氯化亚铁活化过一硫酸盐同步去除氮磷及磷的回收

采用氯化亚铁(FeCl₂)活化过一硫酸盐(PMS)产生硫酸根自由基(${{\rm{SO}}^{\cdot -}_4} $)和氯自由基(Cl·),实现了水中${{\rm{NH}}_4^ +} $、${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的同步无害化去除及磷的回收。研究了Fe²⁺/PMS/Cl⁻体系中的反应机制,考察了PMS浓度、Fe²⁺/Cl⁻、溶液pH、温度、溶液共存${\rm{CO}}_3^{2 - }$浓度及腐殖酸(HA)浓度等条件对反应体系的影响。结果表明：当溶液pH为4.0、PMS投加量为20 mmol·L⁻¹、Fe²⁺/Cl⁻摩尔分数为1/12时,反应30 min后,溶液中的${{\rm{NH}}_4^ +} $去除率高达100%且以氮气(N₂)形式实现${{\rm{NH}}_4^ +} $无害化去除;${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的去除率也高达100%且以磷酸铁(FePO₄)沉淀形式被回收;随着PMS浓度、Fe²⁺/Cl⁻以及温度的升高,Fe²⁺/PMS/Cl⁻体系中,${{\rm{NH}}_4^ +} $去除率逐渐增大,但对${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的回收无明显影响;溶液中${\rm{CO}}_3^{2 - }$和HA的存在对${{\rm{NH}}_4^ +} $去除有抑制作用。通过自由基淬灭实验和ESR分析证明,${{\rm{SO}}^{\cdot -}_4 }$和Cl·在Fe²⁺/PMS/Cl⁻体系中起主要作用。本研究结果可为氮磷废水的处理及磷回收提供参考。     

生物炭和混凝土渣在人工湿地中除磷效应的对比

为了寻找适合西北农村地区人工湿地的除磷填料,结合西北地区温度特征,对混凝土渣和生物炭2种填料的除磷效应进行了对比研究;基于等温吸附实验和动力学吸附实验,构建了2种静态潜流人工湿地;通过模拟运行,对比验证了2种填料对生活污水中磷酸盐($ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P)的去除效果和稳定性。结果表明：与生物炭相比,混凝土渣对${ {\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P吸附作用较好,吸附速率最快、吸附量最高达到了2.206 mg·g⁻¹;混凝土渣对$ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P吸附既有单层吸附,又有多层吸附,说明其吸附过程是非均匀的,而生物炭对$ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P的吸附多为单层吸附;在加入生活污水且$ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P平均浓度为4.6 mg·L⁻¹的条件下,水力停留时间(HRT)达到24 h后,混凝土渣湿地和生物炭湿地对$ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P的去除率分别达到了94.86%和86.37%。综合对比,混凝土渣更适宜作为西北地区潜流人工湿地除磷填料。以上研究结果可为人工湿地除磷提供选材参考。     

原位洗脱技术对凉水河底泥中氮、磷释放特征的影响

为探讨新兴底泥原位修复技术—原位洗脱技术对城市河流凉水河底泥中氮、磷释放的抑制作用,于现场采集洗脱前后样品并设计室内静态模拟实验,分析了实验期间洗脱组和对照组上覆水中${{\rm{NH}}_4^ + }$-N、${{\rm{NO}}_3^ - }$-N、TN、${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$-P、TP浓度和释放速率变化特征。结果表明：洗脱组释放第30天时,${{\rm{NH}}_4^ + }$-N由底泥向上覆水中平均释放速率(−6.51±0.32) mg·(m²·d)⁻¹,对应上覆水中${{\rm{NH}}_4^ + }$-N平均浓度为0.52 mg·L⁻¹,较对照组下降了89.4%;${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$-P和TP平均释放速率较对照组降低了78.1%和83.0%,上覆水中TP平均浓度为0.22 mg·L⁻¹,较对照组下降了68.1%。原位洗脱技术对底泥中${{\rm{NH}}_4^ +} $-N、${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$-P释放的抑制作用主要通过对有机氮、磷物质的削减和水-沉积物界面还原环境的改善来实现。     

