CPC/CaO2氧缓释复合材料的制备及其释氧性能探讨

利用过氧化钙（CaO2）遇水释放氧气的特性,采用混合法将CaO2载入到磷酸钙骨水泥（CPC）中,并通过挤出-滚圆造粒方法制备出CPC/CaO2氧缓释复合材料,旨在为污染地下水的好氧生物修复技术提供一种长期、高效的供氧源。由X射线衍射（XRD）分析可知,通过固相反应制取的CPC主要成分为Ca5（PO4）3（OH）和Ca10（PO4）6（OH）2,具有较快的固化时间和固化效果;CPC/CaO2氧缓释复合材料分3个阶段进行释氧,其中2、3阶段分别符合一级和零级释氧动力学特征,且其释氧速率和释氧周期得到明显改善。本研究成果可用于实际地下水修复工程,解决污染地下水原位生物修复过程中溶解氧（DO）的输送问题。     

Trametes sp.LS-10C漆酶对直接类偶氮染料的脱色作用

利用栓菌（Trametes sp.LS-10C）漆酶在单酶和漆酶-介体体系2种情况下对3种直接类偶氮染料进行脱色。结果表明,在给酶量为10 U·mL-1、染料浓度为100 mg·mL-1条件下反应24 h后,直接蓝86在非介体体系中脱色率达到71.2%,其最适脱色温度和pH范围分别为45~60℃和3.5~5.0;直接橙26在介体体系（10 μmol·L-1 ABTS）中脱色率达到78.7%,其最适脱色温度和pH范围分别为35~45℃和4.5~6.5;直接红31在介体体系（10 μmol·L-1 ABTS）中脱色率达到90.7%,其最适脱色温度和pH范围分别为35~45℃和3.5~5.0。     

分光光度法测定降水中微量过氧化氢

研究了一种测定降水中微量过氧化氢的方法。在0.4～1.5mol／L磷酸介质中，过氧化氢与钒（V）及2－（3，5-二溴-2-吡啶偶氮）－5-二乙氨基苯酚（3,5-diBr-PADAP）反应形成一种组成比为1：1：1的蓝色三元配合物，其最大吸收波长为598nm，表现摩尔吸光系数为5.6×104L·mol-1·cm-1。过氧化氮量在2×10-7～1．3×10－5mol／L时服从比耳定律。方法简便，选择性较高，用于降水中微量过氧化氢的直接测定，结果令人满意。     

FeCl3-柠檬酸对土壤中Pb和Cd淋洗动力学特征

采集辽宁省某锌厂周边农田耕作层（0~20 cm）土壤样品,以FeCl3-柠檬酸为淋洗剂,研究在不同pH、温度和离子强度的实验条件下,其对土壤中Pb和Cd的淋洗动力学特征及淋洗机理。结果表明,在实验条件下,随淋洗时间延长,土壤中Cd、Pb的淋洗量不断增加,Pb、Cd的淋洗过程可分为快速反应阶段、慢速反应阶段和解吸平衡阶段;当pH=3、4、5和6,温度为25、35和45℃,离子强度为0.01、0.05、0.2和0.5 mol·L-1时,描述土壤中Pb、Cd淋洗动力学过程时Elovich方程（R2=0.787 0~0.994 8,SE=0.000 2~0.024 2）均优于双常数方程（R2=0.819 2~0.995 5,SE=0.007 6~0.294 5）优于一级动力学方程（R2=0.219 8~0.632 1,SE=0.052 9~0.815 5）,说明在不同环境条件下,该淋洗动力学过程为非均相扩散过程;随pH（6~3,pH=5除外）降低、温度（25~45℃）升高和CaCl2浓度（0.01~0.5 mol·L-1）升高,Pb、Cd淋洗量均增大。     

