微囊藻毒素-RR的臭氧降解研究

采用臭氧氧化的方法对微囊藻毒素-RR(MC-RR)进行降解.结果表明,在O3∶MC-RR(物质量比)为6的条件下,MC-RR的去除率最高可达到83.0%;pH上升、水中NOM含量增加都能显著降低MC-RR的臭氧降解效果.使用HPLC-MS考察了MC-RR的臭氧降解产物,并在此基础上探讨了MC-RR的臭氧氧化降解途径:主要通过Adda途径和Mdha途径来完成对MC-RR的降解和脱毒作用.臭氧氧化的Adda途径是通过对MC-RR上Adda侧链的进攻,断开具有活性的Adda支链,而达到脱毒的目的,其中Adda途径过程中的苯环羟基化作用对整个过程有促进作用;臭氧氧化的Mdha途径是通过对MC-RR肽环上面Mdha和Ala的断键,打开环状肽链,使藻毒素失去活性.在整个过程中Adda途径占主导地位.     

过氧化钙(CaO2)联合生物炭对河道底泥的修复

底泥内源污染是导致河道黑臭反复的主要因素.为防止河道黑臭现象反复,以无锡市滨湖区某一河道为实验地点,采用CaO_2联合生物炭原位覆盖技术修复黑臭河道底泥,研究了该技术对泥水水质、底泥酸挥发性硫化物(AVS)和磷形态以及微生物的影响,探究该技术对黑臭底泥修复效果.结果表明, CaO_2联合生物炭覆盖可显著提高泥水体系溶解氧(DO)浓度和氧化还原电位(ORP),其中上覆水DO浓度和ORP分别保持在2 mg·L~(-1)和50 mV以上.间隙水氨氮(NH~+_4-N)、化学需氧量(COD)和总磷(TP)去除率分别达到了43.40%、 41.18%和50.97%.底泥AVS去除率达到了37.03%,高通量测序表明,底泥厌氧微生物相对丰度明显降低,出现热单胞菌属(Thermomonas)、Dechloromonas、变形菌属(Proteus hauser)、脱硫微菌属(Desulfomicrobium)和硫杆菌属(Thiobacillus)等脱氮除硫菌群.底泥中磷转化为稳定的铁铝结合态磷和钙结合态磷.因此,CaO_2联合生物炭原位覆盖对黑臭底泥具有良好的修复作用.     

钝顶螺旋藻固定模拟烟道气中的CO_2

研究了钝顶螺旋藻对模拟烟道气中CO2的固定性能,及其对NOx和SOx水溶形态亚硝态氮、亚硫酸氢根的耐受性。结果显示：随CO2浓度的增加,藻细胞达到最大比生长速率的时间缩短,CO2浓度为15%时藻细胞比生长速率达到最大的时间最短,生物量最终达到最大值4.1 g/L;CO2浓度为15%时藻细胞的固碳率为12.34 mg/（L·h）。研究发现,钝顶螺旋藻能够耐受浓度小于10 mmol/L的亚硝态氮,可将其作为钝顶螺旋藻生长的唯一氮源,但藻生长的延迟期增长。钝顶螺旋藻能够耐受8 mmol/L的亚硫酸氢盐,可将其作为生长的唯一硫源,藻细胞6 d后开始快速增长。     

IC厌氧反应器处理垃圾渗滤液

在(35±1)℃条件下,采用IC厌氧反应器对天津大港垃圾焚烧厂垃圾渗滤液进行处理,研究了COD的去除效果、容积负荷、沼气产量和污泥的颗粒化,分析了循环比、上升流速对反应器的影响.结果表明,厌氧反应器经60 d的启动运行后,达到300 m3/d的设计水量,进水容积负荷达到17.7 kg COD/(m3·d),水力停留时间3.7d,COD去除率高于80％,出水挥发酸(VFA)低于l 500 mg/L,平均每去除1 kg COD产沼气0.42 m3,适宜的上升流速和循环比为2.0 ～5.0 m/h、8∶1 ～20∶1.启动结束后,厌氧消化污泥明显出现颗粒化,颗粒污泥的沉降速度达到了67.5 ～ 96.0 m/h,0.3～1.0 mm的颗粒污泥量占有74％.     

