磁性硅球对SBR活性污泥脱氮除磷性能的影响

为研究磁性硅球(Fe_3O_4@SiO_2)对序批式活性污泥反应器(SBR)污水处理系统中脱氮除磷性能的影响,建立了3个相同的SBR(编号依次为1号、2号和3号),在2号和3号反应器中分别投加0.5 g·L~(-1)的纳米Fe_3O_4和Fe_3O_4@SiO_2,1号反应器为不投加任何磁性材料的对照组。结果表明:Fe_3O_4@SiO_2对SBR中的污泥性能有显著的影响,3号反应器在运行20 d时,反应器内活性污泥结构完整,饱满密实,污泥粒径多集中分布在0.3～1.0 mm,颗粒化现象明显,而1号反应器无明显颗粒污泥,2号反应器虽能看到有少部分的颗粒污泥,但分布不均匀;Fe_3O_4@SiO_2对污泥胞外蛋白(PN)、胞外多糖(PS)的含量有促进作用,并能改善污泥的沉降性能,第70天时,3号反应器内PN和PS含量分别为318.89 mg·g~(-1)和28.51 mg·g~(-1),污泥沉降指数(SVI)为35.22 mL·g~(-1),性能优于1号和2号反应器;在除污方面,2号和3号反应器对污水总氮(TN)和总磷(TP)去除率比1号反应器分别提升了10.80%、15.20%和9.40%、12.40%,3号反应器表现出最高的脱氮除磷性能;此外,在典型周期内,3号反应器对氮素及磷的去除速率明显高于1号反应器,在240 min内,1号和3号反应器对TN去除速率分别为4.56 mg·(L·h)~(-1)和5.84 mg·(L·h)~(-1),对TP去除速率分别为0.44 mg·(L·h)~(-1)和0.51 mg·(L·h)~(-1)。由此可见,经SiO2包覆后所制备的Fe_3O_4@SiO_2,提高了其在水体的分散性,增大了与污泥的接触程度,极大促进了污泥经磁聚、吸附作用富集到其表面形成颗粒污泥,并利于脱氮除磷等微生物截留和附着,提高活性污泥反应系统的脱氮除磷效果和去除速率。以上结果可为进一步探索磁性纳米材料对SBR活性污泥脱氮除磷性能影响提供参考。     

硅氢氯化法生产三氯氢硅清洁生产评价指标体系

以国内先进企业的数据为基准值,采用层次分析法建立了由定量和定性两部分评价指标构成的硅氢氯化法生产三氯氢硅清洁生产评价指标体系,确定了评价指标体系准则层、指标层各定量指标权重值及定性指标分值,介绍了定量评价指标和定性评价指标的考核评分计算方法和综合评价指数的计算方法。应用该评价指标体系,对某三氯氢硅生产企业进行了实例评价,结果表明该评价指标体系能较好的反映三氯氢硅企业的清洁生产水平。     

Si-FeOOH催化臭氧氧化法降解苯胺

通过掺杂Si提高FeOOH的机械强度,制备无定型Si-FeOOH,并用于催化臭氧氧化降解苯胺。考察了n(Si)∶n(Fe)、Si-FeOOH加入量、溶液p H、初始苯胺质量浓度等因素对苯胺去除率的影响,并研究了SiFeOOH的重复利用效果与铁离子的溶出情况。实验结果表明:Si-FeOOH对臭氧氧化降解苯胺具有明显的催化作用,Si-FeOOH催化臭氧氧化对苯胺的降解效果明显高于单独臭氧氧化和FeOOH催化臭氧氧化;在溶液p H为11、Si-FeOOH加入量为1.0 g/L、n(Si)∶n(Fe)=0.55的最佳降解条件下处理初始苯胺质量浓度为300 mg/L的苯胺溶液,降解10 min后,苯胺去除率可达100%;Si-FeOOH催化剂经5次重复使用后,苯胺的去除率仍高达97.8%,且铁离子的溶出量明显低于FeOOH。     

