食物废弃物制作塑料

美国夏威夷天然能源研究所科学家发明食物废料制作聚合物的新工艺。他们将食物废料用水稀释，并粉碎成浆质，保存在密闭的高温容器里，经过一定时间，浆质中的厌氧微生物大量繁殖，并分解容器中的有机物，释放出大量的有机酸将有机酸与浆质分离，移入专门的容器里。这种特殊的容器使有机酸溢出，而将化合物留在微生物的容器里，由微生物将其消化，并合成更大的聚合物分子，获得的聚合物为β羟基丁酸盐。每100kg有机浆质可得20—25kg的聚合物，可用于可降解的清洁包装袋、一次性塑料器具、药物胶囊等。     

β-环糊精/环氧氯丙烷聚合物的制备及其对双酚S的吸附特性

BPS（双酚S）用途广泛,但存在水环境污染问题,容易引起类似于双酚A的雌激素反应,因此需要寻求高效的吸附剂从水溶液中将其脱除.在NaOH水溶液中,以环氧氯丙烷为交联剂,合成了β-CDP（β-环糊精/环氧氯丙烷聚合物）,用于吸附水溶液中的BPS.基于此,考察了吸附时间、pH、初始ρ（BPS）、β-CDP用量对吸附性能的影响以及β-CDP的再生性能,探讨了吸附动力学、等温吸附模型和吸附机理.结果表明:①在温度为298 K、pH为5.4、β-CDP用量为0.05 g、初始ρ（BPS）为100 mg/L、BPS溶液体积为50 mL、吸附时间为60 min的条件下,BPS吸附量为69.7 mg/g,吸附率为69.7%;②吸附动力学符合准二级动力学模型,表明化学吸附为速率控制步骤;③Langmuir吸附等温模型的成功拟合表明,吸附BPS在β-CDP表面上形成了单分子层覆盖;④β-CDP吸附BPS为放热过程,低温有利于吸附的进行;⑤与初始吸附量（69.7 mg/g）相比,β-CDP连续再生6次,BPS吸附量仍可达68.1 mg/g;⑥吸附机理是通过BPS的羟基与β-CDP形成氢键作为推动力,并借助β-CD（β-环糊精）空腔内部的疏水作用,使得BPS进入空腔形成包结物.研究显示,β-CDP对水溶液中的BPS具有良好的吸附性能,再生循环使用稳定性高,具有较高的性价比.      

藻菌生物膜胞外聚合物与铅锌尾矿重金属的络合配位作用

矿产资源开采冶炼产生大量尾矿渣,其中富含的可溶性重金属引发的生态环境问题日益突显.铅锌矿是我国重要的矿产资源,尾矿露天堆放使得其富含的可溶性重金属淋溶迁移,对矿区周边地表环境造成严重污染.为探明自然水体环境中的藻菌生物膜与重金属的作用机理,采用三维荧光光谱技术研究干旱区天然湖泊中的藻菌生物膜EPS（胞外聚合物）与铅锌尾矿渣中5种重金属离子的络合配位作用.结果表明:①从藻菌生物膜EPS荧光光谱图中可检测出两个荧光峰,均来源于芳香类蛋白酪氨酸物质;②铅锌尾矿淋滤液中的重金属元素主要包括Pb、Co、Ni、Zn和Cd,且这5种金属离子均能有效淬灭EPS的荧光强度;③荧光淬灭滴定试验得出,Pb2+与EPS的络合能力最强,最大络合常数为4.523 1,最大结合位点数为1.177 5;Cd2+与EPS的络合能力最弱,最大络合常数为1.957 1,最大结合位点数为0.684 8;Co2+、Ni2+和Zn2+与EPS的络合能力相似.研究显示,藻菌生物膜EPS中含有的荧光基团与重金属离子的作用强度与金属离子的类型相关,二者的络合配位作用可能会影响重金属在水环境中的化学形态、迁移、生物有效性和生态毒性.      

溶菌酶和硫酸铝联用优化污泥脱水性能的研究

以污泥沉降体积、污泥比阻和污泥泥饼含水率为指标,考察了溶菌酶和硫酸铝联用时加药方式和加药剂量对活性污泥沉降性能及脱水性能的影响。结果表明,先投加溶菌酶后投加硫酸铝时污泥的脱水性能更佳,硫酸铝和溶菌酶的最佳投加量均为0.10 g/g TS(总固体),此时,污泥泥饼含水率和污泥比阻分别可达71.84%和0.68×1012m/kg,相比于硫酸铝单独调理分别降低了约5%和0.23×1012m/kg。污泥胞外聚合物(EPS)含量分析表明,溶菌酶和硫酸铝联用时显著降低了污泥中LB-EPS(松散附着性EPS)含量,在最佳投量下可将原污泥的LB-EPS中的蛋白质和多糖依次从(13.44±2.11)mg/L和(23.97±3.44)mg/L降至(1.72±0.32)mg/L和(8.69±0.15)mg/L,表明联合处理使得EPS中的水分得到释放,提高了脱水性能。     

曝气强度对膜生物反应器污泥混合液可滤性的影响

主要研究了曝气强度对膜生物反应器(MBR)膜污染的影响.2套MBR采用恒流出水模式连续运行60 d,曝气强度分别为500及100 L/h,应用死端过滤装置来检测不同阶段污泥混合液的可滤性.实验中对不同曝气强度下的溶解性微生物代谢产物(SMP)分子质量分布、颗粒粒径分布、胞外聚合物(EPS)含量进行了测定.结果表明,过高的曝气强度将恶化污泥混合液的可滤性,增加了膜污染速率.进一步研究表明,曝气强度的增加导致了污泥混合液上清液中相对分子质量>10000的SMP浓度的增加,此部分大分子有机物浓度直接影响了污泥混合液的可滤性.过高的曝气强度也导致了污泥絮体中1～10μm细小颗粒和EPS含量的增加.     

