生物阳极型MFC对磺胺喹噁啉的降解性能研究

磺胺喹噁啉（Sulfaquinoxaline,SQX）作为一种磺胺类抗生素,广泛用于禽畜球虫病防治,易在环境中残留从而造成环境污染,对其降解研究较少.本研究通过微生物燃料电池（Microbial fuel cells,MFCs）,以10 mg·L^-1 SQX和乙酸钠为底物研究SQX降解特性、电化学性能、产物生物毒性及菌群结构.结果表明,SQX降解率随着乙酸钠浓度的升高先增大后减小,其中SQX与TOC在10 d内最大降解率分别为87.1%和94.0%;MFC体系的最大功率密度和输出电压分别为309.8 mW·m^-2和0.702 V;大肠杆菌和青海弧菌Q67毒性实验结果表明,SQX经MFC处理后可有效降低生物毒性;通过LC-TOF/MS分析,SQX生物降解过程中的主要中间产物,推测出羟基化反应、磺酰胺键断裂、吡嗪环C-N键断裂、水解反应、分子重排等降解路径;微生物群落分析表明,MFC阳极体系中Terrimonas、Aquamicrobium、Thiobacillus等菌属与SQX生物降解相关.     

LaFe0.8Cu0.2O3活化过一硫酸盐降解对甲酚

采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型材料LaFe0.8Cu0.2O3,考查了其活化过一硫酸盐(PMS)降解对甲酚的性能和活化机理.实验结果表明,在LaFe0.8Cu0.2O3投加量为2.5 g/L、PMS浓度为5.0 mmol/L、不调节体系pH(pH=5.7)、反应时间为20 min的条件下处理质量浓度为100 mg/L的...     

硫酸根自由基预处理剩余污泥产酸效能与机理

为了优化最适宜的预处理条件,探究了不同高铁酸钾（PF）亚硫酸钠（Na₂SO₃）投加量对污泥EPS剥离和有机物转化短链脂肪酸（SCFAs）的贡献情况.结果表明,Fe（VI）/S（IV）联合预处理对污泥结构,尤其是紧密附着层EPS有较强的分解作用.当PF/Na₂SO₃的物质的量比从0/1（单独Na₂SO₃组）增加至2/3时,SCFAs的最高产量由1169.5mg COD/L增加到4796.9mg COD/L（第4d）,是单独Na₂SO₃和PF实验组的4.5和1.6倍.同时,当PF/Na₂SO₃物质的量比为2/3时,溶解性糖类和蛋白质释放量达到最大值,分别为260.1和2212.2mg COD/L.因此,适宜剩余污泥发酵产酸的最佳PF/Na₂SO₃物质的量比为2：3.基于本研究结果,结合传统厌氧发酵各个阶段,阐明了Fe（VI）/S（IV）强化污泥产酸的机理,为采用基于SO₄^·-的高级氧化方法强化污泥发酵产酸技术的应用提供了理论基础.     

电沉积处理电解锌漂洗废水的实验研究

采用电沉积技术对电解锌漂洗废水进行初步处理,以求达到废水回用和重金属锌的回收。研究了电沉积法处理含锌废水过程中各个影响因素对电沉积效果的影响,并且设计了正交实验。结果表明,极板间距、槽电压、进水pH、极板材料等对二维电沉积处理模拟废水具有显著影响。适宜的电沉积条件是：极板间距20 mm、槽电压5～6 V、阴极板材料为铝板、电沉积时间为30～45 min。     

焦化废水特征有机污染物反硝化降解速率特征分析

以焦化废水特征有机污染物苯酚、喹啉、吡啶和吲哚为碳源,研究了不同C/N(COD/NO3--N)比值进水条件下,反硝化过程中NO2--N积累特征及反硝化动力学特征.结果表明,进水C/N比在2.5~17的条件下,均会出现NO2--N积累的现象.当C/N比值为2.5时,NO2--N出现稳定积累.基于完全反硝化且COD去除率最高的进水条件为,进水C/N比为6.随着C/N比值从2.5增至17,达到NO2--N的最大积累量时间从140 min降至60 min,NO2--N的最大积累率从51.7%降至23.1%.相同进水C/N比条件下,在NO2--N积累阶段, NO3--N比还原速率大于NO2--N比还原速率,导致NO2--N积累;在NO2--N还原阶段, NO3--N比还原速率小于NO2--N比还原速率.不同进水C/N比条件下,在NO2--N积累阶段, NO2--N比积累速率基本不变,为0.072 g N/(g VSS·d)左右.不同进水C/N比值条件下,NO2--N积累阶段的表观碳氮比均大于NO2--N还原阶段的表观碳氮比.     

