生化/催化铁内循环工艺处理精细化工区污水

在中试规模上研究了采用"催化铁+A/O生化"及"A/O生化/催化铁内循环"工艺处理高有机浓度精细化工区污水的效果及特点。实验证明,催化铁作为生化预处理工艺处理此污水铁填料表面出现结垢及有机物黏附的现象。生化/催化铁内循环工艺对污水CODCr、NH3-N去除率分别为73%、19%,生化/催化铁出水投加少量混凝剂、助凝剂后,C0DCr、BOD5、色度去除率分别为81%、95%、91%;生化/催化铁内循环工艺将催化铁置于生化后可有效提高催化铁反应效率,避免铁填料表面出现结垢及黏附层等现象,内循环可保证催化铁对生化的促进及对水中部分难降解有机物的去除,但此工艺仍存在氨氮去除效果不佳等问题待解决。     

不同pH下铁氧化物表面结合铁系统还原硝基苯的研究

研究了针铁矿、赤铁矿、磁铁矿和钢渣4种铁氧化物表面结合铁系统对硝基苯的还原转化,并对不同pH值下的还原机制进行了分析.在pH为6.5～7.0时,赤铁矿、磁铁矿和钢渣通过吸附Fe(Ⅱ)形成的表面结合铁系统,对硝基苯具有较强的还原能力,还原效果由高到低依次为磁铁矿、赤铁矿和钢渣,磁铁矿、赤铁矿还原率随着pH值升高而升高,而钢渣组还原率差别不大.针铁矿虽然吸附的Fe(Ⅱ)量最多,但没有还原活性.在pH值为6.0时,赤铁矿和磁铁矿对Fe(Ⅱ)吸附量较少,对硝基苯没有还原效果,而钢渣在pH 6.0时仍可吸附大量Fe(Ⅱ),对硝基苯的还原率与pH 7.0时相当.在pH超过7.5时,溶解性Fe(Ⅱ)转化为Fe(OH)₂,Fe(OH)₂成为系统的还原动力,铁氧化物的存在反而抑制了Fe(Ⅱ)系统的还原能力.     

ZVI固定床-SBR耦合工艺强化氯代硝基苯的降解

研究了零价铁(ZVI)固定床-序批式生物反应器(SBR)耦合工艺对2-氯硝基苯(2-CINB)转化与降解强化作用.结果表明,ZVI固定床可稳 定还原转化2-CINB为2-氯苯胺(2-CIAn),表面积归一化速率常数(Ksa)为(3.20±0.35)×10-2L·m-2·h-1;ZVI固定床出水作为SBR进水,在HRT为20 h、2-ClAn负荷为3.6～111.8 g·m-3·d-1、COD负荷(外加碳源)为130.9～854.4 g·m-3 d-1条件下稳定运行SBR,其2-ClAn去除率 达99.9%以上,COD去除率达92.3%±5.5%.2-ClAn污泥比降解速率达0.31 g·g-1·d-1;耦合系统在不添加其它碳源、氮源条件下,TOC去除率达95.4%,总氮去除率为46.1%.而以未经ZVI预处理的2-CINB为进水的SBR对照实验发现,2-ClNB去除率仅为25.3%±10.2%.主要以挥发形式去除.研究结果揭示,ZVI-SBR耦合工艺可强化氯代硝基苯类污染物的降解与矿化.     

水解酸化/催化铁耦合+A~2O工艺在镇江市新区第二污水厂的应用

镇江市新区第二污水厂采用水解酸化/催化铁耦合+A2O工艺,一期处理规模为2×104 m3/d,进水主要是新区化工园区的混合化工废水。文章详细介绍了该污水厂的工艺流程、相关设备及构筑物设计参数。运行结果表明,用水解酸化/催化铁耦合+A2O工艺处理混合化工废水,处理效果良好,出水水质基本达标。     

铁钛共掺杂氧化铝诱发表面双反应中心催化臭氧化去除水中污染物

多相催化臭氧化技术因能有效去除水中有机污染物而受到广泛关注.然而,基于单一位点氧化还原的金属氧化物催化臭氧化过程存在速率限制步骤,使活性受到抑制,极大地限制了多相催化臭氧化技术的实际应用.为解决这一瓶颈,以过渡金属物种Fe和Ti对金属氧化物y-Al2O3基底进行晶格掺杂制备出新型双反应中心催化剂FT-A-1 DRCs....     

