纤维丝和包埋填料的SRB处理含Mn~(2+)硫酸盐废水的研究

研究硫酸盐还原菌(SRB)处理含重金属锰的硫酸盐废水,对比在不同重金属Mn⁽²⁺⁾浓度下,纤维丝悬浮填料和包埋固定化填料SRB对重金属Mn(2+)浓度下,纤维丝悬浮填料和包埋固定化填料SRB对重金属Mn⁽²⁺⁾和硫酸盐SO_4(2+)和硫酸盐SO_4^(2-)去除能力的差异性。结果表明,随着重金属Mn(2-)去除能力的差异性。结果表明,随着重金属Mn⁽²⁺⁾浓度的增大,包埋固定化填料比纤维丝悬浮填料对重金属Mn(2+)浓度的增大,包埋固定化填料比纤维丝悬浮填料对重金属Mn⁽²⁺⁾有更强的耐受性,去除效率更高。扫描电镜(SEM)其内部结构可知,包埋固定化填料可保护SRB避免重金属的直接毒害,使其在高浓度Mn(2+)有更强的耐受性,去除效率更高。扫描电镜(SEM)其内部结构可知,包埋固定化填料可保护SRB避免重金属的直接毒害,使其在高浓度Mn⁽²⁺⁾保持较高的活性,实现较高的处理效果。     

纤维丝和包埋填料的SRB处理含Mn~(2+)硫酸盐废水的研究

研究硫酸盐还原菌(SRB)处理含重金属锰的硫酸盐废水,对比在不同重金属Mn~(2+)浓度下,纤维丝悬浮填料和包埋固定化填料SRB对重金属Mn~(2+)和硫酸盐SO_4~(2-)去除能力的差异性。结果表明,随着重金属Mn~(2+)浓度的增大,包埋固定化填料比纤维丝悬浮填料对重金属Mn~(2+)有更强的耐受性,去除效率更高。扫描电镜(SEM)其内部结构可知,包埋固定化填料可保护SRB避免重金属的直接毒害,使其在高浓度Mn~(2+)保持较高的活性,实现较高的处理效果。     

生长因子对SRB处理硫酸盐废水的影响研究

采用实验室模拟手段,研究了静态条件下硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria,SRB)对硫酸盐废水的处理效果,考察了菌液接种量、初始pH、碳源种类、m(COD)/m(SO_4~(2-))等生态因子对处理效果的影响。结果表明,增加菌液量、提升pH、提高m(COD)/m(SO_4~(2-))均可提升SO_4~(2-)去除率;以乳酸钠、葡萄糖、甘油、甲酸作为碳源时,SRB利用这4种碳源对SO_4~(2-)的还原率由大到小依次为甲酸乳酸钠甘油葡萄糖。该研究对SRB处理硫酸盐废水的工程应用具有一定的指导意义。     

用6210净水剂直接去除电镀废水中Cr~(6+)

电镀废水中的Cr~(6+),不需预先化学还原或电化还原成Cr~(3+),添加净水剂6210就可直接反应去除。试验表明,含Cr~(6+)189.6 mg/l的电镀废水,投药比6210/Cr~(6+)为25～50,室温下搅拌反应1 h,Cr~(6+)的去除率>90%,且15 min内可澄清。6210净水剂还具有去除F~-、SO_4~(2-)等阴离子及去除Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)等重金属阳离子的特性。     

UASB处理高硫酸盐废水及人工神经网络模型的构建

采用UASB处理高硫酸盐废水,对不同碳硫比[m(COD)/m(SO_4~(2-))=1、2、3、4.6]条件下反应体系的处理效能进行评估,并利用神经网络模型分析不同因素对COD去除率和SO_4~(2-)去除率的影响。结果表明SO_4~(2-)去除率与m(COD)/m(SO_4~(2-))成正比,而COD去除率则与m(COD)/m(SO_4~(2-))成反比。当m(COD)/m(SO_4~(2-))为4.6时,SO_4~(2-)平均去除率达98.1%,此时,COD平均去除率仅为32.2%。神经网络模型的影响因素权重分析表明进水pH、COD和m(COD)/m(SO_4~(2-))为影响COD去除的主要因素,进水COD、SO_4~(2-)浓度和m(COD)/m(SO_4~(2-))为影响SO_4~(2-)去除的主要因素。     

