以红薯浸泡液为碳源的生物反硝化

为选择低碳氮比污水生物脱氮中合适的碳源,以搅拌罐浸泡淀粉类物质释放碳源,在确定利用红薯浸泡液为碳源后,以浸没式生物滤池为反应器进行生物反硝化实验。实验结果表明:20 g红薯置于2 L自来水中,采用250 r/m in的搅拌速度,搅拌频率为每搅拌3 h停1 h,2 d后得到的浸泡液COD浓度平均为5 921 mg/L,最高可超过7 000 mg/L;将此红薯浸泡液和污水以1∶50的流量比例,采用分别投加的方式进入反应器,污水中总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮及氨氮的平均去除率分别为88.6%、91.6%、88.2%和54.8%,出水COD平均在30 mg/L以下;在红薯浸泡液COD浓度为5 700 mg/L左右时,进水中亚硝酸盐氮浓度与硝酸盐氮浓度比为3∶2时总氮去除率为95.3%,当该比例为2∶3时总氮去除率为88.2%。研究表明,红薯浸泡液是一种经济合适的碳源,采用红薯浸泡液作为低碳氮比污水生物处理中反硝化的碳源是可行的。     

泥炭作为缓释碳源对反硝化过程的影响

采用柱实验,以泥炭颗粒作为缓释碳源,探究不同水力停留时间(HRT)下泥炭颗粒对反硝化过程的影响。结果表明:(1)泥炭颗粒可作为有效缓释碳源,当HRT为6.67h时,脱氮效果最好,硝酸盐氮去除率能达到81.9%。(2)出水COD较低,最终为9～12mg/L,不会对水体造成二次污染;亚硝酸盐氮先升后降,最终均小于0.2mg/L,未出现积累现象,泥炭颗粒可作为生物脱氮反应器中长期运行的缓释碳源。     

不同改性方式对控释碳源材料脱氮性能的影响

以玉米淀粉(S)为碳源,聚乙烯醇(P)为骨架载体,根据是否用硼酸(B)和硫酸钠(N)做改性处理,制备了GSP、GSP-N、GSP-B和GSP-BN 4种控释碳源材料,研究N、B和BN 3种改性方式对碳源材料脱氮性能的影响。在添加4种碳源的静态实验中,硝酸盐氮去除率均在96.1%以上。碳源材料的改性对硝酸盐氮的降解情况影响不明显,但对脱氮过程中TOC、亚硝酸盐氮、氨氮和TN浓度的变化有不同程度的影响。以TOC、亚硝酸盐氮、氨氮和TN为指标,N、BN和B 3种改性方式综合效益指数分别为5.62、4.6和1.92,硫酸钠(N)改性处理对提高控释碳源材料整体性能具有最佳效果。     

养殖废水SBR碳源投加实时控制研究

畜禽养殖废水是典型的高氨氮、低C/N比有机废水。常规生物处理工艺由于反硝化碳源不足导致脱氮效率较低。在2个平行运行的序批式反应器(SBR)中建立实时控制体系以研究投加猪粪浓浆作为外部碳源对脱氮除磷效果的影响。结果表明,根据ORP实时曲线特征优化碳源投加方案,可按水质变化情况适量补充所需碳源,增强体系脱氮效果,同时加强对磷的去除。在优化碳源投加的运行期NH4+-N及PO43-的去除率分别达到99%和69%。     

玉米秆碳源去除地下水硝酸盐

研究比较了经氢氧化钠、氨水预处理的玉米秆和玉米芯作为生物反硝化碳源时,不同氮负荷条件下的脱氮性能。结果表明,经3%氢氧化钠溶液预处理的玉米秆,在不同氮负荷下均具有较高的硝酸盐去除率,最高达到了97.17%。在原位净化模拟实验中,用该方法预处理的玉米秆作为可渗透反应墙(PRB)的填充介质,硝酸盐和总氮的去除率分别达到了89.68%和84.97%,且出水中没有亚硝酸盐氮和氨氮的积累。结果表明,经3%氢氧化钠溶液预处理的玉米秆,可以作为地下水原位净化修复的固相碳源。     

