生物炭负载纳米零价铁对湖泊底泥镉污染的修复效果

制备了生物炭负载纳米零价铁(nZVI/BC)复合材料,采用SEM、TEM、FTIR、EDS、XPS等手段对其表面形貌、粒径大小、官能团结构、表面元素及化学形态进行了表征和分析。通过镉(Cd)形态、浸出毒性、生物可利用性、上覆水中溶解态Cd质量浓度及底泥理化性质等指标评价了nZVI/BC对湖泊底泥中Cd的修复效果。结果表明,相比于对照组,经56 d修复后nZVI/BC处理组中Cd的残渣态质量分数增加了29.73%,有效降低了Cd的移动性;Cd的浸出质量浓度从4.65μg·L^-1降至0.38μg·L^-1,Cd的生物可提取态质量浓度从5.08μg·L^-1降至2.13μg·L^-1,其浸出质量浓度和生物可提取态质量浓度分别下降了91.83%和58.07%。同时,经过56 d的修复,nZVI/BC使上覆水中溶解态Cd的质量浓度比对照组降低了67.53%。此外,nZVI/BC的添加提高了底泥的pH和有机质,根据这2个指标的变化进一步分析了nZVI/BC复合材料对Cd的稳定机制。以上研究结果可为重金属污染底泥的修复...     

中空纤维膜传质H2对氧化亚铁硫杆菌还原溶解黄钾铁矾类矿物的影响

为强化氧化亚铁硫杆菌厌氧还原溶解黄钾铁矾类矿物过程中的H₂传质,以2种典型中空纤维膜(无泡出气与微气泡出气)搭建中空纤维膜反应器,研究中空纤维膜传质H₂对氧化亚铁硫杆菌厌氧还原溶解黄钾铁矾类矿物的影响。结果表明,采用无泡出气中空纤维膜,黄钾铁矾类矿物最大还原溶解速率为5.82 mmol·(L·d)^-1,16 d后黄钾铁矾类矿物还原溶解量达到86.6%;而采用微气泡中空纤维膜,黄钾铁矾类矿物最大还原溶解速率为3.18 mmol·(L·d)^-1,16 d后黄钾铁矾类矿物还原溶解量仅达到53.9%。进一步地,无泡出气中空纤维膜相比微气泡出气中空纤维膜,在显著降低H₂消耗的同时,能够让氧化亚铁硫杆菌更易获取H₂,进而分泌更多胞外有机物,提高浸出效率。本研究结果可为无泡出气中空纤维膜在氧化亚铁硫杆菌还原溶解黄钾铁矾类矿物的应用提供参考。     

催化铁内电解法预处理对后续生物过程的影响

本文研究了催化铁内电解预处理对后续生物反应器中活性污泥以及微生物的影响。经催化铁内电解处理后的污水带有大量的Fe^2＋和Fe^3＋进入生物处理阶段,EPS中蛋白质与多糖的比值提高,活性污泥的沉降性能也得以改善,沉降速度比对照组提高4．2倍;Fe^3＋使微生物物种多样性增加,与EPS的结合形式,改善了菌体之间的连接,增强了污泥对污染物的吸附和絮凝,EPS中吸咐污染物比对照组多约12．5mgTOC／gVSS。     

微生物—微米零价铁工艺的脱氮效果及机理

采用微生物-微米零价铁（m ZVI）工艺脱除水中氮。与单独微生物或m ZVI工艺相比,微生物-m ZVI工艺的脱氮效果最好。在废水p H为7.0、初始硝酸盐氮质量浓度为25.00 mg/L、mZVI投加量为0.20 g/L的条件下,加入驯化好的复合微生物BP350菌液50 mL/L室温下反应5 d,硝酸盐氮去除率达100%,氨氮和亚硝酸盐氮的总生成率为5.00%。ESEM表征结果显示,m ZVI在水中为微生物生长提供了附着基质,增大了微生物与废水的接触面积,有效防止了微生物流失。高通量测序结果表明,甲基娇养杆菌属（Methylotenera sp.）作为脱氮优势菌属在微生物-m ZVI工艺体系中相对丰度最高,达41.81%,远高于单独微生物工艺体系。m ZVI能够协同微生物提升脱氮效果。     