MCM-41介孔分子筛的合成及其对铜离子的吸附性能

以微硅粉为硅源,CTAB和PEG-6000为模板剂,合成MCM-41介孔分子筛。采用XRD、N2吸附-脱附曲线、FT—IR以及TEM表征了其结构、比表面积、孔径分布及晶体形貌,并且以该样品为吸附剂,对含Cu2＋的溶液进行了静态吸附实验。结果表明,以微硅粉为硅源成功合成了具有典型六方排列孔道结构的MCM-41,其比表面积为869．5m。／g,孔容为0．97cm3／g,平均孔径为3．3nm;溶液pH为5—6时,MCM-41对Cu2＋的去除效果最好;MCM-41对Cu3＋的最大吸附吸附容量36．3mg／g;MCM-41对Cu2＋的吸附性能符合Langmuir吸附方程的特征。动力学研究表明,该过程符合准二级动力学模型。     

新型硅镁胶（MgO·2SiO2）对模拟放射性废水中CO2＋的吸附性能

以泡花碱和氯化镁为原料合成出了一种新型硅镁胶（MgO-2SiO2）吸附材料,用傅里叶红外光谱仪对其进行了表征,并对模拟放射性废水中的Co2＋进行吸附实验。结果表明,控制合成pH在10．50～11．00,可以得到目标硅镁胶（MgO·2SiO2）,在460cm-1处出现了较强的吸收峰,这是由Mg-O伸缩振动和si—Mg-O弯曲振动引起。在500℃焙烧4h后,可以得到吸附性能良好的硅镁胶,随着溶液pit的升高,去除率增大,在pH为4～8时达到最大。25％时,最大吸附量可达135．5mg／g,吸附过程符合Langmuir等温吸附方程和准二级动力学方程。重复使用4次,对Co2＋的吸附量仍然达到130mg／g,说明硅镁胶是一种可重复利用的吸附剂。     

Factors effecting aluminum speciation in drinking water by laboratory research

Effects of aluminum on water distribution system and human health mainly attribute to its speciation in drinking water. Laboratory experiments were performed to investigate factors that may influence aluminum speciation in water supply system. The concentration of soluble aluminum and its transformation among other aluminum species were mainly controlled by kinetics processes of related reactions. Total aluminum concentration had a notable e ect on the concentrations of mononuclear and soluble aluminum in the first 4 day; then its e ect became weak. At pH above 7.50, both fluoride and orthophosphate had little e ect on aluminum speciation; while, when the solution pH was below 7.50, the concentrations of mononuclear and soluble aluminum were proportional to the concentration of fluoride and inversely proportional to the concentration of orthophosphate. Both mononuclear and polynuclear silicic acids could complex with mononuclear aluminum by forming soluble aluminosilicates. In addition, the adding sequence of orthophosphate and aluminum into drinking water would also a ect the distribution of aluminum species in the first 4 day. In order to minimize aluminum bioavailability in drinking water, it was suggested that orthophosphate should be added prior to coagulant process, and that the concentrations of fluoride and silicic acids should be controlled below 2.0 and 25 mg/L, respectively, prior to the treatment. The solution pH in coagulation and filtration processes should be controlled in the range of 6.50–7.50.     

施硅对水稻铁膜砷固定和体内砷转运的影响

水稻铁膜对砷(As)的固定及其体内As的转运深刻影响着糙米中As的累积.施硅(Si)能够抑制水稻对As的累积,然而,施Si如何调控铁膜对As的固定和水稻各部位的As向糙米的转运,相关机制目前尚未十分清楚.以As超标土壤中的水稻铁膜为研究对象,通过开展不同Si处理水平的土壤盆栽试验,研究施Si对水稻根表铁膜固定As和各组织器官中As向糙米转运的影响及作用机制.结果表明,Si2(0.66 g·kg^-1)处理显著提高了水稻根系CAT(1.81倍)、SOD(7.98倍)和POD(1.25倍)酶活性,增加了铁膜中的DCB-Fe含量(44.35%),提高了铁膜的表面粗糙度(108.91%),导致铁膜的DCB-As含量明显升高(88.32%);而且,Si2处理显著增加了水稻根中As的累积率,降低了根和叶对As的转运能力,最终导致糙米中As含量的显著降低(53.12%).施Si增强水稻根表铁膜对As固定的原因可归结于Si促进铁膜的形成和增大铁膜的表面粗糙度,而施Si抑制根和叶中As向糙米的转运则可能与Si竞争水稻体内As的转运蛋白,促进As-巯基络合物形成以及增强As液泡区隔化等...     