射流循环厌氧流化床两相厌氧处理高浓度硫酸盐有机废水

设计了射流循环新型厌氧生物流化床反应器(JLAFB)，以该反应器为酸化相(或称硫酸盐还原相)，厌氧颗粒污泥流化床(AGSFB)为产甲烷相组成两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水。在培养出耐酸性硫酸盐还原厌氧颗粒污泥基础上，成功实现了硫酸盐还原菌（SRB）和产甲烷菌（MPB）的相分离，消除了SRB对MPB的基质竞争性抑制。在进水SO2-4负荷达12.0 kg·m-3·d-1条件下，JLAFB和AGSFB反应器内硫化物浓度分别为78.3 mg·L-1和92.4 mg·L-1，远小于200 mg·L-1的抑制浓度，消除了硫化物在反应器内的积累和对微生物的毒性作用。在稳态运行条件下，当进水COD和SO2-4负荷分别为26.0和8.5 kg·m-3·d-1时，工艺总的COD和SO2-4去除率分别达到86.9％和97.6％。试验确定工艺的最优运行条件为：进水COD/SO2-4>3.0；碱度为400～500 mg·L-1；JLAFB反应器吹脱气体流量为0.04 L·min-1，水力回流比为5∶1。     

生物质固定化硫酸盐还原菌处理废水中重金属离子

采用海藻酸钠和3种生物质载体(稻壳、玉米芯、秸秆)固定化的硫酸盐还原菌(SRB)处理单一重金属(700 mg/L Fe2+, 75 mg/L Cu2+, 120 mg/L Pb2+, 80 mg/L Cd2+)废水,筛选出稻壳为效果较优的固定化载体,并对合成重金属废水(含400 mg/L Fe2+, 30 mg/L Cu2+, 50 mg/L Pb2+, 40 mg/L Cd2+)的处理效果作了进一步研究. 结果表明,稻壳固定化SRB去除单一重金属时,Fe2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+去除率分别为99%, 100%, 100%, 100%;处理合成重金属废水时,4种重金属去除率分别为98.06%, 100%, 99.35%, 100%.     

SRB法处理高浓度硫酸盐废水的试验研究

研究了在厌氧序批式反应器(ASBR)中,利用硫酸盐还原菌(SRB)处理含高浓度SO42-的酸性钛白粉废水的技术可行性及ASBR处理工艺的最佳运行参数。试验结果表明:SRB法处理含高浓度SO42-的酸性钛白粉废水是可行的,在选定试验条件下,模拟废水和钛白粉废水的SO42-去除率分别为92.7%和88.3%,且出水硫酸盐浓度在250mg·L-1以下,达到了国家地面水环境质量标准(GB3838-83)。     

利用铬渣生产陶瓷釉彩

我们对镀锌钝化废水采用钢冷轧酸洗废水进行还原处理,并将中和后所产生的废渣制成陶瓷釉彩,从而降低了处理成本,达到了综合利用的目的。一、反应机理在酸性条件下,向钝化含铬废水内加入酸洗废水,发生如下反应:2H_2CrO_4+6FeSO_4+6H_2SO_4=3Fe_2(SO_4)_3+Cr_2(SO_4)_3+8H_2O还原后的废水中,主要含有 H~+、Cr~(3+)、Fe~(3+)、SO_4~(2-)     

BDD阳极电活化硫酸盐降解除草剂阿特拉津的研究

用掺硼金刚石(BDD)电极对硫酸盐进行阳极活化,结果发现,在循环阳极电极模式下,BDD阳极电活化硫酸盐去除阿特拉津(ATZ)的速率较直接电解去除ATZ的速率高出约14倍。当电流密度为30 mA/cm2、Na_2SO_4电解质浓度为0.1 mol/L时,电活化硫酸盐产生的SO_4~(·-)对ATZ降解的相对贡献率可达90%以上。     

Static and dynamic adsorption of fluoride using La(Ⅲ)-loaded chitosan beads crosslinked with EGDE

