多孔水凝胶P(HEA/AMPS)对水溶液中 Fe(Ⅲ) 的吸附

以2-丙烯酸羟乙酯(HEA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体合成了聚合物水凝胶(PHEA/AMPS),采用水凝胶对水溶液中Fe(Ⅲ)的吸附行为进行了研究。实验主要考察了聚合物组分、溶液pH、初始Fe(Ⅲ)浓度和吸附时间对水凝胶吸附作用的影响,并通过FT-IR和XPS分析了吸附前后水凝胶的变化。结果表明,当单体摩尔比AMPS∶HEA=1∶1,pH=2时,水凝胶对Fe(Ⅲ)的吸附容量最大。水凝胶对水溶液中Fe(Ⅲ)的吸附容量随着溶液中初始Fe3+浓度的增加而增加,但当初始Fe3+的浓度达到1 g/L时,吸附容量基本达到饱和。吸附等温线符合Langmuir等温线方程,吸附动力学符合准二级模型。FI-IR和XPS的分析表明,水凝胶的磺酸基和酰胺基是吸附Fe3+的有效功能性基团,吸附机理为螯合和离子交换。     

膜生物反应器工艺与常规和深度处理工艺处理长江原水比较

研究比较膜生物反应器(MBR)工艺与常规工艺和臭氧生物活性炭(O3-BAC)工艺处理长江原水的污染物去除效果。MBR工艺对浊度、UV254和CODMn的去除率分别达到96%、36%和32%,与常规工艺基本相当,弱于O3-BAC工艺。MBR工艺对氨氮去除率稍低于O3-BAC工艺,对挥发性有机毒物的去除效果却好于后者,常规工艺去除这2种污染物不理想。O3-BAC工艺出水加氯后消毒副产物生成量最少,仅有MBR工艺和常规工艺的70%,这表明O3-BAC工艺在减少加氯后消毒副产物的生成方面优势明显,同时也说明依靠MBR工艺的生物降解能力大幅减少消毒副产物生成的可行性不高。     

农田沟道土壤中锰氨氧化(Mn-ANAMMOX)过程的探究

二氧化锰介导的厌氧氨氧化(锰氨氧化)是最近发现的一种新型微生物脱氮途径,然而很少有研究报道农田沟道中的锰氨氧化过程和反应过程中主要微生物群落锰还原菌.本研究经过340 d锰还原菌富集培养实验,采用同位素示踪技术和高通量测序技术,证实了锰氨氧化在农田沟道土壤中的存在.结果表明,在锰氨氧化过程中可以观察到氨氮的氧化和MnO_2的还原,以及NO_2~-、NO_3~-、~(30)N_2和Mn~(2+)的产生,锰氨氧化平均速率为2. 88 mg·(kg·d)~(-1),氨氮平均去除率为20%,总氮去除率平均可达15%.另外,高通量测序结果表明,经过340 d富集培养实验,在门水平上锰还原菌丰度从原来的27%增加到了70%,其主要的锰还原菌为不动杆菌(Acinetobacter)和地发菌属(Geothrix),相对丰度分别为26. 63%和4. 07%.实验结果证实了农田沟道中存在二氧化锰介导的厌氧氨氧化过程,可以认为锰氨氧化是微生物脱氮过程的一条重要路径.     

宛山荡农田土壤氮迁移过程反硝化与厌氧氨氧化

为探究中国南方农田土壤氮迁移过程的反硝化与厌氧氨氧化(anaerobic ammonia oxidation,ANAMMOX)速率变化和脱氮贡献本研究采集宛山荡麦稻轮作区农田不同层深土壤及农田、沟道、河岸带和湖泊沉积物等不同土地利用类型土壤样品,分析其理化性质采用Illumina MiSeq测序和实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR,qPCR)技术探究土壤样品的微生物群落组成和功能基因丰度应用同位素培养实验测定各样品的潜在反硝化与厌氧氨氧化速率(以N_2计,下同).结果表明,土壤反硝化速率与TOC、NH_4~+-N和NO_3~--N含量均显著正相关(P0.05),与nirS、nirK及nosZ等功能基因丰度亦呈显著正相关(P 0.05).农田表层土壤反硝化速率为(11.51±1.04) nmol·(g·h)~(-1),显著高于农田其他土壤层以及其他土地利用类型(P 0.05),而农田土壤中厌氧氨氧化速率在20～30 cm层最高,达到(0.48±0.07) nmol·(g·h)~(-1).此外,反硝化作用是农田表层土壤氮损失的主要原因,占91.9%～99.7%,而厌氧氨氧化在深层土壤N_2的产生过程中占有重要地位.     

