Effective sorption of perfluorooctane sulfonate (PFOS) on hexadecyltrimethylammonium bromide immobilized mesoporous SiO2 hollow sphere

The hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMAB) immobilized hollow mesoporous silica spheres were prepared for the efficient removal of perfluorooctane sulfonate (PFOS) from aqueous solution. Besides the traditional sorption behavior including sorption kinetics as well as effect of solution pH and temperature, the effect of increasing volume which simulated the natural river where the rate of solute and solvent was relatively constant and solution volume was always changing was investigated. The result indicated that the residual PFOS concentrations in aqueous phase decreased with increasing solution pH and ionic strength, whereas they increased with increasing temperature. The HDTMAB immobilized material still maintained high efficiency after increasing volume, that is, the removal kept more than 99% after the treatment when the initial PFOS concentration was 1 mg L^?1. The uptake behavior and morphology of spheres which was characterized by transmission electron microscopy (TEM) revealed that the additional HDTMAB and mesoporous shell were responsible for the enhanced sorption of PFOS. It was concluded that electrostatic interaction and Ca-bridge role played an important role in the sorption of PFOS on the mesoporous SiO₂ hollow spheres, whereas, hydrophobic interaction contributed to the nice sorption performance of PFOS on the HDTMAB immobilized sorbent.     

响应面法和神经网络优化Acinetobactersp．DNS32发酵基质

为了提高阿特拉津降解菌Acinetobactersp．DNS32的产量,分别采用响应曲面法和基于人工神经网络的遗传算法对阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基中3个重要基质成分（玉米粉、豆饼粉、K：HPO。）进行优化研究。响应曲面法确定3种成分的含量为玉米粉39．494g／L,豆饼粉25．638g／L和K。HPO。3．265g／L时,预测发酵活菌最大生物量为7．079×10^8CFU／mL,实测量为7．194×10^8CFU／mL;人工神经网络结合遗传算法优化确定3种主要成分含量为玉米粉为39．650g／L,豆饼粉为25．500g／L,K2HPO4为2．624g／L时,预测最大值为7．199×10^8CFU／mL,实测量为7．244×10。CFU／mL;最终确定培养基配方：玉米粉为39．650g／L,豆饼粉为25．500g／L,K2HPO4为2．624g／L,CaCO3为3．000g／L,MgSO4·7H2O和NaCl均为0．200g／L;优化后阿特拉津降解菌DNS32发酵生物量比优化前提高了36．6％。结果表明,在阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基组分优化方面,响应面法和基于人工神经网络的遗传算法都是可行的,基于人工神经网络的遗传算法具有更好的拟合度和预测准确度。     

有机污染胁迫对人工湿地中浮萍抗氧化系统的影响

湿地植物在处理高负荷有机废水时会受到不同程度的氧化胁迫。本研究基于对浮萍的有机污染胁迫模拟系统,通过对浮萍脂质过氧化和抗氧化防御系统的监测与分析,研究了浮萍对有机污染胁迫的耐受能力及胁迫去除后浮萍的恢复规律。结果表明,浮萍对有机污染胁迫具有较高的耐受性,在胁迫去除后,具有一定的恢复能力。在COD小于400mg/L时,浮萍并未受到氧化胁迫;当COD达到800 mg/L时,浮萍体内ROS含量上升,细胞膜脂过氧化加剧,但抗氧化酶活性升高,抗氧化物质含量增加,浮萍可保持生长,胁迫去除后,抗氧化防御系统可恢复到对照水平;当COD过高（≥1 000mg/L）,ROS急剧上升,抗氧化防御系统遭受破坏,造成不可逆伤害,胁迫去除后不能恢复正常生长。     

天然黄铁矿的除磷性能

除磷是控制水体富营养化的重要手段。为了考察黄铁矿的除磷特征,采用序批实验,分别研究了反应时间、初始磷浓度和干扰离子（NH4＋、NO3- 和SO24-）对黄铁矿除磷的影响。动力学表明,黄铁矿的除磷过程符合伪二级动力学模型。pH=6．5时,磷的平衡去除量为6．82mg／kg。Langmuir方程能较好描述黄铁矿除磷的吸附等温过程,其磷的饱和吸附量为11．01mg／kg。NH4＋、NO3-和SO24- 对黄铁矿除磷基本没有影响。磷的去除主要是通过铁磷沉淀和铁氧化物及氢氧化物的吸附,去除的磷主要以可被生物利用的Fe、Al-P形态存在。黄铁矿的这些除磷性能和机制对选取黄铁矿作为人工湿地填料实现同步脱氮除磷具有重要指导作用。     

废LCD面板有机材料水热资源化产乙酸

LCD面板主要由附着偏光片及液晶等有机材料的玻璃面板构成。有机材料的去除及资源化利用是废LCD面板处理的第一步。在水热条件下对废LCD面板进行了降解产酸研究。研究考察了反应温度、反应时间、氧化剂用量、水用量及pH值等对水热产乙酸产率及选择性的影响。通过正交实验确定了水热产乙酸的最佳操作条件：反应温度325℃,反应时间5min,氧化剂（30％H2O2）0．6mL,用水量2mL,近中性环境（pH6-6．5去离子水）。此条件下,乙酸产率及选择性分别为68．83％及70．56％。结果表明,以废LCD面板有机材料为原料,采用水热技术进行产乙酸反应,可实现其资源化再利用。     