Pseudomonas sp. BS-1发酵产物对土壤中钍的淋洗作用

从焦化废水污泥中筛选出一株产生物表面活性剂的菌株,将其命名为BS-1,16SrDNA系统发育学分析确定其属于假单胞菌属(Pesudomonas sp.)。该菌株发酵产物初步鉴定为鼠李糖脂,在其临界胶束浓度为0.56g·L~(-1)时,可将水溶液的表面张力从76.8mN·m~(-1)降至38.5mN·m~(-1)。将菌株发酵产物溶液作为淋洗剂,采用浸提和土柱淋洗的方法研究了BS-1发酵产物对污染土壤中钍的去除效果,结果表明:当pH为10,浓度为3 g·L~(-1),振荡时间为72h时,钍的去除率可达70.14%;在柱状动态实验中,当淋洗量达到800mL时,发酵产物溶液对钍的累积去除量最大为65.03 mg·kg~(-1),发酵产物溶液对钍的累积去除量明显优于去离子水。对比淋洗后土壤中钍的形态占比可知,残渣态增加10.16%,氧化结合态减少了11.41%。对比淋洗前后土壤中钍的形态含量可知,酸可提取态、氧化结合态、有机结合态分别减少了83.25%、75.22%、60.70%。淋洗后钍的稳定性增强。     

温度对复合厌氧折流板膜生物反应器处理生活污水效能的影响简

将新型CAMBR反应器（厌氧折流板反应器（ABR）与膜生物反应器（MBR）优化组合）用于处理生活污水,研究温度对该反应器处理效能的影响。实验水力停留时间7.5 h,混合液回流比设置为200%,pH值为6.5~8.5,溶解氧3 mg/L左右。控制3个温度梯度：高温（32~37℃）,中温（20~25℃）,低温（5~10℃）,每个温度运行35 d。结果表明,在高温条件下,系统出水COD、NH₄⁺-N、TN和TP平均浓度分别为25、0.5、12.5和0.7 mg/L。在中温条件下,系统出水COD、NH₄⁺-N、TN和TP浓度分别30、1.2、12.5和0.4 mg/L。在低温条件下,COD和TP分别经过15 d和20 d调整适应,出水可恢复至35 mg/L和1 mg/L。由于低温（10℃以下）对硝化细菌产生强烈抑制,出水NH₄⁺-N去除率最终稳定在35%,TN去除率为40%。低温条件下,该反应器应用于污水处理中需注意适当保温,以保证出水水质。     

高效液相色谱-二极管紫外阵列/荧光串联测定雌激素的方法及污水处理厂对雌激素的去除特性

建立了高效液相色谱-二极管紫外阵列（PDA）/荧光（FLD）串联法测定雌酮（E1）、雌二醇（E2）、乙炔雌二醇（EE2）、雌三醇（E3）和双酚A（BPA）5种典型雌激素的方法,并利用该方法测定了某城市污水处理厂5种雌激素的分布情况及去除特性。研究结果表明,二极管紫外阵列/荧光检测器对 5 种雌激素的检出限在4.30~9.54 μg·L-1之间,定量限在12.90~28.62 μg·L-1之间。5 种雌激素日内精密度的相对标准偏差小于6.86%,日间精密度相对标准偏差小于9.47%;对100、500和1 000 ng·L-13个浓度的 5 种雌激素经富集浓缩后测定的加标回收率在 62.8%~96.0% 之间,方法符合痕量分析要求。利用该方法对城市某污水处理厂雌激素的含量进行测定,结果表明污水处理厂进水中5种雌激素的总浓度为3 073.1 ng·L-1,其中雌三醇（E3）的浓度最大,占 5 种雌激素总量的40.1%。出水中 5 种雌激素的总浓度为124.7 ng·L-1,5 种雌激素的总去除率为 95.9%。不同处理单元对雌激素的去除效率存在明显差异,生物处理单元对 5 种雌激素的去除效果最好,5 种雌激素的去除率在73.6%~96.6%之间;一级处理工艺和消毒工艺对雌激素的去除效果较差。     

不同粒级的煤胶体对汞的吸附动力学

为了解煤胶体对汞的吸附动力学特性,采用沉降法和离心法提取由霍林河采集煤样中的煤胶体（0~2、2~5、5~10 μm）,采用批量实验对不同粒径和不同温度下,煤胶体对汞的吸附动力学特性进行了研究。结果表明：煤胶体对汞的吸附反应为吸热反应,以化学吸附为主,其吸附动力学过程可用准二级动力学方程和双室模型很好的描述。煤胶体对汞的平衡吸附量随粒径的减小和温度的升高而逐渐增大,不同粒径煤胶体受温度影响的大小关系为（5~10）μm > （2~5）μm > （0~2）μm。煤胶体对汞的吸附从初始阶段到达到表观平衡,快速吸附均占据优势。在表观平衡时,粒径越大,快速吸附的贡献率越小。煤胶体对汞的吸附反应速率随温度升高和粒径减小而增大。温度越高、粒径越小,快速吸附速率越大;而慢速吸附速率则随温度升高和粒径增大而增大。汞在0~2 μm和2~5 μm煤胶体上的吸附过程,粒内扩散是其主要控速步骤;而对于5~10 μm的煤胶体,膜扩散是主要控速步骤。     

