不同条件下活性啤酒酵母对Cr(Ⅵ)吸附的研究

研究吸附时间、pH值、温度、Cr(Ⅵ)初始浓度等因素对活性啤酒酵母吸附Cr(Ⅵ)的影响及最佳条件.采用制备的啤酒酵母菌体吸附剂在摇床(145 r/min)中对Cr(Ⅵ)进行吸附试验,当吸附时间分别为5 min、10 min、20 min、30 min、60 min、120 min、180 min、240 min和300 min时,Cr(Ⅵ)去除率随吸附时间的增加而增加并趋于稳定;当吸附4 h时,去除率达到最大值94.33%,而当吸附1 h时,去除率可达到最大去除率的94.67%.当溶液pH值分别为0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9和10时,33 ℃下去除率随着溶液pH值的增加先增大后减小;当pH＝2时吸附效果最好,去除率达到99.31%.吸附温度为25 ℃、33 ℃和40 ℃时,去除率随着温度的升高而增加,但温度过高会使啤酒酵母失活且能耗较大,而常温吸附即可达到较高的去除率(78.19%).当Cr(Ⅵ)初始质量浓度分别为15 mg/L、20 mg/L、25 mg/L、30 mg/L、35 mg/L和40 mg/L时,去除率总体上随着Cr(Ⅵ)质量浓度的增加而减小.本研究可为含Cr(Ⅵ)废水的生物吸附处理提供指导.     

生物硫铁复合材料对水中U(Ⅵ)的去除性能及作用机理

目前,生物材料处理含铀废水已成为研究热点,为此,对硫酸盐还原菌(SRB)产生的生物材料的性能进行研究。通过接种硫酸盐还原菌制备了生物硫铁复合材料,探讨了p H值、U(VI)初始质量浓度和温度对生物硫铁去除U(VI)的影响,对比了硫铁、活性生物硫铁和硫酸盐还原菌(SRB)对U(VI)的去除效果。采用环境扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、高分辨率透射电镜(TEM)-X射线能谱(EDS)分析了生物硫铁结构特性及其对U(VI)的去除机理。结果表明,当初始p H值为7.5、温度为35℃,U(VI)初始质量浓度为7.2 mg/L、生物硫铁投加量为0.1 g时对U(VI)的去除效果最好,12 h完成反应,去除率达99.5%。活性生物硫铁除U(VI)效果优于硫铁和SRB,表明活性生物硫铁中硫铁化合物和SRB同时对U(VI)产生吸附与还原作用,具有速度快、效率高等优点。生物硫铁中的硫铁化合物为无定形态和不规则角柱体,角柱体厚度为20~150 nm,长度为200 nm~1μm。TEM-EDS分析表明,生物硫铁除U(VI)机理有胞外吸附与胞内积累,铀占总元素的质量分数为9.70%,特征峰明显,生物硫铁具有良好的U(VI)去除能力。FTIR分析表明,与U(VI)作用的基团主要有羟基、羧基、磷酸基和C=O、C—N、P—O。     

水力停留时间对水解酸化-改性贻贝壳填料曝气生物滤池处理模拟生活污水的影响

研究了水力停留时间(HRT)对以贻贝壳和3种不同质量分数柠檬酸改性的贻贝壳为填料的曝气生物滤池(BAF)与水解酸化池组合对模拟生活污水中COD、氨氮(NH3-N)和总磷(TP)去除效果的影响,并对4个系统的处理效果进行比较,以考察贻贝壳改性程度对系统处理效果的影响。结果表明,贻贝壳及改性贻贝壳均可以作为BAF的填料,其中0.5%柠檬酸改性的贻贝壳填料处理系统对模拟生活污水的处理效率最高。HRT对COD和TP去除效果的影响较大;HRT为4 h或8 h时,4个系统对NH3-N的平均去除率均在92.30%以上。     

