椰壳颗粒活性炭活化过硫酸钠预处理促进高固污泥水解产酸性能

为探究椰壳颗粒活性炭活化过硫酸钠(PS)预处理对高固污泥厌氧发酵水解产酸性能的影响,通过调节挥发性脂肪酸(VFAs)产量、溶解性化学需氧量(SCOD)、溶解性蛋白质及多糖等指标,探究了不同剂量颗粒活性炭(GAC)与PS预处理对高固污泥产酸发酵的最佳条件。结果表明,当PS和GAC投加量分别为1.50 mmol·g⁻¹(以总固体计)和0.65 g g⁻¹(以总固体计)时,在发酵前期产酸速率相比于对照组提高了341.43%,后续发酵过程中,VFAs最大产量相比于对照组提高了28.43%。其中,乙酸作为优质碳源,其质量浓度增加了48.98%;继续增加GAC剂量时,反应器厌氧发酵性能下降,其原因可能是过量GAC会消耗已生成的SO₄⁻·,降低污泥水解作用,同时GAC表面对VFAs的吸附也导致产酸量下降。三维荧光分析表明,在产酸量较高的反应器中,氨基酸、芳香族蛋白质等溶解性有机物的质量浓度较低,这说明适量椰壳颗粒活性炭活化PS预处理方式可提高高固厌氧发酵中微生物对于水解底物的利用率,从而提高污泥的厌氧产酸性能。本研究结果可为炭活化PS预处理技术在高固污泥厌氧消化中的应用提供参考。     

UV/H2O2/Fe-FeOxH2x-3和UV/H2O2工艺降解水中富里酸的研究

采用硼氢化钠还原法制备核-壳结构的Fe-FeOxH2x-3复合材料,研究了富里酸在UV/H2O2和UV/H2O2/Fe-FeOxH2x-3两种不同反应体系下的降解情况。结果表明,核-壳结构Fe-FeOxH2x-3的存在,提高了UV/H2O2降解富里酸的反应速率,TOC去除达到84%。采用XAD树脂吸附法对反应前后的富里酸进行化学分级表征,结果表明,富里酸经反应后憎水酸（HoA）、弱憎水酸（WHoA）和憎水中性物质（HoN）都有所减少,进而转化为亲水性物质（HiM）;用超滤膜法对富里酸进行物理分级表征,考察了富里酸在反应前后分子量分布的变化情况。同时,富里酸经过反应后生成的中间产物降低了三氯甲烷生成趋势。     

城市垃圾厌氧干发酵非甲烷菌群分布变化研究

为研究非甲烷菌的菌群分布随时间、空间变化对厌氧干发酵的影响,以城市垃圾为原料进行分析,同时测定pH值.结果表明,启动阶段好氧及兼性厌氧细菌属优势菌,其中产酸菌增殖速率高于氨化细菌,7 d达最大值2.95×109 MPN/mL,是启动阶段降解有机质的主要菌群,而氨化菌在15 d达最大值1.93×108 MPN/mL.随后厌氧细菌快速增殖并保持稳定,且仍是产酸菌占优势,15 d达最大值1.55×1010 MPN/mL.厌氧纤维素降解菌增殖较慢,发酵30 d不足105 MPN/mL,说明原料中纤维素降解在厌氧发酵后期.空间方面,好氧及兼性厌氧产酸菌在顶部中心最活跃,最大值是底部中心的1.4倍;厌氧产酸菌集中在底部,最大值是顶部的1.2倍.好氧氨化菌在中部中心增殖最多,厌氧氨化菌在中部边缘达最大值1.95×108 MPN/mL.纤维素降解菌在底部开始增殖.研究为提高干发酵反应效率和合理设计干发酵反应器提供有效参考数据.     