碳源种类对农村污水反硝化过程脱氮效果的影响

针对农村污水普遍存在碳源不足的问题,研究了不同碳源种类对反硝化脱氮过程的影响。选用SBR,以乙酸钠、乙醇、葡萄糖、蔗糖为碳源,分别控制COD∶N值为4.5、5、6.5、6.5,对反应器脱氮速率以及氮素指标变化规律进行了研究。结果表明:投加乙酸钠、乙醇、葡萄糖、蔗糖时,其平均反硝化速率分别为0.050、0.031、0.034、0.026 g·(g·h)~(-1);有机物结构越复杂,意味着代谢过程越复杂,反硝化所需时间亦相对延长;投加乙酸钠、乙醇、葡萄糖、蔗糖时,当硝酸盐基本被完全消耗时,分别于第50、70、70、70 min时反应器中亚硝酸盐积累量达到了最大值;以葡萄糖为碳源时,最大亚硝酸盐积累率为42.5%;而以乙酸钠和乙醇为碳源时,最大亚硝酸盐积累率次之,分别为23.2%和19.5%;以蔗糖为碳源时,最大亚硝酸盐积累率最小,仅为7.0%。以上研究结果可为低浓度农村污水处理过程中针对外加碳源种类的选择提供参考。     

碳源投加方式对SBR工艺脱氮速率的影响

为了提高生物反应器的脱氮效率,研究采用SBR处理模拟生活污水,利用醋酸钠作为碳源,考察碳源投加方式对脱氮速率的影响。结果表明,当温度为10~15℃,进水COD为330~550 mg/L时,采用不同的碳源投加方式,COD去除率均高于95%。进水一次投加2.4 g碳源,COD平均反应速率为5.3 mg/(g·h),平均反硝化速率为0.28 mg/(g·h)。进水、反应器运行3 h时分别投加1.2 g碳源,COD平均反应速率为6.89 mg/(g·h),平均反硝化速率为0.37 mg/(g·h)。进水、反应6 h时分别投加1.2 g碳源,COD平均反应速率为6.50 mg/(g·h),平均反硝化速率为0.52 mg/(g·h)。进水投加1.2 g碳源、反应器运行3 h和6 h时分别投加0.6 g醋酸钠碳源,COD平均反应速率为6.2 mg/(g·h),平均反硝化速率为0.39 mg/(g·h)。分次投加碳源能够提高COD反应速率和TN去除率,同时保持较高的硝化反硝化速率。     

基于化学与生物膜耦合深度脱除地下水中硝酸盐氮

我国华北地区超过80%的地下水受到污染,其中硝酸盐氮的污染日益严重,威胁着人类健康。基于单质铁去除地下水中硝酸盐氮,因伴随氨氮的产生而受限制;生物反硝化脱氮因地下水中碳源不足无法满足脱氮要求。采用自制的微电解化学催化固体颗粒与天然生物质构成耦合生物载体,通过自养与异养反硝化耦合深度脱除地下水中硝酸盐氮,并建立了地下水易位好氧、厌氧深度脱氮新工艺。结果表明:好氧反应器在HRT为12 h、DO为2.0～3.0 mg·L-1的条件下,硝酸盐氮平均去除率≥91.24%;厌氧反应器在HRT为14 h的条件下,硝酸盐氮平均去除率≥96.32%;反应器中微电解化学催化固体颗粒可为自养反硝化菌提供电子,生物质可为微生物提供必要的有限碳源,硝酸盐氮的脱除是自制微电解化学催化固体颗粒与生物膜耦合作用的结果。出水均无亚硝酸盐氮和氨氮积累。此技术可为受污染地下水的修复提供理论依据。     

硫/沸石固定床去除硝酸盐工艺研究

采用硫/沸石固定床反应器去除水中硝酸盐。实验结果表明,在硫/沸石固定床反应器内通过自养反硝化作用能使水体中硝酸盐得到有效的去除。在硫与沸石的体积比为1∶2,水力停留时间为2 h,进水COD为50 mg/L时,出水硝酸盐去除率可达到95%以上;不外加碳源,总氮的去除率仍可达80%以上;在不投加CaCO₃的情况下,出水pH可始终保持7.0;温度对该反应器硝酸盐的去除率影响不大,进水水温为12℃时总氮（TN）去除率仍可达91.1%。     

矿物载体锯末碳源低温生物修复硝酸盐污染地下水

研究了低温条件下,沸石和火山岩为载体,锯末为碳源的生物反应器对地下水中硝酸盐氮的去除效果。结果表明,在（14±1）℃,水力停留时间18 h,进水硝酸盐氮浓度为27 mg/L的条件下,以锯末为碳源能有效去除地下水中的硝酸盐,沸石为载体时对硝酸盐氮的平均去除率为98%;火山岩为载体时对硝酸盐氮的平均去除率为95%。实验过程中出现铵盐和亚硝酸盐的积累,出水中氨氮浓度为1～2.55 mg/L,亚硝酸氮浓度为0～0.98 mg/L。出水pH均介于7～8,满足饮用水标准中pH的要求（6.5～8.5）。     

