响应面方法优化Fenton试剂处理甲萘酚废水

利用响应面方法(RSM)对Fenton试剂处理甲萘酚废水工艺过程进行优化,考察了Fe2+浓度、H2O2 浓度和初始pH 3种工艺条件对甲萘酚废水处理效果的影响,并提出Fenton试剂降解甲萘酚废水的数学模型及优化后的工艺参数。Fenton试剂降解甲萘酚废水的数学模型可以较好地模拟真实的曲面,方程的F值为24.90,相关系数(R2)为0.9573,调整相关系数(Radj2)为0.9188。通过优化得到最佳的工艺参数Fe2+浓度为0.89 g/L,H2O2浓度为0.79 g/L,pH为4.00。在此条件下,COD去除率的预测值为91.15%,与实测值90.78%接近。说明建立的模型能真实地反映各主要因素的影响,模型与实际情况吻合。     

氨基复合铁氧化物对As（V）的吸附性能与机理

用氯化十六烷基三甲铵（Cetyltrimethylammonium chloride,CTAC）修饰铁氧化物Fe2O3,得到氨基复合的铁氧化物纳米材料（Fe2O3@CTAC）并研究了其对As（V）的吸附去除性能及机理。CTAC修饰不会改变Fe2O3的物理化学结构,而形成的Fe2O3@CTAC不仅可以通过铁氧化物表面络合作用吸附As（V）,复合材料表面的氨基也可以通过静电作用吸附As（V）。因而复合材料对As（V）的吸附去除效果显著提升,饱和吸附容量可以达到23.13 mg·g-1。Fe2O3@CTAC 吸附As（V）可以在2 min内达到平衡,符合拟二级动力学模型和two-site Langmuir模型。在pH为3~9的范围内,Fe2O3@CTAC均能有效吸附去除As（V）,去除率均能达到90%以上。天然有机质和硫酸根、碳酸氢根、硅酸根对As（V）在Fe2O3@CTAC上的吸附没有明显的抑制作用。磷酸根由于与As（V）存在竞争吸附作用而抑制As（V）的吸附,然而在通常水体磷酸根浓度条件下,Fe2O3@CTAC对As（V）的去除率依然达到90%以上。此外,Fe2O3@CTAC可以再生并重复利用,经过5次循环利用后As（V）的去除率能够保持在85%以上。     

纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)降解萘的特性及动力学

在前期研究中发现,纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis,BFN)可以用于降解水溶液的萘,为了解其降解过程,发现BFN菌生长量随着溶液中的萘的含量增加而提高。其中,萘的含量分别是30、50、100和200 mg/L时,BFN的生物量OD600值分别为0.057、0.081、0.126和0.193;降解培养基溶液COD的去除率分别为59.4%、65.3%、69.2%和70.6%,说明BFN菌在生长的过程中利用萘作为碳源。同时,动力学拟合发现,对不同含量萘的降解过程都符合一级降解动力学方程,且BFN菌的生长过程满足逻辑斯蒂方程。扫描电镜图表明,BFN菌在萘的存在下生长得更好。紫外光谱显示波长为276 nm的萘的吸收峰在降解后下降很多。红外光谱数据则表明,降解液中有2组新的吸收峰出现:一组出现在2 878、2 930和2 968 cm-1处,说明在萘的降解过程中有新的羧酸类生成;另一组出现在3 438、3 667和3 731 cm-1处有新的酚类物质生成。     

活性污泥缺氧转化1-2-7-三氨基-8-羟基-3-6-萘二磺酸简

1-2-7-三氨基-8-羟基-3-6-萘二磺酸（TAHNDS）作为偶氮染料的脱色产物很难被常规的厌氧-好氧染料废水处理工艺所去除。研究了未经驯化的活性污泥对TAHNDS的缺氧转化效果。结果表明,只有在特定的缺氧条件下（ORP在-50~-150 mV之间）,TAHNDS才能被活性污泥所降解转化。当浓度在10~80 mg/L范围内,TAHNDS可在72 h内转化93%以上。加入100 mg/L的硝酸盐和0.64 mmol/L的氧化还原介体蒽醌-2-磺酸钠（AQS）可将40 mg/L的TAHNDS的转化时间从84 h缩短到36 h。光谱及HPLC-MS分析表明,TAHNDS在缺氧条件下主要是通过脱氨基和脱磺酸作用生成已知可好氧生物降解的3,5-二氨基-4-羟基萘-2-磺酸。因此,缺氧处理有望作为预处理工艺促进废水中TAHNDS的完全降解。     

