双室微生物燃料电池处理硝酸盐废水

基于双室微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),针对阴极分别接种活性污泥(A-MFC)和反硝化细菌(D-MFC),研究其产电情况和硝酸盐废水去除效果。结果表明,在产电的同时都可有效去除废水中的硝酸盐污染物。在外接电阻100Ω的情况下,2种MFC均具有良好的产电性能,A-MFC和D-MFC达到的最大输出电压分别为119.6 mV和117.2mV,最大功率密度分别为23.40 mW/m2和26.63 mW/m2;同时两者在阴极室的平均反硝化速率分别为1.86 mg/(L.d)和2.19 mg/(L.d),阳极室的平均COD去除率分别为81.9%和82.4%。另外,通过扫描电镜观察可知,A-MFC和D-MFC阴极碳布表面形貌存在差异,并且阳极与阴极碳布表面形貌差异显著。     

利用沉水植物生长期收割进行富营养化水体生态管理的实地研究

在以再生水为补水水源的圆明园玉玲珑水域进行沉水植物收割实验,自2011年4—12月间每隔半个月监测一次水质。结果表明,通过在生长期收割沉水植物,玉玲珑水体TP、SRP、TN、NH4+-N、NO3--N和COD的平均浓度可维持在0.1、0.04、0.86、0.1、0.32和18 mg/L左右,水质保持在Ⅲ类至Ⅳ类地表水之间;与之对照的不收割沉水植物的玉玲珑进水口水域,9月沉水植物开始死亡腐烂,TP、SRP、TN、NH4+-N最高分别可达0.5、0.1、2.4和0.60 mg/L;作为对照的另一以挺水植物为主的水域,水质普遍劣于有大量沉水植物生长的水域,TP、SRP、TN、NH4+-N最高分别可达1.2、0.60、6.1和0.61mg/L。圆明园的实地实验表明,沉水植物有很强的净化水质作用,通过生长期收割,能够进一步强化其水质净化作用,可以作为一项对富营养化水体进行生态管理的有效措施进行推广。     

羟基铝及复合改性蒙脱石对As(V)的去除性能

采用无机羟基铝及阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵对天然蒙脱石进行无机及复合改性。在吸附过程中研究了反应时间、投加量和pH等变量对吸附性能的影响,同时进行吸附动力学及吸附等温线研究,吸附规律符合Langmuir等温方程式。采用X射线衍射、X射线荧光、傅里叶红外光谱等表征手段对未改性及改性蒙脱石进行性能表征。研究结果表明,羟基铝及复合改性蒙脱石对As(V)具有良好的吸附性能,在pH为4～10,初始砷浓度为2 mg/L,改性蒙脱石对As(V)的去除率接近99%。吸附机理主要为羟基铝表面络合吸附和静电吸附。     

无机陶瓷膜处理油田采出水

针对陶瓷膜在油田采出水处理过程中操作参数的选择及污染机理进行了研究。通过现场实验,分析了不同的操作参数对膜通量的影响,陶瓷膜对含油量及悬浮物的去除效果,膜阻力组成及膜污染清洗方法。实验结果表明,在确定出水水质达到低渗透油田注水水质A1级标准条件下,陶瓷膜过滤最佳操作条件为:跨膜压差0.16 MPa、温度50℃、膜面流速5.0 m/s。同时发现,NaOH和HNO3联合清洗有助于恢复膜通量。     

响应面法优化聚丙烯酸/腐殖酸/累托石吸附剂的制备条件

以累托石、丙烯酸及腐殖酸为原料制备出能同时吸附重金属和多环芳烃的吸附剂聚丙烯酸/腐殖酸/累托石,采用响应面试验设计法优化吸附剂的制备条件。利用Design Expert软件,建立了预测吸附剂对Cd2+、菲吸附量的二次回归模型,对回归模型进行了方差分析,并确定了吸附剂的最佳制备条件。结果表明,二次回归模型能较好地模拟Cd2+、菲的吸附量与影响因子丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量之间的关系。各因子对Cd2+吸附量的影响次序为:交联剂量>引发剂量>丙烯酸中和度;对菲吸附量的影响次序为引发剂量>交联剂量>丙烯酸中和度。吸附剂的最佳制备条件为:累托石、丙烯酸和腐殖酸三者的质量比为65∶30∶5,丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量分别为75.16%、2.57%和0.44%。在此优化条件下制备的吸附剂对Cd2+和菲的吸附量分别为170.19 mg/g和7.36 mg/g。     