利用乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)替代戊二醛对壳聚糖微球进行交联,然后负载稀土镧离子La(Ⅲ),制备得到新型的除氟剂（CEB-La）。研究了CEB-La对F^-的静态和动态吸附性能。静态吸附实验结果表明：该除氟剂的静态吸附条件为pH7.0、温度50℃、吸附时间60 min、振荡频率120 r·min^-1;当CEB-La用量3 g·L^-1时,对浓度10 mg·L^-1含氟水的除氟率可达92.9%;CEB-La对F^-的吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温线,饱和吸附容量为25.7 mg·g^-1;拟二级动力学方程能较好地描述CEB-La对F^-的吸附动力学过程;CEB-La吸附饱和后,经NaOH溶液处理后再与镧离子螯合,可有效再生;共存阴离子特别是CO ^{2 -}₃ 和HCO^-₃对CEB-La的除氟性能有不利影响。动态吸附实验结果表明：进水流量3 ml·min^-1时,CEB-La适于处理F^-浓度2～15 mg·L^-1的含氟水;利用Thomas模型可较好地描述CEB-La对F^-的动态吸附特征,动态饱和吸附容量为3.67 mg·g^-1。因此,CEB-La的除氟性能优越,再生方法简单,使用成本较低,具有较好的应用前景。     

粉煤灰源C-S-H吸附U(Ⅵ)性能及机理

以粉煤灰铝回收过程的脱硅液为原料,通过控制钙硅摩尔比的常规沉淀法制备得到大比表面积介孔C-S-H（401 m²·g^-1）,系统研究了初始浓度、投加量、pH和离子强度对C-S-H吸附U（Ⅵ）过程的影响,以及吸附的热动力学特征,并评价了C-S-H去除实际含铀废水中毒性金属的性能。结果表明,通过控制合成条件实现了低品质硅钙渣向高附加值吸附材料的转变。0.75 g·L^-1 C-S-H在pH 2仍具有较高的平衡吸附容量（q_e=67.9 mg·g^-1）,在富含CO₃^2-的碱性溶液中UO₂（H₂O）₅²⁺转变为UO₂（CO₃）₃^4-不利于带负电的C-S-H表面吸附U（Ⅵ）。当C-S-H投加量升高至2～5 g·L^-1,材料对U（Ⅵ）的吸附去除效率即能维持在相对较高水平（C[U（Ⅵ）]_initial=500 mg·L^-1,去除率88.3%～93.5%）,吸附可在数小时内达到平衡,符合拟二级动力学模型和两阶段Weber-Morris方程模型,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附机理主要为离子交换（84.6%）和表面络合。材料对含铀废水中的U、Zn、Hg、Mn和Cd均表现出良好的吸附去除性能,因而C-S-H可成为在废水毒性金属去除方面极具应用前景的材料。     

Cu2(NO3)(OH)3催化过硫酸盐降解苯酚

基于过硫酸盐的高级氧化工艺在高浓度含酚废水处理中引起了越来越多的关注。我们研究了Cu₂（NO₃）（OH）₃和过硫酸盐对于废水中苯酚的降解效果和机理。结果表明,Cu₂（NO₃）（OH）₃-过硫酸盐体系在较广泛的pH条件下（pH值为5.0~10.0）对苯酚的降解效率均较高。溶液中的总有机碳（TOC）分析表明,在pH值为8.0,1 g·L^-1过硫酸盐和1 g·L^-1 Cu₂（NO₃）（OH）₃条件下,该体系可在4 h内将初始浓度为100 mg·L^-1的苯酚完全矿化而没有产生二次污染。猝灭剂实验和电子顺磁共振（EPR）分析进一步证实Cu₂（NO₃）（OH）₃-过硫酸盐体系中的主要氧化物种是O₂^·-、SO₄^·-和¹O₂。     

