Partitioning and bioaccumulation of metals from oil sands process affected water in indigenous Parachlorella kessleri

This paper studies the partitioning and bioaccumulation of ten target metals (⁵³Cr, Mn, Co, ⁶⁰Ni, ⁶⁵Cu, ⁶⁶Zn, As, ⁸⁸Sr, ⁹⁵Mo and Ba) from oil sands tailings pond water (TPW) by indigenous Parachlorella kessleri. To determine the role of extracellular and intracellular bioaccumulation in metal removal by P. kessleri, TPW samples taken from two oil sands operators (Syncrude Canada Ltd. and Albian Sands Energy Inc.) were enriched with nutrient supplements.Results indicate that intracellular bioaccumulation played the main role in metal removal from TPW; whereas extracellular bioaccumulation was only observed to some extent for Mn, Co, ⁶⁰Ni, ⁶⁵Cu, ⁸⁸Sr, ⁹⁵Mo and Ba. The FTIR scan and titration of functional groups on the cell surface indicated low metal binding capacity by indigenous P. kessleri. However, it is believed that the dissolved cations and organic ligand content in TPW (such as naphthenic acids) may interfere with metal binding on the cell surface and lower extracellular bioaccumulation. In addition, the total bioaccumulation and bioconcentration factor (BCF) varied during the cultivation period in different growth regimes.     

Biofiltration Control of Hydrogen Sulfide 1. Design and Operational Parameters

Laboratory scale biological filter systems for control of hydrogen sulfide (H₂S) in waste gas have been studied and the optimum design and operating parameters determined. Extensive tests have been conducted to evaluate the effect of various filter bed operating parameters such as temperature, retention time, H₂S concentration, and H₂S loading rate. Variable properties of new and used composts such as sulfate content, acidity, and water content have been studied for their influence on H₂S removal efficiency. The effects of compost particle size distribution on system pressure drop and the maximum H₂S elimination capacity were examined. Biofiltration systems containing various types of yard waste compost as the filter material have been observed to remove hydrogen sulfide with efficiencies greater than 99.9 percent for H₂S inlet concentrations in the range from 5 to 2650 ppmv.     

微电解预处理靛蓝牛仔布印染废水

靛蓝牛仔布印染废水组分复杂,浓度高、水量大,属于难处理的工业废水,为了有效降低后续生物处理单元的负荷,采用铁炭微电解工艺对该废水进行预处理;通过正交实验考察pH、反应时间及铁炭比处理效果的影响规律及COD去除反应动力学,并对各因素作了单因素影响实验,确定了最佳工艺条件.结果表明,铁炭微电解法是预处理靛蓝牛仔布印染废水的一种有效方法,在Fe/C为2:1、pH为3的条件下反应90 min,铁炭微电解出水COD的去除率在49.2％,色度去除率达到80％,该印染废水经微电解处理后,BOD5/COD比值可从原来的0.248上升至0.436,可生化性明显提高.此外,微电解预处理靛蓝牛仔布印染废水中COD的去除反应符合二级反应动力学规律.     

过硫酸钾去除水中的TCE

以地水中的氯代烃污染物三氯乙烯(TCE)为目标污染物,以过硫酸钾溶液为氧化剂,探讨了不同条件下过硫酸钾对TCE的去除效果。实验结果表明,在40℃,过硫酸钾初始浓度为2.43 g/L条件下,反应2 h后,TCE的去除率就可达到96.8%;过硫酸钾对TCE的去除符合一级反应动力学方程,速率常数(K)为1.3364 h-1,半衰期(t1/2)为0.51 h;过硫酸钾对TCE的去除速率在pH为中性附近时最大,其后无论pH升高或降低去除速率均减小;受温度和pH影响较明显,并且反应温度越高,受pH的影响越明显;随离子强度的增加而减小;反应活化能为119.6 kJ/mol;过硫酸钾溶于水生成过硫酸根离子(S2O28-),S2O28-会进一步生成硫酸根自由基(SO4-.),在碱性条件下,SO4-.与OH-反应会进一步生成羟基自由基(.OH)。过硫酸钾对于TCE的去除主要源自SO4-.和.OH的强氧化性。     

