SBR中混合接种不同储存方式的好氧颗粒污泥的恢复

考察了混合接种不同储存时间及储存方式的好氧颗粒污泥(AGS)的恢复效果。储存后的AGS表现出不同的形态特征:常温湿式储存两年的AGS形态松散, 出现了明显的解体现象;常温湿式储存一年的AGS未出现明显的解体现象, 但颜色明显变黑;琼脂包埋干式储存五个月的硝化颗粒污泥颜色、形态及沉降性能变化不大。重新曝气后, 污泥的MLSS(4.85~10.51 g/L)与MLVSS/MLSS(0.6~0.75)、EPS(15.05~38.36 mg/g MLSS)、平均粒径(0.61~1.12 mm)及颗粒化率(80.92%~97.60%)迅速增大, COD及氨氮去除率也分别在19天与15天上升至90%以上。恢复过程中, 颗粒污泥经历了先破裂后重新颗粒化的过程。根据恢复过程中颗粒污泥的理化特性可知, 混合污泥在21天内成功实现了稳定性及效果恢复。研究结果表明混合部分储存后的硝化颗粒污泥有效提高了硝化细菌的富集速度, 为应用时AGS中硝化细菌的快速富集提供了一种新思路。      

好氧颗粒污泥的培养及处理低碳氮比废水效果

采用"搅拌-曝气-搅拌"间歇曝气运行模式,探索好氧颗粒污泥(AGS)在低碳氮比(1~6)废水中的形成规律及其对污染物的降解效果,旨在为低碳氮比污水的高效处理提供技术支持。当进水碳氮比为1~2.25时,接种污泥表现出明显的不适应,污泥量及颗粒化率增长缓慢,化学需氧量(COD)、总无机氮(TIN)及总磷(TP)的去除率较低且波动大。当进水碳氮比提升至6时,污泥理化特性逐渐趋于稳定,35 d内实现好氧污泥颗粒化。成熟的AGS对氨氮(NH₄+-N)和COD的去除率均高达90%以上,TIN去除率为50%,TP去除率约为70%。提高进水碳氮比有利于异养菌的生长,促进胞外聚合物分泌从而加速AGS的形成。"搅拌-曝气-搅拌"运行模式中TIN的去除包括外源反硝化及内源反硝化2种脱氮途径,曝气段主要为COD的降解及氨氮的氧化,几乎无TIN的去除。根据各态氮的变化计算出外源反硝化与内源反硝化贡献率分别为2.82%~18.45%及18.30%~48.28%。      

高容量正极材料Li[Li0.17Mn0.58Ni0.25]O2的倍率性能

采用碳酸盐共沉淀工艺,通过控制结晶合成了显微形貌呈现较大差异的Li[Li_0.17Mn_0.58Ni_0.25]O₂样品,并对样品进行了X射线衍射、高分辨透射电镜、场发射扫描电镜分析以及恒电流充放电和交流阻抗测试.合成的Li[[Li_0.17Mn_0.58Ni_0.25]O₂材料均具有良好的结晶度,可标定为α-NaFeO₂结构(空间群R3m).其中,具有一次颗粒沿六方棱柱长轴方向形成"簇形"团聚的材料比其他样品具有优异的倍率性能,在电压范围为2.5-4.8V,倍率分别为0.5C、1.0C和3.0C时,Li[[Li_0.17Mn_0.58Ni_0.25]O₂材料首次放电比容量分别达到205.4、195.5和158.5mA.h·g-1,100次循环后放电比容量保持在203.5、187.2和151.2mA·h·g-1,容量保持率分别为99%、96%和95%.Li[[Li_0.17Mn_0.58Ni_0.25]O₂材料特殊的颗粒团聚状态降低了界面的电荷转移阻抗,材料的倍率性能显著提高.同时,文中对Li[[Li_0.17Mn_0.58Ni_0.25]O₂材料在不同截止电压下的电化学性能进行了对比分析.      