聚丙烯酸钠包覆Fe3O4磁性交联聚合物的制备及其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能

采用溶液分散聚合和Ca²⁺表面交联制备了聚丙烯酸钠包覆Fe₃O₄的磁性交联聚合物（CPAANa@Fe₃O₄）,对其进行了XRD、FT-IR、SEM和TGA等表征。以CPAANa@Fe₃O₄为吸附剂研究了CPAANa@Fe₃O₄对水溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的静态吸附,考察了溶液pH、吸附剂投加量、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明：CPAANa@Fe₃O₄在pH 2～6范围内均具有较好的吸附性能,当吸附剂投加量分别为1.0 g·L^-1和1.6 g·L^-1时对初始浓度分别为200 mg·L^-1的Pb²⁺和100 mg·L^-1的Cd²⁺的去除率达到最大,可使Pb²⁺实现达标排放（GB 8978-1996）;CPAANa@Fe₃O₄对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附动力学符合准二级模型,吸附等温线符合Langmuir模型,对Pb²⁺和Cd²⁺的最大吸附量分别为454.55 mg·g^-1和275.48 mg·g^-1。将CPAANa@Fe₃O₄用于处理实际电解矿浆废水,发现能有效吸附其中的Pb²⁺和Cd²⁺,具有潜在实用价值。     

CoCo-PBA@ CuFe-LDH活化过一硫酸盐降解阿特拉津

为了有效降解废水中的阿特拉津（ATZ）,采用共沉淀法将钴基-普鲁士蓝类似物（CoCo-PBA）负载于层状双金属氢氧化物CuFe-LDH上,制得复合材料CoCo-PBA@CuFe-LDH,用于活化过一硫酸盐（PMS）降解ATZ。通过考察降解过程的主要影响因素,发现提高催化剂CoCo-PBA@CuFe-LDH用量和反应温度有利ATZ的降解;PMS用量过多会对ATZ的降解产生轻微的抑制作用;过酸和过碱的环境都对ATZ降解产生不利影响;体系中存在的HCO₃^-,H₂PO₄^-和Cl^-等离子对ATZ的降解均表现出了一定的抑制作用。研究得到了CoCo-PBA@CuFe-LDH/PMS体系降解ATZ的较优反应条件为ATZ浓度15 mg·L^-1,催化剂用量50 mg·L^-1,PMS用量300 mg·L^-1,初始pH值为6.3,反应温度298 K。当反应15 min后,ATZ的降解率可达到99.5%。循环使用4次后,ATZ的降解率仍达到83.4%,表明CoCo-PBA@CuFe-LDH具有较好的催化活性和重复使用性。另外,研究发现CoCo-PBA@CuFe-LDH活化PMS降解ATZ体系中,可以同时产生SO₄^·-和·OH 2种自由基,SO^·-₄对ATZ的降解起到更关键的作用。     

反应结晶过程中二水硫酸钙晶粒性能

设计了CaHPO₄·2H₂O-H₂SO₄-H₃PO₄-H₂O体系结晶温度、液相SO₄^2-含量、液相P₂O₅含量、搅拌速率和结晶时间的五因素四水平正交实验,通过测量晶体平均粒径优化出平均粒径最大的工艺参数:结晶温度80℃、液相SO₄^2-含量50g·L^-1、液相P₂O₅含量260g·L^-1、搅拌速率50r·min^-1和结晶时间2h。在该工艺参数下进行结晶过程研究,通过分析液相SO₄^2-浓度和P₂O₅浓度,XRD、SEM、EDS和激光粒度分析仪表征晶体,研究发现:0~40min为反应阶段,平均粒径减小;40min之后结晶过程遵从Ostwald递变法则,从CaSO₄·0.5H₂O过渡到CaSO₄·2H₂O,平均粒径几乎不变。     

UV/O3工艺去除甲基叔丁基醚过程中BrO3-的产生与控制

引言臭氧用于饮用水处理已有悠久的历史,可有效去除色度和浊度,除异味,降解有机污染物和提高可生物降解性能。由于臭氧在紫外的激发下产生氧化能力更强的羟基自由基(·OH),该氧化剂与许多物质的反应速率常数在108～1010之间,因此,臭氧与紫外的联合作用能够迅速降解多种持久性有机物。面对水源地中出现的种类繁多的持久性有机物,UV/O3工艺受到了越来越多的关注。     