A novel aminated polymeric adsorbent for removing refractory dissolved organic matter from landfill leachate treatment plant

Refractory dissolved organic matter (DOM) from landfill leachate treatment plant was with high dissolved organic carbon (DOC) content. An aminated polymeric adsorbent NDA-8 with tertiary amino groups and sufficient mesopore was synthesized, which exhibited high adsorption capacity to the DOM (raw water after coagulation). Resin NDA-8 performed better in the uptake of the DOM than resin DAX-8 and A100. Electrostatic attraction was considered as the decisive interaction between the adsorbent and adsorbate. Special attention was paid to the correlation between porous structure and adsorption capacity. The mesopore of NDA-8 played a crucial role during uptake of the DOM. In general, resin in chloride form performed a higher removal rate of DOC. According to the column adsorption test, total adsorption capacity of NDA-8 was calculated to 52.28 mg DOC/mL wet resin. 0.2 mol/L sodium hydroxide solution could regenerate the adsorbent efficiently.     

曝气量对SBAR中好氧颗粒污泥特性的影响

采用SBAR反应器对比研究了颗粒化后表观气速为1.8 cm·s-1和0.9cm·s-1时对成熟好氧颗粒污泥形态结构、粒径、强度等物理特性和硝化性能以及胞外聚合物代谢的影响.结果表明,颗粒化后降低曝气量增加颗粒形态不规则程度,空隙增大;55d试验中,与高曝气量下相比,降低曝气量使表观污泥产率提高33%,颗粒粒径平均增长速率提高25%,相对颗粒强度降低6%, EP5含量平均降低12%.两反应器颗粒污泥SVI值均在10～15 mL·g-1,沉降性能良好,且均具有良好硝化性能和降解COD能力.与高曝气量下相比,低曝气量下硝化菌群活性低,而异养菌活性高.     

胞外聚合物对MBR中改性无纺布过滤性能的影响

采用统计分析方法研究了胞外聚合物(extra-cellular polymeric sub6tances, EPS)对浸渍式膜生物反应器(submerged membrane bioreactor, SMBR)中聚乙烯醇改性聚丙烯无纺布过滤性能的影响.结果表明,无纺布膜组件表面污泥的溶解性EPS(soluble EPS, EPSs)、EPSs,组成(protein/carbohydrate, P/C)以及相对疏水性(relative hydrophobicity, RH)对膜的过滤性能有显著影响,与膜污染阻力的皮尔逊相关系数(rp)分别为:0.868、0.840、0.890;改性无纺布膜组件能有效抑制EPSs,的吸附、降低EPSs组分中P/C的比率、减少活性污泥的沉积.表明聚丙烯无纺布通过亲水改性后,过滤性能得到明显改善,表现出一定的耐污染性.     

温度对膜生物反应器运行特性及膜污染的影响

温度对膜生物反应器（MBR）污染物去除效果和膜污染速率都有很大的影响。采用两套相同的MBR蓑置在冬季运行,其中一套维持20℃的恒温,另一套水温与周围环境相同。对两套装置处理效果及膜污染速率进行对比,并通过反应器中溶解性微生物产物（SMF）、胞外聚合物（EPS）含量、污泥粒径分布扣膜面污染物的比较,分析温度对MBR运行的影响。研究结果表明膜对污染物的截留能有效补偿低温时微生物作用的不足,因此低温对出水水质并没有显著的影响。此外,低温时虽然SMP和EPS的释放增加,但并没有引起膜污来的加剧。相反地,低温时污泥粒径较高温时小,而粒径较大的颗粒更易沉积于膜表面,因此低温时膜面固体物质含量较低,膜污染速率反而比高温时低。     

Synthesis, characterization, and adsorption performance of Pb（Ⅱ）-imprinted polymer in nano-TiO2 matrix

Surface ion-imprinted in combination with sol-gel process was applied to synthesis a new Pb(II)-imprinted polymer for selective separation and enrichment of trace Pb(II) from aqueous solution. The prepared material was characterized by using the infrared spectra, X-ray di ractometer, and scanning electron microscopy. The batch experiments were conducted to study the optimal adsorption condition of adsorption trace Pb(II) from aqueous solutions on Pb(II)-imprinted polymer. The equilibrium was achieved in approximately 4.0 h, and the experimental kinetic data were fitted the pseudo second-order model better. The maximum adsorption capacity was 22.7 mg/g, and the Langmuir equation fitted the adsorption isotherm data. The results of selectivity experiment showed that selectively adsorbed rate of Pb(II) on Pb(II)-imprinted polymer was higher than all other studied ions. Desorption conditions of the adsorbed Pb(II) from the Pb(II)-imprinted polymer were also studied in batch experiments. The prepared Pb(II)-imprinted polymer was shown to be promising for the separation and enrichment of trace Pb(II) from water samples. The adsorption and desorption mechanisms were proposed.