除氟活性铝氧化物(AlO_xH_y-F_n)的吸附除砷性能

以活性铝氧化物AlOxHy处理某高氟地下水的中试实验获得的吸附剂废料AlOxHy-Fn为对象,考察其对三价砷(As(Ⅲ))和五价砷(As(Ⅴ))吸附去除性能,并对吸附机理进行了探讨。研究显示,AlOxHy-Fn为多孔无定型且具有不规则表面的絮状结构,比表面积为218.88 m2/g,零电荷点pHZPC在pH为8左右;AlOxHy-Fn可快速吸附As(Ⅲ)和As(Ⅴ),且反应24 h后的平衡吸附量分别为0.60和3.41 mg/g,朗格缪尔模型可以很好地描述As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在AlOxHy-Fn表面的吸附,且As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的最大吸附容量分别为13.63和63.27 mg/g;AlOxHy-Fn在pH=4~10范围内对As(Ⅴ)去除率在90%以上,As(Ⅲ)在中性和弱碱性pH范围内吸附效果较好,但去除率仍在32%以下。AlOxHy-Fn表面性质、砷形态分布特征等对As(Ⅲ)与As(Ⅴ)的吸附有重要影响,电负性As(Ⅴ)较电中性As(Ⅲ)更容易吸附在AlOxHy-Fn表面。AlOxHy-Fn吸附除砷过程中,在pH为6时氟溶出量最低(0.40 mg/g),过高或过低pH均会导致氟溶出量增大;氟溶出量与As(Ⅴ)吸附量之间有明显正相关关系(R2=0.97),但与As(Ⅲ)吸附量无相关关系;铝溶出量在pH为4~10范围内均很低。将AlOxHy-Fn回用作为除砷吸附剂去除工业含砷废水的砷具有良好的技术经济可行性,且将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)是提高去除效果的重要手段。     

不同质量浓度黄菖蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用简

分别采用黄菖蒲（Iris pseudacorus L.）、狭叶香蒲（Typha angustifolia L.）和铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）共生培养的实验方法研究了不同质量浓度黄菖蒲、狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用。结果表明,黄菖蒲在质量浓度大于10 g/L时对初始密度为1.0×10⁷ ind/mL的铜绿微囊藻具有较好的抑制作用,表现为黄菖蒲质量浓度为10、20和40 g/L时,第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为30.1%、51.8%和84.0%;狭叶香蒲在质量浓度大于20 g/L时对铜绿微囊藻有明显的抑制作用,表现为狭叶香蒲质量浓度为20 g/L和40 g/L时,第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为34.2%和77.7%,实验过程中,铜绿微囊藻叶绿素a含量逐渐减少,而藻密度、SOD活性及MDA含量先增加后逐渐降低,表明经过一段时间持续地化感胁迫,黄菖蒲和狭叶香蒲可以诱导铜绿微囊藻产生氧化胁迫,导致细胞结构严重损伤和叶绿素大量分解,从而强烈抑制铜绿微囊藻的生长。     

不同水温下鲴鱼对铜绿微囊藻的控制作用及对水质的影响

在室内受控模拟条件下开展实验,研究了在19、23、27、31、35℃5个水温梯度下鲴鱼对铜绿微囊藻和水质的影响。研究结果表明,在不同水温下,鲴鱼对铜绿微囊藻具有较强的控制作用,实验结束时铜绿微囊藻密度减少至初始密度的18%~30%,摄食率和消化率分别为6.83×104~8.32×104cells/(g·d)、93%~98%;叶绿素a的去除率为68%~88%;实验组TP、TN去除率分别为22%~25%、20%~38%,对照组的分别为80%~94%、28%~40%。对照组NH+4-N浓度变化很小(0.071~0.073 mg/L),而实验组氨氮浓度显著增大(2.222~3.645 mg/L),分别为初始值的31、34、42、51和46倍。     

地表水中隐孢子虫和贾第鞭毛虫微球的混凝去除

以向地表水中投加的隐孢子虫微球和贾第鞭毛虫微球为对象,研究通过对给水混凝工艺对其的去除效果进行比较,着重考察了不同混凝剂种类、投加量及水样pH值对去除效果的影响.结果表明,混凝工艺可较为有效地去除地表水中的两虫微球,去除率最高可达4 lg.相比常规的金属盐类混凝剂,高分子的PAC、PAFC混凝剂对两虫微球的混凝去除率更...     

