产酸克雷伯氏菌Klebsiella oxytoca对硝基苯及4-氯硝基苯的降解

硝基苯类化合物生物降解菌的筛选及性能研究,是制药、染料等行业废水达标的重要基础。以浓度梯度升高法筛选到一株硝基苯厌氧降解菌Klebsiella oxytoca NBA-1。考察了该菌对氧气的需求,以及在厌氧条件下,温度、pH值、外加葡萄糖及硝基苯初始浓度等环境因子对菌株降解硝基苯能力的影响,并进一步讨论菌株对氯取代硝基苯类化合物的降解情况。结果表明,该菌在厌氧条件下生长比好氧条件下慢,但降解速度更快;厌氧降解硝基苯的最佳pH值和温度和分别为8.3和30~35℃;加入0.3%~0.5%的葡萄糖可促进降解,且对300 mg/L以下的硝基苯均有降解能力;该菌能将4-氯硝基苯转化为4-氯苯胺,并进一步脱氯为苯胺。研究结果可为硝基苯及含氯硝基苯的处理工艺选择提供相关的参考依据。     

污水处理厂尾水中有机氯化物的活性炭吸附深度处理

考虑到经氯消毒的城市污水处理厂尾水中可能存在的副产物,选择广东省东莞市两个典型污水处理厂尾水为研究对象,采用GC-MS分析其中的有机氯化物,并以某种粉末活性炭进行吸附深度处理及考察其效果.分析结果表明,尾水中存在二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯一溴甲烷、二澳一氯甲烷、二氯硝基甲烷等多种有机氯化物,其中,三氯甲烷和四氯化碳在所取样品中都存在且相对含量之和超过80%;吸附结果表明,所选择的活性炭样在1 g·L-1投加量下,尾水中未检出有机氯化物.说明适宜的活性炭能够应用于污水处理厂尾水中多种有机氯化物的分离去除.     

表面活性剂Burkholderia xenovorans LB400体系对低氯代PCBs的好氧强化降解

增强多氯联苯(PCBs)的水溶性是强化PCBs微生物降解的主要控制因素之一,本研究选取了PCB5(2,3-CB)和PCB31(2,4’,5-CB)作为低氯代PCBs的典型代表,以曲拉通100(TX-100)、吐温80(Tween 80)、鼠李糖脂粗提物(RL crude)3种表面活性剂和β-环糊精(HPCD)联合Burkholderia xenovorans LB400构建PCBs好氧降解体系,测试了它们对PCB5和PCB31的溶出率及微生物生长的影响.结果表明,TX-100(CMC=194 mg·L-1)、Tween 80(CMC=13.1 mg·L-1)、RL crude(CMC=50mg·L-1)浓度在1~7 CMC时和HPCD浓度在500~1500 mg·L-1时对PCB5和PCB31溶出率分别达到54.7%~100%、59.8%~100%;10.5%~40.8%、6.8%~31.6%;10.3%~19.9%、3.3%~11.6%和19.5%~34.2%、4.2%~10.7%.TX-100浓度在1~7 CMC时对B.xenovorans LB400生长的抑制率达到30.3%~45.8%,而Tween 80浓度在0.1~1 CMC时对其生长的抑制率为10.0%~15.4%;RL crude本身能作为底物促进LB400的生长,而HPCD对其生长无明显影响.B.xenovorans LB400对PCB31(5 mg·L-1)的降解效率在添加表面活性剂后有不同程度的提高:TX-100,23.7%~65.5%;Tween80,14.6%~44.3%;RL crude,9.6%~27.2%;HPCD,15.3%~20.7%;而表面活性剂对PCB5(10 mg·L-1)的降解效率则无明显影响.表面活性剂主要通过增大溶液中PCBs-表面活性剂的胶束浓度来提高LB400对PCBs的降解效率,在水溶液培养体系中当设置TX-100和Tween 80浓度分别在1和7 CMC时,PCB31的降解效率达到100%和81.7%,而此时B.xenovorans LB400生长的抑制率为30.3%和5.4%.     

新型内构件内循环三相流化床氧传递特性的研究

以树脂作为载体,研究了新型内循环三相流化床反应器氧传递速率和氧转移效率的影响因素(载体量、气速、导流挡板及布气器设置的位置).结果表明,当载体量<10%时,三重管、五重管的溶氧性能较好;当载体量>10%时,直管、多重管的溶氧性能更好;当载体量为15%时,随着表观气速的增大,氧传递速率增大,而气速分别在0.022 m/s和0.033m/s时,直管和多重管的氧转移效率达到最大值;底部布气优于其他高度布气;导流挡板的设置增强氧的传递作用.研究结果为反应器的放大及操作条件的优化提供了科学依据.     

Fenton试剂催化氧化降解含硝基苯废水的特性

探讨不同氧化剂和催化剂浓度下Fenton试剂氧化降解硝基苯的作用规律,用一元线性回归方程对不同氧化降解时间后硝基苯的相对残余浓度对反应时间的相关性进行了定量分析,结果发现硝基苯的Fenton试剂氧化降解符合一级反应动力学模式,通过回归求出了各反应条件下的一级速率常数.实验中还发现以Fenton反应过程中产生的铁离子的复合物代替Fe²⁺作为催化剂时Fenton反应不仅取得了较高的催化反应速率和降解效率,而且对硝基苯具有明显的专属性,硝基苯的降解速率可由原来的17.48mg/(L·min)提高到71.22mg/(L@min),反应5min的硝基苯去除率由9.74%提高到91.79%.用人造沸石为载体吸附该物质制成的非均相催化剂同样具有良好的催化性能.另外,在体系中引入紫外光可以促进废水中CODCr的进一步降解,提高有机物降解速率.     

