热碱法处理污泥沼渣及其厌氧发酵性能研究

针对污泥沼渣中有机质难以回收利用的问题,利用热碱法破解污泥沼渣,探究了不同条件对沼渣破解率和有机物溶出率的影响,确定了热碱法处理污泥沼渣的最佳条件为：pH=13、T=80℃、t=8 h。此条件下,污泥沼渣的破解率为40.9%,COD、蛋白质、多糖的溶出率分别为722.2,79.7,73.7 mg/g VSS。利用热碱处理后的污泥沼渣破解液进行厌氧发酵产甲烷,比较了不同初始pH值对厌氧发酵的影响,发现初始pH值的改变对有机物降解率的影响较小,但初始pH值的增加会提高发酵过程中CH₄的产率,降低CO₂的产率,提高产气中CH₄含量。因此确定初始pH值=13时污泥沼渣破解液产甲烷效果最好,此时COD去除率为61.1%,CH₄产率达到65.0 mL/g VSS,产气中CH₄含量能够达到81.0%。该研究证明热碱处理可提高污泥沼渣的可生化性,具有应用于厌氧发酵产甲烷的潜力。     

拜耳法赤泥脱碱方法研究现状

赤泥是氧化铝生产过程中产生的强碱性工业固体废物。目前处置赤泥的主要方法是人工池塘/水坝或露天堆放,造成土地资源的巨大浪费和环境保护的巨大压力。赤泥的强碱性是制约其大规模综合利用的重要因素,因此要实现赤泥大规模的综合利用以及促进氧化铝生产工业的可持续性发展,就迫切需要对赤泥进行脱碱。论文采用文献研究方法,综述了国内外拜耳法赤泥的脱碱方法,例如酸浸法、盐离子置换（沉淀）法、微生物修复法、水洗法、CO2法等,分析了各类赤泥脱碱方法的脱碱机理及其优缺点,并在目前脱碱的基础上展望了未来赤泥脱碱的发展路径。     

微波消解火焰原子吸收光谱法测定土壤中六价铬

目前用于土壤中六价铬检测的提取方法较为单一,一般是使用HJ 1082—2019《土壤和沉积物 六价铬的测定 碱溶液提取-火焰原子吸收分光光度法》中提到的碱溶液提取法. 但该方法在进行大批量土壤检测时存在耗时长、试剂用量大、温度不易控制等问题. 因此,建立高效、准确的土壤中六价铬测试方法,对开展土壤中六价铬污染风险评价及修复工作具有十分重要的意义. 本研究提出了微波消解火焰原子吸收光谱法,用于快速、准确测试土壤中六价铬. 通过开展提取剂组成与用量、微波消解方式、消解液过滤及pH调整等参数优化研究,确定了土壤中六价铬提取与测试的优化条件:消解液组成为碱性提取液20 mL、氯化镁100 mg、磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲溶液0.2 mL,3次微波消解,消解液用中速定量滤纸过滤,待测液pH调节至7.0~8.0. 在优化条件下,土壤六价铬的有证标准样品的测量结果均在标准值范围内,土壤基体加标回收率为85.5%~88.7%,相对标准偏差为7.6%~8.0%. 与HJ 1082—2019相比,本文建立的微波消解火焰原子吸收光谱法更适用于大批量土壤样品的六价铬检测分析,所采用的微波消解技术,操作相对简单、提取效率较高,易于在不同种类实验室中普及和推广,可为土壤中六价铬的快速准确检测提供技术支持和方法补充.      

