重金属Ni(Ⅱ)对厌氧氨氧化脱氮性能的影响及其动力学特征变化

厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺因其经济环保等优点而广泛用于处理高氨氮污废水,但该工艺对环境条件十分敏感,尤其对重金属.利用批次实验和连续流实验分别研究了Ni(Ⅱ)对ANAMMOX的短期和长期影响.短期作用下,Ni(Ⅱ)对ANAMMOX存在"低促高抑"作用.与不投加Ni(Ⅱ)对比,投加1 mg·L^-1 Ni(Ⅱ)时ANAMMOX的比厌氧氨氧化活性(SAA)提高了11.14%;投加100 mg·L^-1 Ni(Ⅱ)时SAA降低了49.55%,Ni(Ⅱ)的半抑制浓度IC₅₀为83.86 mg·L^-1.而Ni(Ⅱ)对ANAMMOX的长期抑制阈值为15 mg·L^-1.不投加Ni(Ⅱ)时,用Monod方程模拟ANAMMOX动力学,得到q_max0(以TN/VSS计)和K_S0分别为12.25 mg·(g·h)^-1和405.36 mg·L^-1;投加50 mg·L^-1 Ni(Ⅱ)时,用修正...     

金属-硅核壳结构诱导强化nZVI@SiO2/PDS体系降解地下水氯苯

采用溶胶-凝胶法以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,制备以纳米零价铁(nZVI)为核,SiO₂为壳层的nZVI@SiO₂核壳复合材料,通过SEM、TEM、XRD和BET对材料进行表征,并对nZVI@SiO₂活化过硫酸盐(PDS)去除氯苯(MCB)性能进行研究.结果表明,nZVI@SiO₂-1材料为均匀的核壳结构;比表面积达到了212.67 m²·g^-1,壳层厚度为7 nm左右,Fe含量达到了38.92%.在MCB初始浓度为20 mg·L^-1、温度(20±2)℃、nZVI@SiO₂-1投加量为0.5 g·L^-1、PDS投加量为3 mmol·L^-1条件下MCB去除率为83.81%.低浓度HA和Cl^-对nZVI@SiO₂-1/PDS体系去除MCB呈促进作用.而HCO₃     

基于生物膜序批式反应器工艺的城市污水磷酸盐富集实验研究

基于生物膜序批式反应器（BSBR）工艺,对模拟城市污水中的磷酸盐进行高效去除、回收.实验在探究不同蓄磷量和碳源对反应器效能、磷回收效率影响的基础上,进一步分析了两者的共同作用对厌氧释磷速率和释磷量的影响.结果表明,在反应器低碳源投加(仅厌氧投加200mg·L^-1)和低磷进水(10 mg·L^-1)工况下,磷回收液浓度随着蓄磷量增加而增大,磷回收液浓度最高可达到225.5 mg·L^-1,蓄磷量可达159.6mg·g^-1;同时探究了磷回收液浓度与平均磷回收效率间的关系,在以（6±1）d为回收周期的循环下,磷富集液浓度达到（106.6±10）mg·L^-1,此时平均磷回收效率为78.62%±2.3%;而且提高3.6倍蓄磷量可提高1.9倍释磷量,较之4倍碳源投加量时的1.79倍释磷量更为高效.因此,本反应器能基于更低碳源投加量获取高浓度磷回收液,从而为未来废水处理厂中磷的回收提供新的方向.     

天冬氨酸对低温条件下厌氧颗粒污泥处理污水的强化研究

通过序批实验的形式,选用天冬氨酸(Asp)添加作为强化措施,探究了低温15℃时厌氧颗粒污泥对废水COD的去除情况,并分析了Asp对污泥特性的影响.结果表明,21 d之后,Asp对厌氧颗粒污泥去除COD开始出现一定的促进作用,当Asp投加量为0.133 g·L^-1时,COD去除率最高,在实验末期达到80.73%.在挥发性脂肪酸(VFAs)方面,45 d时,A(0 g·L^-1 Asp)、B(0.067 g·L^-1 Asp)、C(0.133 g·L^-1 Asp)、D(0.200 g·L^-1 Asp)4组中甲酸含量分别为0.050、0.033、0.0308、0.0347 mg·mL^-1,乙酸含量分别为0.104、0.224、0.281、0.266 mg·mL^-1,丙酸含量分别为0.224、0.180、0.148、0.159 mg·mL^-1,甲酸、乙酸和丙酸被快速消耗,且0.133 g·L^-1 Asp...     

