原位植入TiO2纳米颗粒改性聚砜超滤膜及其抗生物污染性能研究

选用TiO_2纳米颗粒通过原位植入法对聚砜超滤膜表面进行改性,通过调节p H及沉淀浴中TiO_2浓度制备出不同TiO_2覆盖率的改性聚砜超滤膜,并分别用扫描电子显微镜、接触角测定仪、激光共聚焦显微镜等对改性膜性能进行评价.结果表明,p H为4时TiO_2分散良好并植入到聚砜膜表面,改变沉淀浴的浓度可以有效控制TiO_2在聚砜膜表面的覆盖率.聚砜膜的亲水性随TiO_2覆盖率的提高而不断增强.在纯水通量下降不明显的情况下,TiO_2改性超滤膜的抗生物污染性能均优于未改性膜,随着覆盖率的提高,抗生物污染性能呈现先增强后减弱的趋势,在覆盖率介于22.4%~27.7%之间时改性膜具有最优的抗生物污染性能,可使微生物粘附减少93%,黑暗培养24 h的生物膜厚度减少70%以上.     

不同碳氮比下污水反硝化过程中亚硝氮积累的特性研究

以乙酸钠为碳源,在不同的碳氮比(COD/NO_3~--N)条件下,通过控制反应器中反硝化时间,将NO_3~--N仅还原至NO_2~--N,实现NO_2~--N的稳定积累.结果表明,反硝化时间从60 min缩短至20 min,NO_3~--N还原速率和NO_2~--N积累速率分别增大至0.417 g·g~(-1)·h~(-1)(以VSS计,下同)和0.402g·g~(-1)·h~(-1).经过108 d的培养,NO_2~--N的积累率为95%.反硝化活性随碳氮比的增大而增大,而较低碳氮比更有利于NO_2~--N的稳定积累.在反硝化亚硝氮积累过程中,当碳源充足时,由于电子受体NO_3~--N和NO_2~--N相互竞争碳源,NO_3~--N的存在会抑制NO_2~--N的还原,从而导致NO_2~--N积累;而当碳源不足时,基质限制使NO_3~--N优先还原,导致NO_2~--N的积累.微生物宏基因组测序结果表明,培养污泥中的优势菌群为Thauera(71.85%),该菌仅能将NO_3~--N还原为NO_2~--N,从而导致NO_2~--N的积累.     

人工湿地的氮稳定同位素特征及污染源解析

对2016年4,6,和8月合肥市塘西河人工湿地水体中的溶解态硝酸盐进行稳定氮同位素分析。通过不同的季节人工湿地内硝酸盐的稳定氮同位素值(δ~(15)N-NO_3~-)的变化情况来研究水体中氮的迁移、转变等生物地球化学过程,从而揭示其环境行为,同时对该人工湿地氮的循环机制进行探究。研究发现:该人工湿地的δ~(15)N-NO_3~-值分布在13.9‰~22.7‰,表明其硝酸盐氮的主要来源是人畜排泄物或城市生活污水。4,6,8月水体中的δ~(15)N-NO_3~-值都受硝化、矿化、植物同化作用的影响;6月水体中的δ~(15)N-NO_3~-值还受藻类同化吸收作用的影响;8月水体中的δ~(15)N-NO_3~-值还受雨水混合、藻类同化吸收与反硝化作用的影响。     

碳源对生物滞留系统中硝酸盐异化还原成铵的影响研究

通过构建模拟实验,利用~(15)N同位素示踪技术研究在生物滞留系统中碳源对生物滞留系统中硝酸盐异化还原成铵(DNRA)的影响。结果表明:5个处理组(葡萄糖50,100,150,200,250 mg/L)中NO_3~-发生转化的量分别为41.1%、47.9%、50.7%、56.2%和57.6%。以葡萄糖为碳源,初始浓度为100 mg/L时,DNRA作用效果最显著,~(15)N-NH_4~+含量占初始添加~(15)N的24.7%;初始浓度为250 mg/L时,DNRA作用最弱,~(15)N-NH_4~+含量占初始添加~(15)N的13.7%。反硝化和DNRA作用同时进行,系统中~(15)N-NO_3~-含量的减少均伴随着DNRA过程中间产物~(15)N-NO_2~-含量的积累和最终产物~(15)N-NH+4含量的增加。     

异养硝化-好氧反硝化菌协同竞争对脱氮特性的影响

为了探讨在脱氮过程中异养硝化-好氧反硝化菌类之间的协同和竞争作用,以A2/O工艺好氧污泥中筛出的三株异养硝化-好氧反硝化菌——XH02、XH03和FX03为研究对象,经16S rDNA基因序列系统发育分析,鉴定XH02为人苍白杆菌(Ochrobactrum sp.),XH03和FX03为假单胞菌(Pseudomonas sp.).在此基础上,分别考察了单菌株和复合菌株(XH02+XH03、XH02+FX03、XH03+FX03和XH02+XH03+FX03) 在异养硝化和好氧反硝化条件下的脱氮特性.结果表明:菌株XH02和XH03具有高效脱氮特性,在异养硝化过程中,第24小时对NH₄+-N的去除率分别为90.2%和89.5%;在好氧反硝化过程中,二者在第24小时对NO₃--N的去除率分别为91.8%和94.0%.复合菌株XH02+XH03无论在异养硝化还是好氧反硝化过程中,均能相互协同,促进生长,进一步提高了脱氮效率,在第24小时对NH₄+-N和NO₃--N的去除率分别达到97.1%和96.7%.在硝化和反硝化过程中,菌株FX03对XH02、XH03均存在着竞争关系,FX03的存在会抑制菌株XH02和XH03的生长,显著降低脱氮效率.研究显示,异养硝化-好氧反硝化菌XH02和XH03之间的协同作用可以强化废水生物处理,提高脱氮效率.      

