基于不同自由基的高级氧化技术对水中诺氟沙星的去除效果

抗生素在水中的赋存浓度较低,难以被常规的城市污水处理系统有效去除。考察了紫外光联合氯(UV/氯)、双氧水(UV/H2O2)、过硫酸盐(UV/PS) 3种高级氧化体系对诺氟沙星(NFX)的去除效果。结果表明:UV/氯体系降解NFX相比于其他2种具有显著的高效性,当溶液初始pH为7、氯浓度为30 μmol/L时,NFX在2 min内的去除率可达98.67%,相同氧化剂浓度下,UV/H2O2和UV/PS体系10 min内对NFX的去除率仅为41.41%和65.73%;对于UV/氯体系,NFX的去除率随氯浓度的升高而上升,同时考虑成本,最优氯浓度为30 μmol/L;pH影响3种体系对NFX的去除速率,但效果不同,对于UV/氯体系,强碱性条件有利于NFX的去除,对于UV/H2O2和UV/PS体系,中性及弱碱性更有利于NFX的去除;水体基质Cl-对UV/氯体系去除NFX有抑制作用,但对UV/H2O2和UV/PS体系影响不大; HCO 3 - 对3种体系去除NFX均有抑制作用。     

天津津南污泥处理厂两段式PN/A工艺处理污泥脱水液的成功启动与运行分析

污泥脱水液的经济高效脱氮处理已成为污水处理中的重要环节。依托天津津南污泥处理厂采用两段式部分亚硝化/厌氧氨氧化（PN/A）脱氮工艺处理污泥脱水液,在35 ℃下,对工程规模的工艺启动和稳定运行特性进行了研究。结果表明：接种活性污泥可成功启动部分亚硝化（PN）反应器,PN反应器出水${\rm{NO}}_2^{-} $-N/${\rm{NH}}_4^{+} $-N为1.1时,可实现anammox系统的快速启动与稳运行;出水${\rm{NO}}_2^{-} $-N/${\rm{NH}}_4^{+} $-N过高会造成anammox系统的不稳定行和厌氧氨氧化菌的抑制;anammox系统在进水TN为（821±102）mg·L⁻¹,氮负荷为0.16 g·(L·d)⁻¹的条件下可实现86.0%的稳定脱氮率;出水${\rm{NO}}_2^{-} $-N为35 mg·L⁻¹可作为anammox系统稳定运行的调控依据。以上研究结果可为两段式PN/A工艺在污泥脱水液脱氮处理的工程应用提供参考。     

基于MBBR技术的白酒窖底废水与低C/N生活污水协同处理系统的构建及功能微生物分析

为解决低C/N污水和高浓度白酒废水(HCBW)处理所面临的问题,采用移动床生物膜反应器(MBBR),构建了白酒窖底废水与模拟低C/N生活污水协同处理系统,以改性海绵填料和流化床填料分别探究HCBW作为反硝化外加碳源对低C/N生活污水处理的影响。结果表明：海绵填料协同处理系统(A1)对COD、${\rm{NH}}_4^+ $-N、TN和色度的平均去除率分别为91.29%、99.08%、89.81%和80.66%,流化床填料系统(A2)的平均去除率分别为90.51%、98.58%、75.73%和76.07%,改性海绵填料的去除效果优于流化床填料;混合废水经过MBBR系统处理后,${\rm{NH}}_4^+ $和TN得到了有效去除,出水中的醇类、硫酸盐和磷酸盐物质的相对比例有一定程度增加;协同处理系统A1和A2的硝化优势菌属均为Nakamurella、Nitrospira,反硝化优势菌属均为Amaricoccus、Dokdonella和Thermomonas,可能参与有机物去除的优势功能菌属均为Micropruina。通过功能预测得出：协同处理系统A1、A2中的主要代谢通路均为氨基酸代谢、碳水化合物代谢和能量代谢,主要的环境信息处理通路均为复制与修复和转译,主要的遗传信息处理通路均为膜运输。以上研究结果可为HCBW的资源化利用、低C/N生活污水处理提供参考。     