纳米核壳Co@NC催化剂活化过氧乙酸降解磺胺甲噁唑

过氧乙酸[PAA,CH₃C(O)OOH]作为一种新兴的氧化剂,在处理污水中难降解有机污染物中受到了越来越多的关注.通过蚀刻方法制备出纳米核壳Co@NC催化剂,并将其用于活化PAA降解污水中磺胺甲■唑(SMX).结果表明,当控制催化剂投加量为0.02 g·L^-1、PAA浓度为0.12mmol·L^-1和SMX浓度为10μmol·L^-1时,反应5 min时SMX的去除率即可达到98%,且降解SMX的速率常数为0.80 min^-1.SMX降解效率随催化剂添加量和PAA浓度提高而显著增加.结果发现核壳Co@NC/PAA体系在近中性条件下(pH为6.0～8.0)可获得最佳的SMX降解效果,酸性或碱性条件均不利于SMX去除.HCO^-₃和腐殖酸对该催化体系存在显著抑制,而Cl^-抑制作用较弱.此外,通过自由基淬灭实验和电子顺磁共振(EPR)研究发现,乙酰氧自由基(CH₃CO₂·)和乙酰过...     

铝锆改性生物炭对水体低浓度氟的吸附特性

针对低浓度含氟水难处理,氟超标排放造成水污染等问题,制备了铝锆改性生物炭(AZBC),研究其对水体低浓度氟离子(F^-)的吸附特性及吸附机制.结果表明,AZBC是具有均匀孔隙结构的介孔生物炭,能够快速吸附水体F^-,可在20 min内达到吸附平衡.当初始ρ(F^-)为10mg·L^-1,AZBC投加量为30 g·L^-1时,F^-去除率为90.7%,出水浓度低于1mg·L^-1.AZBC的pH_pzc为8.9,推荐pH使用范围为3.2～8.9.其吸附动力学符合拟二级动力学,吸附过程符合Langmuir模型,在25、 35和45℃下的最大吸附量分别为8.91、 11.40和13.76mg·g^-1.可用1mol·L^-1 NaOH脱附F^-,5次循环使用后,AZBC的吸附量下降约15.9%. AZBC的吸附机制为静电吸附和离子交换共同作用.以某工业园区污水厂污水为实验对象...     

响应面法优化O3/US-混凝耦合去除皮革废水中的磷

采用O₃/US-混凝法去除皮革废水中的磷.结果表明,废水中的磷90%以上是以有机磷形式存在,无法通过单一条件的混凝法去除废水中的磷,臭氧氧化可以将大部分有机磷转为无机磷,该过程在超声的强化下转化率更高.在单因素试验的基础上,以总磷的去除率为响应值,采用Box-Behnken响应曲面法考察了氢氧化钙投加量、臭氧反应时间、聚丙烯酰胺(PAM)投加量、超声波功率4个因素之间的单独及交互作用.结果表明,4个因素影响顺序为:氢氧化钙投加量>PAM投加量>超声波功率>臭氧反应时间,数学模型拟合度高(R■=0.995),利用该模型预测总磷的最大去除率为95.56%,在最佳反应条件:氢氧化钙投加量为718.35 mg·L^-1,臭氧反应时间为50.87 min,超声波功率为337.74 W,PAM投加量为22.27 mg·L^-1时验证实验结果的总磷去除率为93.68%,与模型预测值偏差1.88%.     

反硝化-高效部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺处理老龄垃圾渗滤液

采用反硝化-沸石曝气生物滤池(ZBAF)部分亚硝化及氧氨氧化组合工艺处理老龄垃圾渗滤液,探究ZBAF部分亚硝化特性以及组合工艺的脱氮除碳性能.结果表明通过游离氨(FA)对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的选择性抑制ZBAF可以实现老龄垃圾渗滤液稳定高效部分亚硝化,平均亚硝氮积累率(NAR)为93.8%亚硝氮产率(NPR)最高达1.659 kg·(m^3·d-1;在进水中投加葡萄糖700mg·L^-1后,当回流比为2.0 HRT为2.2 d时,由于反硝化与厌氧氨氧化的协同作用,组合工艺脱氮效果最佳,平均氨氮去除率(ARE)、总氮去除率(NRE)和总氮去除负荷(NRR)分别达97.2%、90.0%和0.585 kg·(m³·d)^-1,平均COD去除率为45.3%其中厌氧氨氧化平均NRR_ANA为1.060 kg·(m³·d)^-1最高达1.268 kg·(m³·d)^-1.利用高通量测序技术...     