饮用水中甲羟孕酮的臭氧氧化降解研究

以饮用水中内分泌干扰物孕激素类甲羟孕酮(MPA)为目标物,采用臭氧氧化工艺对其进行降解,对臭氧降解过程动力学进行了研究,并考察液相臭氧浓度、pH、羟基自由基(.OH)清除剂(HCO3-)对降解过程的影响.结果表明,臭氧在合适条件下能够有效降解水溶液中的MPA,MPA初始浓度为3、5、10 mg.L-1,采用连续臭氧曝气方式降解时,降解过程遵守一级反应动力学模型;采用序批式臭氧投加方式进行降解时,降解过程符合二级反应动力学模型.pH的升高和HCO3-的添加都会对降解效果产生负面影响.在反应温度为20℃,采用序批式臭氧投加方式,MPA的去除率从pH=3.10时的89.8%下降到pH=9.02时的74.6%.相同反应条件下,添加羟基自由基清除剂HCO3-后,降解反应速率常数由0.146 3 L.(mg.min)-1下降到0.049 5 L.(mg.min)-1,去除率下降了22.2个百分点.     

黑臭水体中主要致嗅组分特征分析

黑臭水体中致嗅挥发性物质是造成水体产生异味的主要原因。通过气相色谱/质谱法对黑臭水体中的挥发性组分进行连续监测,同时利用气味活性值(OAV)识别了其中的主要致嗅组分,并讨论了其在不同河道和不同时间的变化特征。结果显示:黑臭水体中检出频率和浓度最高的16种组分中,包括5种醛类、5种氯代烃、5种苯酚类物质及二甲基二硫醚。二甲基二硫醚、壬醛、辛醛、柠檬醛及苯酚的OAV1,是研究选取河道中的主要致嗅组分。其中,辛醛与壬醛天然存在于自然水体中;二甲基二硫醚主要来源于黑臭水体中厌氧微生物代谢;而苯酚与柠檬醛可能是由于外源污染的排放。     

碳源对反硝化细菌的反硝化速率和群落结构的影响

为探究碳源类型在反硝化过程中对氮素转化和微生物群落组成的影响,分别建立R1（以C₆H₁₂O₆为碳源）和R2（以CH₃COONa为碳源）反应器,通过分析R1和R2反应器中反硝化过程的氮素转化情况,评价C₆H₁₂O₆和CH₃COONa对脱氮效果的影响,并运用动力学模型对R1和R2反应器中反硝化能力进行评价;同时,采用高通量测序技术表征2种碳源对反应器中微生物群落结构和多样性的影响.结果表明:①运行后期的R1、R2反应器中单位生物量的反硝化速率（以NO₃--N计,下同）分别为8.56、11.26 mg/（g·h）,R1反应器中NO₂--N累积平均值为11.34 mg/L,显著高于R2反应器（0.20 mg/L）,且R1反应器中NH₄+-N累积平均值为6.58 mg/L,是R2反应器（0.65 mg/L）的10.11倍.②反应器中NO₃--N还原过程均符合Haldane模型,其中R1、R2反应器中单位生物量的r_max（最大降解速率）分别为35.61、47.79 mg/（g·h）,表明R2反应器中的反硝化能力强于R1反应器.③微生物经过富集后,其细菌多样性和物种丰度下降,但发挥反硝化作用的微生物相对丰度逐渐增加.R1和R2反应器中共同的优势菌门有Proteobacterias、Bacteroidetes、Firmicutes和Gracilibacters,其在R1反应器中的相对丰度依次为96.14%、2.06%、0.66%和0.47%,在R2反应器中依次为79.75%、6.88%、9.47%和2.13%,优势菌门在不同运行时间的丰度表达上存在消长变化状态.研究显示,C₆H₁₂O₆和CH₃COONa在反硝化过程的氮素转化上存在明显差异,对各类优势菌群的相对丰度有明显影响.      