碳源及反硝化芽孢杆菌强化低C/N比景观水体的生物脱氮

实验探讨了添加碳源及投加反硝化细菌对低碳氮比景观水体生物脱氮的影响。结果表明,有机碳源及B.subtilis FS05均能显著促进实验水体的生物脱氮作用,实验水体在28℃静置72 h后,乙醇添加组的TN、氨氮、硝酸盐及亚硝酸盐的去除率分别达到了62.7%、67.0%、69.8%和29.4%,而同样条件下,B.subtilis FS05投加组的去除率分别达到了66.9%、73.4%、66.0%和82.2%。从水质变化趋势可以看出,投加B.subtilis FS05能在更短时间内完成生物脱氮过程,其中,硝酸盐和亚硝酸盐去除速率最快,分别仅需要18 h和12 h。     

一种新型活性半焦吸附剂的制备及其表面特征分析

对一种原料半焦进行粉碎、筛分,取其中10～20目的颗粒;用去离子水冲洗后高温下烘干至恒重;依次进行HNO3活化、KOH活化和加压水热化学活化,制备出活性半焦吸附剂。经实验证明,该活性半焦吸附剂对甲苯的吸附等温线符合Langmuir模型,其甲苯吸附容量可达207 mg/g,穿透时间由80 min延长至235 min。该活性半焦吸附剂的比表面积为555.56 m2/g,碘值为811.38 mg/g,表面酸碱总量为0.8649 mmol/g,并通过SEM扫描进行了表面微观形态分析。数据表明,经改性后制备出的新型活性半焦对甲苯的去除率明显增加,其表面物化性质也有明显改变,是一种优良的有机废气吸附剂。     

臭氧催化氧化工艺深度处理印染废水

采用正交实验对催化剂NiO/γ-A12O3的制备条件进行优化,并探讨臭氧催化氧化法对于印染废水的深度处理效能.结果表明,最优的催化剂制备条件为:浸渍液浓度为3％、浸渍时间为4h、灼烧温度为450℃、灼烧时间为3h.臭氧催化氧化反应15 min时,COD浓度由84.22 mg/L降低至50.00 mg/L以下;氨氮浓度由10.88 mg/L降低至5.01 mg/L;色度去除率达到69％,明显高于单纯臭氧氧化的反应效率.     

不同流量分配比对多级A/O工艺去除有机物及脱氮的影响

采用三级A/O工艺分段进水工艺处理低碳源生活污水,考察了进水流量分配比对系统去除有机物、硝化反硝化能力以及去除TN的影响。通过对水质指标沿程监测结果表明,不同流量分配比(4∶3∶3,5∶3∶2,6∶3∶1)对系统去除有机物及硝化效率影响不大,出水COD、氨氮分别均在30 mg/L、1 mg/L以下。但反硝化效果受流量分配比的影响较大,在流量比为5∶3∶2时,有效利用原水中碳源进行反硝化,反硝化效果最好。在流量比为5∶3∶2的情况下,TN出水为5.7 mg/L去除率为82.9%,优于流量分配比为6∶3∶1和4∶3∶3时的脱氮效果。总体而言,分段进水工艺在对碳源的有效利用及能耗节省方面优于单点进水。     

柠檬酸对褐土中DTPA提取态铜、镉含量及对紫花苜蓿吸收铜、镉的影响

为了阐述有机酸对土壤中重金属生物有效性的影响,通过盆栽实验,研究了Cu、Cd复合污染下柠檬酸对褐土中二乙基三胺五乙酸(DTPA)提取态铜和镉含量的影响,并探讨了柠檬酸对植物吸收铜、镉的影响。结果表明,土壤中DT-PA-Cu含量随柠檬酸添加量的增加而减小,添加高浓度铜(Cu 1 000)处理中,DTPA-Cu含量减小更明显。在添加低铜浓度(Cu600)处理下,柠檬酸添加量为2和12 mmol/kg时,土壤DTPA-Cu含量随土壤镉含量的增加而增加,而柠檬酸含量为5mmol/kg时,DTPA-Cu含量在低镉处理(Cd 1)时含量最低。紫花苜蓿中铜含量随柠檬酸添加量的增加明显降低。土壤中DTPA-Cd含量随柠檬酸添加量的增加而减小,且随铜添加量的增加而降低。紫花苜蓿中的镉含量随柠檬酸添加量的增加先增加后减小;在相同柠檬酸添加量处理时,紫花苜蓿中镉的含量随镉含量的增加而增加;在低镉处理下,铜的加入对较低柠檬酸浓度时紫花苜蓿镉含量影响不明显,但柠檬酸浓度为12 mmol/kg时,紫花苜蓿中镉含量随铜添加量的增加而明显增加。