低基质浓度下生物膜亚硝化工艺的快速启动及其运行效能

采用多孔凝胶填料,在低氨氮浓度下接种亚硝化絮体污泥进行填料挂膜,研究了反应器中填料的挂膜过程和不同DO/${{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$下亚硝化效果,采用MiSeq高通量测序技术分析了反应器中微生物种群结构。结果表明：在初始的1~3 d,有大量悬浮絮体污泥进入填料内部,反应器中基本无絮体污泥;随后填料内部的微生物不断由内向外生长,填料表观颜色不断加深,30 d时填料挂膜成功;DO/$ {{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$比值为0.09~0.2,氨氮容积负荷为1 kg·(m³·d)⁻¹时,亚硝化效果最好,亚硝积累率最高达86.13%。随着DO/$ {{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$的比值增加,亚硝积累率有所下降。批次实验结果表明,通过控制DO/$ {{\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$的值,能够使生物膜表面形成一层耗氧屏障,则生物膜内部所能利用的氧有限,以此达到抑制NOB的目的。微生物分析结果表明：生物膜中AOB/NOB值为3,AOB在硝化细菌中占主导地位,生物膜中厌氧氨氧化菌得到富集,在34 d时丰度增加至25.13%,符合反应器总氮去除率上升的特征。     

两级自养反硝化实现垃圾渗滤液的深度脱氮

针对目前生物工艺难以解决垃圾渗滤液深度脱氮的问题,探究了短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化(两级自养)工艺处理高氨氮、低C/N比垃圾渗滤液的脱氮效果。结果表明, 当进水垃圾渗滤液中氨氮平均浓度为2 560 mg·L⁻¹,COD值为4 000~5 000 mg·L⁻¹时,经过短程硝化反硝化-厌氧氨氧化处理后,总氮去除负荷可达1.19 kg·(m³·d)⁻¹、总氮去除率可达93.1%(出水TN=176.3 mg·L⁻¹)、COD去除率可达52.2%。但是,厌氧氨氧化反应器出水中${\rm{NO}}_x^{-} $-N浓度为154.5 mg·L⁻¹,仍未达到我国生活垃圾填埋场垃圾渗滤液处理排放标准(TN≤40 mg·L⁻¹)。在厌氧氨氧化反应器之后串联硫自养反硝化,整体工艺最终出水${\rm{NH}}_4^{+} $-N、${\rm{NO}}_2^{-} $-N、${\rm{NO}}_3^{-} $-N平均浓度分别为1.9、0.6、9.7 mg·L⁻¹,TN≤15 mg·L⁻¹,进水总氮去除率为99.5%。在短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化两级自养深度脱氮反应系统中实现了垃圾渗滤液深度脱氮。     

紫外活化过硫酸盐/甲酸体系还原水中Cr(Ⅵ)机理及影响因素

采用紫外活化过硫酸盐/甲酸体系所产生的还原性二氧化碳阴离子自由基(${\rm{CO}}_2^{\cdot -}$),研究了水溶液中高浓度Cr(Ⅵ)的去除效果;使用电子自旋共振(ESR)技术,鉴定识别了体系中产生的活性自由基;分析了体系的活化机理及其对Cr(Ⅵ)的还原机制;考察了过硫酸盐投加量、初始pH、腐殖酸、无机阴离子(Cl⁻、${\rm{HCO}}_3^{-} $和${\rm{NO}}_3^{-} $)及初始Cr(Ⅵ)浓度等对Cr(Ⅵ)去除的影响。结果表明：紫外活化过硫酸盐/甲酸体系可以有效还原Cr(Ⅵ),当过硫酸钠与甲酸浓度分别为20 mmol·L⁻¹和40 mmol·L⁻¹,未调初始pH为2.4时,初始浓度为200 mg·L⁻¹ Cr(VI)在50 min内基本完全可被还原;此外,Cr(Ⅵ)还原去除率随过硫酸盐浓度升高而增强,在酸性条件下(pH=2.4),体系对Cr(Ⅵ)的还原效率最高,随着pH的增大,还原效率明显降低。进一步研究表明,Cl⁻、${\rm{HCO}}_3^{-} $和${\rm{NO}}_3^{-} $对Cr(Ⅵ)的还原都存在抑制作用,在相同浓度下,其抑制程度分别为${\rm{HCO}}_3^{-} $>${\rm{NO}}_3^{-} $>Cl⁻,腐殖酸也对Cr(Ⅵ)的去除存在抑制作用。紫外活化过硫酸盐/甲酸体系还原Cr(Ⅵ)过程符合零级反应动力学方程,其动力学常数为78.467 μmol·(L·min)⁻¹。本研究结果为Cr(Ⅵ)废水的处理提供了一种高效的还原新技术。     

