新型碳源驯化的SRB去除酸性矿山废水中SO_4~(2-)最佳反应条件

针对硫酸盐还原菌(SRB)处理酸性矿山废水缺乏有效有机碳源问题,运用生活污水、鸡粪和锯末质量比80∶7∶3混合物的发酵液作为新型有机碳源驯化硫酸盐还原菌SRB,并研究SRB以该新型有机碳源作为营养物质在不同COD/SO2-4(C/S)值、pH值、初始硫酸根(SO2-4)浓度、重金属离子(Fe2+、Mn2+、Cu2+和Zn2+)浓度条件下对SO2-4的去除效果,以确定SRB去除SO2-4的最佳反应条件。实验结果表明,在厌氧环境SRB接种量8%、生长温度35℃、转速50 r/min、C/S为1.5~2.0、pH值6~7、初始SO2-4浓度≤3 000 mg/L、Fe2+在100~300 mg/L、Mn2+为35 mg/L时反应条件最佳,SO2-4去除率均可达90%以上;其中Fe2+浓度≤500 mg/L、Mn2+浓度≤140 mg/L时均会促进SRB对SO2-4的还原,当Fe2+浓度≥600mg/L时会严重抑制SRB,Mn2+浓度140 mg/L时会抑制SRB;Cu2+、Zn2+的存在对SRB均有影响,当Cu2+浓度15 mg/L时、Zn2+浓度45 mg/L时对SRB均有抑制作用。新型有机碳源可作为SRB的优良有机碳源,同时可实现以废治废的目的。该成果为实际应用提供了参考。     

模拟生物反应器加速产甲烷过程研究

渗滤液原液回灌易导致填埋垃圾产甲烷过程的滞后,从而对甲烷收集利用产生不利影响。通过3根实验室模拟生物反应器,研究了原液回灌(C1)、渗滤液好氧预处理后回灌(C2)和原液回灌+垃圾层上部通风曝气(C3)3种填埋方式下的填埋气产气规律。结果表明,C1甲烷浓度经历短暂上升,达到19.5%后开始逐渐降低,产甲烷速率和产甲烷总量均很低;C2甲烷浓度逐渐上升,在第121天时甲烷浓度达到50%,产甲烷最高速率和产甲烷总量分别为0.31 L/(kg·d)和25.2 L/kg。在停止上部垃圾层通风曝气后,C3甲烷浓度迅速上升,在81 d时甲烷浓度便达到50%以上,最大产甲烷速率和产甲烷总量分别为0.22 L/(kg·d)和16.0 L/kg。对各模拟柱填埋气可回收性评价结果表明,C3填埋气可回收利用比例最高,C2略低,C1在实验期间内则无可回收利用气体产生。     

TiO_2/PTh/Fe_3O_4催化剂制备及光催化与磁回收性能

以聚噻吩磁性微珠PTh/Fe3O4(PF)为载体,采用低温水热法(170℃,pH=7±0.2)在其表面负载TiO2,制备了壳/壳/核结构的磁载光催化剂TiO2/PTh/Fe3O4(TPTF)。用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)对催化剂的形貌、物相组成、表面性质、磁学性质进行了表征。以苯酚为模拟污染物,评价其光催化活性;通过自制的磁回收装置,考察其磁回收特性。结果表明,TiO2晶粒大小在4~6 nm之间,具有混晶结构(锐钛矿型占93.6%,金红石型占6.4%);当nTiO2∶n噻吩单体∶nFe3O4=75∶2.5∶1时,TPTF的催化活性最佳;P25、纯TiO2、TPTF(nTiO2∶n噻吩单体:nFe3O4=75∶2.5∶1)和TiO2/Fe3O4(TF)光催化降解苯酚的速率常数分别是0.0371、0.0302、0.0253和0.0106 min-1;TPTF循环使用5次,其反应速率常数、饱和磁化强度以及磁回收率为0.0205 min-1、1.59emu/g和89.3%,比第1次的0.0253 min-1、1.85 emu/g和94.7%略有降低。     

黄河兰州段悬移质泥沙对氨氮的吸附特性

实验研究了黄河兰州段不同粒径的悬浮泥沙对氨氮的吸附行为,拟阐释黄河兰州段水质自净的机制。通过分析探讨了含沙量、氨氮初始浓度、泥沙粒径和化学成分对氨氮吸附过程的影响。结果表明,准二级动力学方程和Langmuir模型能够较好地描述黄河兰州段不同粒径泥沙的吸附动力学和等温吸附过程(R20.9);含沙量对泥沙吸附氨氮作用具有显著影响,且氨氮吸附量和平衡时间与含沙量呈明显负相关性;氨氮初始浓度与氨氮吸附量及平衡时间呈正相关性;同时,泥沙颗粒越细,吸附氨氮的能力越强,吸附容量越大,反应的自发程度越高。此外,泥沙有机质、Fe2O3、Al2O3和MgO的含量随粒径减小而增大,它们对单位质量泥沙最大吸附量(Sm)具有正效应。泥沙的吸附在黄河兰州段水质自净过程中起着一定的促进作用。     

