生物滞留系统处理水产养殖尾水的效能和机制

为探究生物滞留系统(bioretention system,BS)对水产养殖尾水的处理效能,设计并构建倒置(inverted bioretention system,IBS)和正置(control bioretention system,CBS)2组生物滞留系统,在不同进水条件下比较了2种BS构建方式的运行效能,通过胞外聚合物(EPS)、三维荧光光谱和电子传递活性(ETSA)等方法阐述了不同构建方式下BS的脱氮机制。结果表明：在不同进水条件下IBS的处理效能优于CBS,当运行间隔周期为1 d时,IBS的TN和NO₃⁻-N去除率分别达到71.79%~82.00%和68.70%~85.84%,平均去除率比CBS分别高出10.65%和15.89%。CBS和IBS的TN和NO₃⁻-N去除率随进水负荷的增加呈先升高后稳定的趋势,TP波动最小,去除率均稳定在97.04%~99.22%。构建方式对EPS的组分无明显影响,但对EPS含量和ETSA影响显著。IBS的构建方式可促进微生物分泌更多的EPS,其中EPS的多糖(PS)和蛋白质(PN)含量分别比CBS高出66.89 ug·g⁻¹和603.24 ug·g⁻¹,并且IBS的酪氨酸、色氨酸和微生物代谢产物明显高于CBS;此外,与CBS的ETSA为(0.47±0.07) ug·(g·min)⁻¹,相比IBS提高了0.35 ug·(g·min)⁻¹。以上研究结果为应用生物滞留系统技术处理养殖尾水提供参考。     

碳量子点/壳聚糖@维纶纤维载体强化藻菌生物膜净化农村污水及脂质积累效能

本文针对微藻净化污水效率低、藻水分离困难以及微藻含油量低等系列问题,设计制备碳量子点/壳聚糖@维纶纤维(CQDs/CS@PVF)附着载体强化藻菌生物膜系统对污水净化协同产油。结果表明,CQDs/CS@PVF添加形成的藻菌生物膜系统与对照组相比,对污水中的COD、TN和TP的去除速率分别提高了68.2%、120.2%、79.2%,这是由于CQDs/CS@PVF藻菌生物膜系统提高了42.3%的微藻比生长速率,出水达到北京《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》一级A标准。污水中的有机物被微藻利用转化为生物质油脂,其含量达到30.1%,脂肪酸C16~C18含量占比为96%,此组份的脂质更适合作为底物合成生物柴油,实现污染物向生物柴油优质原料的转化。CQDs/CS@PVF微藻生物膜快速去除有机物的同时高效生产油脂的机理是藻菌生物膜体系微藻与细菌细胞间距小,从而提高了O₂-CO₂气体与营养组分交换效率;此外,CQDs/CS@PVF通过拓展藻30%的可吸收光谱可提升20.9%的光合作用效率,非光化学淬灭系数提升了98.0%。以上研究结果可为CQDs/CS@PVF载体强化藻菌生物膜系统高效率处理农村污水同步收获油脂提供参考。     

倒置A2/O与常规A2/O工艺除磷效果对比

通过对西安市某污水处理厂倒置A2/O工艺的沿程监测和工艺解析,分析明确了该工艺生物除磷效果差的影响因素。研究表明,缺氧池反硝化不完全,厌氧池高浓度硝酸盐是抑制聚磷菌释磷的重要因素。当厌氧池内硝酸盐浓度大于4 mg/L时会明显抑制生物除磷效果。硝酸盐的浓度在1~4 mg/L时,随着硝酸盐浓度的升高,释磷效果显著降低。为避免硝酸盐对聚磷菌的影响,需将厌氧池硝酸盐浓度控制在1 mg/L以下。硝酸盐对聚磷菌释磷的影响原因是生物脱氮除磷对碳源的竞争,以乙酸钠和原污水为碳源分析硝氮盐对释磷效果的影响。结果表明,易于生物降解的优质碳源更有利于聚磷菌在厌氧环境下释磷,倒置A2/O的前置式缺氧池首先将大量优质碳源用于反硝化,而造成后续厌氧池聚磷菌释磷效果差。针对这一研究结果,对该污水厂提出将倒置A2/O调整为常规A2/O的改造方案,改造后厌氧池硝酸盐浓度由3.57 mg/L降低至0.89 mg/L,聚磷菌释磷量提高1.8倍,系统除磷效果增强,出水总磷降低至0.66 mg/L,与倒置A2/O相比降低0.21 mg/L。     

改性木屑对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

在木屑上接枝季氨基团制备了改性木屑,并用傅里叶红外光谱(FT-IR)对其进行了表征。通过静态实验研究了改性木屑对水溶液中六价铬Cr(Ⅵ)的吸附特性,并探讨了温度、pH、多组分共存离子等对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。结果表明,在30℃时,改性木屑对Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量为218.33 mg/g,吸附规律符合Langmuir等温方程式。在pH为3~10时,改性木屑对Cr(Ⅵ)均有显著的吸附效能,吸附过程符合准二级动力学方程,反应活化能为21.71 kJ/mol,对吸附热力学参数△G0、△H0和△S0的计算表明,吸附过程是吸热的自发过程。多组分干扰离子共存时,对Cr(Ⅵ)的吸附影响不大。     