氢气压力和进水流速对氢基质生物膜反应器同步去除溴酸盐和高氯酸盐的影响

为了考察氢基质生物膜反应器(MBfR)中氢气压力和进水流速对溴酸盐(${\rm{BrO}}_3^ - $)和高氯酸盐(${\rm{ClO}}_4^ - $)同步去除的影响,基于短期系列实验,研究了不同氢气压力和进水流速下${\rm{BrO}}_3^ - $和${\rm{ClO}}_4^ - $的去除效率、去除通量、当量电子转移通量及还原反应动力学。结果表明：氢气压力从0.02 MPa提高至0.08 MPa时,${\rm{BrO}}_3^ - $和${\rm{ClO}}_4^ - $的去除率分别升高了12.5%和17.2%,去除通量分别升高了0.001 2 g·(m²·d)⁻¹和0.002 g·(m²·d)⁻¹,但${\rm{BrO}}_3^ - $和${\rm{ClO}}_4^ - $去除率并未随氢气压力持续升高而呈线性升高趋势;当进水流速从1.0 mL·min⁻¹提高至4.0 mL·min⁻¹时,${\rm{BrO}}_3^ - $和${\rm{ClO}}_4^ - $的去除通量由0.005 g·(m²·d)⁻¹和0.006 g·(m²·d)⁻¹分别升高至0.014 g·(m²·d)⁻¹和0.017 g·(m²·d)⁻¹,但${\rm{BrO}}_3^ - $和${\rm{ClO}}_4^ - $的去除率分别从98.4%和98.1%降低至69.7%和71.1%,这说明加快进水流速可导致${\rm{BrO}}_3^ - $和${\rm{ClO}}_4^ - $的去除率明显降低;结合还原反应动力学研究,MBfR运行效能最佳的氢气压力和进水流速分别为0.04~0.06 MPa和2.0 mL·min⁻¹。生物膜当量电子转移通量分析表明,反硝化对电子供体(氢气)的竞争性抢夺比${\rm{BrO}}_3^ - $和${\rm{ClO}}_4^ - $还原更加激烈;还原反应动力学级数揭示了${\rm{BrO}}_3^ - $和${\rm{ClO}}_4^ - $还原对进水流速加快的敏感性比氢气压力变化更加强烈。为了获得更高的污染物去除效能,可以适当控制进水流速和水中共存${\rm{NO}}_3^{-} $-N的竞争性抑制。     

垂直-潮汐流人工湿地处理养猪沼液: 短程硝化的实现及机理

养猪沼液具有高${\rm{NH}}_4^{\rm{ + }} $-N、低碳氮比的特点,难以实现低成本、高效率处理。以沸石为基质,设计了一种间歇性曝气垂直-潮汐流人工湿地用于处理养猪沼液,以期在高污染物负荷下实现短程硝化,为厌氧氨氧化提供合适底物。结果表明,系统在20 d左右启动短程硝化,出水${\rm{NO}}_2^ - $-N浓度达375 mg·L⁻¹。在系统稳定运行期间,${\rm{NH}}_4^{\rm{ + }} $-N去除负荷高达343 g·(m²·d)⁻¹,且${\rm{NO}}_2^ - $-N累积率始终高于90%,显示了系统良好的短程硝化性能,出水${\rm{NO}}_2^ - $-N/${\rm{NH}}_4^{\rm{ + }} $-N比可满足厌氧氨氧化需求。低温会显著抑制系统短程硝化(P<0.01),随着温度回升,短程硝化性能明显好转。游离氨抑制和养猪沼液良好的pH缓冲能力是本系统实现短程硝化的关键因素,而沸石对${\rm{NH}}_4^{\rm{ + }} $-N的吸附、系统结构及运行方式有助于实现高效的短程硝化。qPCR研究结果表明,系统中amoA丰度远高于nxrA丰度,证实亚硝酸盐氧化菌被抑制。以上研究结果可为人工湿地优化及其在养猪沼液处理中的应用提供参考。     

