硫酸盐生物还原的限制性生态因子的影响研究

利用厌氧颗粒污泥对烟气中SO2吸收生成的硫酸盐或亚硫酸盐废水进行处理,考察起始SO4^2-质量浓度、初始COD／SO4^2-、初始pH、接种污泥质量、亚铁离子等限制性生态因子对硫酸盐还原的影响。结果表明：在起始SO4^2-质量浓度800mg／L,初始COD／SO4^2-为3．0,pH值为7．0,接种污泥质量为31．10gVSS／L,添加亚铁离子的条件下,进行半连续试验,硫酸根去除率可迭70％。表明在COD／SO4^2-较低的条件下,各生态因子综合作用下,硫酸盐还原可得较好效果。     

融合多源时空数据的地下水硫酸盐预测模型

准确预测地下水SO₄ ^2-空间变化趋势对改善地下水质量、提高区域地下水管理水平具有重要意义.以2011、2014、2017和2020年叶尔羌河流域平原区土地覆盖数据、土壤参数数据、数字高程数据等多源时空数据和地下水pH值为特征变量,分析其与地下水SO₄ ^2-浓度的相关性,利用贝叶斯优化算法优化随机森林回归,建立BOA-RFR模型,并基于BOA-RFR模型对特征变量进行重要性分析,对模型预测精度进行评价,最后生成地下水SO₄ ^2-预测图.结果表明,pH值、地面高程（GE）和贡献区荒地（BAR）面积占比作为影响地下水水化学组分的重要参数,与地下水SO₄ ^2-浓度均呈现极显著负相关,对地下水SO₄ ^2-浓度预测的重要度均大于25 %;地统计插值方法作为空间分布预测建模的辅助手段,加入辅助样本后的BOA-RFR模型,地下水SO₄ ^2-浓度预测的R²均大于0.96,且多辅助样本构建模型的RMSE和MAE最大值较少样本模型的最小值分别降低了4.7 %和23.8 %;在地下水SO₄ ^2-浓度预测中,高SO₄ ^2-地下水向叶尔羌河流域平原区东北部富集,且面积呈扩张趋势.     

预磁化零价铁活化过硫酸盐体系降解双氯芬酸钠

双氯芬酸钠(diclofenac sodium,DCF)是一种常用的消炎止痛药,已在地下水、地表水和饮用水中被广泛检出,成为一种新型微量污染物,具有潜在危害,基于此,采用预磁化零价铁/过硫酸盐(Pre-Fe~0/PS)和零价铁/过硫酸盐(Fe~0/PS)2种体系对DCF进行降解。考察了过硫酸盐(PS)投加量、零价铁投加量、初始pH对2种体系降解DCF的影响,探究了2种体系中铁离子的产生情况和pH的变化,并利用ESR技术检测了体系中生成的自由基。结果表明,与Fe~0/PS体系相比,在不同PS量(0.125～1.0 mmol·L~(-1))、 Fe~0量(0.125～1.0 mmol·L~(-1))和初始pH3.0～10.0下,Pre-Fe~0/PS体系对DCF的降解速率常数提高了2.1～6.2倍;Pre-Fe~0/PS体系中会产生更多的铁离子,且在反应过程中pH下降更快;Pre-Fe~0/PS体系比Fe~0/PS体系产生更多的SO·4-和·OH,且能在较长的时间保持较高的浓度。Pre-Fe~0/PS体系降解DCF可以适用更宽的pH范围,是DCF废水处理的有效途径。     

纳米铁酸铜催化剂活化过一硫酸盐降解苯胺废水

使用溶胶凝胶法制备纳米铁酸铜催化剂,并用于活化过一硫酸盐催化降解苯胺废水。探究了纳米铁酸铜投加量、过一硫酸盐投加量和pH对苯胺降解率的影响。结果表明,在纳米铁酸铜投加量为2.0g/L、过一硫酸盐投加量为0.2g/L、pH=7.0的条件下,纳米铁酸铜活化过一硫酸盐催化降解苯胺废水的效果最好,反应60min,100mL质量浓度为10mg/L的苯胺降解率可达99%。纳米铁酸铜在反应过程中的总铁溶出量仅为0.87mg/L,总铜溶出量仅为0.03mg/L。苯胺的降解途径:一是苯胺中的氨基被自由基攻击,生成亚硝基苯,继续氧化生成硝基苯,然后开环矿化为CO_2和H_2O;二是氨基对位苯环上的氢原子被羟基取代生成对羟基苯胺,对羟基苯胺被自由基攻击生成亚氨基苯醌,进一步反应生成对苯醌,然后开环矿化为CO_2和H_2O。     