巯基修饰竹粉生物吸附剂对Cd(Ⅱ)的吸附性能

以楠竹竹粉(BP)为原料,经氢氧化钠预处理,再由巯基乙酸化学改性制备两种新型竹粉生物吸附剂SBP和TBP,对其结构进行了红外表征。考察了溶液pH值、温度、吸附剂量和吸附时间对SBP和TBP吸附Cd(Ⅱ)性能的影响,研究了其吸附动力学和等温吸附模型。结果表明,pH值和吸附剂用量对吸附率影响显著,温度降低更有利于吸附的进行。吸附动力学可用准二级动力学方程描述,吸附过程为化学吸附所控制。SBP和TBP对Cd(Ⅱ)的吸附行为符合Langmuir和Freundlich模型,其最大吸附量分别为81.30 mg/g和163.93 mg/g。     

聚磷菌协同生物炭对水中U(Ⅵ)的去除特性及机理研究

低浓度含铀废水中铀的高效去除是铀矿冶安全生产过程中亟待解决的问题。生物吸附法是处理较低浓度重金属废水的高效廉价的方法之一。采用生物炭负载聚磷菌,制备了一种新型吸附剂,通过对比分析普通生物炭与负载聚磷菌生物炭对水中U(VI)的去除特性,结合BET、SEM及XPS等检测手段,考察聚磷菌对生物炭去除水中U(VI)的协同作用,探究低浓度铀废水处理新方法。结果表明,通过负载聚磷菌,生物炭能够快速降低水中U(VI)的浓度,去除率可达99.86%。BET及SEM表征手段表明,聚磷菌被固定在生物炭表面,负载聚磷菌的生物炭比表面积大大减小,但对铀的去除率反而增加。结合XPS结果可知,吸附后沉淀产物为四价铀和六价铀的混合物,表明聚磷菌对水中铀进行了还原、微沉淀,具有协同生物炭除铀作用。吸附动力学试验表明,该吸附过程符合准二级动力学模型;Freundlich吸附等温线模型能更好地描述吸附剂对铀的吸附行为。     

不溶性腐殖酸对U(Ⅵ)的吸附动力学和吸附热力学

以不溶性腐殖酸(Insolubilized Humic Acid,IHA)为吸附剂,去除废水中的U(Ⅵ).通过静态吸附试验,考察了pH值、时间、U(Ⅵ)初始质量浓度和温度等对吸附的影响,分析了吸附过程的动力学、热力学及等温吸附规律,并用红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)分析了吸附机理.结果表明:35℃下1.4 g/L的IHA在pH值为5时对10 mg/LU(Ⅵ)的去除率可达99.37％;IHA对U(Ⅵ)的吸附是自发的、放热的反应,符合Freundlich等温吸附方程,决定系数达0.99以上;吸附动力学过程符合准二级吸附速率方程,决定系数为1;IHA吸附U(Ⅵ)后表面形态发生了变化,与U(Ⅵ)相互作用的基团主要是羧基和酚羟基,综合看来,IHA吸附U(Ⅵ)的机理表现为离子交换.     

改性生物炭固定枯草芽孢杆菌对黑臭水体中污染物的处理效果研究

以核桃壳生物炭为载体,通过吸附法和包埋法固定从黑臭水体底泥中分离出的具有降解功能的枯草芽孢杆菌N₃,考察固定化体对模拟黑臭水中NH■-N和化学需氧量(COD)的去除效果并研究降解机理。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等检测手段发现,吸附法制备的固定化体(XF-K)比包埋法制备的固定化体(BM-K)的表面形态及官能团更有益于吸附微生物和降解污染物。在90 h内,XF-K对NH■-N和COD的降解率分别达到88.46%和82.41%,降解效果明显优于BM-K。XF-K的最佳作用条件为pH=7、温度35℃、投加质量浓度0.01 g/mL。准二级动力学模型可以更好地描述XF-K对NH■-N和COD的吸附过程;XF-K对NH■-N的吸附更符合L型模型,对COD的吸附更符合F型模型。     

