人工快速渗滤系统微生物数量与相关酶活性变化分析

全面研究和监测人工快速渗滤(CRI)系统运行周期内微生物数量和微生物基质酶活性的变化情况。结果表明:(1)CRI系统的微生物数量和基质酶活性基本保持稳定,各深度的微生物数量、脲酶活性和脱氢酶活性基本为1.0×108～4.3×108个/g、5～45μg/g、10～130μL/g。(2)CRI系统的间歇布水方式和低有机负荷是CRI系统不产生剩余污泥的主要原因,而运行周期内微生物的总增殖量与内源呼吸衰减量的平衡是CRI系统无剩余污泥产生的根本原因。(3)建议根据实际情况采用浅翻晒或深翻晒相结合的方法进行维护,防止CRI系统产生剩余污泥。     

pH对活化前后废弃铁铝泥吸附不同种磷动力学的影响

实验研究了300℃热活化前后的给水厂废弃铁铝泥（R-FARs和H300-FARs）对正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐的吸附动力学特性,并考察pH对不同磷吸附动力学的影响。结果表明,pH对不同磷吸附动力学过程的影响趋势相似,即低pH有利于吸附。准二级动力学模型能够更真实地反映不同磷在R-FARs和H300-FARs的吸附动力学行为,由拟合结果可知焦磷酸盐和六肌醇磷酸盐的初始吸附速率相对较大,而甘油磷酸盐最小;且活化作用明显提高了不同磷的初始吸附速率,并减弱了pH对初始吸附速率的影响。不同磷的吸附速率受到液膜扩散、颗粒内扩散和吸附反应三者共同控制,其中吸附反应是主要的控制步骤。     

一株木材腐朽菌及其粗酶液对七氯的降解

Phlebia acanthocystis TMIC34875是一株具有七氯降解能力的木材腐朽菌。为利用微生物技术去除环境中的七氯残留提供理论依据,研究了该菌株及其粗酶液对七氯的降解性能及其动力学特性。结果表明,菌株在七氯的初始浓度为50μmol/L时具有最大降解速率,为0.3031μmol/（L·h）;而菌体接种量为15%时,降解速率达到最高,为0.2045μmol/（L·h）。降解酶定位研究表明,七氯的降解主要是胞内酶在起作用。七氯胞内酶降解的酶促反应最适温度是35℃,在30-40℃之间有较高的催化活性;最适pH值为5.0,在pH 4.5-6.0之间有较高的催化活性,最适条件下反应1 h后七氯的降解率为65%。胞内粗酶液降解七氯的米氏常数K m为5.42μmol/L,最大反应速率V max为4.55μmol/min。胞内酶处理体系的GC/MS图谱显示,主要降解产物为1-羟基六氯、1-羟基-2,3-环氧六氯和环氧七氯,表明胞内酶对七氯的初始代谢机理同菌株相似,均是通过环氧化和置换反应来完成的。     

多孔性Mn3O4的制备及其对水中镉的吸附

采用硫酸锰水解-氧化两步法制备了多孔性四氧化三锰,以X射线衍射、扫描电镜和氮吸附比表面仪对其进行了表征,研究了该多孔性Mn3O4在不同的溶液pH值、吸附时间、投加量和温度下对水中Cd(Ⅱ)的吸附行为,并测定了吸附过程的动力学和热力学参数。实验结果表明,该法合成的四氧化三锰属四方体心结构,一次晶粒尺寸为45.8 nm,颗粒间存在大量的孔洞,BET法比表面积为40.27 m2/g。在293 K,pH 5.5,吸附12 h时达到平衡,饱和吸附量为12.8 mg/g。该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的吸附活化能为2.743 kJ/mol,吸附等温线较好地符合Langmuir等温方程,吸附焓变和熵变均为正值,自由能变为负值,说明该吸附过程为自发的吸热过程。     

4种人工湿地基质对马拉硫磷的吸附特性

通过基质对马拉硫磷的等温吸附和吸附动力学实验,研究天然土壤、煤渣、沸石、砾石对马拉硫磷的吸附特性,为人工湿地处理含马拉硫磷废水提供理论依据.结果表明:马拉硫磷浓度为2.25 ～ 90 mg/L条件下,Langmuir和Freundlich方程均能较好地拟合4种基质对马拉硫磷的等温吸附过程,并且Freundlich方程的拟合效果要好于Langmuir方程.马拉硫磷的理论饱和吸附量大小依次为天然土壤(9.9304 mg/g)＞煤渣(1.6173 mg/g)＞沸石(0.6039 mg/g)＞砾石(0.3965 mg/g).4种基质对马拉硫磷的缓冲能力大小依次为天然土壤＞煤渣＞沸石＞砾石,即当进水马拉硫磷浓度波动较大时,作为湿地基质天然土壤使人工湿地系统维持稳定出水水质的能力最强.马拉硫磷浓度为4.5 mg/L条件下,吸附动力学模型Elovich方程能较好地拟合4种基质对马拉硫磷的吸附动力学特征,说明4种基质对马拉硫磷的吸附是表面吸附和内部扩散吸附共同作用的结果.因此,天然土壤和煤渣适宜作为处理含马拉硫磷废水的人工湿地基质.     