CuO/ZSM-5系列催化剂的脱硫脱硝性能研究

采用浸渍法制备了不同质量分数的催化剂x％ CuO/ZSM-5 (x =2、4、6、8、10、12、50),并考察了其在CH4为还原剂条件下的脱硫脱硝性能.同时,采用X射线衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、NH3-程序升温脱附(NH3-TPD)、比表面积(BET)、扫描电子显微镜与能谱分析(SEM-EDS)等测试手段对催化剂进行表征.实验结果表明:10％ CuO/ZSM-5催化剂的活性组分具有较好的晶型结构,且高度分散在ZSM-5骨架中.在CH4+NO+ SO2反应中,10％ CuO/ZSM-5催化剂具有最好的脱硫脱硝活性,最高脱硫率和脱硝率分别为97.4％和94.6％.     

移动床生物膜反应器净化模拟水产养殖废水的研究

采用移动床生物膜反应器（MBBR）净化模拟水产养殖废水.结果表明,MBBR净化模拟水产养殖废水效果良好.在水力停留时间（HRT）为8 h,DO为2.0~3.0 mg·L^-1的条件下,反应器启动迅速、运行稳定,能使COD和氨氮去除率均达到80%以上,TP去除率达到50%左右;有机负荷为（0.76±0.03）kg·m^-3·d^-1时,TN及氨氮去除效果最好,去除率分别达到71.73%及98.42%.为达到良好的TN去除效果,有机负荷不宜低于0.5 kg·m^-3·d^-1;DO为（3.00±0.25）mg·L^-1时,TN去除效果最好,最有利于同步硝化反硝化;为保持较高的氨氮去除效率,并减少亚硝态氮积累,DO浓度不应低于2.0 mg·L^-1;HRT过短会使氨氮去除效率降低,且可能出现亚硝态氮积累;采用序批式进水运行方式,对TP的去除效果优于连续进水方式,但运行周期后半段会出现亚硝态氮积累,对鱼类产生危害.     

原位生物稳定固化技术在铬污染场地治理中的应用研究

原位生物稳定固化方法是控制铬污染场地地下水风险的有效方法,通过实地工程试验,初步验证了原位生物稳定固化法治理南方某铬污染场地的修复效果.实地工程试验的场地面积约600 m2,位于整个污染场地的上游,受高浓度铬污染,总铬含量高值为11 850 mg.kg-1,六价铬含量高值为349 mg.kg-1,污染最为严重的土层为-0.5～-2 m.通过对在试验场地范围内设置注射井注射还原剂和微生物调节剂等,并通过监测井监测分析不同时间不同深度范围内在药剂注射的作用下地下水中六价铬和总铬的浓度变化.工程试验结果表明,原位生物稳定固化技术显著改变了土壤中铬的形态,进而降低了铬的迁移性,消减了地下水污染风险.注入的药剂对注入井(有效范围)内的地下水六铬污染治理效果很好,六价铬转成三价铬并固定稳定率达到94%～99.9%,总铬固定稳定率达到83.9%～99.8%.试验结果对于浅层地下水深度较浅、土壤以粉质黏土和砂质黏土为主的污染场地修复具有重要的参考价值.     

金属氧化物组合改性活性焦脱硝性能的研究

采用浸渍法改性活性焦,实验分析了不同氧化物组合对活性焦改性后的脱硝性能影响。在实验中,用于改性的氧化物分三组:CuO和Fe2O3,CuO和CeO2,CuO和Cr2O3。结果表明:金属氧化物组合改性活性焦的脱硝性能明显高于单一氧化物改性活性焦。在150℃反应温度下,CuO和Fe2O3组合改性活性焦脱硝率为96%。     

Starch/polyvinyl alcohol blended materials used as solid carbon source for tertiary denitrification of secondary effluent

Starch/polyvinyl alcohol （PVA） blended materials for using as a solid carbon source （SCS） were prepared by blending PVA and gelatinized starch in an aqueous solution system, in which PVA served as framework material and starch as carbon source. The optimization of starch content and temperature effects were investigated. It was indicated that higher denitrification efficiency could be achieved with more starch in the materials. The average specific denitrification rates were 0.93, 0.66, 0.37 and 0.36 mg/（g·day） corresponding to starch content of 70%, 60%, 40% and 30% respectively at 37℃. The denitrification rates increased when operating temperature was raised from 23℃ to 30℃ and then 37℃. The mechanism of carbon release was analyzed incorporating the experimental results of abiotic release in deionized water. The organic carbon was mainly hydrolyzed by microbes, and the biological release efficiencies were at the range of 89.2% to 96.0%. A long-term experiment with a continuous flow reactor with SCS material containing 70% starch was conducted to gain some experience for practical application. When the influent nitrate concentration was in the range of 35.2 to 39.1 mg/L, hydraulic retention time of 4 hr, and operating temperature of 30℃, a nitrogen removal efficiency up to 94.6% and denitrification rate of 0.217 kg/（m3.day） was achieved. The starch-based materials developed in this study can be used as a solid carbon source for tertiary nitrogen removal from secondary effluent.