Heterogeneous photocatalytic degradation of methyl orange in schwertmannite/oxalate suspension under UV irradiation

Introduction

Schwertmannite was synthesized through an oxidation of FeSO₄ by Acidithiobacillus ferrooxidans LX5 cell suspension at an initial pH?2.5 and 28°C for 3?days and characterized using X-ray diffraction spectroscopy and scanning electron microscope. The schwertmannite photocatalytic degradation of methyl orange (MO) by oxalate was investigated at different initial pH values, concentrations of schwertmannite, oxalate, and MO.

Results

The results demonstrated that photodegradation of MO in the presence of schwertmannite or oxalate alone was very weak. However, the removal of MO was significantly enhanced when schwertmannite and oxalate coexisted in the reaction system. Low pH (4 or less) was beneficial to the degradation of MO. The optimal doses of schwertmannite and oxalate were 0.2?g?L^?1 and 2?mM, respectively. Hydroxyl radicals (·OH) and Fe(II), the intermediate products, were also examined during the reaction to explore their correlation with the degradation of MO.

Conclusion

A possible mechanism for the photocatalytic decomposition of MO in the study was proposed. The formation of Fe(III)-oxalate complexes on the surface of schwertmannite was a precursor of H₂O₂ and Fe(II) production, further leading to the yield of ·OH responsible for the decomposition of MO.     

Biosorption of Basic Violet 5BN and Basic Green by waste brewery’s yeast from single and multicomponent systems

Background and aim  

The biosorption of Basic Violet 5BN (BV) and Basic Green (BG) by waste brewery’s yeast (WBY) from single and binary systems was investigated.     

采油废水中多环芳烃的生态风险评价

先利用C-18固相萃取小柱富集大港油田港东联合处理站污水处理站的采油废水中16种多环芳烃(PAHs,即萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并[a,h]蒽和苯并[g,h,i]苝),再用气相色谱/质谱(GC/MS)分析测定其浓度,以评价PAHs的去除率和生态风险。结果表明:(1)采油废水经处理后,COD、石油类去除率分别达到82.27%、91.06%;外排水COD、石油类达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准要求,优于中国采油废水处理的一般水平。(2)采油废水主要以2、3环的PAHs为主,约占总量的93%以上。(3)苯并[a]芘超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中限值。(4)处理前的采油废水中蒽、菲和苯并[a]芘具有一定的生态风险;处理后的外排水中萘、蒽、菲、荧蒽、苯并[a]芘的暴露浓度(PEC)/预测无效应浓度(PNEC)均小于1,目前尚未对环境造成威胁。但是8种PAHs(苊烯和苯并类PAHs除外)总和表现出较大的毒性,需要引起重视。     

强化土著微生物处理硝基苯和苯胺污染地下水

以硝基苯、苯胺为主要污染物的污染地下水为研究对象,加入激活剂(乳糖、Na2HPO4、乳糖+Na2HPO4、乙醇、牛肉膏、蛋白胨)激活土著微生物,并考察其对土著微生物生长及硝基苯、苯胺降解效果的影响。加入激活剂3d后测各个水样的脱氢酶活性,对培养9d后的水样进行气相色谱/质谱(GC/MS)分析。结果表明,加入乳糖的水样中,其微生物相对增长率达157.2%,硝基苯、苯胺的相对去除率分别为14.90%和0.79%;加入Na2HPO4和乙醇的水样中,其微生物增长和硝基苯、苯胺降解情况均没有明显变化;加入乳糖+Na2HPO4的水样中,微生物相对增长率达180.3%,硝基苯、苯胺的相对去除率分别为24.20%和1.21%;加入牛肉膏的水样中,微生物的相对增长率为830.7%,硝基苯、苯胺的相对去除率分别为99.99%和99.67%;加入蛋白胨的水样中,其微生物相对增长率为686.0%,硝基苯、苯胺的相对去除率分别为99.33%和58.94%。GC/MS分析结果表明,加入激活剂后对氯苯胺、1-甲基-4-硝基苯等其他有机物的降解率均有提高。由此可见,通过激活土著微生物修复有机物污染地下水是可行的。     

固定化嗜麦芽寡养单胞菌的制备及其降解羽毛废弃物的初步研究

以自制壳聚糖小球为载体,采用吸附固定法制备固定化嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia DHHJ),并将其用于羽毛废弃物降解。结果表明,采用3.0%(质量分数)的壳聚糖制成的壳聚糖小球的形态较好,经高压灭菌后弹性增加,呈多孔状,有很强的吸水性,有利于细菌的吸附固定和生长;在细胞稀释液中加入10%(质量分数)的壳聚糖小球,固定时间设为2d时,制得的固定化小球在发酵过程中释放的有效活菌数最多,可达7.0×106 cfu/mL;在连续10次、共计40d的序批发酵降解过程中,固定化菌的羽毛降解率和发酵液中的角蛋白酶酶活均保持在最大值的80%以上。固定化菌的发酵稳定性较强,能在较长时间内稳定、有效地降解羽毛,具有连续发酵潜力;固定化菌发酵降解羽毛的最佳工艺条件为:小球投加量50mg/mL,羽毛投加量25mg/mL,摇床转速130r/min,发酵5d。     

