g-C3N4/rGO/TiO2光催化材料降解模拟污水中氨氮

以自制的g-C₃N₄和氧化石墨烯（GO）及TiO₂为原料,通过静电吸附组装、水热还原等反应过程制备以还原氧化石墨烯（rGO）为光生电子传输介质的g-C₃N₄/rGO/TiO₂光催化材料,并通过冷场发射扫描电镜（SEM）、X射线衍射光谱（XRD）、紫外-可见光漫反射光谱（UV-Vis-DRS）、光电流密度测试等方法对催化剂形貌结构和光学性能进行了表征.选择含氮浓度为50mg/L的氨氮溶液作为模拟原水,调节氨氮溶液的pH值至9~10,研究了该光催化材料在氙灯照射下的氨氮去除效果.结果表明,g-C₃N₄/rGO/TiO₂光催化材料的SEM照片显示其为TiO₂包覆结构,复合材料的XRD图谱同时出现了TiO₂和g-C₃N₄的衍射峰,DRS光谱则体现出复合材料在可见光区的光吸收能力明显增强;对氨氮的去除实验表明原材料GO：g-C₃N₄=1：10的复合光催化材料有较好的光催化降解氨氮的性能,氨氮平均去除率为97%.通过采用电子顺磁共振（EPR）测定反应过程中的活性自由基,推测降解机理为：复合光催化剂在氙灯照射下生成的超氧阴离子自由基和羟基自由基直接在材料表面对吸附的NH₃进行氧化,而rGO则作为光催化材料的传输介质起到了传导光生电荷的作用.     

碳氮比对UniFed SBR工艺性能的影响

采用UniFed SBR工艺试验装置处理实际生活污水,考察了7组不同的进水碳氮比(2.75、4.28、5.7、6.5、6.97、8.08、11.19)对总氮、磷和COD去除以及污泥沉降性能的影响.结果表明,当C/N低于5.7时, TN去除率随C/N的升高而快速大幅度提高,从2.75时的43.6%升至5.7时的80.84%,之后继续提高C/N,由于不能进一步提高进水/排水阶段的脱氮率,只能提高曝气阶段由于同步硝化反硝化产生的脱氮率,所以TN去除率的提高变得缓慢.随着进水C/N的增加,聚磷菌可从进水中获得更多的有机碳源,进行PHB的合成和PO3-4的释放,同时避免了NO-x;对释磷产生的抑制作用,因而磷的去除率随C/N的增加而提高,且C/N越高, PAOs的释磷量和吸磷量越多,好氧吸磷速率越快,除磷效果越好.进水C/N的变化对COD的去除没有显著影响,平均去除率为93.15%.当C/N大于6.97、有机负荷高于0.38kg/(kg·d)时,污泥容积指数随C/N的增加而大幅度提高,产生由于低溶解氧和高负荷带来的非丝状菌污泥膨胀.     

具有N_2O控逸能力的异养硝化-好氧反硝化菌株的筛选鉴定

利用BTB平板培养基以及硝化-反硝化性能测定,从实验室驯化成熟的SBR反应器中筛选出3株异养硝化-好氧反硝化菌.其中WYLW1-6菌株的硝化-反硝化性能尤为突出,经16S rDNA基因序列分析和Biolog测定,该菌株属于蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus).在摇瓶培养时,对该菌株设计L4(23)的正交试验,结果发现,菌株WYLW1-6投加到水中后启动迅速,且生长适应性强,优选条件下,其氨氮最大去除率可达95.21%.用发酵罐对其扩大培养测定N2O逸出量,表明该菌脱氮效果良好,NH4+-N去除率达到97.19%,TN去除率为96.63%,N2O逸出量为1.849 2 mg,其中N2O-N量为1.176 8 mg,N2O-N量占水中脱除TN量的0.598%.菌株WYLW1-6能够独立完成生物脱氮的全过程,高效脱氮的同时N2O逸出量低.该菌可用于构建一个低NO逸出的高效脱氮菌系,从而实现NO生物控逸.     