低强度超声波提升厌氧污泥对重金属Cu（Ⅱ）极限浓度调控效果

以污泥基质降解速率(v_COD)、胞外聚合物(EPS)和酶活性(DHA)等变化为评价指标,探究了不同进水Cu(Ⅱ)浓度下低强度超声波提高厌氧污泥对重金属Cu(Ⅱ)耐受性影响的效应。结果表明,低强度超声波能够提高污泥微生物对Cu(Ⅱ)的耐受性。随着进水Cu(Ⅱ)浓度升高,超声组与对照组v_COD均下降,但超声组v_COD下降幅度更缓。超声组和对照组进水Cu(Ⅱ)浓度与污泥基质降解速率抑制百分比之间的关系拟合得到IC₅₀分别为94.62 mg/L和88.85 mg/L,表明低强度超声波能够提高厌氧污泥对Cu(Ⅱ)的抑制阈值。进水Cu(Ⅱ)浓度为1 mg/L时,超声组与对照组EPS含量略有提高,而后随着Cu(Ⅱ)浓度升高而逐渐降低,但超声组比对照组EPS含量更高,可能是低强度超声波通过促进污泥分泌更多的EPS降低了Cu(Ⅱ)的生物毒性。此外,超声组的DHA活性比对照组提高了3.95%～36.31%。因此,通过低强度超声波可以提高厌氧污泥对重金属Cu(Ⅱ)的耐受性,从而维持污水厌氧生物处理的稳定运行。     

无机废水中好氧颗粒污泥脱氮及钇吸附性能研究

以好氧颗粒污泥（AGS）处理无机高氨氮废水脱氮性能及对钇离子（Y（Ⅲ））吸附效果为研究对象，探索了“好氧+缺氧”模式下自养硝化颗粒污泥（ANGS）的脱氮性能及“好氧+缺氧+好氧”模式下AGS的脱氮性能及短期钇离子冲击下系统稳定性，利用热力学、动力学模型等研究了AGS对Y （Ⅲ）的吸附能力和机理。结果表明，“好氧+缺氧”模式导致混合液悬浮物固体浓度（MLSS）及平均粒径持续减小，通过降低进水氮负荷并补充ANGS使氨氮去除率逐渐增大（3.25%～73.51%）；采用“好氧+缺氧+好氧”运行模式并补充AGS后，氨氮去除率超过72.00%(50～72天)，MLSS及平均粒径增大，总无机氮（TIN）含量基本保持不变。72天后投入碳源，氨氮去除率减小至40%以下、TIN去除率增大至30%左右。第78天起Y（Ⅲ）浓度在0.01～0.82 mg/L之间，去除率基本稳定在88%以上；通过改变曝气方式和外投碳源后，AGS内Nitrosomonas丰度明显下降（47.43%～11.08%），而Thauera、 unclassified＿Chitinophagaceae、 unclassified＿Comam...     

基于锰渣制备催化剂高效去除双酚A

制备基于硫酸根自由基的高级氧化(SR-AOPs)催化剂通常是耗时长且昂贵的。将电解锰渣(MS)和污泥(SS)复合改性,构建了一种新型的过一硫酸盐(PMS)活化剂(命名为MBA₈₀₀)。通过化学改性,去除MS和SS上的杂质成分,高温焙烧后,出现等级孔从而增加催化剂的比表面积。该催化剂能激活并催化过一硫酸盐(PMS)生成大量的自由基包括硫酸根自由基(SO₄^-·)、羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O₂^-),同时还有单线氧(¹O₂)的产生。该体系在60 min内,通过吸附和降解协同作用,对20 mg/L的双酚A (BPA)去除率高达100%。利用MBA₈₀₀活化PMS并去除BPA,研究MBA₈₀₀对BPA的吸附行为,探讨了MBA₈₀₀初始浓度、pH、PMS浓度和环境条件对BPA降解的影响,为复合改性MS和SS开发高效、易制备的高级氧化催化剂提供新思路。     

