海带对镉的吸附动力学与热力学研究

采用批量平衡法研究了海带对镉的吸附的动力学与热力学,并采用Lagrange假一级动力学方程、假二级动力学方程、Langmuir等温线方程、Freundlich等温线方程以及Dubimim-Radushkevich等温线方程对实验数据进行了拟合.结果表明,在4种温度下海带对镉的吸附率均随吸附反应时间增加而增大,在60 min时达到最大,此后基本保持不变,随着温度由20℃升高至50℃,其最大吸附率呈下降趋势,由90.2%降至77.5%;海带对镉的吸附动力学符合Lagrange假二级动力学方程;海带对镉的吸附热力学符合Langmuir等温线方程和Dubimim-Radushkevich等温线方程,表明吸附主要发生在海带表面的活性区位,属于单分子层吸附,其吸附平均活化自由能E为11.4 kJ/mol,表明该吸附过程为化学吸附,在4种温度下吉布斯自由能变化量△AG°均为负值,吸附焓变△H°也为负值,表明海带对镉的吸附为放热反应,能自发进行.     

生物浸取电解锰渣中锰的研究

为了评价生物法浸取电解锰渣中锰的可行性,利用锰渣土壤中筛选出的2种锰抗性强的微生物Serratia sp.和Fusarium sp.浸取电解锰渣中的锰,并采用优化的BCR（European Community Bureau of Reference）连续萃取方案对浸取前后的金属锰进行形态分析,研究其浸出率和浸取前后锰的形态变化特征。同时考察了3种萃取剂EDTA、HNO₃和CaCl₂对锰的萃取效率及萃取后金属锰的形态变化。研究结果表明,Serratia sp.和Fusarium sp.对锰都表现出一定的浸取能力,Fusarium sp.的浸取能力尤为显著,3 d后锰浸出率达到56.5%,为锰污染的微生物治理和资源化利用提供科学依据。3种萃取剂对锰的浸取效果为EDTA>HNO₃>CaCl₂,平均萃取效率依次为50.0%、28.8%和21.2%。浸取前后,酸溶解态锰所占比例变化较显著,说明酸溶解态锰是比较容易浸取的形态。     

Ca2+在净水生物膜团聚体培养中的影响研究

通过在5组相同型号的SBBR反应器(A、B、C、D和E)内调节进水中的Ca2+含量,研究Ca2+在净水生物膜团聚体培养过程的作用影响.结果表明,进水Ca2+投加浓度为25 mg/L时驯化培养的生物膜团聚体具有较好的抗挤压能力,抗压强度达到了22 N/cm2,密度为1.059 g/cm3,活性微生物的百分含量达到了86.90%,远远高于一般污泥团聚体中的微生物含量.分析运行效果,反应器C和D的生物膜团聚体通过29 d的驯化培养就达到了一个比较好的净水效果,并能维持稳定状态,相比于一般生物膜反应器的驯化时间有所缩短.不同进水负荷条件下氮氮的去除率变化表明,反应器C和D针对不同进水负荷表现出来的适应效果明显优于其他反应器.     

Fe(Ⅱ)EDTA/H2O2电催化降解甲基橙模拟废水的研究

在无隔膜电解槽中,采用SPR(Ru-Ir-Ti0₂)为阳极,石墨为阴极,考察了Fe(Ⅱ)EDTA/H₂O₂电催化降解甲基橙(methyl orange)模拟废水的影响,发现EDTA很大程度上促进了类电Fenton试剂对甲基橙模拟废水的降解。实验研究表明,在外加电压为5.0 V,EDTA∶Fe²⁺=2∶1(摩尔比,Fe²⁺=40 mmol/L),H₂O₂=48 mmol/L,电解质Na₂SO₄=40 mmol/L,废水pH值为(6.5±0.1)的条件下,降解260 mg/L的甲基橙模拟废水90 min, EDTA的加入可以使甲基橙模拟废水的脱色率由29.5%上升到78.4%,COD由571.429 mg/L降至80 mg/L,COD的降解率为86%,EDTA在此过程中既是催化剂又是反应物,可有效避免EDTA带来二次环境污染的可能性。     

