚糖吸附ClO4-过程属放热反应;当pH在3.0~6.0之间时,对ClO4-均有较好的吸附作用;随着ClO4-初始浓度的增加,吸附容量增加,当初始浓度为100 mg.L-1时,吸附容量在34.39~37.98 mg.g-1之间;当ClO4-为400 mg.L-1时,吸附容量达128.78 mg.g-1.质子化交联壳聚糖对水中ClO4-的吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,ClO4-在质子化交联壳聚糖小球上的吸附过程中化学吸附为速率控制步骤.质子化交联壳聚糖小球可在pH为12.8的NaOH溶液中再生,反复使用10次其吸附容量无明显变化,表现出较好的吸附/解吸性能,这为有效地去除水中的ClO4-提供了新的方法.     

高氯酸钠对斑马鱼胚胎的毒性效应

采用斑马鱼胚胎发育技术方法研究高氯酸钠对斑马鱼胚胎的急性毒性效应,配制一系列高氯酸钠的浓度,对受精1h的胚胎进行染毒暴露,最后对斑马鱼胚胎的心率,孵化率,死亡率,畸形率进行统计分析。研究结果显示,高氯酸钠(NaClO4)浓度的增加,斑马鱼胚胎的心率和孵化率降低、死亡率和畸形率增加。斑马鱼48hpf的胚胎心率高浓度组比对照组下降了35%;72 h的孵化率由对照组的88%降低到高浓度组的36%;144 h的死亡率由对照组的5%增加到72%;144 h的畸形率由对照组的2%增加到91%,主要畸形表现为心包囊肿(PE),脊柱弯曲(AM),鱼鳔缺失(SBD)等。结果表明,高浓度的高氯酸钠(NaClO4)对斑马鱼胚胎发育有明显的剂量效应作用。     

水中高氯酸根的颗粒活性炭吸附过程及影响因素分析

通过批量实验研究了颗粒活性炭(GAC)对水中高氯酸根(ClO-4)的吸附特性,考察了pH、ClO-4初始浓度和共存阴离子对吸附作用的影响,并分析了吸附动力学和等温吸附模型.结果表明, GAC对ClO-4的吸附容量在碱性条件下减小,随初始浓度升高而增大,共存阴离子与ClO-4在GAC上存在竞争吸附,其影响顺序为SO2-4 > NO-3 > CO2-3 > H2PO-4 > BrO-3≈Cl-. ClO-4在GAC上的吸附最符合准二级动力学模型,吸附中存在大孔扩散过程,且孔扩散可能为GAC吸附ClO-4的主要速率控制步骤.试验浓度范围内吸附过程符合Langmuir、Freundlich和Tempkin 3种等温吸附模型,吸附过程是自发且放热的,温度升高不利于GAC对ClO-4的吸附,温度为288、298和308K时的饱和吸附容量分别为13.00、11.21和8.04 mg'g-1.说明GAC虽较易吸附水中ClO-4,但必须控制反应条件,如温度、pH和共存阴离子浓度等,以取得最佳吸附效果.     

高氯酸钾行业清洁生产评价指标体系初步研究

文章通过对高氯酸钾行业的调查,对从食盐开始的高氯酸钾生产过程进行全面分析,结合清洁生产的内涵和高氯酸钾行业的特点,研究建立高氯酸钾行业清洁生产评价指标体系。高氯酸钾行业清洁生产评价指标体系分为生产工艺设备水平指标、资源能源利用水平指标、污染物产生指标、废物循环利用指标、产品指标和环境管理指标6大类指标。     

高氯酸盐对空心莲子草生长及叶绿素荧光参数的影响

高氯酸盐是一种新型的持久性污染物,其对植物影响作用的研究国内外鲜见报道.以空心莲子草为实验材料,在水培及可控条件下,探讨不同浓度(1、5、20、100、500 mg/L)ClO4-对空心莲子草生长及生理的影响.结果表明,①不同浓度的ClO4-处理均不同程度地抑制根、茎、叶生物量及单株相对生长量,其中根生物量对照与各浓度处理之间均存在显著差异.处理40d后,各浓度(由低到高)处理的相对生长量分别为对照的61.6%、60.8%、53.1%、20.4%和3.3%;ClO4-处理下根、茎、叶生物量的变异系数大小依次为:叶>根>茎;ClO4-处理使根茎叶三者之间的生物量分配关系发生变化,使茎的生物量分配系数增大,而叶降低,其中100、500 mg/L ClO4-处理组与对照相比差异显著;②不同浓度的ClO4-处理均使空心莲子草幼叶出现明显的伤害症状,顶叶反卷、叶缘变黑、焦枯,受害程度随处理浓度及时间的增加而加重;③ClO4-处理使叶片SPAD值、Fv/Fm、F′v/F′m、ΦPSⅡ、ETR、ETRmax等荧光参数均出现不同程度的下降趋势,SPAD、ΦPSⅡ等荧光参数可以作为反映受ClO4-胁迫影响的内在敏感生理指标.以...     

硫和石英砂比对自养填充床反应器去除高浓度高氯酸盐的影响

运行不同硫和石英砂体积比的3个自养填充床反应器R1(2∶1)、R2(1∶1)、R3(1∶2)去除模拟高浓度高氯酸盐(ClO_4~-)污染水,在不同进水ClO_4~-浓度和水力停留时间(HRT)下研究反应器的ClO_4~-去除效果、动力学及生物膜生长规律.结果表明,ClO_4~-去除率随着ClO_4~-浓度的提高和HRT的减小而下降,且R1R2R3;当HRT为3.2 h,进水ClO_4~-浓度为300mg·L-1时,R1达到最大去除负荷2.18 kg·(m3·d)-1;3个反应器ClO_4~-去除均符合半级动力学,反应速率常数1/2K1/2v分别为8.036、6.596、4.212 mg1/2·(L1/2·h)-1;硫歧化反应使出水SO_4~(2-)浓度高于理论值,硫歧化反应随着ClO_4~-浓度的提升和HRT的下降受到抑制,R3出水SO_4~(2-)浓度最低,歧化反应最弱;出水p H和碱度随着进水ClO_4~-浓度和HRT的增大而减小,且R3一直较高;R2、R3挂膜效果好于R1,胞外聚合物(EPS)的分泌可以促进生物膜生长,且分泌量随着HRT的减小而减少.