A2O缺氧池添加天然碳源玉米芯的脱氮特征

基于低碳源污水易硝化难反硝化的问题,构建了在A²O缺氧池添加天然碳源玉米芯的中试系统,采用物料衡算、反硝化速率测定和微生物群落分析等方法,研究了该系统的脱氮效能和反硝化体系特征.结果表明,TN去除率提升13%,出水从16.2降至10.0mg/L;同时不会造成出水氨氮和色度超标的风险.物料衡算表明,COD碳源的氧化消耗量和出水排放量降低,更多的碳源用于反硝化和污泥增殖,从而提升了氮素的去除量,其中反硝化的提升贡献更大.缺氧池形成了悬浮污泥加生物膜的复合型脱氮体系:在污水自身碳源存在时,生物膜和悬浮污泥的反硝化速率分别为24.89和32.42mg/(L∙h),可实现快速脱氮;当自身碳源消耗殆尽,二者的反硝化速率分别是4.71和1.73mg/(L×h),单位生物量反硝化速率分别是1.58和59.1mg NO₃^--N/(g VSS×h),表明玉米芯主要被生物膜利用以维持反硝化进行.该体系的主要反硝化菌属为Azospira,此外在生物膜表面还富集了能够附着生长的Iamia和Haliangium,以及能够降解玉米芯木质素的Sulfuritalea等反硝化菌属.     

一起“集体中素”事件的解决何以如此纠结？

盛产玉米的一些地方,过去常为脱粒后的玉米芯发愁,以富含多缩戊糖的植物（玉米芯、棉籽壳、甘蔗渣、糠麸皮或农作物秸秆等）为主要原料的糠醛生产则为农业生产过程中的资源综合利用提供了较好途径,也为糠醛生产提供了充足的原料。     

玉米芯和稻草秸秆强化潜流人工湿地对低C/N污水的处理效果

人工湿地在处理低C/N污水时存在碳源缺乏而严重限制反硝化进行的问题.为了补充反硝化需要的碳源,选择了玉米芯和稻草秸秆作为外加碳源引入湿地系统,对比两种碳源对湿地脱氮的强化效果.结果表明,通过11 d的纯水浸提释放实验发现,碳素累积释放量：稻草秸秆［（145.17±9.44） mg·g^-1］>玉米芯［（57.41±5.04） mg·g^-1］;氮素累积释放量：稻草秸秆［（2.31±0.09） mg·g^-1］>玉米芯［（0.66±0.08） mg·g^-1］.在观测的时间内,玉米芯和稻草秸秆累积释放碳氮比平均值分别为94.78和63.64.相比于稻草秸秆,玉米芯更适合作为外加碳源.在为期58 d的潜流人工湿地实验中,发现除了第8~12 d,添加玉米芯和稻草秸秆人工湿地出水中ρ（COD）超过50 mg·L^-1外,其它时间都低于50 mg·L^-1.在观测期间,添加玉米芯人工湿地的NO₃^--N去除率为93%~99%,具有良好的反硝化性能.而添加稻草秸秆人工湿地在运行后期NO₃^--N去除率最低只有76.8%,反硝化速率明显下降.对照组NO₃^--N去除率只有76.2%~77.7%,出现了明显碳源不足的现象.碳源不足还造成了NO₂^--N的蓄积.添加稻草秸秆和对照组人工湿地中NO₂^--N的出水质量浓度分别是玉米芯人工湿地的2.5~6倍和6~26倍.与添加稻草秸秆比,添加玉米芯可以使人工湿地中NO₂^--N出水质量浓度得到更显著地降低（P<0.05）.玉米芯、稻草秸秆和对照组人工湿地TN去除率分别为83.75%~93.49%、76.59%~78.85%和67.85%~72.56%,三者之间存在显著性差异（P<0.01）.最后,通过对玉米芯进行了稀碱加热预处理,使玉米芯的碳素累积释放量提高到（93.73±17.49） mg·g^-1,累积释放的碳氮比提高至175.8,进一步提高了玉米芯的释碳性能,表现为更合适的外加碳源.     

预处理方法对玉米芯作为反硝化固体碳源的影响

分别用1.5%NaOH、1%H2SO4、1.5%H2O2和碱性双氧水(含有1.5%H2O2的NaOH溶液)并联合紫外照射对玉米芯进行预处理,将预处理后玉米芯作为反硝化固体碳源和微生物载体进行静态释碳和静态反硝化实验,考察预处理后玉米芯释碳、反硝化性能及微生物附着情况.结果表明,经过碱和碱性双氧水预处理后的玉米芯碳源可利用性和反硝化效率均有显著的改善,尤其是碱预处理方法,静态反硝化反应至41 d时,仍能保持90%以上的硝酸盐去除率.因此,碱预处理方法可以改善玉米芯释碳性能,有利于微生物的附着和碳源的利用.     