季节性城市生活垃圾成分分析及厌氧消化特性研究

城市生活垃圾的成分及特性随着季节和人类在不同季节的生活习惯而变化,针对我国北方城市研究了一年中不同季节的城市生活垃圾成分特点,对影响厌氧发酵过程的相关成分如总有机碳（TOC）、总氮（TN）、蛋白质、脂肪和还原糖等进行了测定分析。通过厌氧消化实验,测得不同季节城市生活垃圾pH值、日产气量、沼气甲烷含量、甲烷累积量、挥发性脂肪酸（VFAs）和氧化还原电位（ORP）等参数的变化规律,分析相应变化的影响因素。结果表明,二、三季度的含水率分别为64．81％和67．50％,高于一、四季度,一季度发酵原料中蛋白质和脂肪含量分别为12．56％和8．86％,明显高于其他3个季度。一季度甲烷累积量最高,达到17616mL,单位发酵原料的产气量为204．8mL／g,也是4个季度中最高的,说明蛋白质、脂肪等有机成分含量对厌氧发酵过程及结果影响比较明显。为进一步的城市生活垃圾厌氧消化制取生物燃气的工艺条件提供依据。     

城市生活垃圾焚烧处理过程中重金属迁移规律研究

通过采集厦门2个垃圾焚烧发电厂进厂垃圾、渗滤液、飞灰、炉渣和烟气样品,分析垃圾组成成分及各组分的重金属含量,结果表明,垃圾中以厨余、橡塑类和纸类为主,共占到垃圾干基的78．08％,重金属含量大小次序为Zn〉Cu〉Pb〉Cr〉Ni〉Cd〉Hg;垃圾渗滤液中除Zn外,其他金属的含量都较低,一厂渗滤液中重金属Ni、Zn迁移量较大,分别达到24．46％和8．52％。二厂渗滤液中重金属的迁移有相同的趋势,但含量相对较高。垃圾焚烧后其重金属主要分布在飞灰和废渣中,烟气中的含量非常少,不同金属的含量均有差别,这与金属的性质有很大关系;通过浸出毒性分析,飞灰中重金属酸溶态含量多,容易浸出,属于危险废物。同时,不同烟气处理工艺产生的飞灰的重金属浸出量有很大差别。     

机械清洗法对MBR膜泥饼层的影响

膜污染是制约MBR发展的瓶颈。考察投加ABS颗粒对MBR膜组件上膜泥饼层的影响,并设对照实验。结果表明,对照MBR膜通量下降速度快,膜污染严重,膜表面上累积厚厚的泥饼层,而在ABS MBR中膜通量下降速度则缓慢的多,且膜上泥饼层积累量则明显少于对照MBR;曝气量越大,颗粒运行的速度也越快,泥饼层被撞落量也越多;颗粒以碰撞角度为45°冲刷膜的情况下,泥饼层掉落效果明显增加;泥饼层包裹的膜丝根数越多,泥饼层的静摩擦力和保持泥饼层不被破坏的力也越大,泥饼层就越难被冲刷掉。SEM照片显示,ABS MBR的膜孔堵塞要严重于对照MBR,表面的褶皱要较对照MBR多。     

光催化氧化降解垃圾渗滤液中溶解性有机物

研究了UV-TiO2光催化氧化降解垃圾渗滤液过程中溶解性有机物(DOM)的变化特征。结果表明:在适宜条件下,UV-TiO2光催化氧化降解垃圾渗滤液的色度、COD和DOC的去除率分别可达97%、72%和60%;紫外光谱分析说明渗滤液DOM中包括多种含有共轭双键、羰基的大分子有机物及多环芳香类化合物,不同光催化处理液中DOM具有基本一致的结构单元和官能团;红外光谱分析说明渗滤液DOM中含有大量包括羟基、羧基、氨基和苯环的芳香族化合物,在光催化处理液中这几种官能团都能被有效降解;GC/MS分析结果表明,渗滤液DOM中含有72种有机污染物,醇类、羧酸和酮类分别为25、14和12种;在光催化72 h处理液中,有机物减少为44种;酯类和醇类较多,分别为12种和16种;酮类8种,羧酸没有检出。     

水热炭化餐厨垃圾制备纳米铁/炭复合材料

以餐厨垃圾中有机组分作为碳源,通过添加铁盐水热炭化制备铁/炭纳米复合材料。考察了不同铁盐(Fe-SO4,FeCl3,Fe(NO3)3)对餐厨垃圾水热炭化物的形貌,以及氮、磷元素的迁移转化的影响;并研究了负载铁的物理、化学性质。实验结果表明,铁盐在水热炭化过程中促进了餐厨垃圾转化生成多种纳米结构。铁的价态是影响复合物形貌的主要影响因素:三价铁离子对大分子有机物的水解和炭化过程有催化作用,从而促进壳核式结构的纳米线及微米球复合物的生成;而亚铁离子则导致可溶性有机物炭化形成空心纳米球结构。负载铁的化学形态主要受阴离子的影响:硝酸铁体系中铁主要以氢氧化物形式沉积、其他阴离子体系则以磷酸盐为主要形态负载。