基于高通量测序的OMS-2对序批式反应器系统微生物群落的影响

随着纳米材料的广泛应用,越来越多的纳米材料随着废水进入污水处理厂,纳米材料对污水生物处理系统的潜在影响越来越受到重视。探讨了氧化锰八面体分子筛(manganese oxide octahedral molecular sieve, OMS-2)纳米颗粒对序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)中活性污泥微生物群落结构的影响;以活性艳红X-3B溶液模拟印染废水,将不同浓度的OMS-2混入稳定运行的SBR中,采用Illumina MiSeq高通量测序分析技术,对不同SBR中微生物分布规律进行了研究。结果表明：SBR添加0.25 g·L⁻¹的OMS-2后,其COD去除率和脱色率分别提升了6%和13.6%;Illumina MiSeq高通量测序显示,在混入0.25 g·L⁻¹的OMS-2后,SBR内污泥菌群中拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)的微生物DNA序列操作分类单元(operational taxonomic units,OTU)分别增加了16.8%和96.4%,这2类菌种可能提升了SBR降解有机污染物的能力;不同浓度的OMS-2改变了菌群的多样性和结构,低浓度的OMS-2可以提升微生物菌群的多样性和改变菌群的结构。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,OMS-2在SBR中存在锰(Ⅳ)/锰(Ⅲ)转变为锰(Ⅱ)的氧化还原反应,该过程可能影响了菌群的组成。研究为纳米材料的实际应用和环境风险提供了参考。     

2013年北京市臭氧时空分布及预报

根据2013年1-12月北京市O3小时浓度监测数据,探讨了北京市O3的时空分布特征,并建立了O3回归统计模型。结果显示:2013年北京市O3 8 h全年平均为84.75 μg/m3,O3超标日主要集中在5-9月份;O3日变化呈现单峰型分布,一般在15:00、16:00左右达到峰值,且存在明显的周末效应,空间分布上,中心城区O3浓度相对较低,生态植被优良的北部、西部山区站点浓度较高;建立的O3回归统计模型对北京市2013年O3 8 h临近预报的级别准确率在75%以上,能较好地反映O3浓度变化趋势。     

臭氧活性炭-后置砂滤工艺对水中农药的控制效能

选择我国饮用水水质标准中有相关规定,以及部分用量较大或虽被禁用但仍有残留的农药共25种,对黄浦江水源水以及采用臭氧活性炭-后置砂滤工艺的某水厂工艺段出水中的浓度分布进行了调查,评估了砂滤后置工艺条件下相应农药的实际处理效果。结果表明:原水中有包括莠去津、乐果、六氯苯、敌敌畏、乙草胺、丁草胺、仲丁威和p,p'-DDT的8种农药检出,且总浓度较高达到760 ng/L,其中莠去津和乙草胺含量较高,最高浓度分别达到531 ng/L和277 ng/L;从季节性分布来看,春季总农药浓度最高达760 ng/L,秋季最低为175 ng/L。从工艺去除效果来看,臭氧活性炭砂滤后置工艺对农药的总体去除率为62%~78%,与冬春季相比,夏秋季节的农药的去除率提高约10%左右,这可能与高温期微生物活性较高有关。值得关注的是,砂滤后置工艺与同期常规臭氧活性炭工艺相比农药的总去除率要低10%左右,应结合总体出水水质情况对其进一步评估。     

铜绿假单胞菌NY3及突变株代谢油污泥同步产胞外聚合物的特性

油污泥属危险性固体废弃物,大量排放已成为石化企业可持续发展的障碍。利用铜绿假单胞菌NY3及突变株,将油污泥转化为生物质,并研究了其特性。研究表明,NY3、NB1D、 NB2D及NB12DD均能降解油污泥中烷烃,但NY3、NB1D和NB2D菌对分子量较高烷烃(从C17~C32)的降解率比双突变菌NB12DD分别平均提高19.68%、28.76%和24.04%。铜绿假单胞菌NY3及突变株能直接将油污泥中烃类转化为胞外聚合物。与未加共代谢碳源相比,葡萄糖作为共代谢碳源时(培养液中表观油浓度达15 g·L-1),培养120 h后,NY3 、NB1D、NB2D、NB12DD菌胞外聚合物产量分别提高83.3%、79.8%、20.6%和62.9%,且碱性条件有利于各菌株高效降解油转化为生物质,pH为8~9时,其胞外聚合物产量均最高,分别达到8.1、4.34、4.94和7.15 g·L-1,野生菌NY3转化碳源为生物质转化率最高,为52.75%。结构和组成分析表明,胞外聚合物主要为糖蛋白,蛋白4.4%,总糖44.1%,蛋白与糖的连接方式为O-糖苷键链接,91.1%大分子粒径分布在33.0~716.9 μm范围。     

催化强化臭氧氧化处理化工园区生化尾水

以陶粒为载体,以TiO2,Fe2O3,MnO2为活性组分,考察不同活性组分的陶粒作为催化剂对化工园区生化尾水臭氧氧化能力的强化情况。结果表明,3种负载型催化剂均能有效强化臭氧氧化过程,显著降低生化尾水Abs、UV254以及COD等指标,其中以Fe2O3/陶粒的催化强化效果最为显著,能显著降低生化尾水在200~250 nm处的吸波强度,尾水UV254从0.580降至0.320,COD从240 mg/L降至194 mg/L。     

