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。     

高氨废水自养半亚硝化过程N2O释放特性

接种普通活性污泥,以人工配制高氨废水为基质。在SBR中通过逐步提高进水氨氮浓度并控制低溶解氧的方法,经过58 d连续运行使出水NO2--N/NH4+-N维持在0.88~1.25,成功实现了半亚硝化的启动。通过对典型周期内氮素转化及N2O释放特性的考察表明:周期内DO浓度基本维持在0.4 mg/L以下,NH4+-N浓度由410.46 mg/L下降至257.26 mg/L。NO2--N浓度由162.90 mg/L升高至295.80 mg/L,NO3--N浓度由27.01 mg/L逐渐升高至50.16 mg/L。pH先由7.94升高到8.01后缓慢降至7.96,溶解性N2O浓度基本维持在0.07 mg/L。初期(0~20 min)气态N2O浓度由0.13 mg/L迅速升至1.13 mg/L后急剧下降到0.34 mg/L,随后缓慢升至0.54 mg/L。初期N2O的平均释放速率高达0.84 mg/min,这主要是上周期沉淀阶段产生并附着在污泥中的N2O受曝气吹脱所致。     

氧化石墨烯-氧化锌净化铅离子废水

利用改性Hummers法制备氧化石墨,并成功地将氧化锌负载到氧化石墨上催化降解铅离子。利用SEM、XRD、FTIR等对氧化石墨烯-氧化锌的形貌进行表征,并用以净化铅离子废水。通过实验分析得知废水净化的原因有两方面:光催化效应和吸附理论,然后考察其影响净化过程的因素。结果表明,氧化石墨烯-氧化锌对溶液中铅离子在紫外光下有较强的吸附和催化降解能力,在t=4 h,pH=7条件下,其最大净化量可达到184 mg/g。     

聚硅酸钛制备及其助凝特性

采用在活化硅酸制备过程中加入适量TiCl4的方法,试制了一种新型无机高分子助凝剂—聚硅酸钛。研究了不同/条件下制备的聚硅酸钛在固定pH值的水中分散物的粒径和Zeta电位随着活化时间的变化趋势,并与活化硅酸作比较。结果表明,在Si/Ti=20,活化48 h的条件下能制备出较为稳定的聚硅酸钛。与活化硅酸相比,聚硅酸钛在水中的分散物具有较大的粒径和更高的Zeta电位。通过对比制备的活化硅酸和聚硅酸钛的红外图谱发现,聚硅酸钛中有Ti-O-Si键,证明钛离子参与了聚合反应,新生成的化学键提高了它的聚合度和稳定性。采用硫酸铝为混凝剂,聚硅酸钛为助凝剂进行混凝除浊实验。测定了絮凝体的Zeta电位和混凝沉淀后的上清液浊度,研究了硫酸铝投加量和混凝pH对聚硅酸钛助凝效果的影响。结果表明,投加适量的聚硅酸钛助凝剂,明显提高了混凝除浊效果且拓宽了有效混凝pH值的范围。     

聚乙烯醇/氧化石墨插层纳米复合材料的结构和热分析

制备了聚乙烯醇/氧化石墨插层纳米复合材料,并用X-射线衍射仪和高分辨电镜对其结构进行了表征.X-射线衍射仪和高分辨电镜的试验结果表明,氧化石墨和聚乙烯醇插层氧化石墨的层间距分别为0.89 nm和1.4nm.该纳米复合材料的热分析和热失重图说明,氧化石墨的加入有利于提高聚乙烯醇/氧化石墨纳米复合材料的玻璃化转变温度和氧化温度,同时也降低了其热释放速率.     