稀贵萃余液高结晶臭葱石除砷研究

化学沉淀法处理含砷废水,产物沉砷渣通常不稳定,易导致砷泄露,对环境造成严重的危害。采用沉砷率高、固砷渣稳定的低温常压臭葱石(FeAsO₄·2H₂O)沉砷法进行除砷,并研究了初始pH、Fe/As摩尔比、Fe₂(SO₄)₃滴加速率对As、Fe去除率,FeAsO₄·2H₂O结晶度,形貌和浸出毒性的影响。结果表明：初始pH和Fe/As摩尔比的升高有利于沉砷率的提高,但会导致沉砷渣中FeAsO₄·2H₂O结晶度和含量下降。提高Fe₂(SO₄)₃滴加速率有利于反应效率,但不利于FeAsO₄·2H₂O的纯度。在初始pH为1.5,Fe/As摩尔比为1.5,Fe₂(SO₄)₃滴加速率为40 mL/h以及滴加时间为1.125 h的条件下,...     

涂铁污泥吸附处理中低浓度氨氮废水

未经处理或处理不完全的含氮污染物的任意排放给环境造成极大的危害,而采用传统方法处理中低浓度氨氮废水效率不高.文中以某污水处理厂的剩余活性污泥为基质,其表面经一定浓度的氯化铁溶液改性2 h后用作吸附剂处理中低浓度氨氮废水.实验结果表明:室温时经0.15 mol/L的氯化铁溶液改性的涂铁污泥用量5 g/L,pH值为9,反应40 min即可达到氨氮去除率95%以上,且该吸附反应符合拟二级速率方程.将此工艺条件用于处理氨氮浓度为102.68 mg/L、COD为362 mg/L的实际工业废水,处理后滤液中氨氮浓度9.2 mg/L、COD 83 mg/L,达到《污水综合排放标准(GB8978-1996)》一级标准(NH4+浓度<15 mg/L和COD<100 mg/L).     

CeO2/Bi2MoO6纳米复合材料的制备及 其增强光催化降解性能研究

采用水热法制备了一系列不同的CeO₂/Bi₂MoO₆纳米复合材料,分别考察了pH值（2~9）和Ce/Bi摩尔比（3 %~10 %）等因素对其光催化性能的影响.利用X射线粉末衍射、扫描电镜、红外光谱、紫外-可见漫反射光谱、光致发光光谱、瞬态光电流-时间响应等一系列分析测试手段对催化剂的组成、结构、光电性能等进行表征.结果表明,当pH=6时,所制备的Bi₂MoO₆（BMO）晶体形貌为细针状,复合CeO₂后形貌为厚片状,比表面积减小、晶体颗粒增大.在实验室模拟太阳光条件下（300 W氙灯)进行光催化活性测试,分别以罗丹明B（RhB）、亚甲基蓝（MB）和苯酚为模拟污染物,对复合光催化剂的光催化活性进行考察,结果表明,当CeO₂的含量为5 %时呈现出最高的光催化降解活性. 5 % CeO₂/BMO对RhB、MB和苯酚的光催化反应的速率常数分别为0.037 min-1、0.016 min-1和0.007 min-1,相对于纯的BMO分别提高了3.19倍、1.70倍和4.58倍.其光催化性能增强主要原因是CeO₂与Bi₂MoO₆复合后形成异质结有利于光生电子-空穴的有效分离,从而提高了活性自由基的含量.在自由基捕获实验中,超氧根离子自由基（·O2-）、羟基自由基（·OH）和空穴（h+）参与了光催化降解,其影响顺序为:·O2->·OH>h+.      

强化氯化焙烧梯级分离电镀污泥中铬镍铜机制研究

电镀污泥是一种具有资源和危害双重特性的人造富矿典型危险废物。采用NH₄Cl和CaCl₂为复合氯化剂,同时引入FeSO₄·7H₂O为强化剂,采用强化氯化焙烧的方式,通过控制调节温度场梯级分离电镀污泥中的Cr、Ni、Cu,并探究其梯级分离机制。热力学计算表明,电镀污泥中Ni、Cr、Cu的主要物相(Cr₂O₃除外)均能被HCl或Cl₂氯化成相应金属氯化物。试验结果表明：NH₄Cl在大约400℃分解产生HCl,首先将电镀污泥中Ni、Cr、Cu的主要物相进行氯化,生成的少量CrCl₃在500℃左右挥发;在700℃时,FeSO₄·7H₂O分解产生SO₂和O₂促进CaCl₂分解生成Cl₂进行二次氯化;生成的NiCl₂在800℃时大量挥发,挥发过程可采用零...     

