生物炭修复Cd,Pb污染土壤的研究进展

随着矿产开采、冶炼等工业活动以及污水灌溉、施用污泥和劣质化肥等农业活动的进行,Cd,Pb等有害重金属不断进入农业环境中,对农田、菜地等造成污染。生物炭作为重要的土壤改良剂,在对Cd,Pb污染土壤的修复中表现出巨大的潜力。从生物炭的特性及制备、修复效果及其影响因素、修复机理等方面,对近年来国内外有关生物炭修复Cd,Pb污染土壤的研究成果和现状进行了总结,并对生物炭修复Cd,Pb污染土壤的发展前景和未来研究方向进行了展望。     

生物滴滤塔处理氯苯废气的工艺性能

将活性污泥培养及驯化后接种于生物滴滤塔中,挂膜启动后处理模拟氯苯废气（简称氯苯废气）,考察了生物滴滤塔在挂膜启动阶段及稳定运行阶段的性能。实验结果表明：接种41 d后生物滴滤塔成功挂膜,此时氯苯去除率稳定在90%以上;生物滴滤塔稳定运行阶段,随着进气中氯苯质量浓度由303.82 mg/m³逐渐增至1 489.05 mg/m³,氯苯去除率从85.1%降至70.1%。处理氯苯废气适宜的工艺条件为：空塔停留时间超过45 s,喷淋液流量31.8 mL/min,氯苯负荷23.97~128.01 g/（m³·h）。生物滴滤塔对喷淋液的酸性环境有较好的适应性,喷淋液pH的变化对氯苯去除率无显著影响。     

共代谢膜生物反应器法处理二甲基亚砜废水

采用蔗糖作为共代谢基质与一体式好氧膜生物反应器（MBR）工艺相结合处理二甲基亚砜（DMSO）废水。考察了装置的污泥驯化效果、DMSO去除率、污泥的性能、HRT和冲击负荷对DMSO去除率的影响。试验结果表明：驯化第29天,DMSO去除率达98.5%,表明MBR内的污泥已驯化成功;在MBR运行的正式期,当DMSO处于高负荷状态时,DMSO去除率较低;随蔗糖加入量的增加,DMSO去除率逐渐提高,最终恢复到DMSO高负荷冲击前的DMSO去除效果;正常运行时,装置进水ρ（DMSO）=257~1 448 mg/L（平均值为718 mg/L）、出水ρ（DMSO）=6~22 mg/L（平均值为7 mg/L）,DMSO去除率为96.4%~99.6%（平均值为98.9%）;在MBR运行的正式期,污泥体积指数小于100 mL/g,表明污泥的沉降性能较好,MLVSS/MLSS较高,表明污泥的活性高,MBR内MLSS的平均值为5.52 g/L,MLVSS的平均值为4.78 g/L;MBR适宜的HRT为12 h。     

分子筛催化剂生产废水的生物处理

采用氨化—硝化—反硝化三段联合生物工艺处理分子筛催化剂生产过程中产生的含有机胺废水。实验结果表明：在氨化过程中,当进水COD稳定为1 200~1 600 mg/L时,出水COD低于300 mg/L,COD去除率稳定在80%左右,当进水ρ（有机氮）为100~160 mg/L时,出水ρ（有机氮）均低于30 mg/L,有机氮去除率大于80%,在整个氨化过程中,出水ρ（氨氮）较进水ρ（氨氮）提高了35~200 mg/L;硝化过程中,当进水ρ（氨氮）小于等于300 mg/L时,出水ρ（氨氮）最终稳定在15 mg/L以内,氨氮去除率大于90%;在反硝化过程中,亚硝酸盐氮去除率基本稳定在98%以上,最终出水COD低于80 mg/L,出水ρ（总氮）低于25 mg/L。     

西北干旱地区农宅雨水转化为可饮水技术

雨水集流工程对于解决干旱地区人民生活用水问题起着重要作用,甘肃省兰州市榆中县北山地区处于严重缺水的地区,人畜的饮用水为雨水、雪水直接沉淀后的水窖水。经过对北山饮用水进行水质检测,发现水中浊度、锰含量、微生物数量均超过《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的规定值。通过对传统滤池进行改造并结合阳光消毒研制出了一种新型水处理器——阳光消毒-生物砂滤池(SBF)家庭水处理设备,通过生物砂滤池中微生物对雨水中污染物的氧化分解及河砂的过滤使水浊度及锰得到有效地去除,日光高温灭活和光氧化降解综合作用杀灭水中致病微生物。用SBF家庭水处理设备对雨水进行处理,水中浊度、锰含量、微生物数量均达到标准的规定值。     

