Radiation induced decomposition of a refractory cefathiamidine intermediate

Diisopropylthiourea（DPT）, an intermediate of a widely used cephalosporin, has been found to be one of the most refractory components in cephalosporin synthesis wastewater.This compound cannot be completely removed by conventional biological processes due to its antimicrobial property. Ionizing radiation has been applied in the decomposition of refractory pollutants in recent years and has proved effective. Therefore, the decomposition of DPT by γ-irradiation was studied. The compound was irradiated at the dose of 150–2000 Gy before a change of concentration and UV absorption of the solutions was detected.Furthermore, the decomposition kinetics and radiation yield（G-value） of DPT was investigated. The results of radiation experiments on DPT-containing aqueous showed that the DPT can be effectively degraded by γ-radiation. DPT concentration decreased with increasing absorbed doses. G-values of radiolytic decomposition for DPT（20 mg/L） were 1.04 and 0.47 for absorbed doses of 150 and 2000 Gy, respectively. The initial concentration and p H of the solutions affected the degradation. As the concentration of substrate increased,the decomposition was reduced. The decrease of removal rate and radiation efficacy under alkaline condition suggested that lower p H values benefit the γ-induced degradation. UV absorption from 190 to 250 nm decreased after radiation while that from 250 to 300 nm increased, indicating the formation of by-products.     

一体式生物净化-沉淀池对微污染水体污染物的强化去除性能

本文针对现有饮用水净化工艺对溶解性组分的去除能力有限,以及沉淀单元占地面积大,功能单一的问题,将生物转盘与平流沉淀池设计理念相结合,开发出一种生物净化-沉淀工艺,以提升系统对原水中浊度、有机物和氮磷的同步去除性能.结果表明,生物转盘的设置并未干扰沉淀池原有的浊度去除功能.当进水有机负荷为0.46 g·(m2·d)-1时,生物沉淀池对有机组分、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为81.4%、95.0%、21.1%和86.0%.进一步研究发现,反硝化和除磷过程对水相中的有限碳源存在竞争关系.进水有机负荷的上升,有助于除磷过程的进行,同时沉淀出水中残留的有机组分和氨氮含量几乎不受影响,表明工艺具有一定抗冲击负荷能力,在微污染水体的强化净化处理中具有一定的应用前景.     

一种可同时检测挥发性氯代烷烃和氯代烯烃的电子鼻的研制

开发了一种可用于快速检测挥发性氯代烷烃和氯代烯烃气体的电子鼻系统.该电子鼻系统的核心检测部件为3个金属氧化锡传感器及一个光离子化传感器(PID)所构成的传感器阵列.基于对9类单一成分标准气体和5类混合标准气体的测试分析建立了气体类型识别模型,然后通过加标实验与气相色谱法比较验证了电子鼻系统检测的有效性.结果表明:①电子鼻中各传感器对氯代烯烃和氯代烷烃的响应有差异.PID对氯代烷烃无响应,对氯代烯烃有线性响应(R2>0.997).传感器TGS2602对四氯化碳(CT)、三氯甲烷(TCM)和1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)较为灵敏,对前两者的定量性较好,但对1,2-DCA的线性响应很差.传感器TGS2600和TGS2620对二氯甲烷(DCM)和1,2-DCA较为灵敏,且线性响应程度好(R2>0.995).②建立了基于传感器阵列信号的气体类型简单识别模型:选用PID计算氯代烯烃浓度,TGS2602计算CT和TCM浓度,TGS2600或TGS2620计算DCM和1,2-DCA浓度.③TGS2602对标准混合气体的响应强度小于单物质响应强度之和,其它传感器对标准混合气体的响应强度接近于单物质响应强度之和.④电子鼻对污染水样中DCM和四氯乙烯(PCE)混合气体的检测结果与气相色谱分析值呈线性相关,相关系数R2>0.96.     