Mg(BH_4)_2和MgH_2对RDX热分解特性的影响

在黑索今(RDX)中加入具有高热值的金属氢化物(Mg(BH4)2和MgH2)有望提高RDX的爆炸性能,但同时给RDX的安全使用带来挑战。为了探索RDX与这2种金属氢化物的相容性与安定性,采用差示扫描量热法(DSC)研究Mg(BH4)2和MgH2对RDX热分解性能的影响,并由DSC得到的数据计算动力学参数,参照GJB770B—2005的方法分析这2种金属氢化物与RDX的相容性和安定性。结果表明,加入Mg(BH4)2使RDX的表观活化能从159.22 kJ/mol增加至180.27 kJ/mol,加入MgH2使RDX的表观活化能降低至133.69 kJ/mol;Mg(BH4)2与RDX的相容性为1级,MgH2与RDX的相容性为3级,加入Mg(BH4)2使RDX的安定性有所提高,加入MgH2降低了RDX的安定性。因此,在将MgH2作为RDX的高能添加剂以前,必须首先提高其与RDX的相容性以保证试验和存储过程的安全。     

粒径和温度对玉米秸秆生物碳吸附锶的耦合影响

以玉米秸秆为原材料,在350℃下采用限氧裂解法制备了4种粒径的生物碳(BC-9.31、BC-20.26、BC-71.07、BC-101.90,数字代表样品的中值径,单位μm),对比研究了15℃、25℃、35℃、45℃下生物碳对锶的吸附行为,旨在阐明生物碳粒径和溶液温度对生物碳吸附锶的耦合影响。结果表明:生物碳粒径和溶液温度对等温吸附曲线的基本特征影响较小,Freundlich模型能较好地拟合吸附过程(R2=0.915~0.997,N=0.513~0.745);生物碳吸附锶是以熵驱动为主的物理吸附过程,熵变ΔS为75.66~99.43 J/(mol·K),焓变ΔH为18.18~25.84 k J/mol;生物碳对锶的吸附性能大体与溶液温度呈正相关,与颗粒粒径呈负相关,同时颗粒粒径与溶液温度存在耦合影响;生物碳粒径越小,锶吸附过程受温度影响越小;温度越高,锶吸附受粒径影响越小。     

桩基础施工过程对环境影响的研究

为实现桩基础施工阶段环境影响的客观评价,优选施工工艺,基于施工阶段环境表现分析系统(Construction Environmental Performance Analysis System,CEPAS)定量评价了施工中常见的人工挖孔灌注桩和长螺旋钻孔管内泵压CFG桩的环境影响,同时分析了环境影响指标和施工工艺.结果表明,1 m3人工挖孔灌注桩的社会支付意愿值(178.94元)大于长螺旋钻孔管内泵压CFG桩(25.43元),因此,为提高桩基础的绿色施工水平,可以优先采用长螺旋钻孔管内泵压CFG桩.对人工挖孔灌注桩各工序的环境影响分析表明,钢筋加工和混凝土生产工序占总社会支付意愿值的比例最大(99.50%); 对长螺旋钻孔管内泵压CFG桩,混合料制备占总社会支付意愿值的比例(89.46%)大于其他工序.因此,改进这些主要环境影响工艺能更有效地降低这两种桩的环境影响.     

采用Mg(OH)2调节pH值对富磷剩余污泥厌氧消化过程氮磷释放的影响

以A/O工艺排出的富磷剩余污泥为对象,通过两组厌氧消化反应器(1组目标,1组对照),对比研究了Mg(OH)2作为pH值调节剂对污泥厌氧消化过程氮磷释放的影响。结果表明,Mg(OH)2在促进污泥水解的同时,可以有效降低消化液中NH4+-N、PO34--P质量浓度。经过21 d消化,目标反应器中VSS比对照试验多削减10%,但上清液中NH4+-N、PO4--P质量浓度仅为对照的25%、10%。消化后污泥中灰分增加,导致污泥浓缩与脱水性能显著提高。     