机械活化蛇纹石吸附除磷性能及机理研究

为实现废水中磷的绿色高效去除,采用机械活化法制备活性蛇纹石吸附材料,探讨了该材料对废水中30 mg·L^-1正磷酸盐的吸附性能、关键影响因素及吸附去除机理.结果表明,活性蛇纹石对磷的理论最大吸附量(以P计)为126.58 mg·g^-1,当初始pH为7.0、温度为20℃、投加量为0.5 g·L^-1、吸附时间为240 min时,材料对磷的去除率为89.73%.磷的去除率随活化时间、吸附时间和投加量的增加而增大,随pH和温度的增加而降低.利用激光粒度仪、XRD、FTIR和SEM等现代分析测试手段研究了活性蛇纹石对磷的吸附机理.结果表明,机械活化致使蛇纹石颗粒的中值粒径从41.32μm迅速降低到12.00μm,之后粒径不再发生明显变化,进一步的机械力作用使蛇纹石晶体结构受到破坏,导致Mg—OH键能减弱,增强了颗粒表面的Mg吸附位点的活性,并使颗粒表面呈碱性,最终使磷能够以磷酸镁(Mg₃(PO₄)₂·22H₂O)的形式固定在材料表面.等温吸附和吸...     

O3-SBBR联合工艺深度处理印染工业园生化尾水的效能和机制

针对印染工业园生化尾水中生物难降解的有机氮难题,采用O₃-SBBR(臭氧-序批式生物膜反应器)联合工艺进行深度处理.开展了影响因素实验、降解动力学和淬灭实验,测定了自由基种类、琥珀酸脱氢酶活性和脱氮功能基因.结果表明,适宜的臭氧氧化条件：pH为8.0～8.5、ρ(O₃)为35.0 mg·L^-1左右、 O₃投加量(以O₃/H₂O计,下同)约为100.0 mg·L^-1和反应时间为90.0～120.0 min.臭氧氧化生化尾水的有机氮符合拟一级动力学模型,最大速率常数k值为0.010 35 min^-1[实验条件：pH为8.0、 O₃投加量为150.0 mg·L^-1和ρ(O₃)为35.0 mg·L^-1].臭氧氧化显著提高序批式生物膜反应器(SBBR)的脱氮性能,脱氮效率从19.8%(SBBR)提高到32.9%(O₃     

腐殖酸-重金属对ANAMMOX菌脱氮性能的影响及其动力学分析

通过批次实验研究了两种典型重金属离子[Cu（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）]与腐殖酸对厌氧氨氧化（ANAMMOX）脱氮效果（SAA）的影响并进行了动力学模型分析,同时探讨了腐殖酸-重金属对ANAMMOX脱氮的影响.结果表明,在投加ρ[Cu（Ⅱ）]和ρ[Ni（Ⅱ）]均为3mg·L^-1时,对ANAMMOX有促进作用,SAA分别提高了8.64%和7.78%;当ρ[Cu（Ⅱ）]和ρ[Ni（Ⅱ）]分别为20mg·L^-1和5mg·L^-1时则对ANAMMOX有抑制作用,抑制效果随重金属离子浓度增加而越发显著,指数拟合表明Cu（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）对ANAMMOX的IC50分别为29.67mg·L^-1和28.75mg·L^-1.在投加ρ（腐殖酸）为1mg·L^-1时SAA提高了7.37%, 40mg·L^-1时抑制率即达到36.80%,线性拟合表明腐殖酸对ANAMMOX菌的IC50为58.36mg·L^-1.修正的Michaelis-Menten模型能较...     

有机碳源葡萄糖对钝顶螺旋藻生长和硝态氮去除效果的影响研究

利用Zarrouk培养基,通过改变葡萄糖的初始加入量,研究钝顶螺旋藻的生长情况及其对硝态氮的去除效果,探讨其在废水处理中的可行性.结果表明,添加葡萄糖碳源能够促进钝顶螺旋藻的生长,影响其叶绿素和粗蛋白含量,当葡萄糖投加量≥1 g/L时,生长对数期提前,藻液OD560在培养4天时达到稳定,叶绿素和粗蛋白含量培养7天后急剧下降.研究结果还表明,添加葡萄糖碳源有助于提高水中硝态氮的去除率,当硝态钠、葡萄糖投加量均为2.5 g/L,培养5天时,氮素去除率最高,达99.96％,但硝态氮浓度过高时会产生单盐毒害作用.     