紫外辐射对高岭土混凝过程的影响机制

高岭土普遍存在于水源水体中,对水处理过程以及污染物的迁移转化有着重要的影响.本文以聚合氯化铝作为混凝剂,通过烧杯实验系统考察了紫外辐射对高岭土混凝过程的影响规律.结果表明,在中性和偏酸性环境下,紫外辐射对高岭土悬浊液的混凝过程具有一定的促进作用.当溶液pH、混凝剂投量以及辐射时间分别为7.0、30 mg·L~(-1)和2.0 h时,紫外辐射后高岭土在混凝出水中的去除率可由原来的81.05%增至93.90%.这可能与光辐射后高岭土结构中的—OH伸缩振动吸收强度降低,Si—O伸缩振动吸收峰和Si—O弯曲振动吸收峰有所增强有关,使得高岭土表面的活性位点(—OH)数量下降;宏观上表现为微粒表面所带负电性下降,有利于在混凝过程中脱稳沉降.然而,在碱性条件下,其沉降性能却略低于未经紫外辐射处理的水样.     

硝化污泥富集及其强化高氨氮冲击的中试研究

采用膜生物反应器（MBR）为富集装置,以预处理后的城市污水外加硫酸铵为培养基质,研究了温度、溶解氧、氨氮容积负荷、游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）等因子对硝化污泥富集的影响并核算富集成本,同时考察了该硝化污泥用于强化废水生物系统抗氨氮冲击能力的效果.结果表明,MBR中富集培养182 d后,污泥的硝化活性达到98.41 mg·（L·h）^-1,比启动时提高约30倍,硝化菌产量为14.96 mg·（L·d）^-1,富集1 kg硝化污泥成本为3.52元.温度是影响硝化污泥活性的主要因素,低于15.0℃时污泥的硝化活性降至最高值的三分之一,降低氨氮容积负荷在一定程度上可以减轻低温的影响.此外,溶解氧不足时,亚硝氮积累减缓了硝化菌富集速度.把上述富集的硝化污泥应用于受高氨氮负荷冲击的生物处理中试系统中,投加2%硝化污泥后,系统对氨氮的去除率由29.4%提高至88.4%;此后该系统在水温降至（13.3±1.6）℃时,氨氮去除率也能高达99.0%.上述中试结果显示了硝化污泥富集后用于生物强化废水生物处理系统、提高其硝化功能启动与恢复速度的可能性.     

紫外辐射对腐殖酸溶液理化性质及其混凝性能的影响

为探明紫外辐射对腐殖酸溶液在后续混凝过程的促进原理,系统考察了紫外辐射对腐殖酸溶液理化性质的影响规律,以及这些理化性质上的变化对腐殖酸混凝性能的影响.结果表明,经紫外辐射处理后,除Zeta电位外,腐殖酸溶液的p H、色度和黏度均呈现不同程度的下降趋势.进一步研究发现,黏度对腐殖酸溶液的混凝效果影响相对较弱.酸性条件下,腐殖酸溶液的混凝性能明显增加.Zeta电位的增加使得胶体之间更易聚集沉淀.此外,除了相对分子质量为10×10~3~30×10~3和小于1×10~3的腐殖酸所占比例增加外,低分子量腐殖酸所占比重也无明显改变,这可能是紫外辐射后腐殖酸溶液混凝性能不降反增的重要原因.     

间歇曝气式膜生物反应器对养猪沼液中兽用抗生素的去除特性

研究了间歇式膜生物反应器在不同进水碳氮比和有机负荷下对养猪沼液中11种兽用抗生素的去除特性,以及污泥中抗生素的含量变化.结果表明,水力停留时间(HRT)≥5 d、化学需氧量(COD)/总氮(TN)=2.1时,该膜生物反应器对抗生素和COD的去除率均较高,分别达到(79.1±0.7)%和(88.4±1.4)%;当HRT缩短至3 d时,虽然COD去除率不受影响,但抗生素的去除率明显下降;COD/TN从2.1降至0.7后,抗生素去除效率不受影响,但COD去除率明显降低.长污泥龄(SRT)下污泥中出现四环素类和喹诺酮类抗生素的持续积累,积累量随污泥龄的缩短而降低.污泥中的抗生素含量与组成受进水影响较大.     