催化铁强化低碳废水生物反硝化过程的探讨

研究了低碳氮比条件下催化铁耦合生物反硝化的脱氮效率以及N2O产生.结果表明,相对常规低碳氮比反硝化,催化铁耦合组能大大提高硝酸根的转化率,但产生亚硝态氮积累,总氮去除率变化不大.耦合组N2O释放量高于常规生物对照组,源于亚铁氧化物与亚硝酸根的化学反应,但最高累积量小于8%,且可继续生物还原为N2.催化铁可以消除体系的溶解氧和降低氧化还原电位,对维持缺氧反硝化环境有利.     

程序升温条件下铁及其氧化物在CO存在时对N_2O的还原机理

应用热综合分析仪 (TG FTIR)研究了在还原性气氛下Fe及其氧化物对N2 O的催化还原作用 .研究发现铁氧化物对氮氧化物的催化还原能力相当弱 ,而Fe可以高效地降低N2 O分解的初始温度和提高N2 O向N2 的转化率 .在Fe和CO的作用下 ,N2 O的初始分解温度为 92 0K和 10 0 0K .在 112 3K时 ,N2 O的转化率达到 95 %和 80 % .TG/DSC曲线表明了在Fe与N2 O反应过程中CO的作用表现为通过与N2 O在反应表面的竞争吸附使铁氧化物还原为金属铁 ,X射线衍射证明Fe与N2 O反应后的氧化物为Fe2 O3 ;扫描电镜对反应后Fe表面物理形态的研究发现 ,在CO作用下 ,Fe的表面呈松散结构 ,可以保证Fe对氮氧化物反应的连续进行     

曝气与不曝气两种催化铁内电解工艺对印染废水预处理的对比试验

针对实际印染废水,进行催化铁内电解法进行曝气与不曝气2种不同处理工艺对比试验,测定了预处理前后废水的CODCr、色度、磷酸盐、氨氮、pH值等指标。结果表明,曝气催化铁内电解工艺优于不曝气的工艺,对废水中的CODCr、色度和磷酸盐的去除有显著提高。     

铈插层黏土负载铁催化剂在H2S选择性催化氧化过程中催化性能的研究

合成了铈插层的Laponite黏土材料(Ce-Lap),并以此材料为载体,分别负载质量分数为3%、5%、8%、10%的Fe制备Fe/Ce-Lap催化剂,通过XRD、氮气吸脱附曲线、XRF、TG、FT-IR、O2-TPD、H2-TPR、XPS等手段,对催化剂的物理化学性质进行了表征测试,并考察了催化剂在H2S选择性催化氧化反应过程中的活性.结果表明,5%的Fe/Ce-Lap在180℃时表现出最好的催化活性,能达到96%的硫产率,这归因于Fe与Ce之间的相互作用,改善了Fe3+的氧化还原能力.此外,较高的氧吸附能力及铁物种的高分散度促进了氧化反应的进行.     

ABR相分离条件下耦合MBR工艺反硝化除磷可行性研究

采用ABR-MBR耦合工艺,调控MBR以好氧硝化运行,考察耦合工艺稳定运行状态下的除碳及反硝化除磷的去除效果及其影响因素,并分析了该耦合条件下的除磷机理。结果表明:在容积负荷为0.9kg/（m3·d）及硝化液回流比为200%的情况下,耦合工艺对COD、总氮、磷酸盐的去除率分别为90%、70%和67%,反硝化除磷率随硝化液回流比增大呈现出先增大后减小的趋势,但随着系统容积负荷的增加,ABR的第3格室出现了亚硝积累的情况,影响了反硝化除磷效果,运行过程中ABR逐渐形成的颗粒污泥也对耦合系统的除磷具有积极作用。     

响应曲面法优化制备改性海泡石负载纳米铁材料的试验研究

以直接耐晒黑为目标污染物,以FeSO4浓度、KBH4浓度和改性海泡石的投加量为影响因素,应用Box-Behnken响应曲面法进行了三因素三水平试验,优化了以改性海泡石为载体的纳米铁材料的制备方法.结果表明:在所选的试验范围内,FeSO4浓度和KBH4浓度的交互作用对纳米铁材料的制备有显著影响,对其去除直接耐晒黑性能的影响起到了关键性作用,且FeSO4浓度的影响更为显著;而改性海泡石的投加量和KBH4浓度的交互作用不显著.改性海泡石负载纳米铁的最佳制备条件为:0.13 mol·L-1的FeSO4溶液50 mL,0.18 mol·L-1的KBH4溶液50mL,改性海泡石的投加量为2.86 g.在此条件下制得的纳米铁材料,其XRD谱图在2θ =44.7°处出现了Fe0的特征衍射吸收峰;对直接耐晒黑处理3h后,直接耐晒黑的去除率可达98.9％,比仅采用改性海泡石的去除率提高了35.7％.     