生物可降解聚合物在微污染水体中固相反硝化脱氮效果研究

为解决微污染水体因低碳氮比而导致脱氮效率差的问题,本文选择聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚ε-己内酯(PCL)和聚乳酸(PLA)3种生物可降解聚合物,对比其作为填充床反应器的膜载体与反硝化固相碳源的反硝化效果。结果表明:在进水TN质量浓度维持在1 4.31~1 9.21 mg/L,HRT为1.0 h时,PBS填充床的TN平均去除率为94.95%,优于PC L.的84.46%,PLA未能维持良好去除率;PBS与PCL.填充床的平均反硝化速率(以NO_3-N计)分别为1 2.1 4、1 0.11 mg/(L·h),二者出水溶解性有机碳(DOC)先上升后降低至1.3 mg/L,表明二者可被微生物降解,是良好的反硝化固相碳源;PBS与PCL.填充床出水NO_2-N浓度0.1 0 mg/L,NH_3-N浓度0.45 mg/L,出水效果良好,不会造成二次污染;3种固体碳源反应前后质量下降不明显,表明其化学结构未发生显著变化;电子扫描显微镜(SEM)扫描显示PBS和PCL反应表面空隙率较高,反应后被腐蚀痕迹明显,表明二者适合作为生物膜载体供微生物附着生长,PLA表面变化不明显。     

低C/N餐厨废水半短程硝化试验研究

餐厨废水具有高NH_4~+-N、低C/N的特性,采用传统生物脱氮工艺需要消耗大量碳源,而采用短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺可以较好地处理此类废水,通过控制DO浓度来实现废水半短程硝化可为组合工艺提供进水条件。采用自制SBR反应器,控制ρ(DO)在0.5~0.6 mg/L,温度为(30±1)℃,可实现废水的半短程硝化,NO_2~--N累积率可达90%以上,出水n(NO_2~--N)∶n(NH_4~+-N)约为1,系统COD去除率维持在65%左右。系统稳定后对1个周期内的系统进行观察,发现0~1 h内系统中COD得到迅速降解,1~8 h内COD降解速率放缓,出水NO_2~--N累积,较低的DO浓度可有效地限制NOB的活性,反应周期内NO_3~--N浓度基本处于较低水平。当DO浓度过低时,系统中AOB和NOB同时受到抑制,氧化一定量的NH_4~+-N所需时间更长;ρ(DO)浓度高于1.5 mg/L时,NOB活性逐步恢复,系统中NO_3~--N浓度增加。因此,通过控制DO浓度实现低C/N餐厨废水半短程硝化是可行的,可为后续试验创造条件。     

铁改进型蓝藻生物炭的制备及对地表水中磷的协同吸附机制

为缓解水体富营养化以及蓝藻堆积问题,采用经过聚合硫酸铁(PFS)脱水后的蓝藻制备生物炭吸附水体中的磷酸盐,其中生物炭经过水蒸气活化调节孔隙结构.通过响应面法对蓝藻生物炭的制备条件进行优化.当PFS投加量为458 mg·L^-1、碳化温度为433℃和生物炭前体物与水蒸气的质量比为1∶11.选取不加PFS生物炭(F₀H₁₁-433)与加PFS生物炭(F₄₅₈H₁₁-43)进行X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、 Zeta电位和拉曼光谱(Raman)表征,来研究蓝藻生物炭与PFS对磷酸盐的去除是否具有协同效应.结果表明,与F₀H₁₁-433相比,F₄₅₈H₁₁-433表面出现铁氧化物,零电荷点(pH_pzc)从4.41提高到6.19,生物炭的无序、缺陷程度得到提高.准二级动力学模型和Langmuir模型适用于描述F₄₅₈H₁₁