零价铁与厌氧微生物协同还原地下水中的硝基苯

通过间歇式实验,考察了零价铁与厌氧微生物协同还原地下水中硝基苯的效果。实验结果表明,由零价铁腐蚀为厌氧微生物提供H2电子供体还原硝基苯的效果明显优于零价铁和微生物单独作用,硝基苯去除率分别提高21.8%和57.0%。弱酸性条件有利于协同反应进行,当初始pH为5.0和6.0时,4 d后硝基苯去除率比初始pH为7.0时的提高74.4%和35.2%。增加零价铁投加量可提高协同还原的效果,零价铁最佳投加量为250 mg/L。零价铁腐蚀产生的Fe2+无法作为电子供体被微生物利用,但可作为无机营养元素促进协同过程。由于零价铁产H2速率受表面覆盖物影响不明显,在地下水修复过程中可保证协同效果并延长零价铁的使用寿命。     

旋流分离器油水分离效率的模拟研究

采用计算流体力学的方法,探讨了操作条件和物料特性对旋流分离器分离油水效率的影响。旋流器为单锥双入口,其主直径为50 mm,锥角为5.5°。模拟过程中,采用商业用软件‘Fluent 6.3’中的雷诺应力模型和欧拉多相流模型来模拟不同条件下油水旋流分离器的分离性能。模拟结果表明,对于本研究的油水旋流分离器,最佳的分流比是10%,最佳的油滴浓度是0.5%(V/V)。在最佳的分流比和油滴浓度下,当进口流速为10.46 m/s时,油水旋流分离器可将15μm的油滴去除80%以上,油滴的分离界限粒径d50(50%的分离效率)为9.2μm。在模拟的基础上,用统计软件STATISTICA6.0对分离效率与操作条件和物料特性之间的关系进行拟合。通过拟合式预测的分离效率与实测值相吻合,误差小于15%。     

竹炭-微生物联合法对沼液中氨氮的去除

采用竹炭-微生物联合法,考察了竹炭用量、菌液用量、进水氨氮浓度、pH、DO、HRT等因素对氨氮废水处理效果的影响;同时采用对比实验,初步探讨了竹炭-微生物联合法处理沼液的作用机理。结果表明,竹炭-微生物法去除沼液氨氮的最优条件推荐为:竹炭用量30 g/L,微生物活性液用量3%,pH 7.0～8.0,DO为2 mg/L,HRT为48 h。竹炭-微生物法对沼液氨氮的去除过程可用一级反应动力学模型C=272.56e-0.0148描述,其去除效果来源于竹炭吸附和生物降解的协同作用,协同程度为48.45%。     

粒状羟基氧化铁对废水中硝酸盐的吸附

本实验研究了粒状羟基氧化铁(GFH)对人工配制含氮废水中NO3--N吸附的影响因素、吸附等温线和吸附动力学。结果表明,GFH的吸附平衡时间为80 min,增加NO3--N溶液的初始浓度,去除率下降;pH值为5时GFH对NO3--N的吸附能力最强,pH值升高和降低,吸附能力均下降;GFH对NO3--N的吸附能力随着温度的升高略有降低;在25℃下,以Langmuir方程和Freundlich方程分别对GFH吸附NO3--N的等温线进行拟合,拟合效果以Langmuir方程较好,相关性达到0.9930。GFH吸附NO3--N的过程符合拟二级动力学方程,初始时刻的吸附速率h在35℃时最大,为1.653 mg/(g.mg),吸附速率常数随温度的升高而增大;吸附反应的活化能Ea为54.72 kJ/mol。本研究结果表明,GFH在饮用水脱氮和含氮浓度较低的污水再生回用领域有实际应用的潜力。     

垃圾渗滤液处理工艺运行参数优化与技术比较

垃圾渗滤液是公认的一种成分复杂且难以处理的高浓度有机废水,笔者在北京市海淀区六里屯垃圾填埋场通过2007—2010年垃圾渗滤液处理的工程实践,以COD和氨氮的去除率为指标,研究了不同的垃圾渗滤液处理工艺组合,以及不同运行参数条件下对垃圾渗滤液的处理效果。结果表明,在中温UASB和A/O的平均水力停留时间(HRT)缩短1/3的情况下,通过改进A/O段曝气方式,优化系统的pH、DO等运行参数,用MBR替代絮凝工艺,使整个组合工艺对COD的年平均去除率达到了94.3%,氨氮的去除率维持在99.5%以上,出水氨氮稳定在10 mg/L以内,而改造前的COD与氨氮的年平均去除率仅为82.2%与55.3%。与改造前的UASB+A/O+絮凝工艺组合相比,改造后的UASB+A/O+MBR工艺组合具有更高的污染物去除能力、更好的抗缓冲性和稳定性。     