塔克拉玛干沙漠腹地冬季近地层CO2浓度变化特征

利用Li-8150系统在塔克拉玛干沙漠腹地进行了冬季近地层(￡6m)CO2浓度数据收集,结合同步气象资料,分析了近地层CO2浓度变化特征,土壤呼吸速率及气温、风速等气象因素对其变化特征的影响.结果表明,近地层CO2浓度日变化曲线呈单峰型结构,白天浓度高于夜晚.沙漠腹地冬季近地层大气CO2浓度主要集中分布在371.6~387.1μmol/mol,日平均最高值出现在12:00,最低值出现在凌晨;近地层CO2浓度对土壤呼吸速率的响应程度较好;不同高处气温与CO2浓度均存在着显著的正相关关系;近地层(31m)的CO2浓度受风速变化影响较大,而风速对0.5m及以下高度CO2浓度分布特征的影响相对较小;流动沙漠腹地,土壤呼吸和微弱的气象条件相互作用,共同调节和控制着近地层CO2的浓度变化.     

正己烷降解菌NX-1的筛选、鉴定及其细胞表面疏水性研究

从浙江某制药企业污水处理池的活性污泥中筛选到一株高效降解正己烷的菌株NX-1,经形态观察、生理生化试验和16S r DNA序列分析确定其为Pseudomonas mendocina.由于正己烷的去除速率与细胞表面疏水性(CSH)密切相关,故研究了影响P.mendocina NX-1CSH的关键因素.利用微生物黏着碳氢化合物法测定不同环境条件下的CSH,发现p H、淀粉和壳聚糖浓度显著影响CSH值;通过Box-Behnken设计及响应面分析确定了提高P.mendocina NX-1 CSH的最优条件:p H为7.61,淀粉浓度为9.39 g·L-1,壳聚糖浓度为1 g·L-1,最大CSH达到56.0%.     

降雨-径流过程中土壤表层磷迁移过程的模拟研究

以人工降雨的方法，对巢湖边旱作表层土壤在降雨后所产生的磷迁移过程进行了研究，结果表明：在两种雨强植（70mm和35mm）90min内模拟的降雨过程中，供试的土壤产生两种径流模式：表面径流和土壤内部培中流，降雨强度大，表面径流和壤中流始流时间早，水流量和深度相应高，累积输出也多，相同雨强下，农田作物的覆盖作用胡促进壤中流，减缓表面流，但对始流时间的影响不大，4种模拟土类型的表面径流累积输出的大小顺序为：BN70（降雨量70mm，盖度为0）＞BC70（降雨量70mm，盖度为80％）＞BN35（降雨量35mm，盖度为０）＞ＢＣ３５（降雨量７０mm，盖度为０）＞ＢＣ７０（降雨量７０mm，盖度为８０％）＞ＢＮ３５（降雨量３５mm，盖度为０）＞ＢＣ３５（降雨量35mm,盖度为８０％），培中流的量序为：ＹＣ７０＞ＹＮ７０＞ＹＣ３５＞ＹＮ３５，裸露土壤的总磷浓度曲线呈波浪状递减，作物覆盖土壤则呈均匀缓慢的递减趋势，土壤物理结构和作特特征对溶解性总磷的变化趋势起主导作用，在中到大雨条件下，壤中累积输出的径流量都低于表面流，差幅决定于土培表层界面特征，表面径流中的磷迁移量是土壤中流的３－４倍。     

近地面层湍流通量输送相似性及相干结构特征

利用2018年广东省环珠江口气候环境与空气质量变化野外科学观测研究站70 m气象塔上涡动协方差系统连续观测资料,对不同大气稳定度条件下近地面层相干结构的统计特征及其对湍流通量相似性的影响进行了初步研究.结果表明：(1)无量纲风速标准差(稳定、不稳定)和气温标准差(不稳定)遵循莫宁-奥布霍夫相似理论;(2)湍流速度(u、v、w)谱、温度(T)谱、CO₂和H₂O浓度谱在惯性副区均满足-2/3定律.w-T协谱、垂直速度(w)与标量(CO₂、H₂O)浓度的协谱(w-CO₂、w-H₂O)在惯性副区遵循-4/3定律;(3)不稳定条件下,热力湍流对H₂O和CO₂标量具有很好的输送作用,而以动量通量输送为代表的机械作用在弱不稳定条件下对H₂O和CO₂的输送效果最好;(4)上冲和下扫运动对湍流通量输送起主导作用,且随湍涡尺度的变化略有差异,湍流通量输送对大气层结的依赖性较弱.     