老化前后聚苯乙烯微塑料对天然有机物的吸附

随着地表水环境中微塑料的不断检出,微塑料污染受到广泛关注.微塑料是一类比表面积较大的疏水性物质,具有一定的吸附作用,其势必对地表水中的天然有机物产生影响.此外,暴露于自然环境下的微塑料也会受到紫外辐射或氧化等过程的影响,从而改变其物理化学性质,影响其对天然有机物的作用.本文开展了聚苯乙烯微塑料(mPS)经紫外和过氧化氢老化前后吸附腐殖酸(HA)和富里酸(FA)的对比研究.结果表明,老化过程使微塑料的孔隙和表面粗糙度明显增加,比表面积有大幅提高,但结晶度减小,官能团没有明显变化.疏水性的mPS微塑料对HA的吸附效果好于FA,且老化微塑料对两种有机物的吸附能力皆高于老化前,微塑料的吸附能力与比表面积大小呈正相关关系.吸附试验数据皆较好地拟合了准二级动力学模型(R²>0.93)和Freundlich模型(R²>0.91),微塑料对HA和FA的吸附以多层不均匀的物理吸附为主,两者在微塑料上的吸附分别为自发的放热和吸热反应过程.试验微塑料对HA和FA的吸附能力皆随着pH的增加呈先降低后增加的趋势.两种有机物在超纯水和地表水介质中的解吸率具有...     

黄河口碱蓬湿地土壤磷矿化特征对氮负荷及水分的响应

选择黄河口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象,基于野外原位氮负荷增强模拟试验(NL0,对照处理;NL1,低氮负荷处理;NL2,中氮负荷处理;NL3,高氮负荷处理),于生长季末获取相应氮负荷水平下的表层土壤(分别记为NLS0、NLS1、NLS2和NLS3),通过室内开放培养系统,在25℃的淹水和非淹水条件下,探讨了湿地土壤磷矿化特征对氮负荷及水分的响应.结果表明,不同水分条件下各氮负荷处理土壤的磷矿化量均以初期最高(0～28 d),之后迅速降低(28～88 d),并于后期趋于平稳(88～118 d).不同水分条件下的土壤磷矿化特征可能主要与培养过程中相应氮负荷水平下的pH有关.连续培养118 d后,NLS0、NLS1、NLS2和NLS3的磷累积矿化量在非淹水条件下分别为6.62、6.78、8.15和7.15 mg·kg-1,在淹水条件下分别为5.88、6.15、6.01和5.71 mg·kg^-1,非淹水条件下的土壤具有更高的磷矿化能力.不同氮负荷处理土壤的磷矿化量主要来自培养的前28 d,其累积矿化量占总矿化量的比例在非淹水和淹水条件下分别达76.93%～82.63...     

基于pH调控的城市污泥厌氧发酵产酸小试研究

本研究设计了热碱预处理-半连续流厌氧发酵污泥处理工艺,探究了p H对热碱预处理污泥产酸性能的影响,同时对发酵液作为碳源回用于污水厂强化脱氮除磷进行了质量衡算.在30 L厌氧发酵罐中考察了偏中性(p H=6.5)和碱性(p H=10.0)条件下热碱预处理污泥发酵的挥发性脂肪酸(VFA)产生及分布、蛋白质及碳水化合物的消耗和氮磷释放情况.结果表明,污泥热碱预处理-半连续流厌氧发酵工艺的VFA产量稳定,在p H为6.5和10.0的条件下,发酵罐中平均VFA产率分别为333.29 mg·g-1(以每g VS产生的COD(mg)计,下同)和250.64 mg·g-1,p H为6.5时产酸更稳定,且产量较高,但碱性条件更适合产乙酸.两种p H条件下的SCOD、溶解性蛋白质、溶解性多糖、氮和磷的释放都无较大差异.质量衡算结果表明,以处理量为50000 m3·d-1的城市污水处理厂为例,其产生的污泥经过热碱预处理-半连续流厌氧发酵产酸工艺,产生的VFA能够满足该污水处理厂脱氮除磷提标改造的碳源需求.     