镍基催化剂对污泥微波热解制生物气效能的影响

为实现污水污泥减量化、无害化及资源化的目标,在微波热解污水污泥基础上,进行了镍基催化剂对制取生物气效能影响的研究。采用元素分析对污泥元素进行检测,气/质联用分析(GC-MS)和气相色谱(GC)对热解生物气的组成和含量进行测定。实验结果表明,镍基催化剂的添加对微波热解污水污泥制取生物气有较大促进作用。5%添加量与800℃热解终温条件下具有最佳催化效果:生物气中H2、CO产量最大,H2产量由29 g/kg增加到35.8 g/kg,提升23.4%,CO产量由302.7 g/kg增加到383.3 g/kg,提升26.6%;同时催化剂还能提高热能利用效率,降低热解终温,即5%添加量在700℃热解终温时可达到空白800℃时的产气效果;镍基催化剂主要在500~600℃时发挥催化作用,加快了H2和CO的释放。微波热解污泥制取的生物气具有产量大、富含H2与CO等优点,可推动污水污泥的资源化进程。     

生物阴极式碳纸隔膜微生物燃料电池的反硝化和产电性能

为了探讨生物阴极式廉价隔膜微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)的基本性能,首先以生物反硝化作用为基础构建了生物阴极MFC,并进一步以涂布聚四氟乙烯(PTFE)的廉价碳纸代替昂贵的质子交换膜(PEM)构建碳纸隔膜生物阴极式MFC。研究结果显示,对于生物阴极式MFC,阴极室中最适宜反硝化细菌生长的NO-3-N浓度为99.2 mg/L,此时输出电压最高可达0.11 V,1 h内NO-3-N的去除率达到80.0%,COD去除率为62.8%;以涂PTFE的碳纸代替PEM的生物阴极式MFC与有PEM的MFC最高输出电压基本一致(均达到0.22 V,外阻500Ω),但碳纸隔膜MFC的产电更稳定。结果验证了廉价隔膜生物阴极式MFC的可行性,并为其应用于污水脱氮奠定基础。     

宝钢焦化废水处理脱氮研究与实践

针对上海提高新排放标准中总氮(TN)≤35 mg/L的要求,对焦化废水进行了脱氮研究。选取现场缺氧-好氧-好氧(A-O-O)工艺中前两段的A-O生化沉淀池1出水,在SBR内进行反硝化脱氮实验,考察葡萄糖、葡萄糖+乙酸钠、甲醇和甲醇+乙酸钠单一或复合碳源及投加反硝化菌种对脱氮的影响,确定最佳碳源为甲醇+乙酸钠,最佳反硝化水力停留时间为16 h。当反硝化菌液投加浓度为1 mg/L时,SBR出水TN满足达标排放要求。结合实验结果对宝钢焦化废水原有AO-O工艺改造升级为A-O-A-O二段脱氮工艺,并对生化出水实施进一步的物化混凝处理。改造后,工艺长期运行稳定,最终出水完全达到上海市污水综合排放标准(DB 31/199-2009)TN≤35 mg/L的要求,并满足氰化物、氟化物以及COD的排放要求。     

MFC-MBR耦合系统运行效果及产电性能

为了解决膜生物反应器(MBR)运行成本高、膜污染的问题,本研究建立了一个微生物燃料电池(MFC)-MBR耦合系统,通过MFC回收污水中的能量,同时控制膜污染。研究结果表明,耦合系统对COD和NH3-N的去除率分别为(94.6±3.0)%和(90.9±6.9)%,出水水质稳定。由于MFC的耦合作用,使MBR的运行周期由18 d延长至36 d,膜污染得到了明显的减缓。耦合系统中MFC产电性能稳定,电流密度稳定在5.7 A/m3,最大功率密度达到了928.0 mW/m3,循环伏安法(CV)表明,阴极附着的微生物具有良好的电化学催化作用。MFC-MBR耦合系统将污水中的化学能转化为电能从而实现了膜污染的减缓及能量的回收,显示出巨大的发展前景。     

一株反硝化细菌的分离鉴定及其反硝化特性

从处理城镇污水的移动床生物膜反应器中分离获得一株反硝化细菌D3,并进一步研究该菌株的系统发育地位及反硝化特性。采用16S rDNA序列分析对菌株进行初步鉴定,探讨了基质浓度、起始pH和温度对菌株反硝化活性的影响。根据形态学特征、生理生化特性及16S rDNA序列测定分析,初步鉴定菌株属于寡养单胞菌属。该菌能利用硝酸钠或亚硝酸钠进行反硝化作用,最佳电子受体是硝酸盐氮,反硝化速率最大为19.86 mg/(L·h),最适生长pH为7.36,最适生长温度为33.5℃。菌株D3在初始硝态氮浓度为140 mg/L,以乙酸钠为惟一碳源,pH为7.36,温度33.5℃的最优生长条件下,培养10 h进入对数生长期,倍增时间为9.9 h,48 h内硝酸盐还原率达95%。