蒌蒿(Artemisia selengensis)根际耐镉产酸细菌的筛选鉴定及其生物学特性

根际细菌的筛选研究有助于构建有效的植物-微生物联合修复体系.采用稀释平板法从蒌蒿根际土壤中分离耐Cd产酸的根际细菌,并对菌株Pb2+、Cu2+和Sb3+的耐受性,分泌吲哚乙酸(IAA)、铁载体、解磷特性及对土壤中Cd的活化效果进行了测定,基于形态特性、生理生化测定和16S rDNA 序列分析对目标菌株进行了分类鉴定.结果表明,从蒌蒿根际土壤中分离到能耐50 mg/L镉浓度且产酸能力较强的根际细菌1株T3,菌株T3对Pb2+、Cu2+和Sb3+均具一定的耐受性,能分泌一定量的IAA和铁载体,但不具解磷特性,能明显增加土壤中有效态镉的含量,经鉴定可初步确定为芽孢杆菌属(Bacillus sp.).为进一步研究其在蒌蒿修复镉污染土壤中的作用奠定了基础.     

典型全氟烷基酸的光/电催化降解：性能提升策略与反应机制

全氟烷基酸(perfluoroalkyl acids,PFAAs)在全球水体中普遍存在,且对生物体和人体均具有潜在毒害作用,是近年来被广泛关注的主要污染物之一.水环境中PFAAs的去除和降解是降低其生态健康风险的重要手段,也是目前研究的焦点之一.PFAAs分子中所有C—H键均被C—F键取代,特殊的结构使PFAAs具有极高的化学稳定性,常规的氧化技术难以实现水环境中PFAAs的有效降解.光催化氧化和电催化氧化是目前处理难降解有机污染物的两种主要高级氧化技术,也是研究水环境中PFAAs降解去除的主流关键技术.以全氟辛基羧酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛基磺酸(perfluorooctane sulfo nates,PFOS)为研究PFAAs降解的两类典型代表,本文综述了近年来光催化氧化和电催化氧化两种技术在水相PFOA和PFOS降解研究的文献报道,对提高PFAAs降解效率所采用的主要技术改进策略及其背后的理论机制进行了梳理和总结.基于提高催化反应活性物质产率,增加活性反应位点和反应物传质效率以及提高反应体系稳定性等优化策略,对光催化中催化剂和电催化中电极...     

采用响应面优化酸浸法回收报废三元电池中有价金属的研究

为简化传统报废锂离子电池(LIBs)处理工艺,对报废镍钴锰三元(NCM)电池正极材料进行浸出处理,在单因素试验的基础上,利用响应面分析法分析浸出温度、抗坏血酸浓度、固液比和浸出时间对正极材料中Co、Li、Mn、Ni浸出率的影响。建立数学回归模型,分析因素间的交互作用。结果表明,各金属的回归方程模型均显著(p<0.05),R^2≥0.88,信噪比N>4,C.V.较低,可用于报废NCM电池中Co、Li、Mn、Ni浸出工艺的分析与预测,其中浸出温度和抗坏血酸浓度的交互作用对Li和Ni的浸出率影响最大。各金属浸出率的最佳工艺条件为:浸出温度69.26℃,抗坏血酸浓度1.24 mol/L,固液比31.30 g/L,浸出时间59.79 min。在此条件下,Co、Li、Mn、Ni浸出率分别为96.35%、92.53%、89.28%、56.32%。结合回归分析及可操作性原则,进行3次平行试验,试验结果与模型理论预测值接近。试验过程简单,处理方法对环境友好,有利于工业化生产。     

2008～2017年北京市PM2.5周期性变化特征与影响机制

利用Morlet小波方法分析北京市2008~2017年PM_2.5资料,结果表明,北京市PM_2.5浓度存在显著的日变化、周变化、以及季节和年变化周期性特征,并且秋冬季的周期性特征显著高于春夏季.结合气象资料,包括水平风速、大气边界层高度、以及大气稳定度指数等,分析PM_2.5不同周期性变化对应的主要影响机制表明：大气边界层过程是PM_2.5日变化的主要影响机制,导致PM_2.5浓度白天低、夜间高.秋冬季PM_2.5日变化幅度高于春夏季;天气过程是PM_2.5周变化的主要机制,PM_2.5浓度与天气变化过程带来的风速变化和边界层高度呈强反相关关系;PM_2.5的季节变化与大气扩散能力的季节变化密切相关,秋冬季减弱的大气扩散能力加速了PM_2.5在近地面累积,春夏季则相反.     