北京南海子湖藻垫在春夏交替季节水华过程中的作用

藻垫对湖泊水体水华发生是否有影响及影响机制是目前水体富营养化研究的一个前沿课题。本文以北京南海子湖为例,研究湖底藻垫对水体水华爆发的影响。通过对干燥藻垫和水华过程新产生的藻垫进行培养对比实验,揭示不同时期形成的藻垫对水体藻生物量的影响即水华的影响。结果表明,不同干燥时间的藻垫均对水体藻生物量有影响,进入藻生长平台期,水体叶绿素a浓度范围为15~20 μg/L,而灭菌后的藻垫培养水体中叶绿素a浓度低于10 μg/L;水华爆发后新生成的藻垫对水体藻生物量也有贡献,培养水体叶绿素a范围也达到15-20 μg/L;干燥时间对藻垫培养后水体浮游植物生物量的影响较弱。     

SCR脱硝系统分区控制式喷氨格栅的优化

安徽芜湖电厂2#炉喷氨格栅采用分区控制式喷射技术。由于格栅阀门开度、浓度场、速度场三者之间耦合较差,导致反应器出口烟道NH3/NOx分布极不均匀,实测NOx最大偏差达74.7 mg·m-3,NH3逃逸率最高达11.4 μL·L-1,下游空气预热器安全运行受到严重影响。基于全区域NH3/NOx等摩尔比理念,并综合考虑该反应器入口的浓度场和速度场状况进行喷氨格栅优化。调整后,在660、500、330 MW3种典型工况下,NOx浓度最大偏差分别降至5.8、10.3、11.8 mg·m-3,NH3逃逸率由调前的4.64 μL·L-1分别降至调后的2.67、3.03、2.14 μL·L-1。系统总效率基本不变,但效率峰谷差异下降明显。     

新型复合药剂原位修复河道底泥污染

采用新型复合药剂开展河道底泥原位修复技术研究,通过考察河道水质改善效果、底泥中磷含量及形态的变化确定药剂的最佳投加量。结果表明,投加复合药剂对上覆水体中TN、NH4+-N和TP均有不同程度的净化效果,且净化效果随药剂量的增加而增强,最高去除率分别达到23.52%、21.79%和81.5%,上覆水体COD去除率随药剂投加量增多呈先升后降的趋势,最高（投加量为600 mg·L-1）达到57.6%。从底泥磷含量及形态变化来看,投加药剂增大了底泥TP含量并促进底泥不稳态磷向稳定态磷转化。因此,从经济成本和修复效果方面综合分析,以投加量为600 mg·L-1对底泥污染原位修复较为合适。     

Predicting the transportation tendency and potential reservoirs of dioxins by compartment distribution coefficient

We assessed the transportation tendency of dioxins and predict locations at high risk for dioxin pollution. A new parameter, the compartment distribution coefficient D_C, was created to account for the tendency of dioxins to preferentially accumulate in particular compartments. It was obtained by a model using levels of polychlorinated dibenzo-p-dioxins/dibenzofurans (PCDD/Fs) in four countries: Japan, the United States, the United Kingdom, and Australia. The comparison with the temporal and spatial variation of D_C indicated whether the location release or long-range transportation caused the changes. This study showed that PCDD/Fs have the greatest tendency to remain in soil among studied media. A higher D_C value in Australia may indicate that this location is a potential future reservoir source of dioxins.     

Preparation of hapten-specific monoclonal antibody for cadmium and its ELISA application to aqueous samples

High-affinity and specific monoclonal antibodies against cadmium-ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) complex have been produced using the hybridoma technique. A hapten was synthesized and characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and UV-Vis. Competitive enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for quantitative detection of cadmium in aqueous sample was developed. The monoclonal antibody with high level of binding affinity for Cd-IEDTA-BSA and high specificity for soluble Cd-EDTA complex showed less than 0.99% cross-reactivity with other 11 metals. The limit of detection was 0.10 μg·L⁻¹, and the effective linear range was 10⁻¹–10³ μg·L⁻¹. The intra- and inter-assay coefficient variations were 1.5%–6.3% and 3.2%–7.4%, respectively. The spike recovery in different water samples were between 98.5% and 110.3%. The detection limit of this assay was well below the allowable concentration of cadmium (3 μg·L⁻¹), and the working range was wider than that of other methods which showed the range of 2.19–86.38 and 0–10³ μg·L⁻¹. The competitive ELISA established in this paper was sensitive and accurate in the screening of cadmium in aqueous samples. The results will lay a solid foundation for construction of an immunoassay kit for cadmium.     

物理-化学法处理桑皮脱胶废水的研究

桑皮纤维是一种资源可再生纤维素纤维,但在脱胶制取桑皮纤维过程中产生大量的废水,污染环境,限制了桑皮纤维的开发利用.采用调节pH值、絮凝、Fenton试剂催化氧化、活性炭吸附等物理-化学综合处理法处理桑皮脱胶废水,研究结果表明,通过物理化学法处理桑皮脱胶废水,COD总去除率达到97%以上,色度降到5倍.此方法处理效果明显、操作简单.