中试MBBR反应器启动CANON工艺及其短程硝化

采用150 L的移动床生物膜(MBBR)反应器,控制温度为28℃,以无机高氨氮(平均浓度350 mg·L^-1)废水为原水,启动全程自养脱氮(CANON)工艺,同时,取其中絮状污泥至5L的SBR反应器中,维持进水NH⁺₄-N浓度为90～200 mg·L^-1,共同进行短程硝化恢复研究.结果表明,MBBR反应器中,HRT平均为12 h时,短程硝化与TN去除率互相制约,TN去除率平均为38.2%,δNO^-₃-N/TN值平均为0.274,当HRT降至6h后,δNO^-₃-N/TN值由0.347下降至0.146; SBR反应器通过间歇曝气,分别维持曝气与停曝时间为30 min与20 min,好氧过程中DO浓度为0.5～0.6 mg·L^-1,且每周期末FNA浓度高于0.18 mg·L^-1时, 12 d后系统内NAR由0增长至99.2%,NUR从24.8 mg·(g·h)^-1<...     

响应面法优化纳米铁活化过二硫酸盐降解17β-雌二醇

17β-雌二醇(E2)作为典型的内分泌干扰物(EDCs)普遍存在于废水和地表水中，可引起潜在水环境风险。利用绿色合成纳米铁(Fe NPs)活化过二硫酸盐(PDS)去除E2，并采用响应面优化法探究最佳的实验条件。实验结果表明：响应面二次多项式模型显著，失拟项不显著，模型合理且拟合性较好。当E2初始浓度3 mg·L^-1时，Fe NPs投加量0.09 g·L^-1、氧化剂PDS浓度6 mmol·L^-1、体系pH为3、反应温度30℃的条件下E2去除率达到99.3%；电子顺磁共振(EPR)技术和淬灭实验表明SO₄^·-和^·OH是体系中主要的自由基；Fe NPs循环使用4次时体系对E2的降解效率仍达到90.0%，表明绿色合成Fe NPs是一种有效的类芬顿催化剂。     

Ni掺杂Sb-SnO2瓷环粒子电极电催化氧化磺胺嘧啶

为发展废水中抗生素的处理技术、保护水环境安全,采用浸渍法制备Ni掺杂Sb-SnO₂微孔陶瓷环粒子电极,研究了电极对磺胺嘧啶(SDZ)的电催化氧化能力和动力学特征,初步分析了SDZ的降解途径.结果表明,粒子电极表面负载Ni和Sb-SnO₂晶体,有利于电子传递和吸附SDZ,提高了电催化氧化效率;在NaCl浓度为0.02 mol·L^-1、初始pH为8、电流密度为15 mA·cm^-2、粒子电极投加量为15 g时处理15 min, 50 mg·L^-1的SDZ能够被完全去除;处理3 h时,反应液TOC去除率达到80.8%,比二维电极高17.6%;电催化氧化SDZ的动力学过程符合一级反应动力学模型,去除速率常数为0.329 min^-1.采用液相色谱-串联质谱分析法(LC-MS/MS)鉴定SDZ的降解产物,电催化降解SDZ可能包括磺酰胺基S—N键和嘧啶环上C—N键断裂、脱磺酸基、脱氨基和·OH氧化等途径.     

天然黄铁矿吸附去除水中Sb(Ⅴ):性能与机制

比较了3种铁矿石(黄铁矿、赤铁矿和磁铁矿)对于五价锑[Sb(Ⅴ)]的吸附效果,选用效果最好的黄铁矿作为Sb(Ⅴ)的吸附剂,考察了黄铁矿粒径、投加量和pH对吸附效果的影响.结果表明,当Sb(Ⅴ)初始浓度在90～100μg·L^-1时,黄铁矿粒径200M(过200目筛,<0.074 mm)、投加量1 g·L^-1和pH=7时吸附效果最好,对Sb(Ⅴ)的去除率在80%以上;离子竞争实验结果表明,PO₄^3-对吸附Sb(Ⅴ)有抑制作用,而SO₄^2-和CO₃^2-对吸附Sb(Ⅴ)无明显不利影响,这可能是因为PO₄^3-会与Sb(Ⅴ)竞争黄铁矿表面的活性配位吸附点;准二级动力学模型和Langmuir模型能更好地模拟吸附过程,表明吸附过程是单层吸附行为,主要作用是化学吸附;红外分析表明黄铁矿对Sb(Ⅴ)的去除过程是配位离子交换反应; EDS与XPS数据证实锑被吸附到黄铁矿表面,并且没有被...     

