海藻酸钠-钙-铁凝胶球对Cr_2O_7~(2-)吸附的研究

本实验对海藻酸钠在氯化钙、氯化铁溶液中的成球特性,以及对SA-Ca、SA-Fe、SA-Ca-Fe凝胶球吸附Cr2O72-特性进行了研究。结果表明,SA-Ca凝胶球对Cr2O72-没有吸附能力,SA-Fe和SA-Ca-Fe凝胶球对Cr2O72-去除率均达到97%以上,但SA-Fe凝胶球成球性差,机械强度低,易碎。SA-Ca-Fe凝胶球吸附Cr2O72-符合Langmuir型,其最大吸附量为13.497mg/g。吸附属于单分子层吸附,凝胶球网络中的Fe3+与溶液中Cr2O72-发生化学反应,生成Fe2(Cr2O7)3。     

Fe^3＋掺杂TiO2纳米膜的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备出掺杂Fe^3＋的TiO2纳米膜,并用x射线衍射方法进行表征;探讨了金属离子铁离子掺杂对TiO2纳米膜光催化降解性能的影响;研究了TiO2纳米膜及掺杂改性的TiO2纳米膜对甲基兰的降解作用,同时还尝试不同掺杂的TiO2纳米膜的杀菌功能。实验结果表明通过掺杂Fe的TiO2纳米膜有优良的光催化降解性能。     

对氯苯酚电氧化过程中Pt电极的失活机制

利用线性伏安法、LC/MS和光谱技术研究了Pt电极在电化学氧化降解对氯苯酚过程中的失活现象.结果表明,由于电极表面的聚合反应, Pt电极会在短时间内失活.现场红外分析表明,电氧化过程中Pt电极在1200cm-1和1800cm-1,处分别出现了芳醚和羰基的特征吸收峰.提高对氯苯酚初始浓度和溶液pH均会加快电极的失活速率.对失活Pt电极的乙腈浸洗液进行LC/MS分析表明,电极表面形成的聚合物并不是具有单一结构的化合物,而是一些混合物,其形成的机理主要包括自由基之间的相互偶合、自由基与底物、中间产物或低聚物的取代反应等方式.     

活性污泥胞外聚合物提取动力学模型

为研究活性污泥胞外聚合物(EPS)提取过程中各参数间的基本关系及优化EPS提取过程,建立了EPS提取过程中浓度随时间变化的动力学模型,并通过前人研究数据和本次试验数据对模型进行验证.结果表明,模型对一些经典文献中的数据拟合效果较好,拟合系数(R2)均大于0.94.对MLSS为(1064.47±298.70)mg/L,MLVSS为(822±147)mg/L的活性污泥进行EPS提取, TOC和蛋白质的拟合效果较好,但多糖和DNA的拟合效果不理想.该模型可以大致估算试验中EPS的最大提取量及任一时间的EPS产量.     

Evaluation of the adsorption potential of titanium dioxide nanoparticles for arsenic removal

The adsorption potential of titanium dioxide (TiO2) nanoparticles for removing arsenic from drinking water was evaluated. Pure and iron-doped TiO2 particles are synthesized via sol-gel method. The synthesized TiO2 nanoparticles were then immobilized on ordinary sand for adsorption studies. Adsorption isotherms were conducted on the synthesized nanoparticles as well as the sand coated with TiO2 nanoparticles under varying conditions of air and light, namely, the air-sunlight (A-SL), air-light (AL), air-dark (AD) and nitrogen-dark (ND). X-Ray diffraction (XRD) analysis showed that the pure and the iron-doped TiO2 nanoparticles were in 100% anatase crystalline phase with crystal sizes of 108 and 65 nm, respectively.Adsorption of arsenic on the three adsorbents was non-linear that could be described by the Freundlich and Langmuir adsorption models. Iron doping enhanced the adsorption capacity of TiO2 nanoparticle by arresting its grain growth and making it visible light responsive resulting in a higher affinity for arsenic. Similarly, the arsenic removal by adsorption on the sand coated with TiO2 nanoparticles was the highest among the three types of sand used. In all cases, As(V) adsorbed more compared with As(III). Solution pH appeared to be the most important factor in controlling the amount of arsenic adsorbed.     

聚乙烯醇-海藻酸钠凝胶球去除废水中无机磷的研究

研究了聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)凝胶球对废水中无机磷的去除效率及吸附特性。研究结果表明:交联剂质量分数0.5%、pH=2为最佳实验条件;PVA-SA-Fe凝胶球和PVA-SA-Ca凝胶球吸附无机磷的吸附平衡时间为120min;PVA-SA-Ca-Fe凝胶球吸附平衡时间为240min,去除率高,超过90%;模拟污水pH值为9时,PVA-SA-Ca-Fe凝胶球的去除效果最好,可达到97.5%;PVA-SA-Ca-Fe凝胶球可以很好的再生利用,主要影响因素是盐酸和Fe3+。准二级动力学方程可以很好的描述PVA-SA-Ca-Fe凝胶球的吸附过程,主要受颗粒内扩散控制;Langmuir型吸附等温线可以较好的描述PVA-SA-Ca-Fe凝胶球对无机磷的吸附行为。     