自产气气提与纤维床反应器耦合发酵生产丁醇

采用发酵产物中的二氧化碳（CO₂）和氢气（H₂）作为循环气提气源,对丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum CGMCC 5234）发酵产物进行原位气提,实现丙酮、丁醇和乙醇混合物（ABE）的连续纤维床固定化发酵生产。连续发酵实验进行了12批次共309 h,总溶剂ABE当量浓度为133.3 g·L^-1（其中丁醇 83.5 g·L^-1,丙酮38.4 g·L^-1,乙醇11.4 g·L^-1）,葡萄糖消耗率为1.29 g·（L·h） ^-1,总溶剂ABE产率为0.431 g·（L·h） ^-1,转化率为0.333 g·g^-1,其中丁醇产率为0.270 g·（L·h） ^-1,转化率为 0.209 g·g^-1,发酵液中丁醇浓度控制在8～12 g·L^-1,显著优于游离发酵的结果。气提提取之后冷凝的ABE溶液出现分层现象,其中丁醇相丁醇浓度高达603.7 g·L^-1,极大地减缓后续分离提纯的负担。结果表明,自产气循环气提与纤维床固定化耦合连续发酵生产ABE（特别是丁醇）的工艺具有可行性和竞争力。     

纳米腐殖酸基离子交换复合树脂动态吸附-脱附冶金镍镉废水

系统研究了纳米腐殖酸基离子交换复合树脂在多离子共存体系中对Ni²⁺/Cd²⁺的选择吸附性能。以此为基础,通过多柱串联、饱和吸附、洗脱液套用方法完成了对Ni²⁺、Cd²⁺冶金废水资源化治理研究,用扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG-DTA)、X射线光电子能谱仪(XPS)及N₂吸附-脱附分析仪(BET)等物理手段对复合树脂的微观形貌、化学结构、耐热性、元素组分变化及孔径分布进行表征。研究结果表明:纳米腐殖酸基复合树脂对Ni²⁺、Cd²⁺离子具有吸附速度快[0.55～1.50 mg·(g·min)^-1]、交换容量高(Ca²⁺、Mg²⁺共存体系中对Ni²⁺、Cd²⁺吸附容量分别为139 mg·g^-1和148 mg·g^-1)、选择性能好等优点,回收溶液中镍和镉离子浓度和纯度高(分别为45.15 g·L^-1和 39.17g·L^-1,且C_Ni(Ⅱ)/C_total 0.989,C_Cd(Ⅱ)/C_total 0.994);吸附-洗脱200次后,其物理、化学结构性能稳定;断面形貌变化不明显,交换容量基本不变,可重复使用;比表面积、平均孔径及孔容分别为1189.85 m²·g^-1、30.2 nm 和0.96 cm³·g^-1,热稳定性能好;氮含量从16%降至12%、氧含量由26.49%升至29.96%,交换容量由5.38mmol·g^-1升至6.06 mmol·g^-1。     

Effect of interlayer anions on chromium removal using Mg–Al layered double hydroxides:Kinetic,equilibrium and thermodynamic studies

The influence of interlayer anions such as NO3-, SO42-and Cl-on Mg–Al hydrotalcites for Cr(VI) removal from aqueous solution was studied. The structure of the prepared LDHs was characterized by XRD, SEM, FTIR, TGA, BET surface area and p Hzpc. The sorbent ability and sorption mechanisms were also investigated. The LDHs exhibit high removal for Cr(VI), and the sorbed amount depends on the nature of interlayer anion, which decreased in the following order: NO3-N Cl-N SO42-. Nitrate-containing LDH reached a Cr(VI) sorption equilibrium within only 30 min. The effects of operating conditions, including initial concentration, solution p H, agitation time and sorbent amount have been studied in batch mode. The optimum conditions were observed at an initial concentration of 100 mg·L-1, p H = 6, agitation time of 60 min and a sorbent dose of 2 g·L-1. The equilibrium data were fitted to the Langmuir, Freundlich and Dubinin–Radushkevich isotherm models. The Langmuir model was found to sufficiently describe the sorption process, offering a maximum sorption capacity of 71.91 mg·g-1. The sorption kinetic follows pseudo-second-order reaction with high accuracy. Thermodynamic parameters suggested that the sorption process is spontaneous and endothermic in nature.