光催化与生物膜直接耦合降解4-氟苯酚废水

为了实现4-氟苯酚（4-FP）废水的快速持续降解,本文构建了光催化与生物膜直接耦合系统.该耦合系统由N掺杂TiO₂涂覆光催化光纤束、生物膜、核孔膜和紫外-可见LED光源构成.实验研究了单独光催化、单独微藻生物膜及光催化-生物膜耦合3种体系对4-FP的降解性能.研究发现：光催化系统降解4-FP速率慢、脱氟效率低,12h内降解率为94.3%,脱氟率仅为24.7%.微藻生物膜在第一个周期内对4-FP的降解性能高于单独光催化,10h内降解率达到98.9%,脱氟率达到90.9%,但3个周期后4-FP降解率降低至75.5%,脱氟率降低至69.5%.在耦合系统中,生物膜中微生物种群发生了自适应调整,富集了大量的红球菌、假单胞菌和无色杆菌,导致了光催化、生物降解及光合作用三者亲密协作,实现了4-FP快速持续地降解,运行12个周期后,5h即可将4-FP完全降解,同时溶解有机碳及脱氟率分别达到89.4%和78.3%.     

可见光助三维电极/电Fenton处理罗丹明B废水的研究

提出了以多孔TiO2薄膜(Porous-TiO2)板为阳极,活性炭负载Fe-Ni共掺P25颗粒(Fe-Ni-P25/AC)为粒子电极的可见光助三维电极/电Fenton(Vis-3D/EF)降解有机废水的新方法.同时,考察了该体系对罗丹明B溶液的去除效果和影响因素,探讨了降解过程的反应动力学,并与常规阳极和粒子电极组成的体系处理能耗进行了对比,探讨了Vis-3D/EF体系各个作用对去除率的贡献及对罗丹明B的降解机理.实验结果表明,在电源电压20 V、溶液pH=3、Fe2+离子投加量0.5 mmol·L-1、曝气量1.5 L·min-1、反应时间60 min时,20 mg·L-1罗丹明B的降解率为96.84%,处理过程更符合二级反应动力学.在此条件下,Porous-TiO2阳极板和Fe-Ni-P25/AC粒子电极组成的体系,降解过程具有明显的协同催化特点,协同因子达1.22,且处理能耗仅为常规石墨(Gr)阳极、活性炭(AC)粒子电极组成体系的1/85.5.Vis-3D/EF降解过程中电催化氧化作用、Fenton氧化作用、可见光催化作用及可见光下的协同作用对去除率的贡献分别为43.88%、20.21%、15.26%和17.49%.同时,通过叔丁醇捕获实验发现,·OH对去除率的贡献为75.58%,表明·OH是该体系中产生的主要活性物质.     

滇池流域水污染防治规划与富营养化控制战略研究

根据滇池水污染防治的决策需求,在系统分析滇池水环境演变趋势和评估演变诱因的基础上,以流域水环境承载力方案及容量总量控制方案为基础,提出了滇池流域水污染防治中长期规划研究的方法体系,包括:问题驱动、调查诊断、规划基础、规划方案、评估调控、规划战略;提出了源头控制、工程控制和末端控制相结合的污染减排对策;通过构建3个尺度、8个分区及4个规划重点的流域污染减排集成体系及情景方案,来实现在2个规划期、3类水质目标、4种社会经济发展情景下的规划目标.在此基础上,提出了滇池富营养化控制的战略思路.     

青海湟水流域水资源承载状况及水质评价

在阐述青海湟水流域地质、地貌与水文基础上,分析了青海湟水流域水资源量现状及其特点,水资源开发利用和水流域水环境质量现状。结果表明,流域水资源总量少,时空分布不均,局部地区水污染严重,水资源利用失衡。     

活性污泥中好氧反硝化菌的富集筛选及鉴别

采用SBR反应器,以硝基氮为底物,通过间歇曝气方式,DO保持5mg/L以上,对活性污泥进行强化驯化,实现好氧反硝化细菌的富集培养。利用琥珀酸钠作为碳源,溴百里酚蓝(BTB)作为pH指示剂,共筛选得到20株BTB琼脂平板阳性菌。通过反硝化性能测定,复筛得到4株好氧反硝化细菌。实验结果表明,琥珀酸盐为碳源、硝酸盐为惟一氮源、C/N<10的条件下,4株菌在4d内的TIN去除率均达到60%以上。通过16SrRNA序列同源性比较成功鉴定出3株菌,初步判断2株属于Pseudomonas菌属、1株属于Delftia菌属。     