深度氧化技术处理有机废水的研究进展

利用深度氧化技术处理有机废水是目前国内外废水处理的新技术,在美国和欧洲等发达国家,该技术已应用于各种废水和饮用水处理过程。针对我国石油、石化企业在外排废水中所含有毒有害有机物质大多难以降解的特点,经过调研,详细介绍了深度氧化技术处理有机废水的研究进展,并着重探讨了在光催化氧化技术、超声降解技术、超临界水氧化技术、湿式氧化技术等方面所做的工作及深度氧化过程除去水中有机污染物的原理。     

废水中环氧丙烷降解菌株的培育及降解效果研究

本文通过对污泥的驯化筛选得到4株降解环氧丙烷废水的优势茵A、B、C、D,并对降解效果最好的一个菌株A进行研究,得到其最佳降解条件是温度为30℃、pH为5、废水浓度为20％、反应时间为9h,其COD去除率可达到63．24％左右。     

ZrO2负载过渡金属氧化物催化剂对CO＋NO（O2）反应的影响

本文运用固定床微反技术考察了Ｃｕ,Ｆｅ,Ｍｎ,Ｃｒ,Ｃｏ和Ｎｉ负载（ＺｒＯ２载体）氧化物对ＣＯ＋ＮＯ（Ｏ２）反应的催化活性。研究了ＮＯ和ＣＯ在不同比例时,催化剂对Ｎ２Ｏ和Ｎ２生成的影响。结果表明,在ＮＯ＋ＣＯ反应中,ＮＯ和ＣＯ的比例对催化剂活性和Ｎ２Ｏ,Ｎ２生成均有明显的影响,ＣｕＯｘ／ＺｒＯ２催化剂的活性最高;Ｎ２Ｏ是ＮＯ＋ＣＯ反应的中间产物,低温或ＮＯ过量时有利于生成Ｎ２Ｏ,高温或ＮＯ不足时有     

基于煤矸石制备的聚合氯化铝铁钛及其在二沉池出水处理中的应用

以煤矸石酸浸液为原料,经过钛掺杂、聚合、熟化和浓缩干燥等过程,制备了高效无机高分子混凝剂聚合氯化铝铁钛(PTAFC)。分别考察了钛投加量、pH、聚合温度、聚合时间对PTAFC混凝性能的影响,同时研究了PTAFC对城镇污水处理厂二沉池出水浊度、COD、总磷和氨氮的去除效果,并与聚合氯化铝铁(PAFC)进行了对比。结果表明：在钛铁摩尔比0.3、pH=1.5、聚合温度60 ℃、聚合时间3 h、常温熟化24 h时,所制得的PTAFC性能最佳;在投加量70 mg·L⁻¹、pH=7、反应温度20 ℃、慢速搅拌速度40 r·min⁻¹的混凝条件下,对自配水的浊度、COD和UV₂₅₄的去除效果最好,去除率分别为99.13%、37.25%和39.9%。PTAFC对城镇污水处理厂二沉池出水的浊度和总磷有极好的去除效果,同时对COD和氨氮有一定去除能力,污染物去除能力明显优于PAFC。上述研究成果对有效减少煤矸石的堆存量、拓宽煤矸石利用渠道,实现混凝剂的低成本、高效率工业化生产和应用具有重要的意义。     

氧化铁改性砂联合生物预处理对氨氮的吸附特性

对含氨氮(NH3-N)的微污染原水,采用自制氧化铁改性石英砂(iron oxide coated sand,IOCS)滤料强化过滤与生物预处理技术联合,进行强化处理与吸附效果研究.结果表明,采用强化挂膜法,生物预处理反应器的生物膜成熟期约为7 d,其对氨氮的去除率为60%~70%,但反应器中存在亚硝酸盐氮积累的现象.IOCS与生物预处理技术联合,对NH3-N的平均去除率为84.67%,出水NH3-N浓度均低于0.5 mg/L,NO2--N含量趋于0;而普通石英砂(RQS)在同等条件下,对氨氮的去除效果不稳定,平均去除率为74.31%,出水NH3-N平均浓度未达标,对NO2--N平均去除率仅有33.29%.在4 m/h滤速工况下,与生物预处理技术联合,IOCS和RQS对NH3-N最高去除率分别为94.3%和82.72%.IOCS与RQS的表面形态结构存在明显差异:前者的表面结构更加复杂多孔,比表面积大,有利于生物牢固附着;后者表面较光滑,比表面积小,挂膜后生物易脱落.