北运河表层沉积物对重金属Cu、Pb、Zn的吸附

首先分析了北运河6个采样点表层沉积物中重金属含量及相关基本特征。通过实验室模拟实验,利用分配系数Kd评价沉积物对重金属Cu、Pb、Zn的吸附特性,进一步考察了水体pH变化和有机质对重金属在北运河沉积物上吸附的影响。结果表明,沉积物中重金属的含量顺序为Zn>Cu>Pb,去除有机质后,沉积物对重金属的吸附能力显著降低,但各采样点中的重金属含量,沉积物对重金属吸附能力,以及沉积物中的有机质含量并没有明显相关性,这可能是因为不同采样点中有机质种类与结构不同导致的。总之,北运河沉积物对Pb有很强的吸附能力,其次是Cu和Zn,而且,Cu、Zn、Pb的吸附量随着pH的升高逐渐增大,水体pH值对于Zn的吸附影响更大。     

微波诱导AC/Cu、AC/Fe催化非均相Fenton 反应催化降解垃圾渗滤液

采用活性炭载体负载Cu、Fe为催化剂,在微波诱导作用下,对垃圾渗滤液污染物进行降解。实验结果表明,活性炭负载金属前经适当浓度硝酸浸泡处理后,催化剂对COD去除率提高可超过15%,过高硝酸盐浓度对COD去除有不利影响;催化剂对COD去除率随Cu、Fe金属负载量增加呈先增加后降低的趋势,催化剂对Cu、Fe的最佳负载量分别为质量百分比2.11%和1.12%。对于AC-Cu体系,在初始pH=3,H2O2投加量为4.98×103mg/L,催化剂用量为5.0×103mg/L,420 W功率下微波辐射10 min时,垃圾渗滤液COD去除率可达到84.13%;对于AC-Fe体系,当H2O2投加量为0.33×103mg/L,催化剂AC-Fe用量为2.0×104mg/L,420 W功率下微波作用10 min时,垃圾渗滤液COD去除率为60.16%。分析2种催化剂对COD去除差异的原因,可能是催化剂AC-Cu表面单分子分布的阈值比AC-Fe高。降解液的pH值对AC-Cu体系、AC-Fe体系COD去除影响存在拐点,最高COD去除率点对应的降解液pH值为3。微波辐射功率较低时,体系COD去除率随辐射功率增加而增加;辐射功率较高时,高温下垃圾渗滤液中有机硫化物分解成小分子硫化物,对催化剂活性存在一定抑制作用。     

新型活性污泥的培养及其处理高盐有机废水

在好氧反应器中,将海泥通过海水和营养物质培养成新型的活性污泥,在处理含盐废水时有较好的活性和沉降性能,对这种新型的活性污泥我们称其为海洋活性污泥。通过10周的培养,海泥的污泥体积指数（SVI）从最初的19 mL/g升高到70 mL/g,对有机废水处理12 h后高锰酸盐指数（CODMn）降解率达到90%,氨氮降解率达到45%。在污泥培养时,营养物质投加频率为一日一次最有利于污泥的培养,又葡萄糖比淀粉更有利于污泥的培养。对于含盐有机废水的处理,海洋活性污泥也比传统活性污泥有优势,甚至对于含盐量6%的高盐有机废水,处理12 h后能达到CODMn降解率达为70%,氨氮降解率达到30%。当NaCl浓度高于6%,海洋活性污泥仍具有一定的活性,但仍能观察到明显的抑制作用。此外,海洋活性污泥具有比传统活性污泥更强的盐度变化抗性,甚至在低盐度下盐浓度变化时,海洋活性污泥的氨氮降解稳定性也优于传统活性污泥。     

实时荧光定量PCR对A2/O短程硝化系统内氨氧化菌的定量分析

通过控制好氧区低DO浓度以及缩短好氧实际水力停留时间(actual hydraulic retention time,AHRT),在处理低C/N比实际生活污水的A2/O工艺中,成功启动并维持了短程硝化反硝化;系统亚硝酸盐积累率稳定维持在90%左右,氨氮去除率在95%以上。通过提取富集氨氧化菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)的基因组DNA,经两次常规PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳,以纯化回收的DNA扩增片段作为实时荧光定量PCR检测AOB数量的DNA标准品,建立了检测AOB数量的实时荧光定量PCR标准曲线。利用实时荧光定量PCR技术比较了A2/O系统在不同运行条件及亚硝酸盐积累率情况下AOB菌群数量。结果表明,随着系统亚硝酸盐积累率的上升,系统内AOB菌群数量也大幅上升。全程硝化和短程硝化时,系统内的AOB菌群数量分别为5.28×109cells/g MLVSS和3.95×1010cells/g MLVSS。此外,亚硝酸盐积累率的下降相对于AOB菌群数量的下降有一定的滞后性。     

不同改性多壁碳纳米管对Cr3+的吸附性能

通过催化裂解法制备多壁碳纳米管,利用不同化学试剂对多壁碳纳米管改性,研究了不同化学改性对多壁碳纳米管表面物理化学特性的影响和Cr3＋的吸附特性。结果表明,所制备的多壁碳纳米管孔隙均匀,外径为30～50 nm,长度为0.5～2μm,经过不同化学改性表面有效地引入了含氧基团。未改性、H2SO4、HNO3、H2SO4-HNO3改性碳纳米管对Cr3＋的吸附动力学均符合Langergren模型;吸附等温线均符合Freundlich模型。温度和pH升高均有利于改性多壁碳纳米管对Cr3＋的吸附。