内源碳PHA的贮存对混合菌群耐低温特性的影响

本文研究碳源调控磷回收强化生物脱氮除磷（biological bio-nutrient removal-carbon regulation and phosphorus recovery,BBNR-CPR）反应器耐低温特性.不断降低BBNR-CPR反应器运行温度,发现BBNR-CPR反应器能够长期在低温（≤15℃）、低C/N比（<4.16）条件下稳定运行,维持总磷的平均去除率为91.20%,氨氮的平均去除率为81.10%,总氮的平均去除率为58.62%.随着运行时间的增加与温度的下降,BBNR-CPR反应器生物内膜具有脱氮除磷以及PHA贮存功能的种属Candidatus_Competibacter、Candidatus_Accumulibacter、Run-SP 154、Thauera、Candidatus_Nitrotoga的相对丰度不断提高,成为耐受低温条件的优势种属.在相同碳源浓度、合成PHA的时间一致的条件下,生物膜内PHA的合成量受温度影响;25、15和8℃合成的PHA量分别占生物膜干重的16.24%、11.49%和9.01%.预贮存PHA的生物膜具有耐受低温的能力;在高PHA水平,8℃和15℃的除磷效率分别为97.46%和100%,脱氮效率分别为55.15%和82.55%;而在低PHA水平,8℃和15℃的除磷效率分别为11.39%和35.02%,脱氮效率分别为0%和12.10%.     

吹扫捕集气质联机法测定水质丁基黄原酸

水质丁基黄原酸的测定通常采用铜试剂亚铜分光光度法。该方法具有操作繁琐、灵敏度低、线性范围窄、重现性差、低浓度样品容易受基体影响而干扰检测结果等缺点。采用吹扫捕集/气相色谱-质谱法测定水质丁基黄原酸,该方法具有操作简便、快捷、灵敏度高、精密度好等优点,检出限可以达到0.1 g/L,加标回收率可达90%以上,能够满足当前各类水质标准对丁基黄原酸的排放要求。     

Ag/Ag2O/g-C3N4/BiVO4复合光催化体系降解盐酸四环素机理研究

为提高钒酸铋(BiVO₄)对盐酸四环素(TC-HCl)在水溶液中的降解效率,以银基材料(Ag/Ag₂O)和石墨相氮化碳(g-C₃N₄)共同改性BiVO₄,通过水热法、煅烧法、湿浸渍法、沉淀和热分解法分步制备了Ag/Ag₂O/g-C₃N₄/BiVO₄四元复合材料;采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)及紫外-可见漫反射光谱法(UV-vis DRS)等方法对复合材料的形貌结构、元素分布及光学性质进行了表征. 结果表明:①沉积了Ag/Ag₂O粒子后,复合材料对TC-HCl的吸附能力显著提高. ②纳米Ag粒子的表面等离子体共振效应(SPR)以及g-C₃N₄的协同作用拓宽了光响应范围,表现出更好的光催化性能. ③相较于BiVO₄、g-C₃N₄及g-C₃N₄/BiVO₄,该复合材料对TC-HCl的降解效果最佳,降解率可达89.19%,且经过4次循环使用后仍能保持74.8%的降解率. ④UV-vis及XPS分析证明,该复合材料的可见光响应拓展至548 nm,可吸收更多可见光. ⑤体系自由基捕获试验证明,·O₂-和h+在光催化降解TC-HCl过程中发挥主要作用,且h+的作用大于·O₂-. 研究显示,Ag/Ag₂O/g-C₃N₄/BiVO₄是一种高效稳定的复合光催化剂,其在处理TC-HCl抗生素废水方面具有潜在的应用前景.