固定在活性炭聚砜中空纤维膜中的Pseudomonas putida菌对四氯苯酚的共代谢降解

以苯酚-四氯苯酚共代谢体系为对象,研究了中空纤维聚砜膜作为细菌固定化材料对该共代谢过程的强化作用.结果表明,该膜具有内、中、外3层的结构,Pseudomonas putida菌可被固定在膜的表面和中间层;固定化后,细菌对高浓度有毒底物的忍受限度增强,从而得以持续生长,并在29 h内将600 mg/L和120 mg/L的苯酚和四氯苯酚完全降解.在膜的制作过程中添加了一定量的活性炭后,发现膜对苯酚和四氯苯酚的吸附能力增强,同时结构上更疏松,对四氯苯酚的降解效率得到了提高.固定在活性碳中空纤维膜中的Pseudomonas putida可以将1 000 mg/L和200 mg/L的苯酚和四氯苯酚在51 h内完全降解,比不加活性炭的情况缩短了37 h,中空纤维膜可以连续多次使用,对相同浓度的四氯苯酚的降解速度保持稳定.     

渗流式生物床处理污染河水性能的研究

渗流式生物床是受严重污染小型河流强化治理的适宜技术,在中国北方河流污染的治理中有良好的应用前景。冬季由于水温较低带来的去除效果下降是北方河流污染治理的关键问题,本研究在现场中试基础上,考察了一年四季不同水温条件下渗流式生物床处理污染河水的性能。研究表明:渗流式生物床对河水中的CODCr、NH3-N、浊度有较好的去除效果。去除效果和去除负荷受水温影响较大。     

湿地植物香蒲体内氮、磷含量的季节变化及适宜收割期

通过实地调查,研究了南四湖湿地生态自然保护区香蒲对氮、磷元素的吸收与蓄积规律.结果表明:氮磷元素在香蒲体内的蓄积含量具有季节性规律,随生长发育时期的延长,香蒲组织内氮、磷均具有随季节而向上输送蓄积或向下进行"营养回流"的特点.结合香蒲资源化利用的途径,香蒲的收割方式应按照其分布特点,分区域交替收割,既要保证香蒲的正常繁殖,还要保证香蒲能够从湿地环境带出一定量的氮磷,收割期宜在10月下旬或11月份.从香蒲吸收氮磷元素的年际间对比,发现2008年度地上部较2007年度有明显的累积,香蒲具有年际间的累积特点,但在生长后期一部分营养可能转运至土壤环境,使得累积现象不明显.氮磷营养元素在植物体内的高度分布规律在湿地生态管理中具有重要的指导意义,调研结果显示,生长初期与生长后期香蒲体内营养元素的高度分布具有近似相反的规律性.     

基于微藻细胞培养的水质深度净化与高价值生物质生产耦合技术

水资源和能源危机是21世纪人类面临的重大挑战.开发高效的氮磷控制技术以及寻找可持续再生、环境友好的新型能源是解决这些挑战的有效手段.微藻培养技术的出现,为水质深度净化、氮磷高效去除和生物能源生产提供了可能.总结了微藻培养技术在污水处理中作为三级处理单元深度净化水质、去除氮磷的应用,并分析了大规模培养微藻以获得生物能源的研究现状.在此基础上,提出了将污水处理工艺和生产工艺耦合的理念,以污水为资源,实现污水处理系统从"处理工艺"向"生产工艺"的转化,在深度净化污水的同时,以污水为原料获取"新"资源和"新"能源,为缓解当前资源匮乏、能源紧缺的形势提供可能的解决途径.在未来资源和能源愈加紧张的严峻形势下,基于微藻细胞培养的水质深度净化与高价值生物质生产耦合技术具有广阔的发展前景.     

酪氨酸氯化过程中光谱变化特征及消毒副产物的生成规律

考察酪氨酸在不同投氯量条件下氯化后的余氯,紫外吸光度值和荧光光谱,以及消毒副产物对羟基苯乙腈(4-HBC)的生成特性。结果表明,随着投氯量的增加,余氯呈现先增加再减小再增加的趋势。在投氯量为0～0.5 mmolCl2/L时,增加投氯量可提高氯化后溶液的UV254、UV274和UV280值以及4-HBC的生成量,表明低投氯量时氯化可提高溶液中不饱和键的含量;而投氯量为0.5～1 mmol Cl2/L时,增加投氯量降低UV254、UV274和UV280值以及4-HBC的生成量,表明过量的氯亦可破坏溶液中的不饱和键。荧光光谱测试实验亦发现:在投氯量为0.05 mmol Cl2/L时,酪氨酸溶液氯化后的荧光峰强度明显增加,表明氯化可生成荧光强度较高的产物。过量的氯(0.5～1 mmol Cl2/L)则可破坏溶液中的荧光结构,降低荧光峰强度直至未检出。     

浊度与微生物指标在污水再生处理系统中的去除特性及相关性

本研究考察了污水再生处理系统对颗粒物(包括浊度和粒径分布)和微生物指标(包括隐孢子虫、贾第鞭毛虫、粪大肠菌群和SC噬菌体)的去除特性以及不同指标间的相关关系。研究结果表明,污水再生处理系统对浊度的平均去除率为3.53-log,其中二级生化处理及砂滤对浊度的去除率较高,分别为1.52-log和1.35-log。粒径分析结果表明,絮凝沉淀后粒径均值达到最大值223.2μm;而再生水中粒径均值最小,仅为5.8μm。污水再生处理系统对各微生物指标的去除率为2.96-log~4.11-log。各处理单元中,二级生化处理单元对粪大肠菌群和SC噬菌体的去除率较高,分别为2.81-log及2.14-log;而砂滤对SC噬菌体去除效果较差,仅为0.18-log。从再生处理工艺整体上看,水样浊度、粪大肠菌群、SC噬菌体和两虫浓度具有显著相关性。而对于单个取样点,除污水厂进水中SC噬菌体和两虫浓度表现出一定相关性外,其他情况下各指标与两虫浓度间均无显著相关关系。     