不同热解温度制备的玉米芯生物炭对对硝基苯酚的吸附作用

以玉米芯为原料,采用限氧热解法制备了不同温度(200~600℃)的玉米芯生物炭,研究玉米芯生物炭对水中对硝基苯酚(PNP)的吸附行为,并对其吸附机制进行了探讨.结果表明,热解温度对生物炭的物理化学性质影响较大,随着热解温度的升高,含氢、氧官能团逐渐消失,生物炭的极性降低,芳香性增强.等温吸附曲线可以被Freundlich模型很好地描述,生物炭的性质对其吸附PNP有着重要影响,Freundlich模型回归参数(n和KF)与玉米芯生物炭的芳香性、亲水性和极性指数[H/C、O/C、(O+N)/C]呈良好的线性关系.定量描述了表面吸附和分配作用的相对贡献,PNP在低温(200℃)制备生物炭上的吸附主要为分配作用,而高温(300~600℃)制备的生物炭对PNP的吸附为π—π电子受体-供体作用和孔填充效应为主的表面吸附机制.     

基于响应面法的改性玉米芯吸附水中Zn~(2+)的工艺条件优化及机理研究

运用玉米芯作为生物吸附剂去除水溶液中Zn~(2+)。以单因素控制变量法考察了玉米芯用量、吸附时间、改性盐浓度和摇床转速对吸附性能的影响,并运用响应面法对吸附条件进行优化,通过吸附等温线、吸附动力学和热力学研究来探讨吸附机理。结果表明,当Zn~(2+)初始浓度为50 mg/L、改性盐浓度为0.26%、玉米芯用量为20 g/L、转速为203 r/min,于30℃的恒温振荡器中振荡吸附反应35 min后,吸附率可达80.40%。玉米芯对水溶液中Zn~(2+)的吸附是一个自发的吸附过程,其吸附行为符合二级反应速率方程和Langmuir吸附等温式,具有一定的应用前景。     

改性炭化玉米芯对甲醛的吸附性能研究

以玉米芯为原材料,将其炭化后制得炭化玉米芯(AC组),用H_3PO_4、NaHSO_3改进其炭化工艺流程,得到磷酸改性组(P-AC组)和饱和亚硫酸氢钠改性组(C-AC组)。通过不同玉米芯与H_3PO_4的料液浸渍比和在饱和Na HSO3中的浸泡时间,研究对制备炭化玉米芯材料的比表面积及对甲醛气体的吸附效果的影响。结果表明:P-AC组材料的比表面积较AC组显著提高了28.9%~37.7%;当玉米芯与H_3PO_4的料液浸渍比为1∶1时,所得材料在3 h吸附甲醛达74.2%,饱和吸附量为4.95 mg/g;当炭化玉米芯材料在饱和NaHSO_3浸泡1.5 h时,所得材料3 h吸附甲醛可达90.3%,饱和吸附量为6.21 mg/g。     

新型天然有机高分子阳离子改性絮凝剂的制备研究

为研发绿色絮凝剂,改善水资源短缺现状,以天然有机高分子玉米芯准纳米粉(QCCP,直径<0.147 mm)为母体,用三乙胺与环氧氯丙烷共聚产物为阳离子单体(M)进行改性.采用H2O2-FeSO4作引发剂,制得一种新型天然有机高分子阳离子改性絮凝剂DXSL-Ⅰ,确定了优化的反应条件.将2.0 g QCCP与含有0.7 g NaOH的8 mL水混合,40 ℃条件下碱化60 min.然后,加入8 mL醚化单体和体系总质量0.01%引发剂以及0.1% NaCl作为抑制剂,55 ℃条件下醚化3.5 h.实验表明,用该絮凝剂絮凝处理高岭土悬浊液时,不到5 min中层透光率就能达到95%以上.其絮凝性能达到传统絮凝剂聚丙烯酰胺的技术指标.此外,运用红外谱图化学结构分析和扫描电镜介观形貌分析辅助说明了改性反应的成功.     

微污染水体水平潜流湿地强化脱氮研究

以纤维素碳源(玉米芯)作为反硝化碳源和微生物载体,在烧杯静态浸泡20 d,河水的可生化性由最初的0.17提高至0.26。采用水平潜流湿地对微污染水体进行处理,考察了导气管复氧和纤维素碳源投加对水平潜流湿地去污效果的影响。试验结果表明:在湿地基质床内合理的布设导气管和合适位置适量投加纤维素碳源,在提高湿地系统脱氮的同时,未使湿地出水COD浓度升高,碳源湿地对COD、TN、氨氮、硝态氮的平均去除率分别达38.52%、70.55%、65.06%和71.92%,并且出水亚硝态氮维持在较低水平。     

蘑菇渣和玉米芯对污泥生物干化的影响研究

文章以蘑菇渣、玉米芯以及两者的混合作为3种调理剂,将污泥与调理剂按一定比例混合,考察相同质量配比不同调理剂条件下,各处理干化过程中的温度、含水率和有机质含量的变化情况,从而确定最佳的调理剂,探讨调理剂对污泥生物干化的影响。结果表明,玉米芯做调理剂时处理实验效果最佳,最高温度达到69.0℃,所经历的时间最短为108 h,玉米芯的添加更能增加反应的升温能力;3个处理实验的含水率总体呈现下降的趋势,其中混合料为调理剂时下降趋势最明显,最终含水率都低于40%,达到相关用泥质量标准,水分脱除效果好;有机质含量较高,总体变化不明显,有利于污泥后续利用。