工业区域土壤和地下水中挥发性氯代烃的污染现状与防治法规

我国城市工业迅速发展,以三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)为代表的挥发性氯代烃(volatile chlorinated hydro-carbons,VCHs)对土壤和地下水的污染也日益显著。城市建设过程中受VCHs污染的工业场址若直接再开发为住宅区、商业区、学校等公众场所将危害公众健康,因此,在这类土地转型利用前对污染场址的环境评价有着重要意义。概述了典型VCHs在国内外的生产使用情况;介绍了VCHs在工业城市土壤和地下水中污染分布的广泛性,以及我国工业污染防治的相关法规和环境质量标准,对我国VCHs排放标准的制定和污染控制有着重要的理论意义。     

Enhanced dechlorination of 2,4-dichlorophenol by recoverable Ni/Fe–Fe3O4 nanocomposites

Ni/Fe-Fe_3O_4 nanocomposites were synthesized for dechlorination of 2,4-dichlorophenol(2,4-DCP). The effects of the Ni content in Ni/Fe-Fe_3O_4 nanocomposites, solution pH, and common dissolved ions on the dechlorination efficiency were investigated, in addition to the reusability of the nanocomposites. The results showed that increasing content of Ni in Ni/Fe–Fe_3O_4 nanocomposites, from 1 to 5 wt.%, greatly increased the dechlorination efficiency; the Ni/Fe–Fe_3O_4 nanocomposites had much higher dechlorination efficiency than bare Ni/Fe nanoparticles. Ni content of 5 wt.% and initial p H below 6.0 was found to be the optimal conditions for the catalytic dechlorination of 2,4-DCP. Both 2,4-DCP and the intermediate product 2-chlorophenol(2-CP) were completely removed, and the concentration of the final product phenol was close to the theoretical phenol production from complete dechlorination of 20 mg/L of 2,4-DCP, after 3 hr reaction at initial p H value of 6.0,3 g/L Ni/Fe-Fe_3O_4 , 5 wt.% Ni content in the composite, and temperature of 22℃. 2,4-DCP dechlorination was enhanced by Cl-and inhibited by NO3-and SO_4~(2-). The nanocomposites were easily separated from the solution by an applied magnetic field. When the catalyst was reused, the removal efficiency of 2,4-DCP was almost 100% for the first seven uses, and gradually decreased to 75% in cycles 8–10. Therefore, the Ni/Fe–Fe_3O_4 nanocomposites can be considered as a potentially effective tool for remediation of pollution by 2,4-DCP.     

Fe0还原、芬顿氧化及其耦合技术去除染料厂剩余污泥中的AOX

染料废水中含有大量难生物降解的卤代有机物合成中间体,合成卤代有机物在废水的生物处理过程中容易被吸附到剩余污泥中,如不能妥善处理会引起生态健康风险。研究了零价铁还原、芬顿氧化及其组合技术对染料企业剩余污泥中AOX（可吸附有机卤代物）的去除效果,优化了处理条件,解析了去除机理。结果表明,铁粉投加量为5 g·L-1,厌氧反应30 d时,零价铁还原对污泥中AOX降解率仅为24.7%;Fe2+投加量0.059 mol·L-1,H2O2投加量0.89 mol·L-1,芬顿氧化1.5 h时,污泥中AOX去除率提高至73.7%;投加2 g·L-1的铁粉,还原30 d后再进行芬顿反应,则污泥中AOX去除率可达到90.3%。GC-MS分析结果表明,污泥中的主要AOX物质为2,6-二氯-4-硝基苯胺,该物质经过零价铁还原与芬顿氧化组合工艺处理后,比直接芬顿氧化能得到更有效的去除。