嗜油菌NY3对蜡质油污泥无害化处理

蜡质油污泥(WOS)成分复杂,含大量老化原油、蜡质油、沥青质及其他化学药剂,属危险性固体废弃物,大量排放已成为石化企业可持续发展的障碍。研究利用铜绿假单胞菌NY3处理高浓度WOS的条件,结果表明,WOS:木屑(m/m)(d=0.30 mm) 7:1并结合热熔分散为最佳油污泥预处理条件;液相降解体系含油量为24.5 g/L时,6 d内,油泥中C20以下的正构烷烃完全被去除,C21~C34和C35~C38大分子量正构烷烃去除率分别在91%~99%和78%~89%之间。添加鼠李糖脂能明显提高长链烃和多环芳烃的降解率。6 d内210 mg/L鼠李糖脂使C29~C38的降解率提高17.27%~36.65%,芘、菲分别提高13.67%和16.12%。添加葡萄糖和Fe2+的条件下,NY3菌可将油污泥转化成为糖蛋白,产量达28 g/L。     

MnO2/Al2O3吸附草甘膦及微波紫外耦合降解再生工艺

以掺混煅烧法制备MnO2/Al2O3,并对草甘膦进行吸附,将吸附态草甘膦置于微波紫外耦合系统中进行降解和再生。研究并给出了MnO2/Al2O3的最佳制备条件、最佳吸附条件和微波紫外耦合降解再生的最佳工艺参数。MnO2/Al2O3最佳制备条件为MnO2质量分数15%,煅烧温度500℃,煅烧时间2 h。在常温下,MnO2/Al2O3对草甘膦的最大吸附量为75 mg/g。微波紫外耦合系统最佳工艺参数为功率500 W,时间25 min,空气量0.06 m3/h。在此操作条件下,MnO2/Al2O3的再生率达到85%,并且可以多次再生利用,草甘膦最终降解产物为二氧化碳、氮氧化物、磷酸和水,矿化率为65%。     

不同混凝剂处理松花江低温水

东北松花江地区冬季有将近6个月的冰封期,低温季节水源水处理难度大。为了保证东北地区冬季饮用水供应,研究几种混凝剂在处理冬季松花江低温水时的混凝效果。实验结果表明,NPAC1和NPAC2水解产物中具有较高的Alb和Alc成分,拥有较高的电中和、吸附和网捕卷扫性能,高效聚铝铁(PAF)水解产物Fe(OH)3具有比表面积大、吸附架桥作用较强的优点。这3种混凝剂无论是在控制出水浊度还是在对水体有机物去除能力方面均优于目前水厂所使用的PAC和聚合氯化铝铁(水厂PAF);NPAC2的投加量达到50 mg/L时,出水浊度达到最优;当混凝剂投加量达到50 mg/L时,NPAC1的浊度去除率逐渐超过NPAC2,剩余浊度低于3.0 NTU;NPAC1、NPAC2和PAF 3种混凝剂对有机物的去除能力大致相当,当混凝剂投加量为50 mg/L时,这3种混凝剂处理后的水的UV254的值均低于0.06,而水厂使用的2种混凝剂处理后的水的UV254仍高于0.1;结合其对浊度去除的情况,可以判断55 mg/L的投药量为NPAC1的最优投药点,PAF的最佳投药量为65 mg/L;投加适量的粉末活性碳可以有效地提高氨氮的去除率,当粉末活性炭的投加量为30 mg/L时,氨氮的去除率基本达到最大(51.27%)。表面负荷对混凝效果具有重要的影响,合理降低沉淀池的表面负荷对于提高出水水质具有重要作用。     

磁性Fe3O4/石墨烯纳米复合材料催化降解水中17β-雌二醇

利用化学沉淀法制备磁性四氧化三铁 /石墨烯(Fe3O4 /GE)纳米复合材料,并将其与H2O2构成非均相Fenton体系用于催化降解水中微量的17β-雌二醇(E2),研究了初始pH值,初始H2O2浓度,催化剂用量对E2降解的影响。结果表明,Fe3O4/GE纳米复合材料在无需外加光源的条件下能够有效催化降解E2。在pH 7.0,E2初始浓度为1 mg/L,初始H2O2浓度为15 mmol/L,Fe3O4 /GE投加量为15 mg/L的条件下,反应8 h后可去除92.9%的E2。Fe3O4/GE具有便捷的磁分离特性和稳定的催化活性,经过7次循环使用后对E2的降解效率仍保持在91.5%左右。     

网状季胺基阴离子吸附剂制备及吸附性能

以丝瓜络为原料,采用醚化-接枝技术制备出季胺基阴离子交换吸附剂。采用电镜扫描、傅里叶红外光谱、比表面积孔径分布测定仪和元素分析仪等仪器对其进行分析和结构表征,并考察了温度、p H和硝酸盐初始浓度等因素对NO-3去除率的影响。实验结果表明,在20℃,p H值为3~10时,NO-3的吸附率可达90%左右;在不同温度下该吸附过程用Langmuir等温线模型和Freundich等温线模型描述均可;与伪一级动力学方程相比,伪二级动力学方程能更好地描述其吸附动力学方程。