残留过氧化氢对微波-过氧化氢-碱预处理后污泥水解酸化的影响

前期研究发现,由于残留过氧化氢的影响,经过微波-过氧化氢-碱MW-H2O2-OH(p H=10)预处理的污泥进行水解酸化时存在产酸滞后期.因此,本研究通过批量试验,考察了残留过氧化氢对MW-H2O2-OH(p H=10和p H=11,MHO10和MHO11)预处理后污泥水解酸化的影响.结果表明,过氧化氢酶比二氧化锰具有更高效率的过氧化氢分解能力,能够在10 min内完全降解过氧化氢.水解酸化的8 d时间内,四组试验的SCOD(溶解性COD)浓度和总挥发性脂肪酸(VFA)浓度均呈现先增加后降低的趋势,优化水解时间均为0.5 d;MHO10组、MHO10+过氧化氢酶组(MHO10C)和MHO11+过氧化氢酶组(MHO11C)的优化水解酸化时间均为3 d,MHO11组的优化水解酸化时间为4 d.残留过氧化氢对MHO10预处理后污泥的水解酸化有抑制作用,存在产酸滞后期.与MHO10预处理相比,MHO11预处理释放的SCOD提高了19.29%,释放了更多的有机物,进而显著提高了总VFA产量,5 d时总VFA产量显著提高了84.80%,且MHO11组可以轻微缩短产酸滞后期.投加100mg·L-1过氧化氢酶,明显缩短解除了MHO10组和MHO11组0.5 d的产酸滞后期,并提高了总VFA产量,3 d时,MHO10C组、MHO11C组的总VFA浓度分别比MHO10组提高了23.61%、50.12%.MHO10组、MHO10C组和MHO11C组VFA的主要组分均为乙酸、异戊酸、正丁酸,而MHO11组VFA的主要组分为乙酸、丙酸、异戊酸,在各组的优化水解酸化时间,3种主要的VFA组分之和均占总VFA的75%以上,其中乙酸所占比例均在41%以上.     

碱消解-火焰原子吸收分光光度法测定固体废物中六价铬的干扰消除试验研究

测定固体废物实际样品中的六价铬时,往往存在着三价铬的干扰。利用传统的酸消解前处理无法有效地去除三价铬的干扰。运用碱消解前处理虽然可以消除三价铬的干扰,但由于前处理过程中,溶出液有色且基本为黄色,对二苯碳酰二肼分光光度法造成较大干扰。故建立碱消解一火焰原子吸收分光光度法,本方法不仅解决了三价铬的干扰,并避免了溶出液对测定结果造成的误差。     

污泥中腐殖酸的含量及其特征分析

采用国际腐殖酸协会推荐方法和碱提取法提取污泥中的腐殖酸,得到污泥腐殖酸的含量,测定了腐殖酸的元素含量,用超滤法分析了污泥腐殖酸的级分特征。研究结果表明:用国际腐殖酸协会推荐方法提取的腐殖酸占污泥总固体的14.6%,占污泥有机质的27.0%,其中胡敏酸占90.6%,采用碱提取法提取的腐殖酸占污泥总固体的5.5%,占污泥有机质的10.2%,其中胡敏酸占71.7%。污泥富里酸的碳元素含量为46.8%,胡敏酸的碳元素含量为57.2%。污泥富里酸中分子量在10¹00 kDa的部分TOC含量比例超过80%,胡敏酸中分子量大于100 kDa的部分TOC含量比例超过80%。     

聚氨酯生物膜载体处理高氨氮废水的研究

利用NaOH对聚氨酯泡沫塑料进行碱解扩孔处理,研究其作为微生物膜载体应用于曝气生物滤池,处理高氨氮模拟废水的效果。泡沫经ω=8%NaOH溶液处理0.5、1和1.5 h,结果表明:扩孔后的聚氨酯载体在孔隙率、持水倍率等方面都有所提高。碱解0.5 h对聚氨酯处理效果最好,孔隙率达到93.4%,持水倍率达到31.4。碱解扩孔处理聚氨酯泡沫载体亲水性能良好,微生物负载量达到264.35 mg/g,具有较高的微生物负载量。使用扩孔前后的聚氨酯泡沫作为微生物固定化载体用于模拟废水处理时,对于污水各指标的去除效果表明,对COD、NH4+-N等均具有较好的降解性能。