铁柱撑累托石的制备及其对活性艳蓝的降解

以天然粘土矿物累托石为载体、以铁盐作交联剂,利用水溶液插层方法制备了铁/累托石复合物。采用FT-IR和XRD两种表征方法对铁/累托石复合物进行了表征,分析了复合物的结构变化和层间间距变化,并探讨了复合物制备条件以及反应过程中溶液初始浓度、溶液初始pH、复合物投加量和H2O2浓度因素对催化降解活性艳蓝的影响。研究表明:铁聚合物插入到累托石的层间结构中,扩大了累托石的层间距;当Na+/Fe3+比值为0.5,Fe3+/累托石比值为10 mmol/g,p H为3左右,催化剂用量为0.5 g/L时,H2O2浓度为100 mg/L时,活性艳蓝的去除率达到90%以上。实验表明,铁柱撑累托石/UV/Fenton工艺对活性艳蓝具有良好的降解效果。     

改性钢渣颗粒除藻的特性研究

以高温活化改性钢渣颗粒为研究对象,对其在机械搅拌条件下对水体中不同种属藻的去除效果和对藻类的光合作用活性的影响进行试验研究,并对其除藻机理进行了初步探讨.结果表明:改性钢渣颗粒对水体中各藻属均有很好的去除效果,对藻类的光合作用活性具有很好的胁迫抑制作用;改性钢渣颗粒在100 r/min的搅拌强度下,对藻类的去除主要以吸附为主,在400 r/min的搅拌强度下,对藻类的去除以吸附和机械损伤为主.     

一株高效产絮菌的筛选、絮凝条件优化及对重金属废水处理性能研究

从活性污泥、水体底泥、植物根系土壤和草莓种植土壤中筛选、分离、纯化,获得了高絮凝活性的菌株,并考察发酵液用量、助凝剂用量以及碳、氮源种类对絮凝活性的影响及菌株对实际重金属废水的絮凝作用。结果表明:以葡萄糖为碳源,酵母膏为氮源,菌体发酵液用量0.2 m L,助凝剂用量0.8 m L时,菌株QB1的絮凝性最高,可达到93%。其对多种重金属废水均具有较好的处理性能,对含铅废水的去除率最高可达99%以上。     

纳米材料对环境中微生物活性的影响研究

研究纳米材料对环境中微生物细胞活性的影响可为纳米材料的生物安全性评价提供一定的理论基础.以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为受试生物,采用电导率仪测定细菌培养液电导率变化,分别研究了纳米TiO2、纳米ZnO、纳米Fe3O4、纳米SiO2、纳米二氧化钛载银、纳米磷酸锆载银、纳米棕色银对细菌细胞膜通透性的影响.结果表明,纳米材料对革兰氏阳性枯草芽孢杆菌细胞活性影响更大;同种纳米材料,粒径越小,对细菌的细胞活性影响越强;对细菌细胞活性影响最大的是纳米棕色银,对细菌细胞活性影响最小的是纳米SiO2和Fe3O4.     

不同初始氮浓度对小球藻生长及氮吸收的影响

将小球藻(Chlorella vulgaris)接入不同初始NO3--N浓度的培养基中进行培养,通过分析测定藻密度、细胞内氮、叶绿素-a和硝酸还原酶活性(NRA)等参数,探讨不同初始氮浓度对小球藻生长代谢的影响。结果显示:添加氮源可以明显促进小球藻的生长,且随着氮源浓度的提高促生长作用增强,但高浓度的氮在生长后期抑制了藻的生长。Monod方程揭示了藻的生长与水中氮浓度之间的关系,9.2 mg/L组的最大比生长率(μmax)在3个处理组中最大,然后依次是27.7 mg/L和4.6 mg/L组。半饱和常数(Ks)呈现4.6 mg/L27.7 mg/L9.2 mg/L组的趋势。小球藻细胞内氮与叶绿素-a的增长曲线基本吻合,细胞内份额氮与叶绿素-a的增长不同步。小球藻生长过程中NRA呈现先升高之后逐渐降低的趋势,9.2 mg/L和27.7 mg/L组NRA相近,表明NRA可能存在一定阈值。     

贵金属负载TiO_2光催化降解甲苯研究

采用Degussa P25 TiO2粉末,利用光沉积法制备贵金属负载光催化剂M/TiO2(M分别为Pt、Pd、Ag和Au)。通过气相甲苯光催化降解实验考察M/TiO2的光催化活性。实验结果表明:负载1.0 wt%的Pt、Pd、Ag和Au四种贵金属均可提高TiO2光催化降解甲苯的效率,其中Pt/TiO2的光催化活性最佳。循环伏安法(CV)、塔菲尔(Tafel)和Mott-Schottky电化学测试证明Pt的负载抑制光生电子和空穴的复合,提高载流子浓度,进而增强TiO2光催化活性。     