陶瓷膜强化高钙镁油藏聚合物驱采出水处理工艺研究

高钙镁油藏聚合物驱采出水中高浓度的水解型聚丙烯酰胺（HPAM）,易造成常规“隔油-混凝-过滤/气浮”工艺出水水质恶化和滤料堵塞,因此亟须开发高钙镁油藏聚合物驱采出水处理技术与方法。陶瓷膜因其良好的出水水质和抗污染、耐酸碱清洗等优势在油气田废水处理中日益受到重视。基于高钙镁油藏采出水中HPAM浓度高的难题,以提高出水水质和工艺稳定运行为目的,研究了化学絮凝和臭氧氧化+化学絮凝预处理对陶瓷膜出水水质和膜污染的影响。结果表明:HPAM浓度为500 mg/L的模拟采出水经化学絮凝和臭氧氧化+化学絮凝2种预处理工艺,均能有效地减缓陶瓷膜的污染并提高陶瓷膜出水水质,其中臭氧氧化+化学絮凝+陶瓷膜过滤工艺处理后,出水油含量低于10 mg/L,粒径中值<0.8μm,出水水质符合SY/T 5329—2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》油藏地层空气平均渗透率>0.05μm2的要求,说明臭氧氧化+化学絮凝+陶瓷膜工艺处理高聚合物浓度采出水的可行性。     

提盐速率对序批式生物反应器性能和微生物群落结构的影响

使用序批式生物反应器驯化耐盐活性污泥,探究提盐速率对污染物去除效果、活性污泥特性和微生物群落结构的影响.结果表明,快速提升盐度至30‰（30 d内提升盐度）,COD和NH₄⁺-N去除率均出现明显下降,由最初的85.5%和98.5%,分别降低至72.2%和81.7%;缓慢提升盐度至30‰（90 d内提升盐度）,COD和NH₄⁺-N去除率受盐度影响较小,表现出良好的去除性能.在缓慢提升盐度过程中,盐度为20‰,出水NO₂^--N升高至11.13 mg·L^-1,NO₃^--N降低为0.56 mg·L^-1,实现短程硝化;盐度为30‰,亚硝酸盐积累率约为90%,TN去除率升高至75%左右.随着盐度升高,胞外聚合物中多糖和蛋白质的含量不断增加,当盐度高于15‰时,多糖明显增加.高通量测序结果表明,经快速提盐和缓慢提盐驯化,微生物多样性明显下降,Shannon指数由8.06分别降为4.34和6.17.随着盐度增加,Micropruina、Denitromonas、TM7a和Marinicella表现出良好的耐盐特性.经快速提盐驯化后,Denitratisoma、Defluviimonas、Arenimonas和Denitromonas等反硝化菌的相对丰度明显减少.     

生物炭对污泥特征及污水脱氮除磷的影响探究

为探究生物炭对活性污泥特征及脱氮除磷的影响,该文在中温条件下,采用序批式反应器,考察了不同类型基质生物炭对活性污泥处理城镇低C/N废水的影响。结果表明,生物炭降低了污泥体积指数,提高了混合液挥发性悬浮固体,利于微生物的增殖。此外,生物炭提高了活性污泥胞外聚合物(EPS)含量,在鸡粪生物炭、玉米秸秆生物炭和污泥生物炭存在的组别内,EPS的含量分别升高至41.3、46.5和39.8 mg/g,显著高于对照组。生物炭主要提高了EPS内蛋白质(PN)的含量,而对多糖(PS)含量影响不显著,进而提高了PN/PS。生物炭强化了活性污泥对氨氮及总磷的去除,而对化学需氧量的影响不显著。生物炭作为载体微生物提供良好附着进而提高微生物活性,此外,生物炭能吸附氨氮与总磷。     

污泥EPS高值、高效提取与回收技术发展趋势

污泥有机质（特别是胞外聚合物,EPS）高值产品回收将会推动污水/污泥资源化.然而,EPS典型提取方法效率较低、回收产物成分复杂,限制了EPS目标物质的高效提取、降低了回收物的潜在高值应用.为此,探究高值、高效EPS提取/回收技术极为重要.这就需要改变目前典型的"笼统"EPS提取方法,将"胞外多糖"和"胞外蛋白"这样的模糊提取物（实为"有机物混合物"）转变为单目标物质（如类藻酸盐物质、酸溶性EPS、硫酸盐多糖、淀粉样蛋白质以及透明质酸等）或多目标物质（依靠物理、化学性质差异分离、提纯）,实现产物的定向提取并保证其纯度,从而使回收产物获得高值利用.另一方面,把握进水水质、营养物负荷以及运行环境对污泥EPS形成的影响亦十分重要;同时,需要鉴定易形成EPS的优势菌并掌握其生理、生化特征,这对通过污水处理运行而"原位"增加EPS污泥本底含量具有非常重要的意义.此外,还需要针对高值组分进一步发展优化提取方法（如添加表面活性剂等）,以实现回收物高效提取与高值回收利用.