贵州高原红枫湖水体理化特征与碳氮硅的时空分布研究

通过分析贵州红枫湖不同水文期水体理化特征与碳氮硅含量的时空分布,以期揭示西南山区深水性湖库水环境质量的周期性变化规律。结果表明,在平水期和枯水期,红枫湖水温、pH值、溶解氧、叶绿素a含量等水体上下层变幅较小,丰水期水深6 m左右有明显的分层现象,以溶解氧最为典型,分层期底层水中溶解氧降至1.0 mg/L以下。受外源有机物大量输入和湖内藻类生长的双重影响,丰水期湖泊中DOC含量较平水期和枯水期高。NO_3~--N和DON分别占TDN的23.3%~89.4%、7.4%~26.7%。夏季湖水底层滞水带缺氧条件有利于NH_4~+-N和NO_2~--N的生成,并导致溶解态硅的含量增高。相关性分析表明,贵州高原深水性湖库的季节性水质恶化事件与夏秋季节水体分层结构失稳密切相关。     

施硅对高浓度Cd污染土壤中水稻植株Cd积累与分配的调控

为了评估施硅处理对Cd在水稻(Oryza sativa. L)体内迁移的影响,通过外源添加Cd(CdCl₂)制成w(Cd)为50、100 mg/kg的污染土壤,采用盆栽试验研究不同施硅量〔w(Si)分别为0、28、56 mg/kg〕对Cd污染土壤中水稻(以华航丝苗和黄华占为例)植株中Cd积累与分配的影响. 结果表明:施硅处理可明显影响水稻根部w(Cd),表现为增加华航丝苗根部w(Cd)、降低黄花占根部w(Cd),但两个品种根部Cd累积量均呈增加趋势. 施硅处理后华航丝苗和黄华占的叶、谷壳、糊粉层及精米中w(Cd)、Cd累积量均呈降低趋势,并且在施硅量为56 mg/kg时显著降低;施硅处理显著降低了华航丝苗和黄华占茎中w(Cd)以及华航丝苗茎中Cd累积量,同时增加了黄花占茎中Cd累积量. 施硅可显著降低精米中w(Cd),在w(Cd)为50和100 mg/kg的Cd污染水平下,华航丝苗和黄华占精米中w(Cd)较未施硅处理下的最大降幅分别达到32.49%、53.77%和24.73%、20.67%. 施硅对水稻植株各器官的Cd富集系数、转移系数和分配系数都有一定影响,施硅处理下水稻植株地上部各器官的Cd富集系数和转移系数均呈降低趋势,根部Cd分配比例显著增加. 研究显示,施硅对高浓度Cd污染土壤中水稻植株Cd积累与分配有一定调节作用,并因土壤中w(Cd)、施硅量、水稻品种及稻株器官的不同而存在差异.      

多孔Fe-Si电极电催化还原硝酸根离子

水体硝酸盐污染已成为一个日益严重的问题。以多孔Fe和Fe-Si合金为阴极,Ti/IrO_2为阳极构建电解系统,对模拟废水(100 mg·L~(-1)NO_3~--N+500 mg·L~(-1)NaCl+500 mg·L~(-1)Na2SO4)进行电解以去除其中的硝酸根离子,并研究了多孔Fe-Si合金在电解过程中的稳定性。实验结果表明,增大电流密度有利于提高NO_3~--N和总氮的去除效率。当电流密度为40 mA·cm~(-2)时,以多孔Fe为阴极,几乎无副产物产生,NO_3~--N和总氮去除率均为94.3%,但电解完成之后Fe电极腐蚀严重,溶液中铁离子浓度达1 418 mg·L~(-1)。而以多孔Fe-Si为阴极时,随合金中硅含量增加,NO_3~--N和总氮去除率均呈下降趋势,但电极稳定性显著提高,电解完成之后溶液中Fe离子浓度显著下降。当Fe-Si合金中硅原子百分比为50%时,NO_3~--N和总氮去除率均为78.8%,此时溶液中Fe离子浓度仅为41 mg·L~(-1)。多孔Fe-Si合金作为阴极还原硝酸根离子时,具有较高的硝酸根去除率和良好的稳定性,应用前景较好。