阳极COD对榨菜生产废水MDC产电、脱盐的影响及氨氮去除的微生物群落分析

构建了3室榨菜生产废水微生物脱盐燃料电池系统(microbial desalination cell,MDC),探讨了其阳极COD对榨菜废水MDC产电、脱盐的影响;通过微生物群落分析,探查了脱盐室${{\rm{NH}}_4^ + }$-N的去除途径。结果表明：在产电性能方面,MDC阳极COD为900 mg·L⁻¹时较400 mg·L⁻¹与1 400 mg·L⁻¹时更优,在1 000 Ω的外电阻负载下,其输出电压、最大功率密度、库仑效率分别为550 mV、2.91 W·m⁻³、(15.7±0.5)%;在脱盐方面,阳极COD为400 mg·L⁻¹时,较其他2种情况更优,MDC的脱盐时间、脱盐速率、电子利用效率分别为910.5 h、5.15 mg·h⁻¹、111%。阳极COD不同的MDC脱盐室,其${{\rm{NH}}_4^ + }$-N的去除途径基本相同。脱盐室部分${{\rm{NH}}_4^ + }$-N转化为${{\rm{NO}}_3^ - }$-N后,通过自身的反硝化或以NO₃形式迁移至阳极得以去除,剩余的大部分${{\rm{NH}}_4^ +} $-N以${{\rm{NH}}_4^ + }$形式迁移至阴极,在碱性环境下转化为NH₃并排出。高通量测序分析结果表明,水解发酵菌属(总丰度为33.21%)为MDC阳极的核心微生物群落。阳极生物膜中的电化学活性菌(总丰度为11.78%)可实现电池的产电功能,反硝化菌属(总丰度为14.61%)的存在证明,脱盐室盐室${{\rm{NO}}_3^ - }$-N迁移至阳极室后进行了反硝化并得以去除。在脱盐室水体中检测到了氨氧化菌属(总丰度为6.93%)及反硝化菌属(总丰度为15.82%),这也是脱盐室中${{\rm{NO}}_3^ - }$-N快速产生和随后浓度陡降的原因。     

新型生物膜-微絮凝滤池与高密度沉淀-纤维转盘过滤深度处理污水厂尾水效能对比

为进一步去除污水厂二级处理出水中的氮、磷和悬浮污染物,对比研究了一种新型生物膜-微絮凝滤池与高密度沉淀-纤维转盘过滤联用工艺(以下简称组合工艺)的深度处理性能。结果表明：新型生物膜-微絮凝过滤的出水TP质量浓度≤0.1 mg·L⁻¹、$ {{\rm{PO}}_4^{3 - }}$-P质量浓度≤0.05 mg·L⁻¹、SS质量浓度≤10 mg·L⁻¹、TN质量浓度≤2 mg·L⁻¹、$ { {\rm{NO}}_3^ - }$-N质量浓度≤0.5 mg·L⁻¹;出水水质对受纳水体的环境影响小,综合污染指数仅为0.731,远小于组合工艺的2.734。此外,新型生物膜-微絮凝滤池避免了频繁的反冲洗,降低了反冲洗能耗,水处理成本仅为0.207元·m⁻³,比组合工艺低0.039元·m⁻³。     

基于污水厂尾水的人工湿地系统中水体氮的水流方向分布特征及污染评价

天津临港人工湿地是以污水厂尾水为水源的组合人工湿地,为探究其水体形态氮的分布特征和污染状况,以该湿地系统为研究对象,采集并分析了湿地水样,基于GIS克里格插值法,对湿地水体形态氮和典型理化性质的分布和污染特征进行了研究,结合单因子污染指数法评价了水体污染程度。结果表明：湿地水体TN浓度为0.657~5.576 mg·L⁻¹,其中${{\rm{NO}}_3^ - }$-N (0.095~3.920 mg·L⁻¹)浓度相对较高,占TN的49.2%;沿水流方向,TN、${{\rm{NO}}_3^ - }$-N和${{\rm{NO}}_2^ -} $-N的分布趋势基本一致,从入水口至景观湖呈逐渐降低趋势;${{\rm{NH}}_4^ +} $-N的分布相对复杂,在潜流和表流湿地下游与景观湖交汇处浓度最高,表流湿地浓度最低;pH和EC分别对${{\rm{NH}}_4^ + }$-N和${{\rm{NO}}_3^ - }$-N的分布特征具有较大的影响作用。根据单因子污染指数法,湿地水体TN超标(P_i>1),调节塘TN污染最为严重,调节塘可作为TN优控区。以上结果有助于深入认识以污水厂尾水为水源的组合人工湿地中氮污染物的赋存形态及分布特征。     

