典型表面活性剂对焦化污泥中富集多环芳烃的解吸

焦化废水中的多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)由于其亲脂性极易转移至污泥相中,此过程成为微生物降解污泥中PAHs的传质受限步骤.基于表面活性剂解吸焦化污泥中富集的PAHs以利于微生物降解的构想,采用两种典型的表面活性剂—Triton X~(-1)00和十二烷基硫酸钠(Sodium Dodecyl Sulfate,SDS)来考察其对菲、芘和苯并[a]芘的增溶作用,对比了不同浓度的菲、芘和苯并[a]芘在焦化污泥上的吸附特征,探讨了表面活性剂对焦化污泥中富集多环芳烃的解吸行为.结果发现,表面活性剂对菲、芘和苯并[a]芘的增溶能力与三者的亲脂性存在负相关的关系,它们在焦化污泥上的吸附特征可用Freundlich等温吸附模型来描述,影响吸附容量的因素包括PAHs的亲脂性和焦化污泥的理化性质;SDS与Triton X~(-1)00共同作用时对芘和苯并[a]芘的增溶更明显;以两者混合质量计的1 g表面活性剂在16 d内可以解吸1.12mg的总PAHs.上述研究可以作为焦化污泥生物修复的增溶工艺中表面活性剂需求量计算的参考依据.     

硝基苯厌氧降解过程中Fe0的促进作用

尝试在硝基苯生物厌氧降解过程中,添加零价铁实现电子催化与生物代谢的协同作用,结果发现零价铁能够促进硝基苯的厌氧转化并主要生成苯胺,初始浓度为240.00mg·l-1的硝基苯废水,当厌氧微生物浓度为5000.00mg·l-1左右时,在2L的试验液中,当零价铁投加量由0.50g增加到5.00g时,硝基苯的转化率和苯胺的产生量急剧增加;零价铁的投加量为5.00g时与不加零价铁相比,硝基苯的转化率提高了2.43倍,苯胺的生成量提高了2.12倍;通过设计Fe0,Fe2 ,Fe3 及Fe3O4的对比实验,证明零价铁的作用主要表现为其腐蚀形成Fe2 的过程为硝基苯的厌氧生物转化提供了电子以及该过程中生成的Fe2 和Fe3 的生物营养作用.     

Fenton试剂催化氧化降解含硝基苯废水的特性

探讨不同氧化剂和催化剂浓度下Fenton试剂氧化降解硝基苯的作用规律,用一元线性回归方程对不同氧化降解时间后硝基苯的相对残余浓度对反应时间的相关性进行了定量分析,结果发现硝基苯的Fenton试剂氧化降解符合一级反应动力学模式,通过回归求出了各反应条件下的一级速率常数.实验中还发现以Fenton反应过程中产生的铁离子的复合物代替Fe²⁺作为催化剂时Fenton反应不仅取得了较高的催化反应速率和降解效率,而且对硝基苯具有明显的专属性,硝基苯的降解速率可由原来的17.48mg/(L·min)提高到71.22mg/(L@min),反应5min的硝基苯去除率由9.74%提高到91.79%.用人造沸石为载体吸附该物质制成的非均相催化剂同样具有良好的催化性能.另外,在体系中引入紫外光可以促进废水中CODCr的进一步降解,提高有机物降解速率.     

底隙十字挡板对四边形流化床流体力学性能优化数值模拟

通过置入内构件实现流化床底隙区多相流矢量由混沌到归一的转化可获得床体内流体流化性能的改善.基于此,以底隙区置入十字挡板的四边形流化床为研究对象,使用Fluent软件进行三维可视化模拟,利用Eulerian-Eulerian双流体模型模拟其在厌氧、水解及好氧条件下优化反应器流体力学性能的能力,考察置入挡板前后流化床内流场、液相运动速率、气体相含率及湍流耗散率的反馈变化,分析其对流体运动的影响,并提出工程优化设计的方向.结果表明:底隙区置入十字挡板后,四边形流化床内液体循环速度最大提升15.7%,在上升区截面上的分布更加均匀,液速峰值下降,有利于维持活性污泥的团聚作用,对提高流化床污泥负荷有利;整体气含率下降3.5%~6.9%,应用时可加入漏斗型内构件予以改进;在水解与好氧生物的模拟过程中,底隙区十字挡板的置入更能优化水力条件,湍流动能耗散率最大降低31.9%,对降低系统能耗提供了有利证据.研究证明,反应器内构件的设置通过流体力学性能的数值模拟可以成为一种优化开发的捷径技术.     