膨润土复合新型吸附剂处理含Mn~(2+)废水

针对废水中Mn2+难去除问题,利用经高温焙烧制备的膨润土-粉煤灰复合新型吸附剂对废水中的Mn2+进行吸附处理实验研究。研究了新型吸附剂在不同的吸附时间、pH、初始Mn2+浓度条件下对Mn2+的吸附去除效果影响、Fe2+、Mn2+共存时竞争吸附特性以及吸附Mn2+的吸附性能和反应动力学。实验结果表明,新型吸附剂处理Mn2+浓度为35 mg/L的废水,在温度25℃、转速100 r/min、投加量20 g/L、吸附时间120 min、pH≥7时反应条件最佳,Mn2+的去除率均可达到90%以上;Fe2+、Mn2+共存时,存在竞争吸附,Fe2+会被优先选择吸附去除,Fe2+的存在会影响Mn2+的去除效果;膨润土复合新型吸附剂对Mn2+的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。新型吸附剂对废水中的Mn2+有很好的去除效果,而且能有效解决膨润土不易固液分离问题,可作为含Mn2+废水高效、廉价、环保的水处理吸附剂。     

城市生物质废物厌氧消化前后粒径分布特征解析

在稳定运行的城市生物质废物厌氧消化中试研究结果基础上,对基质及消化液的有机物粒径分布特征进行解析。在反应器有机负荷为2.4、6.0和8.0 kg VS/(m3·d),停留时间为50、20和15 d 3个状态下,反应器对城市生物质废物有良好的去除效果,VS去除率均在60%以上。其中粒径96μm的大颗粒有机物去除率均在80%以上,负荷及停留时间对大颗粒有机物的去除效果没有表现出明显影响;随着负荷的增加及停留时间的缩短,消化液中粒径范围0.45~74μm的有机物及溶解性有机物的含量增加,去除率降低;研究结果表明,在传统的厌氧消化条件下,对于本研究中的城市生物质废物而言有机物的酶解过程是主要限速步骤。     

曝气池气泡羽流数值模拟及其氧转移影响

结合水流大涡模拟和气泡的颗粒轨道模型建立了曝气池气泡羽流数学模型,依据实测的气泡直径分布在数学模型中设定了10组气泡尺寸。通过对曝气池物理模型的数值模拟和清水氧转移测定实验研究了气泡羽流的流动特性及其对氧转移的影响。结果表明,曝气池内水流在气泡羽流中心区两侧形成环流,在底部区域水流流速的方向基本上是向上的;在距曝气器0.4 m以上的高度上气泡群发生横向摆动,摆动幅度随高度增加而变大;溶解氧的分布主要由水流对流作用决定,水流的扩散作用对溶解氧的传输效果可忽略;曝气池内氧总转移系数在不同地方的相差较小,在通气量为2 m3/h,面积为3 m2的曝气池内最大相对差值约为10%。     

镁铝水滑石及焙烧产物去除水中的天然有机物

为有效去除饮用水中天然有机物,提高水处理效果,本研究对比分析了合成镁铝水滑石及其在200℃、500℃和800℃下的焙烧产物对腐植酸、富里酸在不同pH与温度影响下的吸附去除性能及机理。结果表明,吸附效果有明显的差别,吸附不是简单单分子层物理吸附,存在一定程度的化学作用机理。其中500℃焙烧产物对腐殖酸与富里酸的吸附效果最好,对HA与FA的最大吸附量分别为105.2 mg/g和100.3 mg/g。     

石化综合污水生化处理中有机污染物的分析

运用GC-MS、紫外光谱及三维荧光光谱扫描技术考察了石化污水处理厂“水解酸化—厌氧处理—好氧处理”工艺的各单元出水中有机污染物的变化情况。总进水中检出84种主要有机污染物,主要含有烃类27种,酚类5种,醛、酯、醇和酮类化合物共24种,胺类4种,腈、有机酸及其他杂环化合物14种,另有10种物质未定性;该工艺的COD累积去除率达87.66%, 64种有机污染物被完全去除,17种有机污染物去除率可达90%以上,接触氧化池出水中主要含杂环化合物和少量醛、醇、酯类化合物。     

白腐菌改性的中药渣对Cr（Ⅵ）的吸附性能

以白腐菌的典型菌种黄孢原毛平革菌为改性菌种,对中药渣进行改性处理,研究了改性中药渣对Cr（Ⅵ）的吸附性能。采用SEM技术对改性中药渣进行表征。研究了废水pH、改性中药渣加入量、吸附温度和吸附时间对Cr（Ⅵ）吸附效果的影响。表征结果显示,中药渣经过改性后表面出现许多孔隙,比表面积增大,为吸附Cr（Ⅵ）提供了更多的吸附位。实验结果表明：在初始Cr（Ⅵ）质量浓度50 mg/L、改性中药渣加入量5 g/L、废水pH 2、吸附温度45 ℃、吸附时间20 h的条件下,改性中药渣对Cr（Ⅵ）的去除率达99.5%,吸附量可达9.82 mg/g;改性中药渣对Cr（Ⅵ）的吸附等温线符合Langmuir等温吸附方程和Freundlich等温吸附方程;准二级动力学方程能很好地对改性中药渣吸附Cr（Ⅵ）的数据进行拟合。