Biosorption of heavy metals by activated sludge and their desorption characteristics

The biosorption of different metals (Cu2+, Cd2+, Zn2+, Ni2+ and Pb2+) was investigated using activated sludge. The optimum pH was 4 for Cd, Cu and Pb sorption and 5 for Ni and Zn. Biomass metal uptake clearly competed with protons present in the aqueous medium, making pH an important variable in the process. Protons consumed by biomass in control tests versus protons exchange in biosorption tests confirmed a maximum exchange between metal cations and protons at pH 2. The study of the influence of biomass concentration revealed that the amount of protons released from biomass increased with biomass concentration. This would confirm the hypothesis of ion exchange between both types of ions. The application of the Langmuir and Freundlich models showed a better fitting of experimental data to the first model. The maximum sorption uptake of the studied metals by the activated sludge showed the following decreasing order: Pb>Cu>CdZn>Ni. Desorption experiments showed that HCl was a good eluent for the five metals tested, particularly at low pH values (1 and 2). At pH 3 or 4 the desorption yield was significantly lower. However, its use did not allow the reuse of biomass in subsequent loading and unloading cycles. EDTA was also a good desorption agent, achieving the total recovery for the five metals tested at a concentration of 1mM, with the advantage that biomass could be reused for three sorption-desorption cycles.     

土壤体系中的化学动力学方程及其应用

本文介绍了土壤体系中常用的化学动力学方程，分析和比较了它们的适用条件，并探讨了它们在土壤肥力与环境保护中的实际应用。     

餐饮业烟道油垢燃烧特性及动力学模型

利用热重分析仪研究了餐饮业油烟道油垢在不同升温速率下的燃烧特性.所采用的升温速率分别为5℃/min、15℃/min和25℃/min.吹扫气体为干空气,流量为20 mL/min.结果表明,试样从常温至800℃的升温燃烧经历了第1步水分析出、第2～5步燃烧失重过程.采用Doyle和Coats-Redfern方法建立了"4阶段1级反应动力学模型",计算燃烧反应的动力学参数.并用试验热重曲线验证了模型的可靠性.研究表明,油垢燃烧失重的4个主要过程均可用简单反应动力学模型进行简化,反应级数为1;燃烧总趋势是随升温速率提高,活化能增大.     

Interaction between sorption and biodegradation processes in the contaminant transport

The main goal of this work is to examine in detail the equilibrium and non-equilibrium sorption in a multiple species contaminant transport system undergoing multiplicative Monod biodegradation kinetics, which characterizes a scenario of subsurface contamination by organic contaminants. Mathematically, the problem is given by a nonlinear advection-diffusion-reaction partial differential system coupled by the reaction terms, associated with the biodegradation process. A new operator splitting approach is proposed for treating in a sequential fashion the convective-diffusive and reactive terms. A predictor-multicorrector algorithm with Newton–Raphson and stabilized finite element (streamline-upwind Petrov-Galerkin, SUPG) methods is used in the time and spatial discretizations, respectively. Numerical results illustrate the good applicability of the present approach, corroborating the well-known observation nonlinear physical and biological processes should be inserted in the model that to better predict the contamination scenarios.     

某四组元复合推进剂的热分解规律研究

目的研究某四组元推进剂的热分解特性。方法进行差示扫描量热(DSC)和热重分析(TG)实验。结果分别得到了推进剂在不同温度下的DSC和TG曲线,以及同一温度下推进剂各单组分的DSC和TG曲线,并计算得到了不同升温速率下的反应动力学参数。结论推进剂的热失重主要分为三个阶段,150～220℃的范围主要为RDX的热分解,220～375℃的范围主要为AP热分解,375～515℃的范围主要为部分AP高温分解和橡胶分解。同时推进剂在200～237℃和337～385℃各出现了一个放热峰,在240～248℃出一个吸热峰。推进剂的吸热峰为推进剂中AP晶型转变的吸热峰,推进剂中两个放热峰分别是由于RDX热分解和AP的高温分解产生的。同时计算得到推进剂样品的活化能,推进剂的表观活化能在1.6×10~5～2.1×10~5J/mol的范围之间,随着热分解的进行,活化能先降低后升高。     