电活性生物膜介导Cu2+生物还原的试验研究

电活性生物膜形成、胞外电子传递机制以及环境效应研究已成为环境领域关注的热点.通过在碳毡上富集形成生物膜,采用电化学方法对生物膜的电活性进行了表征,对电活性生物膜直接介导Cu2+的还原转化进行了初探.利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)对Cu元素的形貌、含量以及价态进行分析,结果表明电活性生物膜能够利用乙酸作为电子供体,Cu2+作为电子受体,将Cu2+还原转化成Cu或Cu+.同时,通过激光共聚焦显微镜(LSCM)观察Cu2+对微生物的影响,结果显示Cu2+对微生物有明显的毒害作用,所以电活性生物膜介导Cu2+的转化只能在较低的铜离子浓度下进行.本研究结果将为电活性生物膜应用于环境中铜离子的固定和回收提供理论依据.     

锰氧化菌Aminobacter sp.H1的分离鉴定及其锰氧化机制研究

从某水厂的生物除锰滤池中分离出1株新的高效锰氧化菌,命名为H1.通过生理生化及16S rDNA序列对比分析鉴定为氨基杆菌(Aminobacter sp.),国内外未曾有对该菌株具有锰氧化能力的相关报道.本文对Aminobacter sp.H1的微生物特性、锰氧化机制及生成的生物氧化锰的性质进行了研究.结果表明,Aminobacter sp.H1的锰耐受浓度高达50 mmol·L-1,可完全去除浓度低于10 mmol·L-1的Mn(Ⅱ).菌株H1对Mn(Ⅱ)的氧化主要是通过产生锰氧化活性因子和碱性代谢产物提高pH两个因素共同作用的结果,活性因子细胞内合成后分泌到细胞外起作用.氧化过程中发现有Mn(Ⅲ)中间体出现,XRD、XPS、SEM-EDX等分析菌株H1介导生成的生物氧化锰发现,生物氧化锰与菌体结合紧密,弱结晶、无固定形态,成分主要为MnCO3、MnOOH、Mn3O4和MnO2等.     

碳纳米管负载纳米四氧化三铁多相类芬顿降解亚甲基蓝

在课题组前期研究的基础上,以碳纳米管(MWCNTs)为载体制备了Fe3O4/MWCNTs复合物并作为催化剂,以染料亚甲基蓝(MB)为降解对象,研究了该催化剂催化H2O2对亚甲基蓝溶液的降解特性及其影响因素,并考察了催化剂的重复使用效果,探讨了催化反应的机理.结果表明,在pH值3~8的范围内,催化反应体系都能有效降解MB,最佳pH值为3.5.随着催化剂投量的增加,MB的降解率明显提高,500 mg·L-1催化剂投量条件下,MB的降解率最高.随着H2O2初始浓度的增加,MB的降解率增加,10 mmol·L-1时MB的降解率最高.溶液中共存的阴离子会降低MB的降解率.在最佳条件,即温度25℃、H2O2浓度10 mmol·L-1、催化剂浓度500 mg·L-1的条件下,0.20 mmol·L-1MB在30 min内的降解率达到99.1%.催化剂重复使用后仍然具有较好的催化活性,说明Fe3O4在MWCNTs表面负载比较牢固,催化剂具有反复使用的能力.催化反应机理是催化剂催化H2O2产生羟基自由基,高活性的羟基自由基氧化MB.     

铜锌超标的城镇污泥在大规模条垛式堆肥过程中重金属变化

采用技术成熟的条垛式堆肥技术对来自广州市南沙区(以下称N区)和东莞市市区(以下称D区)铜、锌污染超标的城镇污泥进行堆肥处理,对堆肥过程中的重金属浓度随时间的变化规律进行研究。结果表明:N区污泥中,Cu、Zn、Cd、Cr、As含量分别下降了93.5%、60.2%、49.7%、93.0%、77.0%;D区污泥中,Cu、Zn、Cd、Cr、As含量分别下降了33.6%、40.8%、26.3%、24.2%、29.8%,Hg含量在两区污泥中均有上升,分别为49.1%和2.8%。采用单一试剂(DTPA)浸提法测定了重金属的生物有效性,N区污泥的Cu、Zn、Cd、As、Hg的金属活性系数平均值分别为15.8%、16.5%、25.5%、5.8%、11.7%,金属活性顺序为:Cd>Zn>Cu>Hg>As;Cu、Zn、Cd、As、Hg的金属活性系数平均值分别为19.3%、19.6%、24.3%、8.3%、6.2%,金属活性顺序为:Cd>Zn>Cu>As>Hg,Cr的有效性在两区中均未检测出。经过约20d的二次腐熟后,使堆肥产品中的重金属含量低于原污泥,符合了土地利用污泥污染物控制标准,而且也远低于美国USEPA503标准;同时堆肥也改变了重金属的生物活性,使污染超标的Cu、Zn的生物有效性大大降低。因此经过条垛式堆肥处理可将这两区污泥农林利用。