臭氧氧化法处理焦化废水生化出水的反应动力学简

对臭氧氧化去除焦化废水生化出水COD的反应动力学及其影响因素进行了实验研究,结果表明,在臭氧投加量为8.50 mg/min,反应温度为20℃和初始pH为10.61条件下,对COD的降解符合表观一级反应动力学模型,其相关系数R²=0.9991,表观反应速率常数k_Abs=1.01×10^-3 s^-1。该条件下,臭氧氧化对COD的降解主要来源于高活性羟基自由基的强氧化作用。在不同的臭氧投加量（4.25~12.75 mg/min）、不同的反应温度（10~40℃）和不同的初始pH（3.76~12.53）下,COD的降解也同样遵循一级反应动力学规律。随着臭氧投加量的增大,COD降解的表观反应速率常数从（0.554×10^-3） s^-1增加到（1.06×10^-3） s^-1;随着反应温度的升高,表观反应速率常数从（0.427×10^-3） s^-1增加到（1.40×10^-3） s^-1,温度越高反应速率提高的幅度却越小;在初始pH3.76~10.61范围内,表观反应速率常数从（0.218×10^-3） s^-1增加到（1.01×10^-3） s^-1,在初始pH为12.53时表观反应速率常数下降到（0.857×10^-3） s^-1。     

诱导结晶法去除地下水中氟离子简

针对现行高氟地下水处理工艺中存在的工艺复杂、运行管理困难等问题,提出采用诱导结晶法除氟。其技术核心是在高氟水中投加氟磷灰石作为晶种,并投加磷酸盐和钙盐使水中氟离子在晶种表面生成氟磷酸钙（Ca₁₀（PO₄） ₆F₂）结晶。通过单因素实验得出最佳工艺条件：投加8g/L氟磷灰石,并投加NaH₂PO₄和CaCl₂,使钙离子、磷酸根离子和氟离子的摩尔比为10：5：1,搅拌速度为100 r/min,反应时间1 h。反应中磷酸根离子和钙离子的利用率分别达到98%和25%以上。电子扫描显微镜（SEM）表征晶种在参与反应后,表面有结晶生成。研究表明,采用诱导结晶法可将水中氟离子浓度从5~10 mg/L降至1 mg/L以下,达到饮用水水质标准。     

响应曲面法优化土壤镉浸提过程

以温度、提取时间、土液比为研究因素,考察浸提剂乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）对土壤Cd浸提率的影响。首先,以单因素实验为基础,研究3因素单独对土壤Cd浸提率的影响,结果发现随着3因素水平的提高,土壤Cd浸提率整体呈上升趋势,在一定的范围内（温度20~25 ℃、提取时间50~90 min、土液比1:2~1:5）,土壤Cd浸提率增大较为明显,分别上升了35%、8%、17%,而随着3因素水平的提升（温度30~35 ℃、提取时间130~170 min、土液比1:7~1:10）,土壤Cd浸提率上升了5%、1%、4%;其次,采用响应曲面分析法中Box-Behnken中心实验设计法,建立了基于土壤Cd浸提率影响因素的二次函数预测模型,结果表明,模型预测值与实验实测值较为接近,各实验点几乎全部位于1:1线。在3因素研究范围内,当温度为30 ℃、提取时间为130 min、土液比约为1:6.5时,土壤Cd浸提率效果最佳。所得结论有助于进一步改进浸提剂EDTA-2Na对土壤Cd的浸提效率。     

不同pH控制策略下剩余污泥中NH+4-N、PO3-4-P、COD溶出研究

污水处理厂的剩余污泥中富含氮、磷、COD,在其水解酸化过程中对pH条件进行控制,使污泥中的氮、磷、COD溶出到上清液中并进行回收利用是可行的。在22~25℃的温度条件下,1#反应器中剩余污泥先调节为酸性（pH=3）,在实验第8 d氨氮、磷酸盐溶出量最多后调节为碱性（pH=10）;3#反应器中剩余污泥先调节为碱性（pH=10）,在实验第8 d COD溶出量最多后调节为酸性(pH=3); 2#反应器为对照实验,pH不进行调节。结果表明：若要以回收污泥中的氨氮、磷酸盐为主,剩余污泥由碱性（pH=10）调节为酸性（pH=3）优于由酸性（pH=3）调节为碱性（pH=10）;若要回收污泥上清液中的COD为主,剩余污泥由酸性（pH=3）调节为碱性（pH=10）优于由碱性（pH=10）调节为酸性（pH=3）。     