高锰酸钾改性生物炭对U(Ⅵ)的吸附特性

选用农林剩余物加工制得生物炭,用强氧化剂(KMnO_4、H_2O_2、HNO_3)对生物炭进行化学改性,选择最佳改性方法。通过吸附试验得出用0.01 mol/L KMnO_4改性的生物炭除铀效果最佳。采用KMnO_4改性的生物炭对废水中的铀进行吸附,考察吸附剂投加量、溶液pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度等因素对U(Ⅵ)去除效果的影响。结果表明,当吸附剂投加量为0.3 g/L、U(Ⅵ)质量浓度为10mg/L、溶液pH=6、温度为25℃、吸附时间为120 min时,改性生物炭对U(Ⅵ)的去除效果最佳,吸附量达到32.57 mg/g,比未改性前提高了67.9%。对改性前后的生物炭进行了SEM、XRD、FTIR表征及表面含氧官能团测定、吸附动力学分析。结果表明,改性生物炭对U(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学方程及Langmuir等温吸附模型(决定系数R20.99)。这表明对溶液中铀的去除可能是化学沉淀作用的结果,改性后含氧官能团增加,对溶液中铀的去除也可能存在官能团络合作用与表面吸附,使吸附剂化学吸附能力增强,除铀能力提高。     

进水方式对序批式深床人工湿地硝化效能的影响

针对现有人工湿地硝化效能低、占地面积大的问题,研究污水处理厂尾水人工湿地高效硝化深度处理技术,采用序批式深床人工湿地反应器(DSCW),考察进水方式及其运行工况对硝化效能的影响。结果表明,进水方式、进水时间和闲置时间对湿地硝化效能影响显著。进水方式采用"连续进水-间歇出水"较连续进出水运行工况NH_4~+-N去除率高39.69%。连续进水时间为5.5 h、7.5 h、11.5 h时,NH_4~+-N去除率分别为81.82%、88.12%、89.91%;闲置时间为0、2 h、4 h时,NH_4~+-N去除率分别为88.12%、94.46%、92.60%。反应器在水温(20±3)℃、负荷35.56 g NH_4~+-N/(m2·d)、连续进水7.5 h-间歇出水0.5 h-排空闲置2 h运行工况下,出水NH_4~+-N为0.91 mg/L,去除率为94.46%,系统NH_4~+-N去除效能大幅提高。     

能源物质和接种物的投量对生物沥浸改善城市污泥脱水性能的影响

选用硫粉(S0)和黄铁矿粉(Fe S2)作为复合能源物质,以生物沥浸处理城市污泥脱水。通过正交试验分析了不同能源物质和接种物配比下的污泥脱水、沉降性能。结果表明:能源物质和接种物的合理配比为S0投量2 g/L、Fe S2投量6 g/L、接种物投量20%,在该投量下进行生物沥浸试验,污泥比阻由初始的3.35×1012m/kg降至3.90×1011m/kg,降幅达88.36%,污泥沉降率由68%升至78%;沥浸过程中污泥比阻、沉降率与p H值、ORP、Fe2+、Fe3+、总Fe和SO2-4质量浓度的变化同步,表明污泥脱水和沉降性能的改善是酸化、氧化和絮凝的协同作用所致;同时,细菌总数、总大肠菌群和粪大肠菌群的灭活率均在99%以上,表明生物沥浸还可高效杀灭病原微生物。     