某市河流中雌激素活性物质浓度及生态风险

采用固相萃取-衍生化-气相色谱质谱方法,研究了江苏省某城市河流中雌激素活性物质的浓度分布特征。研究发现,河水中的雌激素活性物质浓度处于ng/L水平,其中双酚A浓度为100~900 ng/L,雌酮和雌三醇浓度为ND~200 ng/L,辛基酚、17α-雌二醇和17β-雌二醇浓度为ND~20 ng/L。受纳未处理污水的河流中雌激素活性物质浓度高于其他河流的。生态风险评价结果表明,各种雌激素活性物质的生态风险顺序为雌酮>17α-雌二醇≈17β-雌二醇>雌三醇>双酚A、辛基酚和壬基酚。其中,雌酮的风险商约为1~64,约有20%~30%的样品17α-雌二醇和17β-雌二醇的风险商为1~20。因此,该城区河流中应优先控制雌酮、雌二醇等类固醇雌激素。     

半导体行业废水的反渗透膜污堵机制与控制策略

半导体行业是我国大力发展的高精尖产业,废水产生量大、再生处理难度高.半导体行业废水再生处理过程中,反渗透(reverse osmosis, RO)是重要的污染物去除单元,但面临的膜污堵问题严重影响了其效率与经济性.本文梳理了半导体行业废水的种类与典型污染物,总结了半导体行业废水导致反渗透膜污堵的主要机制及控制手段,提出了针对半导体行业废水特点的膜污堵控制策略.半导体生产的不同工序会产生多种废水,包括含氟废水、含磷废水、含氨废水、重金属废水、有机废水与酸碱废水等.废水中污染物种类多且可生化性普遍较差.通常,不同种类废水分类经分质收集后,进行相应的预处理,之后部分合流处理并进入RO系统.半导体行业废水中的金属离子或氟离子易在反渗透膜面形成无机结垢,表面活性剂易形成有机污堵.反渗透膜污堵可通过预处理、膜清洗与运行条件调控等手段进行控制,如超滤、EDTA清洗剂与pH调节等,但大部分现有手段对半导体行业废水造成的污堵控制能力有限.建议未来开发针对关键污染物的预处理技术与定制化的膜清洗方案;并结合半导体生产工序,提出针对污染物关键相互作用关系的废水收集与再生处理整体策略.     

基于水华风险控制的再生水景观水体水力停留时间阈值研究

再生水景观利用是解决城市景观用水短缺的有效途径之一。但较高氮磷浓度的再生水进入流动性较差的景观水体中极易发生水华现象。在现有再生水排放标准下,水力停留时间的调控是控制景观水体中微藻生物量的有效手段。根据微藻生长模型和水质动力学模型,提出了基于水力停留时间调控的景观水体水华控制方法及其阈值确定方法。通过计算,得到再生水氮、磷浓度执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》A标准(总氮15 mg/L,总磷0.5 mg/L)对应的水力停留时间阈值为2.477 d;执行DB11/890—2012北京市《城镇污水处理厂水污染物排放标准》A(总氮10 mg/L,总磷0.2 mg/L)对应的水力停留时间阈值为5.034 d;执行昆明市地方标准DB5301/T43—2020《城镇污水处理厂主要污染物排放限值》A级(总氮5 mg/L,总磷0.05 mg/L)对应的水力停留时间阈值为21.659 d, B级(总氮10 mg/L,总磷0.3 mg/L)对应的水力停留时间阈值为3.783 d, C级(总氮15 mg/L,总磷0.4 mg/L)对应的水力停留时间阈值为2.811 d;执行91/...     

不同填料甲苯生物滤塔中微生物群落结构与代谢功能解析

对填料为珍珠岩、玻璃珠和聚苯乙烯泡沫(EPS)的甲苯生物滤塔中微生物群落的结构和代谢功能进行了分析.结果表明,在稳定运行阶段,生物滤塔的微生物群落结构相似且与接种物存在较大差异.3种填料的生物滤塔中在门水平上的优势菌均为变形菌门Proteobacteria(36.1%~67.5%)、放线菌门Actinobacteria(4.3%~43.4%)、厚壁菌门Firmicutes(3.0%~16.4%)和拟杆菌门Bacteroidetes(1.9%~10.2%);属水平上,相同的优势属为红球菌属Rhodococcus(2.4%~38.5%)和假单胞菌属Pseudomonas(5.9%~25.3%),在珍珠岩生物滤塔中相对丰度更高的属为戴沃斯氏菌属Devosia、戈登氏菌属Gordonia和根瘤菌科某属Rhizobiales_E,在玻璃珠和EPS生物滤塔中相对丰度更高的属为着色菌科某属Chromatiaceae_A和Fluviicola.不同填料的生物滤塔中微生物群落整体碳源代谢能力相似且相比接种物均显著下降,微生物群落结构与代谢呈现一致性,多样性水平均为珍珠岩EPS玻璃珠.与接种物相比,不同填料的生物滤塔中微生物结构物种多样性都降低,代谢多样性都升高.