Removal of sulfamethoxazole and sulfapyridine by carbon nanotubes in fixed-bed columns

Sulfamethoxazole (SMX) and sulfapyridine (SPY), two representative sulfonamide antibiotics, have gained increasing attention because of the ecological risks these substances pose to plants, animals, and humans. This work systematically investigated the removal of SMX and SPY by carbon nanotubes (CNTs) in fixed-bed columns under a broad range of conditions including: CNT incorporation method, solution pH, bed depth, adsorbent dosage, adsorbate initial concentration, and flow rate. Fixed-bed experiments showed that pH is a key factor that affects the adsorption capacity of antibiotics to CNTs. The Bed Depth Service Time model describes well the relationship between service time and bed depth and can be used to design appropriate column parameters. During fixed-bed regeneration, small amounts of SMX (3%) and SPY (9%) were irreversibly bonded to the CNT/sand porous media, thus reducing the column capacity for subsequent reuse from 67.9 to 50.4 mg g^?1 for SMX and from 91.9 to 72.9 mg g^?1 for SPY. The reduced column capacity resulted from the decrease in available adsorption sites and resulting repulsion (i.e., blocking) of incoming antibiotics from those previously adsorbed. Findings from this study demonstrate that fixed-bed columns packed with CNTs can be efficiently used and regenerated to remove antibiotics from water.     

Fenton氧化法深度处理抗生素废水二级出水

采用Fenton氧化法对青霉素和土霉素混合废水二级处理出水进行深度处理,通过正交和单因素实验研究了废水初始反应pH值、H2O2投加量、Fe2+/H2O2摩尔比及反应时间等因素对废水处理效果的影响。实验结果表明,Fenton氧化法处理的最佳反应条件为:初始pH值4、H2O2(30%)投加量50 mL/L、Fe2+/H2O2摩尔比1/20和反应时间60 min,处理后出水COD小于120 mg/L,COD去除率在75%以上,急性毒性(HgCl2毒性当量)小于0.07 mg/L,满足《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB21903-2008)表2标准要求。     

萃取净化电镀含镉废水

研究了二壬基萘磺酸(DNNSA)形成的微乳液从模拟含镉废水中萃取镉离子的工艺条件。分别考察了相体积比(O/A)、萃取时间、温度及萃取剂浓度对废水中镉离子萃取的影响。结果表明,萃取平衡时间为10 mim,降低温度及增加萃取剂浓度均有利于萃取。紫外光谱证实当DNNSA萃取镉时,所形成萃合物对萘环的结构无影响,且不会破坏微乳相的结构;分子荧光光谱表明镉离子对配体DNNSA有荧光猝灭作用。     

两种AHLs信号分子对生物膜法养殖污水处理条件下水体内环境的影响

为提高生物膜法处理养殖污水的效果,对不同信号分子条件下的生物膜处理情况进行研究。在室内循环水养殖系统中,设定3个实验组和1个对照组,分别添加乙醇、C6-HSL、N-3-oxo-C8-HSL和蒸馏水,并在模拟过程中取样分析。实验结果表明,3个实验组附着基上的生物量明显多于对照组,尤其是添加N-3-oxo-C8-HSL组产生的生物量约为对照组的6倍;经添加C6-HSL和N-3-oxo-C8-HSL处理的养殖水体中,亚硝酸盐最终浓度比对照组低28.6%,但无机磷浓度稍高。数据因子分析结果表明,实验过程中(9～27 d),添加AHLs信号因子C6-HSL和N-3-oxo-C8-HSL两组养殖水体内环境的总体得分较高,说明养殖水体的内环境处于较好状态。     