负载型纳米零价铁对水中硝基苯的去除

以六方板短孔道分子筛Zr-Ce-SBA-15和纤维状长孔道分子筛SBA-15为载体,采用等体积浸渍—H2还原法合成了纳米零价铁（NZVI）复合材料NZVI/Zr-Ce-SBA-15和NZVI/SBA-15,采用XRD、SEM等手段进行了表征,并比较了二者对硝基苯的还原性能。表征结果显示,介孔材料能有效阻止NZVI颗粒的团聚,经负载后其粒径变小。实验结果表明：短孔道Zr-Ce-SBA-15比长孔道SBA-15更适合作载体;在NZVI/Zr-Ce-SBA-15和NZVI/SBA-15投加量均为1.0 g/L、初始硝基苯质量浓度为20 mg/L、pH为6的条件下,二者对硝基苯的去除率分别为94%和83%,相应的苯胺生成量为10.0 mg/L和7.8 mg/L;当NZVI/Zr-Ce-SBA-15投加量为1.0 g/L、初始硝基苯质量浓度为20 mg/L、pH为3时,硝基苯去除率为98%,相应的苯胺生成量为11.8 mg/L。     

物化联合预处理工艺处理高浓度中成药浓缩废水效能研究

针对中成药浓缩液粘稠度高、色度高、有机物含量高的问题,开发了“铁碳微电解+芬顿(Fenton)氧化+混凝沉淀”预处理工艺。结果表明：在pH为2、反应时间为2 h的条件下,铁碳微电解工艺的COD_Cr去除率达到54.5%;在H₂O₂投加量为1.0%、反应时间为2 h的条件下,芬顿工艺段的COD_Cr去除率达55.8%。混凝沉淀工艺进一步提高了COD_Cr去除效果,联合预处理工艺对COD_Cr的总去除率达到88.9%,出水COD_Cr浓度小于3 000 mg/L,废水可生化性由0.12提高至0.32。     

磁场强化铁碳微电解降解甲基橙的研究

铁碳微电解技术因其操作简单、生态环保和经济高效等优势,常被用于印染废水的治理研究,但该技术存在COD去除率低和适用p H范围窄的问题。为了克服以上问题,引入磁场强化技术。通过批试验,系统考察了初始p H、初始甲基橙浓度、转速和温度等对磁场强化铁碳微电解去除甲基橙过程的影响。研究结果表明:磁场能够显著提升铁碳微电解去除甲基橙和COD的效率,且拓宽了p H的适用范围。结合SEM、XRD和电化学技术表征,阐明了磁场强化铁碳微电解去除甲基橙的机理是磁场能够加速铁碳微电解的腐蚀,产生大量二价铁,从而强化还原去除甲基橙。本研究提出了一种新的强化铁碳微电解高效去除污染物方法。     

Fe(Mn)OOH催化臭氧氧化水中扑米酮和溶解性有机物(DOMs)

使用碱式共沉淀法成功制备Fe(Mn)OOH催化剂,并且证实Fe(Mn)OOH可以高效催化臭氧降解水中扑米酮(PMD)和溶解性有机物(DOMs).表征分析表明,Fe(Mn)OOH表现出α-FeOOH和MnFe_2O_4两相的特征晶相结构.在相同条件下,Fe(Mn)OOH催化臭氧体系比单独臭氧、MnFe_2O_4和FeOOH催化臭氧体系表现出更好的扑米酮降解效能.在20 min时,Fe(Mn)OOH催化臭氧体系可以降解去离子水中97.5%的扑米酮,并且在快速和慢速反应阶段的反应速率常数分别可达0.46044 min~(-1)和0.10723 min~(-1).结果还表明,初始扑米酮和臭氧浓度以及催化剂投量之间的配比关系可能对扑米酮的降解有重要影响.Fe(Mn)OOH催化体系遵循羟基自由基的反应机制,可能是通过促进臭氧快速分解产生大量的羟基自由基,进而提高了水中有机物的降解效能.此外,Fe(Mn)OOH还具有结构稳定,可重复利用性好的优势.