MOF材料在水环境污染物去除方面的应用现状及发展趋势（II）

对近年来MOF材料去除水环境中重金属、有机物的相关研究进行了总结与评述。本篇是该主题的第2篇,主要对MOF材料去除水中有机污染物的相关研究进行总结和论述。研究表明,MOF材料含有大量开放性金属位点、路易斯酸碱位以及官能团,因而对染料、抗生素、农药、持久性有机污染物等均具有较高的吸附性能。氢键、π?π作用、疏水作用和静电引力是其吸附有机污染物的主要机制,部分MOF材料中较大的孔道结构也有利于大分子有机污染物的吸附;另外,部分MOF材料还具有优异的催化性能,能够作为类Fenton催化,光催化以及过硫酸盐活化的催化剂实现对有机污染物的催化降解,其中光催化反应中污染物的降解主要源于·O2?、·OH和h+的贡献;而在过硫酸盐体系中,·O2?、·OH、SO₄·?和1O₂是导致有机污染物分解的主要活性氧化物种。基于对先前研究的回顾,相信未来的研究领域包括但不限于以下方面:（1）进一步提高MOF在去除有机污染物方面的性能,并提高其可回收性;（2）开展新型MOF催化材料的制备及催化反应机理的研究;（3）研究MOF缺陷结构的调控,以开发具有更高吸附和催化性能的新型MOF材料;（4）研究新的框架材料,例如共价有机骨架（COFs）材料,并将其应用于污染物净化领域。      

不同pH值下胞外聚合物对污泥脱水性能及束缚水含量的影响

研究了不同pH值下污泥脱水性能和束缚水含量的变化,通过测定污泥调理过程中各层胞外聚合物(S-EPS、LB-EPS和TB-EPS)中蛋白质和多糖的含量、S-EPS中有机官能团以及有机酸的含量,探讨了胞外聚合物对污泥脱水性能及束缚水含量的影响.酸性条件下,污泥的脱水性能明显好于中性条件,并且pH值为3.03时,污泥滤饼含水率(WC)和毛细吸水时间(CST)均降至最低,分别为60.8%和25.4 s;碱性条件下,污泥中束缚水的含量明显增加,WC和CST均大幅升高,污泥脱水性能恶化.酸碱的加入导致污泥中TB-EPS含量降低,LB-EPS和S-EPS含量升高,并且EPS各层组均与WC、CST以及束缚水含量具有很强的相关性,其中S-EPS与污泥脱水性能以及束缚水含量的相关性最显著.酸碱调理过程中,部分EPS水解生成有机酸等小分子有机物,S-EPS中有机官能团的总量和种类都有明显增多.      

极端嗜热硫杆菌浸出黄铁矿

为了探讨极端嗜热菌在高铁、高酸和高温条件下生物脱硫的可行性,采用从腾冲热海酸性温泉分离出的一株新型极端嗜热硫杆菌开展了四组不同初始pH值条件下的黄铁矿生物柱浸实验.该菌株能耐受pH值为0.58、全铁质量浓度为38.9 g·L-1的高酸高铁环境,同时维持580~640 mV的较低电位.初始pH值为2时,浸出28 d后黄铁矿浸出率达到最高为17.8%.生物浸出时,菌株生长依次表现出较明显的迟缓期、对数期和稳定期,且降低初始pH值会延长其到达稳定期的时间.此外,70℃高温和全铁质量浓度为38.9 g·L-1的高铁体系能促进生成黄钾铁矾和少量单质硫沉淀,而菌株能在pH值小于0.9时将大部分S0氧化为SO₄2-.      