紫外活化过硫酸盐/甲酸体系还原水中Cr(Ⅵ)机理及影响因素

采用紫外活化过硫酸盐/甲酸体系所产生的还原性二氧化碳阴离子自由基(CO_2~(·-)),研究了水溶液中高浓度Cr(Ⅵ)的去除效果;使用电子自旋共振(ESR)技术,鉴定识别了体系中产生的活性自由基;分析了体系的活化机理及其对Cr(Ⅵ)的还原机制;考察了过硫酸盐投加量、初始pH、腐殖酸、无机阴离子(Cl~-、HCO_3~-和NO_3~-)及初始Cr(Ⅵ)浓度等对Cr(Ⅵ)去除的影响。结果表明:紫外活化过硫酸盐/甲酸体系可以有效还原Cr(Ⅵ),当过硫酸钠与甲酸浓度分别为20 mmol·L~(-1)和40 mmol·L~(-1),未调初始pH为2.4时,初始浓度为200 mg·L~(-1)Cr(VI)在50 min内基本完全可被还原;此外,Cr(Ⅵ)还原去除率随过硫酸盐浓度升高而增强,在酸性条件下(pH=2.4),体系对Cr(Ⅵ)的还原效率最高,随着pH的增大,还原效率明显降低。进一步研究表明, Cl~-、HCO_3~-和NO_3~-对Cr(Ⅵ)的还原都存在抑制作用,在相同浓度下,其抑制程度分别为HCO_3~-NO_3~-Cl~-,腐殖酸也对Cr(Ⅵ)的去除存在抑制作用。紫外活化过硫酸盐/甲酸体系还原Cr(Ⅵ)过程符合零级反应动力学方程,其动力学常数为78.467μmol·(L·min)~(-1)。本研究结果为Cr(Ⅵ)废水的处理提供了一种高效的还原新技术。     

硫酸盐在偶氮染料厌氧生物脱色中的作用

以沼泽红假单胞菌W1为研究对象,考察了厌氧条件下硫酸盐还原对活性黑5(Reactive Black 5,RB5)和直接黄11(Direct Yellow 11,DY11)生物脱色的影响。结果表明,硫酸盐本身对2种染料脱色无明显影响,而硫酸盐的还原产物———硫化物能通过氧化还原介体使2种染料化学脱色,其脱色过程能在3 min内迅速完成。在无介体加入的情况下,硫化物能够通过RB5自身产生的介体加速RB5的脱色;而对于不能产生氧化还原介体的DY11,硫化物对其脱色无明显影响。硫化物经染料氧化后形成的硫单质能够被菌株W1重新转化为硫化物,继续还原染料。     

反硝化抑制石油集输系统中硫酸盐还原菌的现场实验

针对长庆油田采油四厂艾家湾作业区集输系统中硫化氢气体浓度较高的问题,采用生物竞争抑制技术对该石油集输系统中H2S进行了处理和现场实验研究。研究结果表明,采用单井生物前端抑制可以使集输系统中沉降罐、污水罐中H2S气体浓度由最初的268mg／m^3降低至《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2—2002）要求的10mg／m^3以下。在实验周期内,系统中的反硝化细菌的数量随加药时间的延长逐渐增加,从最初的3000cfu／100mL增加至600000cfu／100mL,而此时系统内的ORP值由硫酸盐还原菌生存的最佳微环境（-300～-350mV）升高至反硝化细菌生存的最佳微环境（-50--100mV）。16SrDNA测序结果表明,反硝化微生物种群和数量增长很快,并得到适宜于艾家湾作业区集输系统中硫酸盐还原菌抑制的反硝化微生物主要是耐盐芽孢杆菌、产碱假单胞菌和奈瑟菌。完善了集输系统中硫酸盐还原菌次生H2S的生物抑制技术,证实了处理技术与实施工艺的可行性。     

钟市油田井下管柱腐蚀断裂机理与防治

针对钟市油田井下管柱腐蚀现状,通过分析注入水、环空水水化学成分及pH值、细菌等水质指标,结合断裂管柱腐蚀产物成分,研究管柱腐蚀断裂机理。结果表明,钟市油田注入水SO2-4质量浓度高达4 398.2 mg/L,利于硫酸盐还原菌(SRB)繁殖生长,SRB代谢产生H2S导致腐蚀加剧是注水井井下管柱断裂的主要原因。环空注入杀灭环空菌是解决管柱过早腐蚀断裂的有效方法,文章应用的环空保护液杀菌率100%、腐蚀速率0.058 mm/a,现场试验结果达到国家标准要求。     

厌氧折流板反应器处理高浓度含硫酸盐有机废水研究

采用容积约44 L由11格组成的厌氧折流板反应器(anaerobic baffled reactor,ABR)处理含有机物(COD 4 g/L)及硫酸盐(5 g/L)的模拟制革废水,水力停留时间(HRT)为48 h,容积负荷为2 kg COD/(m3.d),连续运行78d的处理效果。结果表明,稳定运行后对有机物的去除率为30%～40%;硫酸盐的去除率达到60%～70%;各格污泥的产甲烷活性逐级变弱,且随运行时间的延长也有明显减弱的趋势;硫酸盐还原菌菌数(SRB)则随运行时间的延长呈逐步增加后又减少的趋势;硫化物在运行30 d后开始增加,逐渐稳定在150～200 mg/L的范围,但在各格中其浓度并无规律性变化。反应器中的污泥运行40 d以后出现矿化加重现象。     

生物硫循环及脱硫技术的新进展

自20世纪初期,硫的生物循环一直是科学界研究的热点,而建立在生物硫循环基础上的生物脱硫工艺更是受到研究者的青睐.本文从生物硫循环的角度阐述了废水、废气的生物脱硫工艺和技术的基本原理及工程应用,并对相关的技术进行了讨论,同时指出了生物脱硫技术的优化和应用还需要在厌氧颗粒污泥多样性、脱硫脱硝技术的机理、生物脱硫生态方面进一步发展.