城市污水条件下ASBR厌氧氨氧化的启动与脱氮性能

采用ASBR在城市污水条件下进行厌氧氨氧化的启动与脱氮性能研究。实验接种好氧硝化污泥,在温度为(35±1)℃、HRT为24 h、pH为7.3～8.5的条件下经过130 d的培养,成功启动了厌氧氨氧化反应。实验结果表明,厌氧氨氧化反应稳定运行时,TN容积负荷平均为0.179 kg/(m3.d),NH4+-N、NO2--N和TN去除率分别达到了95.30%、91.30%和76.28%。启动期和稳定运行期NH4+-N、NO2--N去除量和NO3--N生成量的比值分别达到1∶1.54∶0.25和1∶1.27∶0.27;稳定运行期进出水pH差值由启动时的0.85下降到0.24。启动期反硝化和厌氧氨氧化反应同时存在而在稳定运行期厌氧氨氧化发展成为主导反应。MLSS和MLVSS/MLSS先减少后增加,反映了启动过程中硝化细菌、反硝化细菌的衰亡和厌氧氨氧化菌逐渐富集的过程,这与反应器的宏观运行效果相一致。     

热改性斜发沸石对富营养化水体的脱氮除磷效果

氮、磷是导致水体富营养化且又较难去除的一类物质。实验采用模拟的方法研究了天然沸石和不同温度改性沸石的脱氮除磷效果。结果表明,天然沸石对氮、磷静态吸附去除率分别达71%和91%。随着改性温度的升高,350℃改性沸石振荡吸附氮、磷效果最好,较之天然沸石提高了18%,改性温度继续上升则呈下降趋势。不同沸石对氮、磷的吸附特征可用一级动力学方程进行描述,其中350℃改性沸石对氮、磷的吸附特征在不同的固液比情况下均符合一级动力学方程。     

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。     

MFC-MBR耦合系统运行效果

膜生物反应器(MBR)是一种高效的污水处理工艺,而微生物燃料电池(MFC)能有效降解污泥中的胞外生物有机质(EBOM)并回收电能.将MFC与MBR联用,建立了一套能够有效抑制膜污染同时回收电能的新系统——MFC-MBR耦合系统,MBR的剩余污泥经MFC处理后回流.以传统MBR为对照,对耦合系统中污水处理效果、膜污染情况和污泥混合液的性质进行研究.研究表明,耦合系统的污水处理效果没有明显恶化,COD去除率为94％,NH4+-N的去除率为92％.耦合系统能够有效减缓膜污染的发生,清洗周期延长了28％.污泥混合液的MLVSS/MLSS稳定在80％ ～ 88％,系统内几乎没有无机颗粒积累.松散结合态胞外聚合物(LB-EPS)降低了48％,使污泥混合液性质得到改善.较低的污泥比阻(2.69×1012m/kg)和标准化毛细吸水时间(1.67 s·L/g MLSS),证明耦合系统污泥混合液脱水性能提高了.     

4种人工湿地基质对马拉硫磷的吸附特性

通过基质对马拉硫磷的等温吸附和吸附动力学实验,研究天然土壤、煤渣、沸石、砾石对马拉硫磷的吸附特性,为人工湿地处理含马拉硫磷废水提供理论依据.结果表明:马拉硫磷浓度为2.25 ～ 90 mg/L条件下,Langmuir和Freundlich方程均能较好地拟合4种基质对马拉硫磷的等温吸附过程,并且Freundlich方程的拟合效果要好于Langmuir方程.马拉硫磷的理论饱和吸附量大小依次为天然土壤(9.9304 mg/g)＞煤渣(1.6173 mg/g)＞沸石(0.6039 mg/g)＞砾石(0.3965 mg/g).4种基质对马拉硫磷的缓冲能力大小依次为天然土壤＞煤渣＞沸石＞砾石,即当进水马拉硫磷浓度波动较大时,作为湿地基质天然土壤使人工湿地系统维持稳定出水水质的能力最强.马拉硫磷浓度为4.5 mg/L条件下,吸附动力学模型Elovich方程能较好地拟合4种基质对马拉硫磷的吸附动力学特征,说明4种基质对马拉硫磷的吸附是表面吸附和内部扩散吸附共同作用的结果.因此,天然土壤和煤渣适宜作为处理含马拉硫磷废水的人工湿地基质.