新型SBBR处理畜禽废水脱氮实验研究

以畜禽废水为处理对象,将序批式运行模式应用到好氧三相内循环生物流化床中,考察在不同模式下的处理效果及氮的转化情况。实验结果表明,在室温条件下,进水COD浓度为2 000 mg/L左右,总氮为140 mg/L左右时,保持溶解氧在2~2.5 mg/L,交替好氧/缺氧运行方式处理效果优于单一的好氧/缺氧方式;模式为3 h(曝气)-1.5 h(停曝)-1.5 h(曝气)-1 h(停曝)时系统对总氮和氨氮处理效果最好,总氮去除率达到90%,系统主要脱氮方式为同步硝化反硝化和短程硝化反硝化。     

两阶段曝气生物滤池的硝化性能

曝气生物滤池(BAF)是近年来受到广泛关注的一种新型污水处理技术,具有占地面积少、投资费用低、处理效率高、出水水质好等优点。现已被应用于许多污水处理厂的二级处理、深度处理以及污水的回用。实验以陶粒为填料,自行设计了升流式两阶段BAFs(UBAFs)处理模拟生活污水,考察了反应器运行条件对COD与氨氮去除影响,并探讨了UBAFs反应器内氮流失及同步硝化反硝化情况。结果表明,UBAFs对生活污水处理具有良好的净化效果。在进水COD和氨氮浓度分别为200~363 mg/L和16.8~31.3 mg/L条件下,UBAFs处理出水水质均达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)标准,能够满足回用要求。通过采用氮平衡分析方法和借助电子扫描电镜技术,初步认为UBAFs反应器脱氮方式是由于在UBAFs第一阶段局部厌氧环境中以传统方式进行硝化反硝化脱氮,第二阶段是在好氧条件下,异养好氧硝化菌的同步硝化反硝化脱氮。     

污泥水解蛋白液对食用菌生长的影响研究

将污泥(食品工厂污泥)经过酸碱水解制备水解蛋白液(肽类和氨基酸复合物,属于微生物蛋白)、并与豆粕(植物蛋白)、屠宰厂动物羽毛(动物蛋白)水解蛋白液、以及常规食用菌氮源麸皮、大米制糖厂米渣作为平菇栽培氮源或营养添加剂,测试对平菇的菌丝生长、产量和生物转化率的影响。结果表明,几种水解蛋白液对平菇的菌丝生长、产量、生物转化率影响明显,污泥水解蛋白液对菌丝的生长效果最好,其余2种水解蛋白液也有促进作用。添加污泥水解蛋白液最高产量可达806 g/袋,添加豆粕水解蛋白液的最高产量为532 g/袋,添加屠宰厂动物羽毛水解蛋白液的产最高量为525 g/袋;对照为480 g/袋(常规棉籽壳)。生物转化率分别为161.2%、106.4%和105.0%,而对照生物转化率为96%;增产率分别为67.92%、10.83%和9.38%。因此,污泥、豆粕、屠宰厂动物羽毛蛋白水解液可提高平菇产量,该研究也为污泥资源化利用建立了基础。     

废弃中药渣催化热解制取生物油的研究

利用热重分析仪(TGA)对植物类中药渣的热解特性进行了研究,用Coats-Redfern积分法计算了其热解动力学参数,得出中药渣热解反应符合一级反应动力学方程,其活化能较低,为36.0kJ/mol。考察了热解温度对气体、液体、固体产物的影响,在723K时,液体产物生物油产率最高,为39%。以介孔分子筛SBA-15以及分别负载Al、Sn、Ni、Cu和Mg的SBA-15作为催化剂,研究催化热解对气体、液体、固体产率及生物油组分的影响。研究表明,Al-SBA-15的催化效果较好,液体产率最高,为36%;采用元素分析仪和热值测定仪,得到用Al-SBA-15作为催化剂时生物油的氧质量分数最低,低位热值最高。用GC/MS对生物油组分的分析结果表明,添加Al-SBA-15后,热解产物中脂肪族和芳香族化合物增加,而含氧化合物减少。     

摇动床生物膜反应器和活性污泥法组合技术处理高浓度有机废水的研究

利用摇动床生物膜反应器(简称摇动床)技术具有的容积负荷高与污泥产量低的优点,在普通活性污泥池的前部填充高性能丙烯酸树脂纤维(Biofringe)填料,研究了摇动床和活性污泥法组合技术处理高浓度有机废水的有效性。结果表明,该组合技术具有很强的有机物去除能力,当进水COD平均质量浓度由1500mg/L上升到2514mg/L时,出水COD的平均去除率基本保持在96%以上;整个运行阶段的出水COD浓度均满足《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的二级标准;当进水NH4+-N浓度增加时,NH4+-N的去除率由99.7%降低到76.5%,但是在试验运行的整个阶段,摇动床和活性污泥法组合技术系统都表现出较强的硝化能力;活性污泥池中最高的混合液悬浮固体(MLSS)质量浓度为10625mg/L,最高MLSS约为普通活性污泥法的4倍;运行结束后的污泥产率为0.186,污泥产率仅为普通活性污泥法的50%左右。     