耐寒人工湿地植物石龙芮和酸模联用研究

为了提高人工湿地在寒冷季节的运行效率,对2种非夏季植物作为湿地植物处理生活污水的可行性进行了研究。结果表明,在本实验条件下2种植物对N、P元素都具有很好的去除效果,对COD的去除也达到45%～50%。通过单一植物系统和复合植物系统的处理效果比较,发现石龙芮酸模复合植物系统对污水中的P元素和COD的去除率更高。研究表明,石龙芮和酸模作为人工湿地植物具有可行性,与常规植物互补使用能在一定程度上延长人工湿地的运行时间。     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)在藻渣/小球藻上的吸附行为及机理

为了开发新型廉价生物吸附剂,以高效吸附去除水体中全氟辛烷磺酸盐(PFOS),对小球藻提取生物柴油后的藻渣吸附酸性水体中的PFOS进行了吸附行为及机理的研究。小球藻提取生物质柴油后,比表面积、孔容、孔径几乎没有变化;等电点由3.3降低至2.7;蛋白质含量由51.45%提高到57.35%。在酸性条件下(pH≤3),小球藻和藻渣对PFOS的吸附率均达到99%以上;随着pH值增加至7,二者的吸附去除率迅速降低,但仍保持在22%~26%。小球藻和藻渣对PFOS的最大吸附容量分别为353.69 mg/g和444.83 mg/g。Freundlich模型能较好地拟合二者对PFOS的吸附数据,表明为多层吸附,即小球藻以静电吸引的形式吸附PFOS阴离子,并疏水分配至所含蛋白质中;而藻渣中含量较高的蛋白质对PFOS的疏水性分配作用是导致藻渣吸附量增高的主要原因。     

Effect of culture conditions on the formation of struvite by Myxococcus xanthus

The amount of struvite (MgNH₄PO₄·6H₂O) produced by Myxococcus xanthus as well as the culture parameter values (pH, total phosphorus, total Kjeldahl nitrogen) were dependent on the culture medium used. Struvite formation started during the exponential phase and the maximum concentration was observed at the beginning of stationary growth phase. The addition of each medium component to the liquid culture influenced the amount of crystal produced. This amount did not depend on the pH increase during the culture period. The moment of the bacterial growth phase, at which each medium component was added, influenced the struvite formation.     

氧化亚铁硫杆菌浸铜作用研究

为研究氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称A.f)对铜浸出的作用,从某煤堆积水中分离得到A.f菌,利用该菌对铜进行浸出实验,设置3个处理,3个处理的浸出液分别为9 K培养基(简称S),成熟菌液(简称MS)和过滤除菌液(简称FS)。结果表明,3个处理中铜都得到了浸出,浸出铜浓度按S、FS和MS依次递增分别为4 433、5 377和6 296 mg/L;浸出初期,MS中的铜,浸出速度最快,过滤除菌液中次之,而培养基中的速度比较稳定,比前两者均慢,24 h后三者浸铜速度趋近一致;三者中pH、Eh变化相似,pH均先升高至3.4左右保持相对稳定,Eh均先迅速下降至280 mV后保持稳定。由实验可知,氧化亚铁硫杆菌主要在浸出初期促进了铜的浸出,且菌液中溶解氧氧化Fe2+以及酸性条件下氧化Cu0对铜的浸出作用不容忽视。     

隐孢子虫3种检测方法比较

为建立一套行之有效的隐孢子虫灭活效果评价方法,在构建鸡源隐孢子虫C. baileyi动物模型的基础上,选用3种检测方法（抗酸染色、饱和蔗糖悬浮镜检和荧光检测）,对鸡源隐孢子虫进行镜检、数量统计,并比较3种方法的优劣及适用范围。结果显示：荧光染色法具有最佳的检测效率（检出数量为改良抗酸染色法,饱和蔗糖悬浮镜检法的2.1和2.6倍;检测时间为120 min）,并能够进行隐孢子虫的活性鉴定,可以作为饮用水消毒剂灭活隐孢子虫的评定方法,是一种高效、简便、较为廉价,并具有较大发展前景的检测方法。     

Modeling secondary organic aerosol formation from oxidation of α-pinene, β-pinene, and d-limonene

The biogenic species α-pinene, β-pinene, and d-limonene are among the most abundant monoterpenes emitted globally. They are also important precursors to secondary organic aerosol (SOA) formation in the atmosphere. This study involves the development of proposed oxidation mechanisms for these three species. Semi- and non-volatile oxidation products with the potential to lead to SOA formation are predicted explicitly. Simulation code that describes the gas-phase oxidation mechanisms including reactions that lead to ozone (O₃) formation is coupled to an equilibrium absorptive partitioning code. The coupled model is used to simulate both gas-phase chemistry and SOA formation associated with oxidation of these three species in chamber experiments involving single as well as multiple oxidants. For the partitioning model, required molecular properties of the oxidation products are taken from the literature or estimated based on structural characteristics. The predicted O₃ and SOA concentrations are typically within ±50% of measured values for most of the experiments except for the experiments with low initial hydrocarbon concentrations and the nitrate radical experiments with α-pinene. The developed model will be used to update a gas-phase chemical mechanism and a SOA formation module used in a three-dimensional air quality model.