移动床生物膜系统SND影响因素研究

采用移动床生物膜反应器实现了稳定同步硝化反硝化脱氮.实验研究了C/N对同步硝化反硝化脱氮的影响,结果表明,随着C/N的增加,同步硝化反硝化脱氮效率提高,在好氧条件下总氮去除率最高达到92.9%,但当C/N=12时,TN去除率提高并不明显;实验研究了pH对氨氮和TN去除效果的影响,结果表明,氨氮去除pH适宜区域为8.03~9.01,TN去除pH适宜区域为8.03~8.55;实验分析了实际生活污水中碱度和pH值对脱氮效果的影响,并对比研究了理论碱度和实际碱的关系,结果表明碱度和pH在同步硝化反硝化脱氮中对氮素去除的影响不大,不需要额外调节系统pH,也不需要在反硝化过程中补充碱度.单个周期内同步硝化反硝化过程中pH值和碱度变化规律的研究表明,pH可以指示SND中氮素转化过程.     

嘉兴市规模化养猪场沼液水质调查研究

以嘉兴市10家大型规模化养猪场为对象,开展了沼液水质调查,测试了COD、氮、磷和外源化学品(抗生素、重金属)的污染水平.结果表明,不同猪场之间水质差异很大,且同一猪场的沼液水质随时间波动很大.其中春季检测组的猪场沼液浓度普遍较高,COD、氨氮、TN和TP的浓度分别高于2000、1000、1000和60 mg·L-1的猪场有7家,秋季和冬季检测组的沼液浓度稍低,夏季检测组最低.沼液碳氮比失衡严重,其中秋季检测组最低,仅为0.8~4.3.4类(四环素类、磺胺类、大环内酯类、喹诺酮类)共10种抗生素和6种重金属(铜、锌、铅、铬、镍和镉)在10家猪场沼液中均有检出.重金属以铜、锌为主,平均值分别为1.88 mg·L-1和7.63 mg·L-1.抗生素以四环素类(四环素、土霉素、金霉素)为主.10种抗生素总浓度的最低值为10.1μg·L-1,最高值为1090μg·L-1,远高于欧盟的水环境抗生素阈值(10 ng·L-1).猪场沼液不仅氮磷脱除难,而且重金属和抗生素污染严重,亟待开发低成本高效无害化处理与资源化利用技术.     

卵圆卡盾藻香港株过氧化氢产生的影响因素研究

研究了卵圆卡盾藻香港株(Chattonella ovata,Hong Kong strain,COHK)在不同生长期、盐度和营养盐条件下的生长及过氧化氢(H2O2)的产生特点.结果表明,过氧化氢浓度峰值出现在COHK对数生长期(4～8 d),以第6 d达到最大,为2.91×10-4nmol.cell-1.在N∶P为16∶1、32∶1和64∶1的情况下,COHK生长较快,以32∶1时生长速率最快(0.58 div.d-1).COHK产生H2O2的量与藻类生长呈相反趋势,在N∶P为4∶1和8∶1的情况下,藻细胞生长率较低,但单位藻细胞H2O2浓度较高.单位藻细胞H2O2浓度在N∶P为4∶1时最大,达到1.26×10-4nmol.cell-1.COHK在盐度为20和25时生长率较高,在盐度为10、15和30时生长率较低,表明低盐和高盐条件均不利于COHK的生长.低盐度和高盐度均有利于COHK过氧化氢的产生,在盐度为10时,单位藻细胞的H2O2量最高,达到2.2×10-4nmol.cell-1;但盐度在15～25范围内,单位藻细胞H2O2量相差不大(0.7×10-4～0.9×10-4nmol.cell-1).Fe3+可显著影响COHK的生长,Fe3+浓度范围为0.2×10-8～1×10-8mol.L-1时,COHK生长率较高.缺铁条件下(Fe3+浓度为0),COHK生长率最低(0.1 div.d-1),而Fe3+浓度较高时(5×10-8mol.L-1),藻细胞生长率也有所降低.缺铁以及高铁条件下,卵圆卡盾藻的H2O2产量增加,H2O2浓度分别为0.97×10-4和0.95×10-4nmol.cell-1.     

C/N比对反硝化除磷效果的影响

在厌氧 缺氧 (A2 )SBR反应器中考察了C N比对反硝化除磷效果的影响 .结果表明 :C N比对反硝化除磷系统的运行效果影响很大 ,控制C N比实际上就是控制了系统中反硝化菌和反硝化除磷菌 (DPB)这两类菌的优势生长 .要想获得理想的反硝化除磷效果 ,应尽可能使外碳源和硝酸盐不在同一时间内共存 ,否则需调整二者的比例才能获得氮、磷的完全去除 .本试验条件下 ,当MLSS约为 3g·L- 1 、SRT约为 14d ,若进水中耗氧有机物 (以COD计 )、NO- 3 N和可溶性P的质量比约为 2 5 0∶60∶8,系统的运行效果达最佳 ,去除N、P所需的耗氧有机物 (以COD计 )最少     