紫外/氯降解普里米酮的效能和机理

选用普里米酮(primidone, PRM)为目标污染物,研究了紫外/氯高级氧化工艺对PRM的降解效能及反应机理,分别考察了pH、水体常见阴离子(Cl⁻、${{\rm{HCO}}_3^{-} }$和${{\rm{NO}}_3^{-} }$)和出水有机物(effluent organic matter, EfOM)对PRM降解效果的影响,并研究了PRM在类Fenton体系中的削减情况;同时,根据溶液总有机碳(TOC)的矿化、芳香性中间产物和小分子有机酸的生成,阐明了在紫外/氯体系中PRM的降解机理。结果表明,当PRM初始浓度为5 μmol·L⁻¹、自由氯浓度为70 μmol·L⁻¹、溶液pH为7时,反应10 min后,PRM的去除率为84%,ClO·对PRM的削减起主导作用,其次为·OH,而Cl₂⁻·对PRM无氧化作用。当pH为6.2时污染物降解效果最佳。在一定范围内,Cl⁻几乎不影响PRM的降解,${{\rm{HCO}}_3^{-} }$因捕获自由基表现为抑制作用,${{\rm{NO}}_3^{-} }$因光解产生更多·OH进而加快PRM的分解。当Fe³⁺浓度为50 μmol·L⁻¹时,PRM降解速率达到最大值0.84 min⁻¹。2种EfOM的引入对PRM降解产生抑制作用,且憎水性EfOM的抑制作用更加显著。TOC矿化实验和降解路径分析结果表明,紫外/氯体系对PRM有一定的矿化作用且PRM首先通过连续的羟基化作用转化为苯甲酸等物质,同时母体化合物和中间体还可继续被氧化为小分子有机酸。PRM中的氮元素最终以${{\rm{NO}}_2^{-} }$和${{\rm{NH}}_4^{+} }$的形式存在,且在各种活性自由基的作用下${{\rm{NH}}_4^{+} }$可转化为${{\rm{NO}}_2^{-} }$。     

天津津南污泥处理厂两段式PN/A工艺处理污泥脱水液的成功启动与运行分析

污泥脱水液的经济高效脱氮处理已成为污水处理中的重要环节。依托天津津南污泥处理厂采用两段式部分亚硝化/厌氧氨氧化（PN/A）脱氮工艺处理污泥脱水液,在35 ℃下,对工程规模的工艺启动和稳定运行特性进行了研究。结果表明：接种活性污泥可成功启动部分亚硝化（PN）反应器,PN反应器出水${\rm{NO}}_2^{-} $-N/${\rm{NH}}_4^{+} $-N为1.1时,可实现anammox系统的快速启动与稳运行;出水${\rm{NO}}_2^{-} $-N/${\rm{NH}}_4^{+} $-N过高会造成anammox系统的不稳定行和厌氧氨氧化菌的抑制;anammox系统在进水TN为（821±102）mg·L⁻¹,氮负荷为0.16 g·(L·d)⁻¹的条件下可实现86.0%的稳定脱氮率;出水${\rm{NO}}_2^{-} $-N为35 mg·L⁻¹可作为anammox系统稳定运行的调控依据。以上研究结果可为两段式PN/A工艺在污泥脱水液脱氮处理的工程应用提供参考。     

由anammox转为CANON工艺的调控策略及微生物响应特性

为探究全程自养脱氮工艺(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite,CANON)启动和高负荷运行过程中微生物响应特性并确定有效的调控策略,基于已稳定运行的厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation, anammox)系统,通过调控DO、pH和游离氨,并采取逐渐降低$ {{\rm{N}}{{\rm{O}}^ -_2}} $-N和提升${ {\rm{N}}{{\rm{H}}^ + _4}}$-N的质量浓度的方式将其转为CANON工艺。结果表明：以10~20 mg·L⁻¹的游离氨为参考因素,调控DO为0.2~0.5 mg·L⁻¹、pH为7.0~7.2,可有效抑制亚硝酸盐氧化菌增殖,稳步提升氨氧化速率和氮去除速率(分别约为0.98 kg·(m³·d)⁻¹和1.67 kg·(m³·d)⁻¹),顺利启动CANON工艺;anammox和亚硝化途径对${ {\rm{N}}{{\rm{H}}^ + _4}}$-N的转化比最终稳定在0.73左右;高质量浓度(>1 800 mg·L⁻¹)的氨氮会促使anammox菌基因丰度增加,而使氨氧化菌基因丰度降低;anammox菌在CANON启动前期和高负荷条件下分别以Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia为优势菌属,而SM1A02作为可能的anammox菌属同氨氧化菌属Nitrosomona在启动过程中始终为优势菌属。     