活性污泥脱水性能与电化学阻抗谱参数的关联特性

为探究FeCl₃混凝调理过程中活性污泥脱水性能与电化学阻抗谱参数的关联关系,选取北京3座污水处理厂的剩余活性污泥,研究不同调理投药量下活性污泥的毛细吸水时间(CST)、比阻(SRF)、抽滤含水率、Zeta电位、电导率以及电化学阻抗等指标的变化,通过Pearson相关性分析讨论污泥脱水性能与阻抗谱参数(d_s/f_c)的相关性,并探讨d_s/f_c预测污泥脱水性能的可行性。实验结果表明,FeCl₃调理活性污泥的较适投加量为100 mg·g^-1;超过100 mg·g^-1时,活性污泥CST、SRF、抽滤含水率基本不再下降,Zeta电位却缓慢升高;电化学阻抗Z则随着投加量的增加而持续下降,且Nyquist图中高频区半圆面积减小,这表明电子更易转移、污泥更易导电。相关性分析表明,活性污泥的脱水性能均与d_s/f_c呈显著正相关(r > 0.639,p < 0.01);3种活性污泥CST、SRF、抽滤含水率分别与d_s/f_c的线性回归结果显示它们之间呈线性关系,且线性方程斜率为正值(R² > 0.921,p < 0.01)。上述研究结果表明,活性污泥的d_s/f_c参数可以作为指示脱水性能的潜在指标。本研究结果可为污泥减量化技术提供参考。     

基于固态碳源的同步硝化反硝化反应器对海水养殖废水中氮的去除性能

通过批次实验考察了非生物作用下3-羟基丁酸/戊酸酯共聚物(PHBV)的有机碳释放规律;以PHBV颗粒和陶粒作为填料建立了填充柱生物膜反应器,并通过长期(90 d)运行考察了其对海水养殖废水中氮的去除性能。结果表明,非生物作用下PHBV难以向水体中释放有机碳;以PHBV作为固态碳源的生物膜反应器可以实现同步硝化反硝化。反应器运行状态(HRT为2 h)稳定后,氨氮和总氮的去除率分别为(91.8±1.3)%和(87.5±2.2)%,硝化速率和反硝化速率分别为0.11 g·(L·d)⁻¹和0.20 g·(L·d)⁻¹。填充柱沿水流方向可以分为2个区段,0~20 cm柱体内主要进行同步硝化反硝化过程,20~100 cm柱体内主要进行反硝化过程;反应器中微弱的亚硝酸盐积累可以归因于短程反硝化。以上研究成果可以为海水养殖业绿色发展提供参考。     

3种制备方法对Mn-Ce/TiO2催化剂的性能影响及成本分析

制备方法对催化剂的性能和成本有重要影响。选择共沉淀法、浸渍法和溶胶凝胶法制备Mn-Ce/TiO₂催化剂,在90~220 ℃对比测试不同方法制得催化剂样品的低温SCR性能,利用BET、SEM、XRD、FT-IR、H₂-TPR和NH₃-TPD分析样品的物理化学性质,并对3种方法的实验室制备过程进行成本分析。结果表明：共沉淀法和浸渍法制备的催化剂低温SCR性能均较好,在反应温度为150 ℃的条件下,催化剂的脱硝效率达到100%;制备方法不仅会影响催化剂的比表面积、表面形貌,还会对催化剂的氧化还原能力和表面酸性位产生影响;成本由低到高依次为浸渍法、溶胶凝胶法、共沉淀法。3种方法制得同样质量的催化剂时,采用浸渍法所消耗的药剂最少,而且浸渍法制备过程最短,操作最简单。本研究可为锰基低温脱硝催化剂的制备提供参考。     

Pt-CuMnCeOx/堇青石微波催化燃烧VOCs性能

微波催化燃烧是一项新的VOCs处理技术,提升VOCs处理效率的关键在于开发催化活性更高、性能更稳定的催化剂。将贵金属Pt与铜锰铈金属氧化物复合制备了Pt-CuMnCeO_x/堇青石催化剂,SEM、BET和XRD表征基础上测试催化剂对双组分VOCs-甲苯和乙酸乙酯的催化活性与稳定性。研究表明,Pt的复合提高了催化剂表面活性颗粒的分散性,增大了催化剂的比表面积和孔体积,升高了铜锰价态而提高了催化剂的低温催化活性。微波功率40 W时,Pt-CuMnCeO_x/堇青石催化剂的甲苯和乙酸乙酯的降解效率高出CuMnCeO_x/堇青石16%和11%;微波功率70 W时,Pt-CuMnCeO_x/堇青石催化剂可完全去除甲苯和乙酸乙酯,总VOCs去除率达97%左右且活性保持稳定。本研究结果可为微波催化燃烧VOCs技术提供参考。     