蓝藻暴发对太湖梅梁湾底泥中铁氨氧化速率的影响

作为近年来新发现的氮循环过程,铁氧化物还原耦合氨氧化（Feammox）越来越受到人们的关注.然而,目前鲜有研究报道蓝藻暴发对湖泊底泥中铁氨氧化速率的影响.因此,本研究采集了湖泊聚藻区和无藻区的底泥,对其理化性质进行分析,同时利用稳定同位素示踪技术测定了铁氨氧化速率,并运用高通量测序技术探究了底泥的微生物群落组成.结果表明,无藻区底泥的铁氨氧化速率为0.29 mg·kg^-1·d^-1,显著高于聚藻区底泥（0.01~0.05 mg·kg^-1·d^-1）,而且铁氨氧化速率与pH、Fe（Ⅲ）和TOC（总有机碳）均具有显著的相关性（p<0.05）.此外,高通量测序结果表明,在不同底泥中6种主要的铁还原菌（Thiobacillus、Geobacter、Desulfobacca、Pseudomonas、Anaeromyxobacter和Desulfosporosinus）被检测到,并且铁还原菌的丰度在无藻区底泥中为5.65%,比在聚藻区底泥（3.25%~4.44%）中的高.总之,本研究结果说明蓝藻暴发会减弱湖泊底泥中的铁氨氧化反应.     

纯种氨氧化细菌Comamonas aquatic LNL3的固定化及短程硝化性能研究

采用辐射技术,以共聚物Poly(HEA)-Poly(HEMA)为载体将纯种AOB-Comamonas aquaticLNL3固定化,研究了固定化纯种AOB在不同温度、pH、DO、FA条件下的短程硝化性能.结果表明,纯种AOB-Comamonas aquaticLNL3具有短程硝化性能,固定化纯种AOB-Comamonas aquaticLNL3的短程硝化反应的最佳温度、pH、DO、FA分别为30℃、8.5、4.03 mg/L和9 mg/L,相应的氨氮去除率和亚硝化率分别为93.52%、94.73%;79.74%、94.67%;91.17%、94.66%和90%、94.4%,FA对短程硝化亚硝化率影响不大.     

生物填料-沉水植物联用在河道水强化处理中的应用研究

采用新型亲水性和疏水性材料作为生物填料,研究了生物填料-沉水植物联用技术在静态和原位水体中对武进港红旗河的水强化处理性能。静态实验选用2种生物填料考察其水处理特性,筛选出性能较好的填料进行了原位实验,沉水植物选取原位常见的狐尾藻、金鱼藻和伊乐藻。通过原位实验进一步考察了所选生物填料性能及生物填料-沉水植物联用对河道水的处理效果。结果表明,原位实验处理效果优于静态实验,原位实验中各测定指标的总平均去除率分别为:氨氮69.07%,亚硝氮70.28%,硝态氮47.58%,总氮53.28%,正磷酸盐84.88%,总磷83.50%。填料平均挂膜速率为453.01 nmol/(g.d)。     

固定化氨氧化细菌短程硝化特性研究

以高分子聚合物为载体,采用固定化细胞增殖技术固定氨氧化细菌,研究温度、pH、碱度和溶解氧等因素对短程硝化过程的影响.实验结果表明,最适宜的温度、pH分别是30℃和8.5;当碱度/NH4 -N(质量比)=6.75时,亚硝化率为87.5%;溶解氧浓度影响氨氧化速率,但对亚硝化率影响不大,溶解氧的适宜质量浓度为403 mg/L.     

电化学脱硝过程参数的响应曲面优化研究

以Ti/IrO2-TiO2-RuO2为阳极,Cu/Zn合金电极为阴极,在无隔膜电解池中对这一新构造电极对的脱硝氮性能进行了研究。为了有效结合阴极硝氮还原能力和阳极氧化能力,采用响应曲面法中的Box-Behnken设计优化了对电化学脱硝过程有显著影响的4个重要因素:氯化钠含量、电流密度、pH和初始硝氮浓度。优化结果表明,相对于pH和初始硝氮浓度,氯化钠含量和电流密度对脱硝性能影响更大,而阴极硝氮还原性能主要受初始硝氮浓度、pH的影响。以6 h内电极对脱氮百分率为响应量,优化得最佳电化学脱硝过程参数为:氯化钠含量,1 g/L;电流密度,24.99 mA/cm2;pH,1.81;初始硝氮浓度100 mg/L。在此实验条件下,6 h内电极对脱氮百分率预测值为99.84%。通过3次重复验证实验,确认实际6 h内电极对脱氮百分率为91.34%。预测值与实测值两者相差不大,由此可知,Box-Behnken设计是一种优化电化学脱氮实验参数的有效方法,经过优化后的电极对具有较佳的脱氮效率。