兰州城区大气污染对呼吸系统疾病日住院人数的影响

为了探讨兰州城区大气污染对居民呼吸系统疾病日住院人数的影响,收集2004年1月1日-2007年10月31日兰州城区每日空气污染指数(API)、气象(日均气压、气温、气湿、风速和降水量)资料,以及同时段的居民呼吸系统疾病住院数据,选用广义相加模型(GAM)的Poisson回归,利用非参数平滑函数控制长期趋势、星期效应、气象因素的基础上,研究大气污染对居民呼吸系统疾病日住院人数的影响,并按性别、年龄和呼吸系统疾病类型进行分层分析.结果表明,研究当日API上升1个四分位间距(48个单位)时,当日总的呼吸系统疾病住院人数增加5.50%(95%CI 4.03%～6.99%),并且这种影响具有一定的滞后效应.男性在API上升滞后第1 d RR值最高,为1.058 3(95%CI 1.039 7～1.077 2),女性则在API上升当日RR值最高,除滞后第3 d和第4 d,其他滞后各天RR值均低于男性.API上升对16～64岁人群的影响只在当日和滞后第1 d有意义,对≤15岁者和≥65岁者有显著的滞后效应,以滞后第5 d和第4 d RR值最高,分别为1.063 6(95%CI 1.043 4～1.084 1)和1.047 6(95%CI 1.017 6～1.078 6).API上升当日肺炎和上呼吸道感染(URTI)患者日住院人数增幅最大,RR分别为1.059 5(1.040 7～1.078 7)和1.056 0(1.030 6～1.082 1),肺炎患者日住院人数滞后效应高于URTI.研究表明,大气污染可增加居民呼吸系统疾病住院人数,并对不同性别、年龄和呼吸系统疾病类型的影响存在差异.     

亚硝态氮对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响

采用室内培养法.将铜绿微囊藻和四尾栅藻分别置于5种含不同质量浓度亚硝态氮(NO2--N)(0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、4.0mg/L和8.0mg/L)的培养液中,培养10 d,测定不同质量浓度NO2--N对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响.结果表明,0.5～8.0 mg/L的NO2--N可激活铜绿微囊藻的亚硝酸氧化酶和亚硝酸还原酶,进而促进铜绿微囊藻的生长.四尾栅藻因仅具有亚硝酸还原酶,因此只能利用0.5～2.0 mg/L的NO2--N,其利用能力远没有铜绿微囊藻强.培养8 d后,铜绿微囊藻培养液中NH4 -N和NO2 -N的质量浓度明显升高.而NO3--N质量浓度的变化不大;四尾栅藻培养液中NH4 -N,NO3--N和NO3--N质量浓度的变化不大.研究表明,低于8.0 mg/L的NO2--N可促进铜绿微囊藻的生长,高于2.0 mg/L的NO2--N抑制四尾栅藻的生长.     

几种化肥和农药对新农药硫肟醚光解的影响

硫肟醚是我国研制的具有自主知识产权的新型杀虫剂,在室内紫外光(λ=254 nm)照射下研究了几种化学肥料和杀虫剂对硫肟醚在水溶液中光解的影响.结果表明,硝酸钾、磷酸二氢钙、尿素、乐果、甲萘威和溴虫腈分别与硫肟醚以质量比1∶1混合后,硫肟醚的光解速率有不同程度的改变.硝酸钾使硫肟醚在水溶液中表现出明显的光敏化降解效应.磷酸二氢钙表现为较强的光猝灭降解作用.尿素对硫肟醚在水体中光解效应的影响随光照时间而异,开始(10 min)表现为弱的光猝灭效应,20 min后随时间延长而表现出光敏化作用,若继续延长光照时间到60 min后,则又呈现出光猝灭效应.甲萘威和溴虫腈使硫肟醚在水溶液中的光解速率下降,表现出明显的光猝灭降解效应.乐果对硫肟醚在水体中光解速率的影响因光照时间而异,先表现为弱的光敏化降解作用,光照时间延长到120 min时,乐果对硫肟醚在水体中的降解转为微弱的光猝灭效应.硫肟醚在含硝酸钾、磷酸二氢钙、尿素、乐果、甲萘威和溴虫腈水溶液中的光解半衰期分别为10.65 min、29.63 min、22.01 min、13.4 min、28.44 min和41.61 min,而在不含任何农药化肥的纯净水中的光解半衰期为22.3 min.