好氧反硝化苯酚降解菌的分离鉴定及动力学

从驯化菌群中分离筛选出一株好氧反硝化苯酚降解细菌,经生理生化反应及16S rDNA测序,鉴定为Diaphorobacter属细菌。在好氧条件下,该菌株以苯酚为唯一碳源和能源,利用NO-3-N作为反硝化电子受体,其生长与反硝化特性研究表明:在接种量5%(体积分数),30℃,180 r/min振荡培养条件下,菌株降酚能力可达1 400 mg/L,同时,能有效去除初始浓度为165 mg/L的硝酸盐氮,60 h其去除率为91.5%,高含量苯酚对菌体生长有一定的抑制作用。应用Haldane方程对其生长过程进行动力学模拟,拟合曲线与实验测定值相关性良好,各参数分别为μmax(最大比增长率)0.324 h-1,Ks(半饱和常数)9.36 mg/L,Ki(抑制常数)146.72 mg/L,通过理论分析及实验验证得,该菌株苯酚降解动力学与其生长动力学表现出相似的趋势。     

厌氧颗粒污泥吸附去除废水中Hg2+的研究

在实验室条件下,以静态、序批的方法研究了厌氧颗粒污泥对废水中Hg²⁺的吸附特性及环境条件对其吸附能力的影响,并通过红外光谱和能谱对比手段,初步探讨了厌氧颗粒污泥吸附Hg²⁺的机理。结果表明,厌氧颗粒污泥对Hg²⁺的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,其吸附等温线与Freundlich型拟合得较好(R²=0.9933);pH是影响吸附的重要因素,在pH值为3～8的范围内,吸附量较大,最大为64.64 mg/g,当pH值大于8或小于3时,吸附量逐渐下降;温度对吸附也有一定的影响,但影响程度不明显。红外光谱和能谱分析表明,厌氧颗粒污泥表面功能基团对Hg²⁺的络合作用是吸附的主要机理,这些基团包括—CH、—CH₂ 、—CH₃、P—H、CO、C—N、PO、SO及C—H,同时在吸附过程中还存在一定的离子交换吸附。     

吸附-厌氧序批式反应器对有机物的去除

用全脂奶粉配制废水,研究了吸附-厌氧序批式反应器(AB-ASBR)对有机物的去除效果和特性,并与普通厌氧序批式反应器(ASBR)进行了比较.结果表明,AB-ASBR 能显著提高出水水质,当原水COD 为2000mg/L 时,其出水COD 在100mg/L 以下,COD 总去除率可达95%~96%.A 段进水后30min 内对COD 的去除率可达90%,以厌氧颗粒污泥对非溶解性COD 的初期快速吸附作用为主.B 段的半饱和常数(Ks)仅为5.4mg/L,厌氧颗粒污泥对COD 具有很好的亲和性,使B 段出水COD 低于普通厌氧序批式反应器.     

厌氧反硝化产甲烷体系中喹啉与吲哚共基质的降解特性

研究了厌氧反硝化产甲烷体系中,典型含氮杂环化合物喹啉、吲哚作为共基质碳源,厌氧生物对二者的降解特性,及群落分析.结果表明：在共基质条件下,喹啉的存在对吲哚的生物降解有抑制作用,且抑制随喹啉浓度的升高而升高;吲哚的存在对喹啉的生物降解有促进作用,但吲哚浓度过高（150mg/L）抑制了喹啉的降解;喹啉、吲哚共基质时,二者的降解都遵循零级反应动力学;通过GC-MS分析,喹啉的主要中间代谢产物分别为2（1H）喹诺酮与8-羟基-2（1H）喹诺酮;吲哚的主要代谢产物为2-吲哚酮与靛红;通过高通量测序对共基质体系的微生物群落进行分析,发现厌氧功能菌群得到富集,细菌菌门以变形菌门Proteobacteria为主,菌纲以Gammaproteobacteria和Betaproteobacteria为主,菌属以Acinetobacter,Candidimonas,Azospira,和Desulfomicrobium为主.     

紫外耦合游离亚硝酸强化剩余污泥厌氧发酵产酸研究

为打破传统厌氧发酵过程中污泥破壁溶胞困难和产酸效能低的瓶颈,探究了紫外光（UV）耦合游离亚硝酸（FNA）预处理对污泥发酵产酸的影响,并与热（H）和超声法（US）耦合FNA预处理进行了对比分析.结果表明,UV辅助FNA联合预处理（FNA-UV）对细胞破碎和胞外聚合物的剥离具有协同效应,·OH和·O₂^-作为反应中间体,其强度远高于其他预处理组（FNA-US和FNA-H）,与·NO,·NO₂及ONOO^-等中间产物共同促进了溶解性有机物的释放,溶解性碳水化合物和蛋白质含量相比FNA组分别提升60%和90%,进而为后续水解产酸过程提供了充足的底物.FNA-UV组短链脂肪酸（SCFAs）浓度于第4d达到峰值,为（201.8±4.8） mg COD/g VSS,相比FNA组提升67%,乙酸占比高达56.8%.通过发酵末期对各体系进行碳平衡分析表明,紫外耦合FNA预处理在污泥减量、溶解性有机物的释放与转化、SCFAs的产生方面具有重要作用.微生物群落分析表明,FNA-UV对功能菌群的富集发挥重要作用,表现为厌氧发酵菌和反硝化菌的有效增强,相比其他各组提升了23.7%~270.6%.