Characterization of cake layer structure on the microfiltration membrane permeability by iron pre-coagulation

A cake layer is formed by coagulation aggregates under certain transmembrane pressure in the coagulation-microfiltration (MF) process. The characteristics of humic acid aggregates coagulated by different iron-based coagulants, such as charge, size, fractal dimension and compressibility, have an effect on the cake layer structure. At the optimum iron dose of 0.6 to 0.8 mmol/L for ferric chloride (FC) and polymer ferric sulfate (PFS) pre-coagulation, at the point of charge neutralization for near zero zeta potential, the aggregate particles produced possess the greatest size and highest fractal dimension, which contributes to the cake layer being most loose with high porosity and low compressibility. Thus the membrane filterability is better. At a low or high iron dose of FC and PFS, a high negative or positive zeta potential with high charge repulsion results in so many small aggregate particles and low fractal dimension that the cake layer is compact with low porosity and high compressibility. Therefore the membrane fouling is accelerated and MF permeability becomes worse. The variation of cake layer structure as measured by scanning electric microscopy corresponds with the fact that the smaller the coagulation flocs size and fractal dimension are, the lower the porosity and the tighter the cake layer conformation. This also explains the MF membrane flux variation visually and accurately.     

不同退耕年限下菜子湖湿地土壤铁形态变化

选取菜子湖区不同退耕年限(3、5、7、9、11、21 a)湿地为研究对象,以仍耕作油菜地和原始湿地为参照,分别采用王水消解法和Tessier连续提取法,分析了退耕还湖后湿地土壤全铁和铁的赋存形态特征,探讨退耕还湖后湿地土壤铁组分特征变化规律.结果表明:研究区土壤铁各形态含量大小顺序为:残渣态(RES-Fe:17.09~30.84 g·kg-1)铁锰氧化态(RED-Fe:3.66~4.48 g·kg-1)有机结合态(OM-Fe:0.87~3.09g·kg-1)碳酸盐结合态(CARB-Fe:0.01~0.37 g·kg-1)可交换态(EXC-Fe:0.01~0.15 g·kg-1).占全铁均小于1.5%的EXC-Fe和CARB-Fe均在退耕3 a和5 a期间含量快速升高,而后降低再升高,最低值出现在退耕11 a;RED-Fe在退耕3~9 a比较稳定,随后缓慢增加;而OM-Fe随退耕年限增加整体上呈增加趋势;占土壤铁形态总量73.91%~85.42%的RES-Fe在退耕3a时含量下降,在3~9 a间呈现逐渐增加的趋势,9~21 a又逐渐下降;研究区全铁(Tot-Fe)平均含量在18.50~38.41 g·kg-1之间,变化趋势与RES-Fe基本一致.讨论结果表明退耕还湖后水文条件和植被状况的改变导致了土壤环境发生变化,从而不仅影响退耕后湿地土壤全铁含量变化,也影响土壤铁形态组分特征,进而影响土壤铁的有效性.     

铁还原菌shewanella oneidensis MR-1对根表铁膜中砷运移的影响

水稻根表铁膜是控制砷在根际-植物体系转运的重要区域,但是其中铁还原微生物对砷运移的作用并不清楚.实验以吸附砷磷的水铁矿以及野外采集水稻根系为研究对象,分析铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1还原铁膜内铁氧化物过程中,铁还原、砷释放和固定速率.研究表明铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1可以将水稻根表铁膜中的Fe(Ⅲ)快速还原为Fe(Ⅱ)并释放到溶液中.溶液中的砷在48 h内达到最大值18μmol·L-1,之后逐渐下降,120 h之后,与最大值相比减少了约60%.利用吸附砷的水铁矿模拟铁膜砷释放过程发现,微生物的固定作用是造成溶液中砷含量下降的主要原因之一.本研究表明,促进根际微生物的大量生长,可能是降低土壤环境中砷风险的途径之一.