羟胺/EDTA协同强化芬顿反应的机理与动力学

经典芬顿反应(Fe²⁺/H₂O₂)在实际水处理中存在pH响应范围窄、亚铁盐投加量大和铁泥产量高等技术瓶颈问题。改用乙二胺四乙酸(EDTA)络合的亚铁离子(Fe²⁺-EDTA)做引发剂后,pH响应范围明显扩大,然而也引入了有机二次污染,同时提高了溶解铁的去除难度。在Fe²⁺-EDTA/H₂O₂体系中投加还原性的羟胺(HA),可将失活的Fe³⁺-EDTA转化成具有活性的Fe²⁺-EDTA,从而实现低铁投加量/低EDTA投加量条件下有机污染物的消除。结果表明：以伊文思蓝为模型污染物,HA/EDTA/芬顿体系的pH范围可扩大至7.0~9.0;铁离子和EDTA的最佳投料比为1∶1,H₂O₂的最佳投加量为0.5 mmol∙L⁻¹,HA的最佳投加量为0.1 mmol∙L⁻¹; HA/EDTA/芬顿体系中主要的活性物质为羟基自由基(·OH);苯基甲基亚砜(PMSO)的降解路径分析则证明了新体系中高价铁(Fe^IV)几乎不起任何作用。以上结果表明,将羟胺引入EDTA/芬顿体系后可同步降低铁离子与络合剂的使用量,故此体系改变了络合剂强化的芬顿反应中药剂投加量过大与后续铁离子不好处置的问题,可为进一步拓展芬顿反应的应用范围提供参考。     

Ni foam/Cu电极电催化还原硝酸盐氮

采用恒流电沉积法制备了泡沫镍/铜（Ni foam/Cu）电极.以Ni foam/Cu电极为阴极、Ti/RuO₂-Ir₂O₃电极为阳极构建电解体系,对水中硝酸盐氮进行电催化还原处理.并研究了电解质对总氮和氨氮去除率的影响和电极的稳定性.在一定范围内,增大电解质NaCl的浓度可以提高总氮和氨氮去除率.当NaCl浓度为0.5 g·L^-1时,在电解电流密度为8 mA·cm^-2的条件下对100 mg·L^-1 NO₃^--N溶液进行6次重复电解实验,2.5 h后硝酸盐氮去除率均可以达到94.5%以上.当NaCl浓度为1.25 g·L^-1时,在电解电流密度为8 mA·cm^-2的条件下对100 mg·L^-1 NO₃^--N溶液电解2.5 h,出水中氨氮浓度只有2.90 mg·L^-1,总氮去除率达到79....     

砷化合物的摄入调控机制

流行病学结果显示慢性砷暴露可导致人群罹患皮肤癌、膀胱癌、肺癌等恶性疾病,但其致毒/癌机制尚不明确.目前关于砷暴露致毒/癌机理的讨论主要集中在砷的胞内作用途径,而较少关注砷摄入调控过程对其暴露致毒/癌的贡献.在生理条件下,部分砷化合物由于结构与磷酸根、葡萄糖、甘油等天然底物相近,可借由相应的载体被细胞摄入,摄入途径和效率存在显著的砷形态依赖性.此外,砷化合物的生物毒性效应与其赋存形态直接相关.可见,砷的摄入调控对于砷的暴露致毒/癌具有重要作用.本文主要综述了在哺乳动物体系中不同砷形态的摄入载体、载体调控及对应的砷摄入分布、效率和暴露毒性,在此基础上,强调了以往在砷致毒/癌机制研究中被忽视的砷摄入调控途径.然而,砷摄入调控过程中的诸多重要环节如砷胁迫下的摄入启动和调控机制等都是空白,需进一步系统深入地研究,为深入理解砷的致毒机制提供了新的视角和研究思路.