水华束丝藻和铜绿微囊藻对水中甲基汞的吸附特征及动力学研究

本文探究了活、死水华束丝藻和铜绿微囊藻对水中甲基汞（MeHg）的吸附动力学特征和等温吸附模型。结果表明,当MeHg浓度为100 ng/L时,活、死水华束丝藻能吸附水中99.2%和90.9%的MeHg,平衡吸附量分别为9.9×10^-2 ng/（10⁸cells）和9.1×10^-2 ng/（10⁸cells）,活、死铜绿微囊藻能吸附水中98.5%和94.0%的MeHg,平衡吸附量分别为9.9×10^-2 ng/（10⁸cells）和9.4×10^-2 ng/（10⁸cells）;两种藻对MeHg的吸附过程符合准一级、准二级动力学模型;活水华束丝藻和活、死铜绿微囊藻对MeHg的等温吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,死水华束丝藻对MeHg的等温吸附过程符合Langmiur等温吸附模型;对藻细胞结构进行表征,发现活藻和死藻对MeHg的吸附在细胞表面均呈现为生物快速吸附过程,活藻还呈现为生物慢速富集过程,故活藻对MeHg的吸附率高于死藻。     

固定化优势菌种降解2,6-二叔丁基酚

 用海藻酸钙包埋固定优势降解菌(Alcaligenes sp.)降解 2,6-二叔丁基酚(2,6-2DTBP).结果表明,菌株经固定化包埋后,降解底物 2,6-DTBP的能力大大提高,在 100.0mg/L 的初始浓度下其降解率在 12d 可达到 86%.与未固定菌株相比,固定化菌株对 pH 值和温度的适应范围更宽,对底物具有更高的降解能力.对固定化菌株的降解反应过程进行动力学分析,该降解反应符合一级动力学特征,其动力学常数为 0.1519,半衰期为 4.56d.扫描电镜观察到菌种在海藻酸钙包埋载体中能良好地生长和繁殖.     

纳米TiO2薄膜光催化降解2,4-二氯酚的动力学研究

以主波长为365nm的紫外光灯为光源，纳米TiO2薄膜为光催化剂，研究了2，4-二氯酚光催化降解的产物及Cl^-对2，4-二氯酚光催化反应动力学的影响，并进一步探讨了Cl对2，4-二氯酚光解影响的机理，2，4-二氯酚可以经光催化氧化被彻底矿化，结合外加Cl^-对2，4-二氯酚光催化降解的影响和L-H反应动力学分析，可以认为Cl^-对2，4-二氯酚光催化降解的抑制作用，是由于Cl^-与2，4-二氯酚在TiO2表面竞争同一活性位点所致。因此，当光催化反应进行到Cl^-在TiO2表面竞争性吸附较强时，在反应动力学方程中必须考虑Cl^-的竞争性作用。     

化固定化Methylibium petroleiphilum PM1细胞降解MTBE及动力学特性分析

采用海藻酸钙包埋固定化高效降解菌Methylobium petroleiphilum PM1降解水相中的甲基叔丁基醚(MTBE),考察了不同强化方法对凝胶颗粒机械强度和降解活性的影响.响应面结果表明,交联剂和培养基中Ca2+浓度分别为0.2 mol·L-1和1.38mmol·L-1,化学交联剂聚乙烯亚胺(PEI)浓度为...     

Cd2+与环丙沙星共存时在石英砂中的吸附特征及作用机理

为探讨重金属与兽药抗生素共存时在土壤及地下水砂层中的吸附行为及机理,以重金属镉（Cd）和环丙沙星（Ciprfloxacin,CIP）为研究对象,石英砂为介质,通过批平衡实验法,研究不同Cd²⁺浓度、pH及离子强度等因素下Cd²⁺与环丙沙星共存时在石英砂上的吸附行为及其交互影响.结果表明：①环丙沙星在石英砂上的吸附可分为两个阶段,6 h内为快速吸附,6~24 h为慢速吸附,24 h后达到吸附平衡;Cd²⁺在石英砂上的吸附表现为瞬时吸附,且吸附行为不受环丙沙星浓度的影响;环丙沙星在石英砂上的吸附动力学过程用伪二级动力学模型拟合效果最优,其次是伪一级动力学方程,颗粒内扩散方程拟合效果最差.②不同Cd²⁺浓度对环丙沙星吸附的影响不同,当Cd²⁺浓度较低（5、20 mg·L^-1）时,Cd²⁺的存在对吸附起促进作用;当Cd²⁺浓度为100 mg·L^-1时,Cd²⁺的存在对吸附起抑制作用;pH越高,离子强度越大,石英砂对环丙沙星的吸附量越低,而石英砂对Cd²⁺的吸附则表现为pH越高,吸附量越大,离子强度越高,吸附量越小;不同Cd²⁺浓度、pH及离子强度对CIP吸附的影响程度与CIP浓度有关,CIP浓度越低,影响越显著;除了pH为7的条件外,CIP对Cd²⁺在石英砂上的吸附基本没有影响.③Freundlich方程能较好地拟合不同条件下CIP在石英砂中的吸附曲线,R²均大于0.949,且大部分n值在0.326~0.651之间,说明石英砂对CIP的吸附是非线性的.④Cd可与CIP中的羧基（—COOH）和羰基（C=O）发生络合作用形成络合物而被石英砂所吸附.