柠檬酸盐络合铜在污泥上的吸附

利用二沉池污泥进行吸附柠檬酸盐络合铜实验。研究了吸附动力学、热力学、液固比以及pH值对吸附的影响,同时对比污泥吸附前后FTIR光谱推测吸附主要基团。结果表明,吸附速率受多种机制共同影响;准二级动力学模型能较好地描述污泥吸附柠檬酸盐络合铜动力学数据;增加液固比,总铜去除率下降;偏酸性环境下污泥对络合铜吸附效果较优;吸附过程符合Langmuir等温模型;红外光谱特征分析表明,污泥含有的—OH、酰胺基、—COO-、硅酸盐物质可能是污泥吸附络合铜的主要活性基团。     

铁炭微电解法降解TAIC废水

TAIC（三烯丙基异氰脲酸酯）作为过氧化物交联或自由基反应交联的助交联剂被广泛应用。由于TAIC性质稳定难于生物降解,采用铁炭微电解法处理TAIC生产废水,并考察了铁炭比、进水pH值、反应时间对处理效果的影响,以及TAIC降解机理和反应动力学过程。结果表明,影响微电解工艺的因素主次关系为：pH>Fe/C质量比>反应时间;在最佳条件进水pH值为5,铁炭质量比为2：1,反应时间为135 min时,COD的去除率达到46%以上,TAIC的去除率达到48%以上。TAIC去除机理研究表明,微电解对TAIC废水的作用主要通过·H的还原和铁离子的絮凝作用,其中·H的还原作用是TAIC降解的主要原因。反应动力学分析表明,铁炭微电解法处理TAIC的降解过程基本符合二级反应动力学规律,通过建立模型并拟合出了TAIC降解的二级反应动力学方程。     

漆酶对活性黑KN-B和直接大红染料的脱色性能

利用白腐真菌漆酶对活性黑KN-B和直接大红2种偶氮染料进行脱色实验。考察反应时间、加酶量、pH值、染料浓度、温度对脱色率的影响,研究了ABTS介体以及金属离子存在下的脱色效果,并分析了漆酶脱色的动力学性能以及其对偶氮染料的降解规律。结果表明,活性黑KN-B和直接大红脱色适宜条件为：反应时间为30 min,加酶量8 U/mL,pH=7,染料浓度分别为50 mg/L和80 mg/L,温度40~45℃。ABTS介体对酶促偶氮染料脱色没有明显促进作用。Fe²⁺对漆酶脱色有较强的抑制作用;Cu²⁺对漆酶催化活性黑KN-B促进作用较大,对直接大红影响较小。漆酶对2种染料的脱色反应符合米氏方程,其催化活性黑KN-B和直接大红染料的K_m值分别为114.81 mg/L,317.5 mg/L,v_max值分别为6.57 mg/（L·min）和26.0 mg/（L·min）。     

黄菖蒲和狭叶香蒲根系对氮磷的吸收动力学

采用改进的常规耗竭法,研究了黄菖蒲（Iris pseudacorus L.）和狭叶香蒲（Typha angustifolia L.）根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的吸收特征及差异。结果表明,这2种植物根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的吸收动力学特征均可采用Michaelis-Menten方程描述。2种植物根系对NH₄⁺、NO₃^-和H₂PO₄^-的亲和力（Km）和最大吸收速率（Vmax）有显著差异。吸收H₂PO₄^-时,黄菖蒲根系具有较高的Vmax值和较低的Km值,说明黄菖蒲具有嗜磷特性,并能够适应广范围浓度的H₂PO₄^-环境,适宜用于污染水体磷的去除;吸收NO₃^-时,狭叶香蒲根系具有较高的Vmax值和较低的Km值,表明狭叶香蒲可用于广范围浓度NO₃^-污染的水体修复;吸收NH₄⁺时,黄菖蒲根系具有较低的Vmax值和Km值,而狭叶香蒲根系具有较高的Vmax值和Km值,说明黄菖蒲适宜用于NH₄⁺污染较轻水体的修复,而在NH₄⁺污染较重水体中宜选用狭叶香蒲作为先锋植物。     

水泥窑协同处置过程中Pb、Cd的挥发特性

对铅、镉2种重金属的氧化物开展了热重实验、熟料煅烧以及熟料消解实验,以重金属的挥发率为主要指标,研究了水泥窑协同处置过程中铅、镉在等温条件下随时间的挥发特性。结果表明,2种重金属的挥发率均是随温度的升高,时间的增加而增大。Pb的挥发率为96%,Cd的挥发率达到98%,根据等温动力学及阿累尼乌斯方程,对Pb,Cd的挥发率随时间变化的规律进行动力学模拟,得到较好的线性拟合效果,其中,Pb挥发反应的表观活化能E为88.73 kJ/mol,Cd挥发反应可以分2个部分：1 200℃以下的表观活化能E为61 kJ/mol;1 250℃以上的表观活化能E为184.6 kJ/mol。