高晶度Mn-Fe LDH催化剂活化过一硫酸盐降解偶氮染料RBK5

采用改进的共沉淀结合水热法制备高晶度锰铁层状双金属氢氧化物作为催化剂,用于高效活化过一硫酸盐(PMS)降解活性黑5(RBK5).通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)以及X射线光电子能谱(XPS)对材料进行表征,证明成功合成了结晶度高、层状结构突出的Mn-Fe LDH.同时探究了锰铁量比,催化剂投加量,PMS浓度和初始pH值等因素对RBK5的吸附效果、催化降解及反应动力学的影响.结果表明,高晶度Mn-Fe LDH催化剂具有良好的吸附能力和高效的催化效率,在n(Mn)/n(Fe)比为1∶1,催化剂投加量为0.2 g·L^-1,PMS浓度为1 mmol·L^-1,初始pH为7时,RBK5(20 mg·L^-1)在90 min内降解率可达86%,整个反应过程符合拟一级动力学(R²>0.9).自由基猝灭实验表明,Mn-Fe LDH/PMS体系降解RBK5为SO^-₄·和·OH两种活性自由基...     

含Br-废水高级氧化过程AOX生成特性研究

在焦化废水中投加Br^-模拟含Br^-难降解废水,研究UV/H₂O₂和UV/PDS两种高级氧化工艺在实现TOC优化去除条件下可吸附有机卤素（Adsorbable Organic Halogens,AOX）的生成特性.通过响应曲面法优化反应条件,实现废水中TOC高效去除,但Br^-浓度从50 mg·L^-1增至150mg·L^-1时,UV/H₂O₂和UV/PDS出水AOX浓度分别从0.56 mg·L^-1和0.65 mg·L^-1升高至1.44 mg·L^-1和1.63 mg·L^-1,远高于进水AOX浓度(0.08mg·L^-1);对活性卤代成分（RHS）稳态浓度的模拟结果表明UV/PDS中RHS浓度总体高于UV/H₂O₂,是造成二者出水AOX浓度区别的重要原...     

低压紫外引发制备阳离子模板絮凝剂TPDMC及混凝除浊除菌性能

以丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,以聚丙烯酸钠(PAAS)为模板剂,通过低压紫外光引发共聚制备了模板絮凝剂TPDMC;进一步对比研究了TPDMC和非模板絮凝剂PDMC混凝处理高岭土、大肠杆菌等悬浊液的效果.结果表明,引入模板剂不仅将产物产率从33.50%提高至72.25%,同时显著提升了絮凝剂混凝除浊、除菌性能.对于高岭土悬浊液,当TPDMC投量为0.5 mg·L^-1时,除浊率达到95.89%;PDMC则在0.7 mg·L^-1时除浊率最高,为93.65%.对于大肠杆菌悬浊液,当TPDMC和PDMC投量分别为10 mg·L^-1和12 mg·L^-1时表现出最佳去除效果,絮凝后上清液相对OD₆₀₀值从0.8700分别降至0.1020和0.1136,且在广谱pH范围内均表现出良好的处理效果.TPDMC净化机理为先絮凝后杀菌,其中,杀菌主要是通过TPDMC的阳离子基团吸附电负性大肠杆菌,破坏菌体细胞从而使其灭活.TPDMC作为一种高效、环保絮凝剂,在工业废...     

高铁酸盐对丁基羟基茴香醚的去除效果和机理研究

通过研究高铁酸盐(Fe（VI）)对丁基羟基茴香醚（BHA）的去除效果和机理,阐明这种广泛使用的抗氧化剂在水处理中的转化归趋 .详细考察了溶液 p H 值、氧化剂量、BHA 初始浓度、常见阴阳离子、腐殖酸（HA）和实际水质对其去除效果的影响 .结果表明 Fe（VI）可高效去除水中BHA,升高 p H 值、增加氧化剂投加量及分批投加 Fe（VI）,对 BHA 去除率更高 . 当 pH= 9.0 时,分别于 0 和 30 s 分两次投加 100 μmol·L^-1的Fe（VI）可将 50 μmol·L^-1BHA 在 60 s 内完全去除 . 体系中离子 Cl^-、HSO₃^-、NO₂^-、Ca²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺和腐殖酸（HA）的存在则会抑制底物的降解,且Cl^-、HSO₃^-和Ca²⁺的抑制效果...