3种水生植物及其组合吸收去除水中氮磷的比较

选取苦草(Vallisneria natans)、菖蒲(Acorus calmus)和凤眼莲(Eichhornia crassipes)为研究对象,研究了水生植物及其组合去除污染水体中氮磷的性能及机理,采用常规耗竭法探究了3种水生植物养分吸收动力学特征。结果表明：3种水生植物对${ {\rm{NH}}_4^ +} $-N的最大吸收速率(I_max)显著高于${ {\rm{NO}}_3^ - }$-N,菖蒲和凤眼莲对$ {{\rm{NO}}_3^ - }$-N的吸收能力强于苦草,苦草对$ { {{\rm{H}}_2}{\rm{PO}}_4^ -} $的吸收速率较大。7组植物组合对水中${ {\rm{NH}}_4^ + }$-N的去除率均大于98.29%,苦草+菖蒲+凤眼莲组对水中$ { {\rm{NO}}_3^ -} $-N、TN和TP去除率最高,分别为79.79%、80.34%和97.50%;苦草+凤眼莲组对TN和TP的植物同化比去除率最高,分别为29.53 mg·(kg·d)⁻¹和2.46 mg·(kg·d)⁻¹。各植物系统中同化是植物修复去除水中氮磷的主要途径,其对氮和磷的总去除率分别为25.61%~64.33%和22.03%~81.04%。水生植物组合显著提高了对氮磷的协同吸收能力和去除效果。     

羟氨对CANON工艺中短程硝化及脱氮性能的影响

作为全程自养脱氮(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite, CANON)工艺中间产物,羟氨(hydroxylamine, NH₂OH)可能对CANON工艺产生重要影响。为研究NH₂OH对于CANON工艺中短程硝化及脱氮性能的影响,利用稳定运行的移动床式生物膜反应器(moving-bed biofilm reactor, MBBR)进行批次实验,控制进水${{\rm{NH}}_4^ +} $-N质量浓度为230 mg·L⁻¹,添加NH₂OH质量浓度分别为0、5、20、80 mg·L⁻¹,研究了添加不同质量浓度的NH₂OH对CANON工艺的影响。结果表明,NH₂OH质量浓度越高,越有利于CANON工艺中亚硝酸盐氧化菌(nitrite oxidizing bacteria, NOB)的抑制。当NH₂OH质量浓度≤20 mg·L⁻¹时,提高NH₂OH质量浓度,有利于提高${{\rm{NH}}_4^ +} $-N的降解速率;当NH₂OH质量浓度为20 mg·L⁻¹,${{\rm{NH}}_4^ +} $-N降解速率可以提高29.4%。从总体脱氮效果来看,NH₂OH的添加会提高CANON的脱氮性能,建议将NH₂OH投加质量浓度控制在5 mg·L⁻¹为宜。     

不同填料在折流湿地中脱氮除磷的动力学分析

为了解决我国西部农村分散式生活污水污染问题,结合西北地区年平均气温条件特征,基于潜流湿地原理对比研究了混凝土渣、砾石和生物炭脱氮除磷效应,分析其对污染物的降解作用。结果表明：随着水力停留时间(HRT)的延长,污染物含量明显降低,湿地最佳HRT均为2.5 d,3种填料湿地对化学需要量(COD)、氨氮(${ {\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$-N)、磷酸盐(${ {\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P)的去除效果差异性显著(P<0.01);混凝土渣对污水中${ {\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P的去除最优,去除率为97.11%;生物炭综合处理能力较强,COD、${ {\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}}$-N、悬浮物(SS)的去除率达到了90.51%、72.38%、94.57%;生物炭作为优选湿地填料还具有较快的污染物降解速率特征,且有机污染物和磷酸盐的生化降解过程符合一级反应动力学模型,R²在0.9以上。因此,生物炭作为湿地填料具有良好的应用价值,对解决西北地区农村水污染问题具有重要的意义。     