微生物电解池效能及其与微生物燃料电池的联合运行探索

微生物电解池(microbial electrolysis cell,MEC)可在微生物的作用下利用电化学技术将废水中的有机物化学能转化为氢能。由于其属于低能耗设备,微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)所产生的电能就可以为其运行提供电源。因此,为探索以氢气的形式储存MFC所产生电能的可能性,该试验首先构建了双室MEC,研究其运行条件和效能的影响因素;随后将MFC和MEC联合运行,利用MFC为MEC供电,并讨论联合运行系统内MFC与MEC的相互影响。研究发现MEC运行必须同时具有电化学功能菌、有机物和外加适宜电压3个必要条件;间歇运行试验发现阳极进水pH值为7.0时,MEC的氢气产量最高;而连续运行可使MEC阳极液的pH值维持在中性,阴极持续稳定产气,MEC高效稳定运行的最佳COD浓度约为600 mg/L。在MFC-MEC联合运行试验中,MFC输出电压高于280 mV时,电路中即有明显的电流出现,且随着阳极有机底物的消耗呈现出一定的变化规律,表明采用MFC为MEC运行供电是可行的。     

海洋环境中溶解氧稳定氧同位素研究进展

溶解氧(DO)的稳定氧同位素组成(δ18ODO)是水生系统DO生物地球化学循环研究的有效示踪剂之一,不同生物地球化学过程引起的氧同位素分馏会反馈到溶解氧同位素组成上。在近年来水生环境中溶解氧同位素研究的基础上,回顾了溶解氧同位素的分馏机理及其影响因素,以及氧同位素的测试技术和海洋环境中溶解氧同位素的应用。在现阶段取得的主要研究进展基础上,提出今后研究及发展趋势应侧重于同位素分析测试技术的提高,特别是高效、快速、连续预处理方法的建立,基础理论研究和关键物理过程在海洋环境溶解氧同位素分布中的作用及其控制机制等方面。     

北江和珠江广州河段水体的三卤甲烷风险评价

通过调查北江和珠江广州河段水体的三卤甲烷生成潜能(trihalomethane formation potential,THMFP),评价其作为水源水的风险.为此,于2013年和2014年不同时段分别采集北江和广州河段不同地点的表层水样品254个.254个样品经过0.45μm滤膜过滤后,采用UFC(uniform formation condition)法对水样进行加氯消毒实验,使用气相色谱(GC-ECD)法分析THMFP,基于美国环保署(USEPA,1997)的风险模型计算THMFP的致癌风险和非致癌风险,使用致癌风险潜能灵敏性方法寻找致癌风险因子.结果发现,三卤甲烷(trihalomethane,THMs)的生成潜能顺序为:三氯甲烷(chloroform,CF)一溴二氯甲烷(bromodichloromethane,BDCM)一氯二溴甲烷(dibromochloromethane,DBCM)三溴甲烷(bromoform,BF),其中三氯甲烷生成总量在101.92~2 590.85μg·L-1范围内,约占THMs总量的96.17%.以饮用途径计算THMs非致癌风险和致癌风险,所有采样点THMs非致癌风险范围在2.03×10-7~1.00×10-5之间,均不大于1.0×10-5(USEPA推荐风险阈值),而致癌风险平均值分别为2.91×10-4(男性)和3.30×10-4(女性),所有采样点THMs的致癌风险均高于USEPA推荐的风险阈值(1.0×10-6).两江流域不同的是,北江流域的BDCM致癌风险范围为2.50×10-5~6.37×10-4,其风险值约为CF的2倍,BDCM是北江THMs致癌风险的主要来源,而珠江广州河段的CF是致癌风险的主要来源,其风险范围处于2.26×10-5~7.22×10-4之间.经致癌风险潜能灵敏性分析发现CF是致癌风险主要因子,以北江和珠江广州河段为饮用水源是不安全的,需要考虑预处理.     

DBD协同CuO/MnO2耦合生物滴滤塔降解氯苯的工艺性能分析

以氯苯为目标污染物,选择CuO/MnO_2作为耦合系统中的催化剂,采用介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)技术协同催化作为生物系统的预处理技术,开展废气净化的研究.实验结果发现,耦合生物滴滤塔(Biotrickling Filter,BTF)和单一生物滴滤塔系统分别在13 d和15 d内完成挂膜,氯苯的去除率分别达到100%和97%.稳定运行期,停留时间(EBRT)为90 s时,单一BTF在处理低进气浓度氯苯废气时,去除效果与耦合系统相当;进气浓度较大时,耦合系统的处理效果要明显优于单一BTF.EBRT缩短至45 s时,无论氯苯进气浓度高或低,耦合系统的处理效果均优于单一BTF.单一BTF的最大去除负荷(Eliminatory Capacity,ECmax)为41 g·m~(-3)·h~(-1),在同样实验条件下,耦合系统未达到最大去除负荷,而耦合系统和单一BTF对氯苯的矿化率分别为95%和86%.DBD协同催化能有效改善BTF对于高进气负荷氯苯废气的处理,预处理工艺能强化BTF对氯苯废气的彻底净化.通过对各功能单元对氯苯去除的贡献分析,发现DBD协同CuO/MnO_2工艺主要负责转化氯苯,BTF下段填料主要负责预处理工艺产生的中间产物的矿化,BTF上段填料主要负责剩余氯苯的去除及其矿化.     

喝水解忧愁

自古以来，中国人便有借酒浇愁的说法，“对酒当歌，人生几何？”“何以解忧？唯有杜康”枭雄曹孟德的豪言更令人以为美酒可解忧愁。但诗仙李太白却因自己的体会，写下了“抽刀断水水更流，借酒浇愁愁更愁”千古佳句，明代李开先《后冈陈提学传》也提到，“只恁以酒浇愁，愁不能遣，而且日增。”