北京温榆河流域耐药大肠杆菌的调查研究

采用滤膜法结合大肠杆菌显色培养基,调查了北京地区温榆河流域氨苄青霉素、四环素、磺胺(磺胺甲厄唑-甲氧苄啶联用)和左旋氧氟沙星4 类抗生素耐药大肠杆菌的发生情况.结果表明,温榆河流域总大肠杆菌数为10³~10⁷ 个/L,耐药大肠杆菌数为0~10⁶ 个/L;大肠杆菌对氨苄青霉素、四环素和磺胺耐药率分别为10%~35%、5%~25%、10%~35%,而使用时间最短的左氧氟沙星耐药率则低于15%;受渔场排放影响的采样点,四环素耐药大肠杆菌数量显著高于该点其他抗生素耐药大肠杆菌数量,而左氧氟沙星耐药大肠杆菌数量百分比相对较高的采样点推测可能源于人类排放.     

分散型污水处理装置性能评价实验室的调试与运行

分散型污水处理装置性能评价实验室于2006年10月开始进行调试运行,历时半年,经过原水水质调查,清水、污水的调试运行,系统中空调、污水降温、污水升温、除臭以及控制系统等的调试,结果显示,性能评价实验室各系统运行基本正常,可以模拟在自然条件下分散型污水处理装置的运行条件,基本达到设计参数的要求;实验用的分散型污水处理装置运转正常,出水COD_Cr,TN和TP去除率分别为93%,75%和60%. 调试运行过程中发现,因性能评价实验室使用的热交换器散热片间距较小,原水中悬浮物含量偏高,经常造成热交换器堵塞,建议在原水2 mm格栅后再增加1个1 mm格栅.      

长江流域农业区非点源氮的平衡变化及其区域性差异

建立长江流域农业区氮平衡变化模型,并在该模型的基础上,计算长江流域各县1990和2000年的氮平衡变化,然后汇总出全流域氮的输入、输出及剩余量. 计算结果显示,全流域农业区1990年氮的输入量为7.65×106 t/a,输出量为4.23×106 t/a,剩余量为3.42×106 t/a(其中进入水体2.05×106 t/a,残留在土壤中1.37×106 t/a);2000年全流域农业区氮的输入量为10.22×106 t/a,输出量为5.44×106 t/a,剩余量为4.78×106 t/a(其中进入水体2.65×106 t/a,残留在土壤中2.13×106 t/a);1990—2000年长江流域农业区氮输入量增加2.57×106 t/a,氮输出量增加1.21×106 t/a,剩余量增加1.36×106 t/a(其中进入水体氮变化量为0.60×106 t/a,残留在土壤中氮变化量为0.76×106 t/a). 重庆、上海、武汉、无锡、南昌、成都等地区氮进入水体的量变化较大,为今后长江流域农业区水体氮污染重点防治区.      

五氯酚胁迫对转基因杨树光合光响应特性的影响

以从美国引入的转基因杨树(Populus deltoides×nigra,DN34)为材料,设置0、50、100 mg·kg~(-1)三个五氯酚胁迫质量分数开展温室盆栽试验,利用Li-6400便携式光合作用测量系统研究五氯酚污染胁迫下转基因杨树对光强的生理响应.结果表明:与对照相比,相同光强下50和100 mg·kg~(-1)质量分数的五氯酚胁迫均降低了转基因杨树叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2摩尔分数(C_i)和气孔导度(G_s).因此高质量分数五氯酚比低质量分数五氯酚对转基因杨树光合作用产生更大的抑制响应.     

区域环境中三氟乙酸富积多相传质模型研究

建立了描述挥发性有机物在大气、水、土壤和底泥等环境中动态分布的多相传质模型,并用于分析长江流域江苏段及太湖水系区域内三氟乙酸(TFA)在各环境相中的分布. 采集实测数据约300个,比较实测值与模拟值,对模型的可靠行进行验证. 建立了检测环境中微量TFA前处理及方法. 结果表明:多相传质模型能够正确描述研究区域内环境中的TFA分布. 在给定排放量变化规律的前提下,预测未来10年内研究区域环境水体中ρ(TFA)将接近100 ng/L,接近现阶段欧美发达国家主要水体中的ρ(TFA).