中性红在柚子皮上的吸附机制研究

采用柚子皮作为生物吸附材料吸附去除中性红。研究了中性红的初始浓度、吸附时间及反应温度对吸附效果的影响。结果表明,当中性红溶液从100 mg/L升高到250 mg/L时,反应95 min后,柚子皮对中性红的吸附量从16.80 mg/g增加到40.00mg/g。中性红在柚子皮上的吸附在60 min内基本上可以达到平衡,且柚子皮对中性红的吸附过程为放热过程;二级吸附动力学方程能更好地描述中性红在柚子皮上的吸附行为;中性红在柚子皮孔隙中的扩散不是唯一的吸附速率控制步骤,这个吸附过程可能受多个步骤共同控制;柚子皮对中性红的吸附是自发吸附,Langmuir、Freundlich和Temkin吸附等温式能很好地拟合柚子皮对中性红的吸附过程,拟合相关系数分别达到了0.991 8、0.993 4、0.989 0。     

道南膜技术测定自由态重金属离子研究

土壤和水体中自由态重金属离子由于具有生物有效性和毒性而一直受到广泛关注。近年来发展起来的道南膜技术(DMT)对待测体系干扰小、测定范围广且能同时测定多种重金属离子,得到较广泛的应用。当前,DMT已较成熟,已有实验室道南膜技术(lab-DMT)和原位道南膜技术(filed-DMT),广泛应用于土壤溶液、地表水以及人工配制的络合溶液,已成功测定的重金属离子包括Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Al3+、Ni2+和Cr(Ⅲ);已开发出基于离子跨膜迁移动力学DMT,解决了重金属离子达到平衡时间过长和重金属离子低于电感耦合等离子-质谱检测限等问题。详细介绍了DMT的原理、方法、应用及离子跨膜传输机制,将关于DMT的研究分为适用性和改进研究、理论基础研究、应用研究3类分别进行综述;提出了采样装置微型化、发展实时动态的原位测定技术、改进原位测定技术用于淹水土壤、湿地及底泥中自由态重金属离子的测定是该技术的发展方向。     

A competitive indirect enzyme-linked immunoassay for lead ion measurement using mAbs against the lead-DTPA complex

Immunoassays for quantitative measurement of environmental heavy metals offer several advantages over other traditional methods. To develop an immunoassay for lead, Balb/c mice were immunized with a lead-chelate-protein conjugate to allow maximum exposure of the metal to the immune system. Three stable hybridoma cell lines were obtained through spleen cells fusion with Sp2/0 cells. One cell line, 2A11D11, produced mAbs with preferential selectivity and sensitivity for Pb-DTPA than DTPA, exhibiting an affinity constant of 3.34 ± 0.24 × 10⁹ M⁻¹. Cross reactivity (CR) with other metals were below 1%, except for Fe(III) with a CR less than 5%. This quantitative indirect ELISA for the lead ion was used to detect environmental lead content in local water sources; importantly, the results from the immunoassay were in excellent agreement with those from ICP-MS. Development of immunoassays for metal ions may thus facilitate the detection and regulation of environmental pollution.     

Degradation kinetics of anthracene by ozone on mineral oxides

To further understand the role of substrates on the heterogeneous reactions of polycyclic aromatic hydrocarbons, the reactions of ozone with anthracene adsorbed on different mineral oxides (SiO₂, α-Al₂O₃ and α-Fe₂O₃) and on Teflon disc were investigated in dark at 20 °C. No reaction between ozone and anthracene on Teflon disc was observed when the ozone concentration was ～1.18 × 10¹⁴ molecules cm^?3. The reactions on mineral oxides exhibited pseudo-first-order kinetics for anthracene loss, and the pseudo-first-order rate constant (k_1,obs) displayed a Langmuir–Hinshelwood dependence on the gas-phase ozone concentration. The adsorption equilibrium constants for ozone (K_O3) on SiO₂-1, SiO₂-2, α-Al₂O₃ and α-Fe₂O₃ were (0.81 ± 0.26) × 10^?15 cm³, (2.83 ± 1.17) × 10^?15 cm³, (2.48 ± 0.77) × 10^?15 cm³ and (1.66 ± 0.45) × 10^?15 cm³, respectively; and the maximum pseudo-first-order rate constant (k_1,max) on these oxides were (0.385 ± 0.058) s^?1, (0.101 ± 0.0138) s^?1, (0.0676 ± 0.0086) s^?1 and (0.0457 ± 0.004) s^?1, respectively. Anthraquinone was identified as the main surface product of anthracene reacted with ozone. Comparison with previous research and the results obtained in this study suggest that the reactivity of anthracene with ozone and the lifetimes of anthracene adsorbed on mineral dust in the atmosphere are determined by the nature of the substrate.     

土壤重金属污染的灰色模糊评价

以灰色聚类为基础，提出了灰色模糊聚类分析法，并将其应用于土壤环境质量评价中，经实例分析表明，这是一种较为简便，合理、有效的评价方法。