底隙十字挡板对四边形流化床流体力学性能优化数值模拟

通过置入内构件实现流化床底隙区多相流矢量由混沌到归一的转化可获得床体内流体流化性能的改善.基于此,以底隙区置入十字挡板的四边形流化床为研究对象,使用Fluent软件进行三维可视化模拟,利用Eulerian-Eulerian双流体模型模拟其在厌氧、水解及好氧条件下优化反应器流体力学性能的能力,考察置入挡板前后流化床内流场、液相运动速率、气体相含率及湍流耗散率的反馈变化,分析其对流体运动的影响,并提出工程优化设计的方向.结果表明:底隙区置入十字挡板后,四边形流化床内液体循环速度最大提升15.7%,在上升区截面上的分布更加均匀,液速峰值下降,有利于维持活性污泥的团聚作用,对提高流化床污泥负荷有利;整体气含率下降3.5%~6.9%,应用时可加入漏斗型内构件予以改进;在水解与好氧生物的模拟过程中,底隙区十字挡板的置入更能优化水力条件,湍流动能耗散率最大降低31.9%,对降低系统能耗提供了有利证据.研究证明,反应器内构件的设置通过流体力学性能的数值模拟可以成为一种优化开发的捷径技术.     

焦化废水中有机物的识别、污染特性及其在废水处理过程中的降解

采用液-液萃取辅以硅胶、氧化铝净化的方法,并结合GC/MS分析技术,系统分析了焦化废水中有机物的组成.在焦化废水中检测到15类558种有机物.根据有机物的分子结构、废水中的含量、毒性及环境效应,筛选出焦化废水中的特征性有机污染物,以区别于其它工业废水,可作为追溯环境中污染物来源的依据.经物理、生物和化学处理后,焦化废水中大部分有机物被去除,其中,对去除率的主要贡献是生物处理阶段.为了更好地考察生物处理阶段对有机污染物的去除特征,选定酚类、多环芳烃和喹啉类物质作为研究对象,分析了3类特征性污染物在A/O2工艺各单元中的去除状况及组成变化特征.     

聚羟基丁酸酯(PHB)对水中微量多环芳烃的仿生吸附

基于生物体组织可对水体中低浓度有机污染物的高倍富集现象,以一种微生物细胞内广泛合成的聚羟基丁酸酯(PHB)为吸附剂,对水溶液中微量的多环芳烃(PAHs)进行仿生吸附研究.实验选取萘、菲和芘为模型污染物,考察了温度、时间、溶液pH和吸附剂用量等因素对吸附效果的影响,并分别以经典的吸附动力学模型、等温吸附模型和吸附热力学模型对吸附过程的机理进行了分析.结果表明,PHB对微量的萘(<1500μg.L-1)、菲(<1000μg.L-1)和芘(<130μg.L-1)具有较高的吸附速率,分别在60、120、80 min即可基本达到平衡,吸附动力学符合拟二级动力学模型;3种多环芳烃的等温吸附曲线用Henry、Langmuir和Freundlich方程进行拟合,线性关系良好,反映出PHB仿生吸附剂与PAHs之间存在着"吸溶"作用而非通常的位点吸附;考察分配系数Kd与Kow、温度的关系,发现Kd与Kow呈正相关,与温度呈负相关;低温有利于吸附,PHB对菲和芘的吸附为自发过程,而对萘的吸附为非自发过程.上述仿生吸附原理的阐明对微污染水处理技术的研究具有重要指导作用.     

Ochrobactrum anthropi 对苯胺的降解特性

利用自行筛选驯经的苯胺降解菌人苍白杆菌对影响胺降解的各种主要因素进行了研究。发现降解菌在３５℃,ＰＨ．下及苯胺初始浓度２００－８００ｍｇ／Ｌ的范围内保持高活必在最大降解速率率达到１０．０５ｍｇ．（Ｌ．ｈ）＾－１。     

混凝-Fenton氧化-Fe0还原预处理高浓度硝基苯生产废水

采用混凝-Fenton氧化-Fe0还原工艺预处理高浓度硝基苯废水,考察各反应阶段硝基苯去除效果及影响因素。研究表明,聚铁混凝性能优于聚铝;初始COD为17 350 mg/L、硝基苯浓度为10 050 mg/L的废水,在pH=4,聚铁投加浓度3 300 mg/L时,COD和硝基苯去除率分别为63%和62%;混凝沉降后的上清液用Fenton试剂氧化,可在较宽pH(3～6)范围内降解硝基苯,当H2O2(30%)浓度为6 000 mg/L,Fe2+浓度为168 mg/L时,氧化效率最高;聚铁混凝-Fenton氧化后的出水用Fe0还原,最佳还原条件为:pH=3,Fe0浓度1 500 mg/L。原水经聚铁混凝-Fenton氧化-Fe0还原后,COD和硝基苯总去除率分别达90%和98%,总药剂成本约12.4元/t。处理后废水硝基苯浓度为168 mg/L,适宜进行后续的厌氧-好氧生物处理。