Adsorption and Precoat Filtration Studies of Synthetic Dye Removal by Acid Mine Drainage Sludge

Adsorption tests of Congo Red, a commercial azo dye, by acid mine drainage (AMD) sludge were carried out at different pH, temperature, dye concentration, contact time, and adsorbent dosage. Precoat filtration was conducted to test if the dye could be removed during continuous filtration by a precoated AMD sludge layer. Adsorption of Congo Red onto AMD sludge followed the Langmuir isotherm model with a maximum adsorption capacity of 389.1?mg/g. Based on thermodynamic studies, adsorption was found to be exothermic, and an increase in temperature led to a decline in dye removal. Dye removal decreased with an increasing pH. Through metal leaching tests, it was observed that most metals associated with AMD sludge remained insoluble when adsorption occurred at pH 6–10. A rather rapid process was observed for the adsorption of Congo Red onto AMD sludge with more than 80% adsorption taking place within 5?min. Adsorption kinetics followed pseudo-second-order model. Precoat filtration continuously removed Congo Red from aqueous solution with success, and dye removal mechanism via precoat filtration was adsorption. The adsorption and precoat filtration studies showed dye removal could be a beneficial use of AMD sludge prior to its final disposal.     

Activated Carbon Addition to an Activated Sludge Model Reactor for Color Removal from a Cotton Textile Processing Wastewater

Color removal from cotton textile processing wastewater by addition of powdered activated carbon (PAC) into a lab-scale activated sludge system was examined. The activated sludge system was continuously operated in different sludge ages (SRTs) and hydraulic retention times (HRTs). SRT = 30?d and HRT = 1.6?d operation resulted in up to 36% color removal and 94% COD removal. PAC was added 100, 200, and 400 mg/L into the activated sludge system under these operating conditions. The results indicated that 100 mg/L PAC was sufficient to remove the maximum color measured (up to 50 m?1) from the wastewater. The addition of PAC did not affect chemical oxygen demand (COD) removal significantly. Oxygen uptake rate (OUR) tests were also performed to investigate the microbial activities controlling the system performance. The average OUR was 74.1 mg/L/h without PAC addition while it was 70 mg/L/h with PAC addition. Adsorbable organic halogens of the effluent wastewater decreased from 400 to 50 μg/L with the addition of PAC. Toxicity dilution factor decreased from 2 to 1.5 with the PAC addition into the activated sludge system.     

铁矾渣微波硫酸化焙烧水浸液的深度除铁

采用微波低温硫酸化焙烧-水浸和针铁矿除铁方法将Zn、Cu等富集到浸出液中,Pb和Ag富集到浸出渣中,使有价金属得到清洁的回收利用.研究了上述工艺中浸出液除铁的优化工艺条件,探究了反应体系的pH值、浸出液单次滴加量、浸出液的铁含量等因素对除铁效果的影响,并采用X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察等手段对得到的沉淀渣进行了表征.研究获得的优化实验条件为:以200 mL的0.01 mol·L-1ZnSO₄溶液为底液,晶种添加量为20 g·L-1,除铁体系pH值控制在3左右,温度90℃,每隔5 min滴加3 mL水浸液(保持反应体系中铁的浓度<1 g·L-1).在此条件下,除铁后溶液残铁量仅为0.065 g·L-1,去除率可达99.3%,达到了深度除铁效果.除铁过程中,Zn的损失率仅为4.1%.      

PSA制氧过程产品气流量对其氧气体积分数的影响

为了提高小型两床变压吸附（PSA）制氧机在变产品气流量下的氧气体积分数,建立了改进的Skarstrom两床循环PSA制氧实验装置,研究了产品气流量对其氧气体积分数的影响。研究结果表明,在低产品气流量运行条件下,通过提高清洗气总氧量与原料气总氧量之比（P/F）以及降低最高吸附压力与最低解吸压力之比（θ）可消除氧气返混的不利影响;在高产品气流量运行条件下,通过提高P/F和θ可以提高实验装置中分子筛的工作能力,进而提高产品气中的氧气体积分数。在此基础上,对低和高产品气流量运行条件下的P/F和θ进行了调节,分别将产品气流量为3.55 L·min?1和19.88 L·min?1时的氧气体积分数从92.4%增加至了95.7%和从74.0%增加至了74.9%。本文的研究结果可为变产品气流量下PSA制氧工艺参数优化提供参考。