磷化钴-泡沫钴自支撑电极电化学还原溴酸盐

开发活性高和价格低廉的电极材料是溴酸盐(${\rm{BrO}}_3^ - $)电化学还原技术的关键。贵金属电极因其高活性受到广泛关注,但贵金属储量低且价格昂贵导致其推广应用受限。为此,本研究在不使用粘结剂的情况下,通过直接在高温条件下将磷化泡沫钴原位生长转化为磷化钴,从而制备出磷化钴-泡沫钴自支撑电极(CoP/CF),并将其用于电化学还原${\rm{BrO}}_3^ - $。结果表明：350 ℃下磷化制备的电极CoP/CF-350性能最优;当${\rm{BrO}}_3^ - $初始质量浓度为250 μg·L⁻¹、电流密度为5.0 mA·cm⁻²时,该电极对${\rm{BrO}}_3^ - $去除率为97.6%,相应的能耗为0.014 kWh·mg⁻¹。循环伏安测试(CV)和淬灭实验结果表明,${\rm{BrO}}_3^ - $的去除归因于直接电子传递和活性氢(H^*)间接还原的协同作用。原位生长的CoP作为双功能催化剂,起到了电子传递媒介和桥梁的作用,强化了${\rm{BrO}}_3^ - $的还原。经过5次循环实验后,CoP/CF-350电极仍保持良好电催化活性,说明其具有良好的稳定性。     

环境因子对雁鸣湖沉积物氮磷释放的影响

为探明环境因子对雁鸣湖沉积物-上覆水界面间氮磷释放的影响,通过单因子实验和响应面实验分析探究了温度、溶解氧及pH对氮磷释放通量的影响。单因子实验结果表明：雁鸣湖沉积物-上覆水界面间氮磷通量随着温度的升高而增加;随溶解氧浓度的升高而减小;当pH为中性时,氮磷通量最小,氮通量在pH=5时达到最大值,磷通量在pH=9时达到最大值。BBD模型拟合结果显示,各环境因子与氮磷通量间拟合关系均为二次多项式。响应面实验结果表明：温度和pH交互作用对TN通量影响显著;温度和溶解氧交互作用对TP通量影响显著;温度和溶解氧交互作用、温度和pH交互作用对${{\rm{NH}}_4^{+}}$-N通量影响均为显著;温度和溶解氧交互作用对${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$-P通量影响极显著;雁鸣湖底泥释放的最不利条件为T=10 ℃、DO=7.87 mg·L⁻¹、pH=7.13,此时的TN交换通量为3.956 mg·(m²·h)⁻¹,TP交换通量为0.471 mg·(m²·h)⁻¹,${{\rm{NH}}_4^{+}}$-N交换通量为1.469 mg·(m²·h)⁻¹,${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$-P交换通量为0.146 mg·(m²·h)⁻¹。以上研究结果可为雁鸣湖富营养化防治提供参考。     

煅烧高岭土活化过一硫酸盐去除废水中的四环素

煅烧高岭土(calcined kaolin, CK)是一种含量丰富且绿色环保的材料,因其具有催化活性高且活性位点较多的优点,故将其用以活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate, PMS)以去除四环素(tetracycline, TC)。结果表明,CK活化PMS去除TC的过程包括吸附和催化降解。溶液初始pH=6、0.5 mmol·L⁻¹投加量的PMS和0.2 g·L⁻¹投加量的CK为CK活化PMS去除TC的最佳条件。Cl⁻、${\rm{NO}}_3^ - $、${\rm{HCO}}_3^ - $的浓度在0~10 mmol·L⁻¹时对CK活化PMS去除TC体系基本没有影响,而${{\rm{H}}_2}{\rm{PO}}_4^ - $对其体系有较大的抑制作用。自由基淬灭实验结果表明,HO·是CK活化PMS去除TC体系中的主要活性基团。通过液相-质谱联用仪检测出12种产物,阐述了4条可能的降解途径。以上结果表明,CK是一种极具潜力且含量丰富的绿色催化剂,其活化PMS后可应用于净化含有机污染物废水。