超声辐射浸渍法制备Fe-Ni-Mn/Al_2O_3催化剂及性能研究

以Al2O3为载体,分别采用超声辐射浸渍法和普通浸渍方法制备Fe-Ni-Mn/Al2O3催化剂。采用BET、XRD和SEM对催化剂的理化性质和孔结构进行了分析,以模拟酸性绿B废水为研究对象考察催化剂的催化性能。实验结果表明,浸渍溶液pH值和焙烧温度显著影响催化剂的性能。与普通浸渍法相比,超声浸渍法制备的Fe-Ni-Mn/Al2O3催化剂对酸性绿B脱色反应表现出较高的催化活性。     

k-C*模型的人工湿地模拟研究

采用自由表面流人工湿地,对广东省中山市某小区对应段的河涌进行生态修复改造。基于k-C*模型的计算结果表明,在对现有河涌的面积的利用下,TP和NH4+-N的去除效果受到限制。采用多因素正交实验对模型的计算结果进行实验验证和分析,研究了4种植物、4种基质,分别在2、4、6和8 d水力停留时间(HRT)下对TP和NH4+-N的去除效果,得到影响TP和NH4+-N去除效果的因素主次顺序分别为基质→植物→HRT和基质→HRT→植物;各因素的最佳水平条件分别为:风车草、颗粒活性炭、4 d(HRT)。在最佳水平条件下进行实验,结果表明,TP和NH4+-N的浓度均可达到出水排放标准浓度指标。k-C*模型的计算值总是比实验值偏高,但两者之间的误差在一个数量级范围内。     

铁及铁铜氧化物对臭氧氧化酸性红B的催化效能

采用自蔓延溶胶凝胶法分别制备了铁氧化物和铁铜复合氧化物催化剂,以酸性红B为降解对象,对比了单独臭氧氧化、铁氧化物和铁铜复合氧化物催化臭氧氧化对酸性红B的降解效果,考察了磁力搅拌速度(500～1 640 r/min)、溶液pH(3～11)、臭氧投加速率(3.55～28.4 mg/min)对铁铜复合氧化物催化性能的影响。结果表明,与单独臭氧氧化比较,铁氧化物和铁铜复合氧化物均能加速酸性红B的降解,促进色度和COD的去除,结合催化剂的表征结果,推断催化剂表面羟基促进臭氧分解产生.OH是其氧化性能较好的主要原因,另外,催化剂的吸附能力对催化性能也有一定影响。随着磁力搅拌速度、溶液pH、臭氧投加速率的增大,铁铜复合氧化物催化臭氧氧化酸性红B的效果越好。     

活性艳橙K-7R分子印迹聚合物微球的制备及结合特性研究

以微米级聚苯乙烯微球为种球,活性艳橙K-7R为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用单步溶胀聚合法在水相中制得了分子印迹聚合物微球(MIPs),并用平衡吸附实验研究了其吸附性能。通过Scatchard分析,结果表明,MIPs在识别K-7R过程中存在两类结合位点,高亲和力结合位点的平衡离解常数Kd1=14.855μmol/L,最大结合量Qmax1=1.282μmol/g;低亲和力结合位点的平衡离解常数Kd2=70.939μmol/L,最大结合量Qmax2=3.930μmol/g。该MIPs对K-7R有较高的亲和性和选择性。     

原位臭氧氧化污泥减量工艺的运行效能

采用ASBR/SBR原位臭氧污泥减量工艺,重点研究了原位臭氧氧化对SBR段污泥产率和出水水质的影响。两个相同的ASBR/SBR组合工艺同时运行,每隔3个周期向臭氧投加组SBR的曝气阶段原位间歇投加臭氧,臭氧投加量为0.027 g O3/g MLSS,连续运行40 d;对照组不投加臭氧作为对比。结果表明,原位臭氧氧化实现污泥减量约43.9%,臭氧投加组SBR段平均污泥产率系数为0.1447 g SS/g SCOD,而对照组为0.2580 g SS/g SCOD,投加组没有惰性污泥的累积,并且污泥沉淀性能得到改善。原位臭氧氧化对出水水质影响不大,投加组与对照组相比,臭氧投加3周期后的出水COD、NH4+-N、TN和TP平均值分别为47.8、0.76、14.1和6.4 mg/L,去除率分别下降了4%、2%、3%和7.7%,其中COD、NH4+-N和TN均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。