CPC/CaO_2氧缓释复合材料的制备及其释氧性能探讨

利用过氧化钙(CaO2)遇水释放氧气的特性,采用混合法将CaO2载入到磷酸钙骨水泥(CPC)中,并通过挤出-滚圆造粒方法制备出CPC/CaO2氧缓释复合材料,旨在为污染地下水的好氧生物修复技术提供一种长期、高效的供氧源。由X射线衍射(XRD)分析可知,通过固相反应制取的CPC主要成分为Ca5(PO4)3(OH)和Ca10(PO4)6(OH)2,具有较快的固化时间和固化效果;CPC/CaO2氧缓释复合材料分3个阶段进行释氧,其中2、3阶段分别符合一级和零级释氧动力学特征,且其释氧速率和释氧周期得到明显改善。本研究成果可用于实际地下水修复工程,解决污染地下水原位生物修复过程中溶解氧(DO)的输送问题。     

COD/N对潜流人工湿地脱氮效能及N2O排放的影响

人工湿地因其低能耗、易管理的优点被广泛应用于水处理和生态修复,尤其在发展中国家有其适用性。为探讨COD/N对潜流人工湿地脱氮效能及氧化亚氮（N2O）的排放影响,分别构建5组微型人工湿地CW1~CK,进水化学需氧量/总氮（COD/N）分别为20：1、10：1、7：1、4：1和0：1。结果表明,湿地出水DO浓度均低于0.5 mg·L-1,不同的COD/N下无显著差异,但pH表现为随COD/N的升高而降低。进水COD/N为10、7和4的湿地中COD去除率在80%以上,而进水COD/N=20的湿地中COD去除率不足70%。5组COD/N湿地中氨氮（NH4+-N）的平均去除率依次为（61±16.6）%、（23±14.1）%、（30±12.5）%、（28±14.5）%和（74±7.0）%,在碳源充足或无碳源的条件下有利于NH4+-N的去除。除COD/N=0外,其余湿地中出水未检测到硝态氮（NO3--N）。湿地中总氮（TN）的去除变化与NH4+-N相似。5组湿地系统中,N2O的平均释放通量和累积排放量,分别在0.83~11.84 mg·（m2·h）-1和30.65~490.80 mg·m-2之间。COD/N=4的人工湿地系统中,N2O的平均释放通量和累计排放量显著高于其他处理（p2O形态去除的氮占系统去除TN的百分比为4.87%。COD/N对潜流人工湿地的脱氮和N2O减量具有调控作用。     

沉积物中溶解性有机质的垂直分布光谱特性

采用紫外光谱和三维荧光光谱结合平行因子分析（PARAFAC）方法对瀛湖沉积物中溶解有机质（dissolved organic matters,DOM）垂直分布的光谱特性进行了分析,利用荧光指数（fluorescence index,FI）、腐殖化指数（humification index,HIX）和生物源指数（biological index,BIX）解析了沉积物中DOM荧光组分、空间分布特征和来源。紫外光谱结果表明：瀛湖沉积物的UV254值在0.14~0.30之间,最大值出现在深度10~11 cm处,深层（20 cm以下深度）沉积物UV254值趋于稳定。A250/A365比值在3.69~9.98之间,均值为5.36,表明瀛湖沉积物DOM以富里酸为主。三维荧光光谱结合平行因子分析结果表明：沉积物DOM包含3类4个荧光组分,即类腐殖质组分（C1和C2）、类蛋白组分（C3和C4）,其中,类腐殖质组分的荧光强度约占全部组分荧光强度的60.7%;随着深度的增加,3个采样点的类蛋白质组分（C3和C4）的荧光强度均呈现下降趋势。FI、HIX和BIX都表明瀛湖沉积物DOM的来源主要是由沉积物中自生微生物活动产生。其中,FI在1.73~2.10范围内,BIX处于0.72~0.96范围内,HIX在1.39~4.72范围内。     