胶团强化超滤中表面活性剂结构差异对苯酚增溶性能的影响研究

在胶团强化超滤(MEUF)技术处理有机物废水中,采用多因素正交实验研究了3种不同类型的阳离子型表面活性剂,即疏水链长度相同,而亲水基头不同;亲水基头相同,而疏水链长度不同的表面活性剂,分析基团差异对于苯酚增溶的影响。结果表明,十六烷基氯化吡啶(CPC)对于苯酚的去除效果最好,其次是十八烷基三甲基溴化铵(OTAB),最后是十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)。综合去除效果和经济性两方面考虑,在单因素超滤实验中选择OTAB来重点研究表面活性剂浓度和电解质浓度两个操作参数对于苯酚增溶的影响。     

微波强化氧化处理垃圾渗滤液工艺研究

考察了最优作用方式下单独微波、单独氧化剂以及两者的结合工艺对垃圾渗滤液的处理效果。单独微波工艺在功率为700 W,辐射10 min,COD、氨氮、磷和色度去除率分别为37.66%、96.14%、40%和80%,BOD5/COD由0.16增加到0.43。渗滤液先微波再氧化,氨氮去除率增加显著,节省了氧化剂用量。微波后渗滤液在pH=5,T=50℃,NaClO=24 mL/L时COD、氨氮、磷和色度去除率分别为98.63%、99.67%、97.25%和98%,BOD5/COD=0.8。总处理效率:微波-NaClO微波-Fenton微波-KMnO4微波-H2O2,微波-Fenton处理效率低于微波-NaClO主要取决微波后滤液中小表观分子质量增加导致氧化剂的混凝作用减弱,其次受反应后pH值变化的影响。     

pH值对霞湾港沉积物重金属Zn、Cu释放的影响

以霞湾港(铜霞路段)的底泥沉积物为研究对象,采用重金属连续浸提法对重金属Zn、Cu在沉积物中的5种形态进行浸提,分析了其分布特征和在不同pH值与时间的条件下重金属的释放规律。研究结果表明,重金属Zn主要以铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态的形态存在,Cu主要以有机结合态和残渣态的形态存在,可交换离子态的重金属含量都很低。重金属Zn、Cu从沉积物中的释放,主要是在酸性条件下发生,在酸性区内释放量随pH的升高而迅速降低。释放能力和释放速率均为ZnCu,它们释放的过程基本相似,释放速率都比较小,向环境中的释放是个长期过程。     

生物脱氮除磷活性污泥系统复合模拟方法

为避免繁琐的参数校核工作,提出了活性污泥2 d号模型(ASM2d)和人工神经网络(ANNs)相结合的复合模拟方法。考察了复合方法在某污水处理厂生物脱氮除磷工艺中的应用情况。研究表明,ANNs能够准确地模拟出水实测值与未经校核的ASM2d机理模型的估计值之间的差值。利用Levenberg-Marquardt算法,对出水氨氮、总氮和总磷分别建立网络结构为5-12-1、5-8-1和5-8-1的ANNs子模型,将这些子模型输出同ASM2d机理模型输出相加便得到复合模型输出。复合模型估计值对前10.4 d(ANNs子模型训练数据时段)出水氨氮、总氮和总磷浓度的拟合平均绝对百分比误差分别为0.267、0.055和0.048;其对后2.6 d(ANNs子模型测试数据时段)出水氨氮、总氮和总磷浓度的预测平均绝对百分比误差分别为0.332、0.083和0.069。均方根误差、平均绝对误差等评价指标也表明复合模型能够给出合理的模拟结果。     

混沌粒子群算法在水污染控制系统规划中的应用

针对常用的最优化方法解决水污染控制系统规划问题运算过程较复杂,容易陷入局部极值,且优化解精度不高的情况,尝试利用混沌方法和粒子群算法相结合的混沌粒子群算法(chaos particle swarm optimization,CPSO)求解此类问题。CPSO算法具有原理简单,且能快速获得最优解的特点。在实例应用中与遗传算法和MATLAB优化函数的优化结果做了比较,CPSO算法的性能以及得到的解明显优于后两种方法,验证了该方法的可行性和有效性。