漓江地表水体有机碳来源

科学辨识河流有机碳来源是碳循环研究的关键.本文选取典型岩溶流域漓江流域为研究对象,通过同位素示踪法、相关分析法、端元混合模型,利用碳稳定同位素、C/N对其2016年7~9月有机碳来源进行研究.结果表明:(1)DIC浓度空间分布特征为:岩溶区岩溶区与非岩溶区的混合区非岩溶区;干流区DIC浓度从上游到下游递增,主要受控于流域碳酸盐岩的空间分布比例.(2)DOC是构成漓江水体TOC的主体,TOC来源以内源有机碳为主,内源碳浓度空间分布特征为:岩溶区混合区非岩溶区,可能与岩溶区水生植物丰茂、碳酸酐酶活性较强有关,TOC中内源碳的浓度介于1.02~5.14 mg·L~(-1),平均为2.54 mg·L~(-1);TOC中内源碳的比例空间分布差异不大,平均为73.07%.(3)POC浓度、POC中内源碳的浓度及POC中内源碳的比例空间分布差异不大,POC来源以外源碳为主,POC中内源有机碳浓度介于0.01~0.16 mg·L~(-1),平均为0.05mg·L~(-1),水生生物量对漓江流域POC贡献平均为17.31%.(4)DOC浓度及内源DOC浓度空间分布均为:岩溶区混合区非岩溶区,DOC主要来源于水生生物的初级生产力,DOC中内源碳的浓度介于0.97~5.10 mg·L~(-1),平均为2.48 mg·L~(-1);DOC中内源碳的比例空间分布差异不大,平均为79.51%.研究水生光合生物对流域有机碳的影响,可以为岩溶碳汇稳定性科学问题的解答提供基础.     

四种不同植物湿地对不同C/N比生活污水的净化效果与季节动态

进水浓度、C/N比、植物种类是影响垂直流型人工湿地对生活污水净化效果的重要因素.本文主要研究了菖蒲(Acorus calamus)、香蒲(Typha orientalis)、千屈菜(Lythrum salicaria)和水葱(Scirpus Validus)等4种植物湿地在不同碳添加及C/N比处理条件下对模拟生活污水的净化效果和季节动态.结果表明,4种湿地植物在不同C/N比(2.5∶1、5∶1和10∶1)进水条件下均能正常生长.在一个生长季内4种湿地植物对主要污染物的平均去除效率为:COD 63.41%~78.02%,TN 33.19%~52.86%,TP 52.64%~73.16%.当C/N为5∶1时,香蒲湿地的COD和TP去除效果最佳,而当C/N为2.5∶1时,菖蒲湿地的TN去除率最高.夏末秋初(7—9月)人工湿地的净化效果较好,而冬季(11月—翌年1月)去除效果明显下降.总体而言,合理地调控进水浓度、C/N比,选择最佳的湿地植物,可显著提高垂直流型人工湿地对生活污水的净化效果.     

江西香溪流域干湿季交替下底泥氮释放机制及其对流域氮输出的贡献

本研究通过对江西千烟洲香溪流域的氮输出进行长期监测,并对该流域内的底泥进行基于正交试验的氮释放规律模拟研究,评估干湿季节交替下底泥氮释放对流域氮输出的贡献.结果表明:1流域底泥在静态下TN释放速率最大值为36mg·(m2·d)-1,且随着时间的延续释放速率不断变小;2对底泥氮释放影响的主次顺序为:温度扰动p H,如将扰动视为误差项,温度和p H对底泥氮释放的影响均为极显著;3 TN释放速率与温度成正比例关系,随着温度升高,释放速率增大;酸性和碱性条件均能促进底泥氮释放,且酸性条件的促进作用更强;4流域底泥TN和有效氮含量变化范围分别为:414.7~899.6 mg·kg-1和17.5~58.9 mg·kg-1,有效氮占TN的质量分数为3%~10%;5流域在旱季TN输出浓度范围为0.58~2.40 mg·L-1,在雨季TN输出浓度范围为1.73~4.87 mg·L-1;流域底泥的氮释放通量约为106.34 kg·a-1,流域氮输出总量为864.15 kg·a-1,底泥的氮释放对流域水体氮输出的贡献率约为12.31%,底泥氮释放对流域水体富营养化的贡献应引起重视.