Sakaguchia cladiensis对磺胺甲嘧啶/铜复合污染中抗生素的降解

以某畜禽养殖场土壤筛选分离到的一株对磺胺甲嘧啶（Sulfamethazine,SMZ）具有耐受性的酵母菌（Sakaguchia cladiensis,A5）为研究对象,开展生长特性及其对SMZ-Cu²⁺复合污染中SMZ降解特性研究.结果表明,SMZ和Cu²⁺胁迫下,菌A5也能较好生长.降解性能研究显示,菌A5在复合污染体系中反应3d,SMZ去除率达37.3%,共存的Cu²⁺对SMZ降解具有促进作用.当投菌量为1g/L,溶液pH值为中性,菌A5对1mg/L SMZ的降解效果最佳.透射电镜分析表明,SMZ和Cu²⁺共存时,菌A5的细胞壁膜破损严重,导致细胞质外流.     

Adsorption of β-naphthalenesulfonic acid/sulfuric acid from their solution by weakly basic resin: equilibrium

Experiments for single and bisolute competitive adsorption were carried out to investigate the adsorption behavior of β-naphthalenesulfonic acid(NSA) and sulfuric acid (H2SO4) from their solution at 25℃ onto weakly basic resin D301R. Adsorption affinity of sulfuric acid on D301R was found to be much higher than that of NSA. The data of single-solute adsorption were fitted to the Langmuir model and the Freundlich adsorption model. The ideal adsorbed solution theory(lAST) coupled with the single-solute adsorption models were used to predict the bisolute competitive adsorption equilibria. The lAST coupled with the Langmuir and the Freundlich model for sulfuric acid and NSA, respectively, yields the favorable representation of the bisolute competitive adsorption behavior.     

藻类对湖泊水体中甲拌辛光降解的影响

研究了在不同水深、不同水质、不同光照条件、不同水体运动状态的水样中,藻类对甲拌辛光降解的影响。结果表明,藻类在生长过程中吸收光降解的产物,从而促进光降解反应的进行。因此,藻类对湖泊水体中甲拌辛的光降解有促进作用。     

萘和菲在黄土上的吸附动力学

研究了萘和菲在天然黄土和阳离子表面活性剂改性黄土上的吸附动力学过程。结果表明,萘和菲在阳离子表面活性剂改性黄土上吸附速率比在天然黄土上的快,同时吸附数据都能很好的符合一级动力学方程;吸附速率与起始浓度、温度及黄土本身的性质有关;萘和菲的吸附速率常数k与温度T成负相关。吸附反应的活化能分别为:-6.196~-1.172kJ/mol和-28.86~-15.70kJ/mol;萘和菲在天然黄土和阳离子改性黄土上的吸附速率由膜扩散和孔扩散过程控制,实验数据可以用扩散动力学方程拟合。本研究为理解多环芳烃在土壤中的迁移规律提供了理论基础,同时有助于理解土壤环境中石油污染物的迁移。     

反硝化菌群的萘代谢与反硝化偶联机制

为探寻反硝化与萘代谢过程的偶联机制,从潜在PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbons)污染的土壤中富集获取了萘的反硝化降解菌群.通过Illumina Mi Seq测序对其细菌群落结构进行了解析,并研究其萘代谢过程中反硝化电子受体[硝酸根(NO_3~-)、亚硝酸根(NO_2~-)]浓度、气态还原产物[氧化亚氮(N_2O)、氮气(N_2)]产生速率及反硝化微生物相关的nar G(periplasmic nitrate reductase gene)和nir S(cd1-nitrite reductase gene)基因丰度的动态变化.Illumina Mi Seq测序结果表明,变形菌门中的Pseudomonas是该富集菌群中丰度最高的菌属.富集获取的萘反硝化降解菌群9 d内对萘的降解率为49.11%,培养初期(1~3 d)及末期(7~9 d)萘的降解速率无差异,但它们均显著高于培养中期(3~7 d)的降解速率(P0.05).培养期间,培养液中NO_3~-浓度呈逐渐下降趋势,而NO_2~-积累出现在第1~3 d.培养的3~9 d,NO_2~-浓度迅速下降,但在培养中期(3~7 d)未检测到气体产生,只在培养末期(7~9 d)检测到明显的N2O[3.39μg·(L·h)-1]和N2[8.97μg·(L·h)-1]的产生.在培养期间nar G及nir S基因的丰度均随培养时间而上升,表明该富集菌群中反硝化微生物丰度的逐渐增加.综上,NO_3~-还原过程及随后的NO_2~-还原过程等产气过程均可能与萘的厌氧降解过程相偶联,该结果可为进一步深入探讨萘的反硝化代谢机制打下基础.