响应面法和神经网络优化Acinetobacter sp. DNS32发酵基质

为了提高阿特拉津降解菌Acinetobacter sp.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、K2HPO4)进行优化研究。响应曲面法确定3种成分的含量为玉米粉39.494 g/L,豆饼粉25.638 g/L和K2HPO43.265 g/L时,预测发酵活菌最大生物量为7.079×108CFU/mL,实测量为7.194×108CFU/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39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L时,预测最大值为7.199×108CFU/mL,实测量为7.244×108CFU/mL;最终确定培养基配方:玉米粉为39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L,CaCO3为3.000 g/L,MgSO4.7H2O和NaCl均为0.200 g/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。     

改性玉米秸秆吸附Cu2+的动力学和热力学

本研究用ZnCl2作为活化剂,使用功率640 W的微波照射4 min的方法制备改性玉米秸秆。考察投加量、pH、吸附时间对吸附性能的影响,并对等温吸附特征、吸附动力学和热力学进行了系统研究。结果表明:投加量为0.2 g,pH为6,改性玉米秸秆对Cu2+具有很好的吸附效果,吸附在8 h后达到平衡。该吸附过程符合Langmuir及Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程,其反应的吉布斯自由能△G<0,为自发反应过程。     

微氧环境下无色硫细菌和硫酸盐还原菌脱硫

通过间歇曝气形成微氧环境让SRB和CSB实现共生,使含硫酸盐有机废水中硫酸根最终转化成单质硫达到脱硫目的.研究考察了曝气量对SRB还原和CSB氧化的影响,确定了合适的曝气强度和水力停留时间,使得单质硫占系统内总硫比值最大.实验结果显示,在进水COD/SO42-=2000/1500 mg/L、曝气开关时间为2 s/2 min、生化时间为10 h时,单质硫产率最大,为89.53％,SO42-浓度降至最低值72.7 mg/L,还原率达95.1％,此时脱硫效果较好.     

污泥好氧颗粒化过程中氨氧化菌群结构的演替与分析

为了揭示颗粒污泥形成过程中氨氧化菌(AOB)群落结构的演替规律,利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)、克隆测序和实时定量聚合酶链式反应(real-time PCR)等分子生物学技术对AOB群落的演替进行了研究。DGGE结果表明,污泥接种驯化期,AOB群结构的变化较为剧烈,在外加选择压的作用下,种群多样性迅速下降;但随着污泥颗粒化的完成而趋于稳定。测序结果表明,接种污泥中的大多数亚硝化单胞菌属因可快速适应工艺的淘洗过程而被保留在系统内,而亚硝化螺菌属逐渐被淘汰。real-time PCR结果表明,在经历了运行初期的淘洗后,AOB含量随着污泥浓度的提高而逐渐增长;但污泥的氨氧化活性随着污泥浓度的增长而降低。     

萃取净化电镀含镉废水

研究了二壬基萘磺酸(DNNSA)形成的微乳液从模拟含镉废水中萃取镉离子的工艺条件。分别考察了相体积比(O/A)、萃取时间、温度及萃取剂浓度对废水中镉离子萃取的影响。结果表明,萃取平衡时间为10 mim,降低温度及增加萃取剂浓度均有利于萃取。紫外光谱证实当DNNSA萃取镉时,所形成萃合物对萘环的结构无影响,且不会破坏微乳相的结构;分子荧光光谱表明镉离子对配体DNNSA有荧光猝灭作用。     

动态污水处理过程的多模型动态矩阵控制

针对活性污泥法污水处理系统的强耦合和动态变化特性,提出一种用于前置反硝化脱氮工艺的多模型动态矩阵(DMC)解耦控制方法;通过K-均值聚类分析法对外界入水中氨氮浓度进行聚类,获得以聚类中心为入水氨氮浓度的静态模型集合,分别设计线性DMC解耦控制器;再以当前时刻外界进水氨氮浓度和聚类中心为基本元素,构造切换函数,实现多模型切换。将该方法应用于活性污泥1号模型(ASM1)中,获得了较好的动态仿真效果。