双室微生物燃料电池重金属毒性传感器的研制

构建了双室微生物燃料电池（double microbial fuel cells,DMFC）型毒性传感器分别对Cr（Ⅵ）、Cd2+、Cu2+、Zn2+进行在线检测研究。通过对反应器进行优化,确定DMFC在外电阻为1 000 Ω时达到最大功率密度;外循环速率为0.933 4 mL·min-1时反应器运行较稳定。在最优条件下,通过监测铜离子来确定检测时间为60 min,清洗时间为10 min。在以上条件下进行重金属检测,结果表明4种重金属的检测范围分别为0.3~10、0.4~10、40~160、15~80 mg·L-1。抑制率可以用来验证反应器的可行性,检测范围内抑制率与重金属浓度呈现一定的线性关系,其相关系数分别为0.959 7、0.979 5、0.944 1、0.936 6。并可得到相应的线性方程,这些方程可用于验证DMFC-传感器的稳定性。选取检测范围内的浓度进行验证,结果表明4种重金属的相对误差均小于11%,传感器相对稳定并可长期运行。     

诱导结晶法去除地下水中氟离子

针对现行高氟地下水处理工艺中存在的工艺复杂、运行管理困难等问题,提出采用诱导结晶法除氟。其技术核心是在高氟水中投加氟磷灰石作为晶种,并投加磷酸盐和钙盐使水中氟离子在晶种表面生成氟磷酸钙（Ca10（PO4） 6F2）结晶。通过单因素实验得出最佳工艺条件：投加8g/L氟磷灰石,并投加NaH2PO4和CaCl2,使钙离子、磷酸根离子和氟离子的摩尔比为10：5：1,搅拌速度为100 r/min,反应时间1 h。反应中磷酸根离子和钙离子的利用率分别达到98%和25%以上。电子扫描显微镜（SEM）表征晶种在参与反应后,表面有结晶生成。研究表明,采用诱导结晶法可将水中氟离子浓度从5~10 mg/L降至1 mg/L以下,达到饮用水水质标准。     

耦合膜分离和电吸附的复合功能膜处理Cu(Ⅱ)废水

提出了一种膜分离和电吸附耦合的导电复合膜工艺对含Cu（Ⅱ）废水进行处理,采用自制复合膜研究了外加电压、膜通量和进水Cu（Ⅱ） 浓度等条件对复合膜吸附去除Cu（Ⅱ）的影响。结果表明,在外加电压0~1.6 V、膜通量 8~40 L·（m2·h）-1的条件下,电压越大,膜通量越小,总溶解性固体（TDS）去除率越大;膜通量越大,TDS吸附量越大。在Cu（Ⅱ） 浓度5~40 mg·L-1的条件下,Cu（Ⅱ） 浓度越大,TDS去除率越小,而吸附量越大。不同工况条件下,跨膜压差均维持在较低水平。本研究为重金属废水的处理提供了新思路。     

餐余垃圾中高温高固体厌氧消化过程中的pH和氨氮抑制

以餐余垃圾作原料,进行连续式中温和高温高固体厌氧消化120 d。将厌氧消化过程分为适应阶段（0~15 d）,产气速率（GPR）持续上升;启动阶段（中温16~30 d,高温16~36 d）,GPR开始下降;抑制阶段（中温31~67 d,高温37~67 d）GRP最小,平均为1.45 L·d-1和2.09 L·d-1;恢复及稳定阶段（68 d~120 d）,GPR回升后达到稳定,平均分别为16.55 L·d-1和19.03 L·d-1。厌氧消化过程中主要存在2种抑制形式：pH抑制和游离氨（FA）抑制,2种温度下厌氧消化抑制情况类似,抑制阶段主要是pH抑制,稳定阶段主要是FA抑制,pH抑制较轻,中温厌氧消化稳定阶段的FA抑制比高温厌氧消化时严重。     

催化荧光法测定环境水样中痕量铬(VI)

研究了在HAC－NaAC介质中,痕量铬（VI）催化过氧化氢氧化罗丹明6G的褪色反应及其动力学条件,建立了催化荧光测定痕量铬（VI）的新方法。催化反应在沸水浴中进行15min,为假零级反应。方法的检出限为2．1×10－9g／mL,线性范围为0．2～2．5μg／25mL。将该法用于环境水样中痕量铬（VI）的测定,结果良好。