氮源水平对微藻深度脱氮除磷耦合生物大分子累积的影响及其细胞响应

比较普通小球藻、蛋白核小球藻和斜生栅藻在不同氮水平下的生长状况和污水深度脱氮除磷效能,并从生物大分子累积角度解析氮源水平对微藻脱氮除磷的影响机制,为实现污水深度脱氮除磷同时收获微藻生产能源以缓解能源危机提供理论依据。结果表明：硝氮为唯一氮源时,微藻生长状况和脱氮除磷效能明显优于以氨氮为唯一氮源的试验组,叶绿素a含量也高于氨氮组;各试验组中硝氮浓度越高,藻细胞数量越多,且小球藻细胞增长量明显高于斜生栅藻;7天内硝氮浓度≤8 mg/L时氮的去除率均能达到98%以上,但氮浓度低的试验组中叶绿素a含量低,这是因为氮是叶绿素合成的重要元素。微藻通过调节细胞内大分子物质含量来适应不同的生存环境,在营养受限制的条件下会消耗自身物质以满足生命活动的需要,氮限制条件会引起细胞内脂质积累,证实了氮源水平控制微藻污水深度脱氮除磷耦合生物大分子累积的可行性。     

香蕉皮对低浓度含铅废水吸附性能研究

利用香蕉皮制成吸附剂,对含有Pb²⁺的模拟废水进行吸附。分别对吸附剂粒径、pH值、废水中Pb²⁺初始浓度、吸附时间及吸附剂投加量条件对吸附程度进行考察。实验结果表明,香蕉皮吸附的最佳条件为：香蕉皮粒径为100目,pH=5,废水中Pb²⁺浓度50mg/L,吸附时间为90min,香蕉皮投加量为0.5g,最高吸附量为9.16 mg/g,在此条件下,100mL水样,30℃条件下,香蕉皮对Pb²⁺吸附率在90%以上。     

模拟微重力环境及普通环境下小球藻的培养

利用旋转细胞培养系统模拟微重力场,考察模拟微重力场及添加不同质量密度葡萄糖对小球藻（Chlorella sp. ）生长情况的影响. 研究结果表明,以BG-11为基础培养基,模拟微重力环境对小球藻生长有明显促进作用. 当小球藻细胞接种密度为1.42×10⁷ 个/毫升,培养时间为12 d时,普通环境下培养的小球藻最高细胞密度仅为5.80×10⁷ 个/毫升,而在相同培养条件下模拟微重力环境下生长的小球藻细胞密度达到1.58×10⁸ 个/毫升. 在培养基中添加葡萄糖作为额外碳源后,微藻生长周期显著缩短,适宜小球藻生长的葡萄糖质量密度为10 g/L. 当添加10 g/L葡萄糖,小球藻接种密度为5.76×10⁷ 个/毫升,培养时间为5 d时,普通环境和模拟微重力环境下培养的小球藻的最高细胞密度分别可达3.85×10⁸ 个/毫升和5.42×10⁸ 个/毫升.     

不同pH条件下菌-藻系统处理废水污染物研究

在总生物量相同的情况下,运用活性污泥与小球藻混合组成菌-藻系统处理废水,研究在不同pH条件下菌-藻系统对污染物的去除效果和微藻生长的影响。实验结果表明,pH为中性条件NO^-₃-N、PO^3-₄-P、COD去除效果最好,去除率分别达到97%、94%、89%;叶绿素a含量和OD值结果表明,中性条件更有利于系统中小球藻生长。偏酸性和偏碱性条件下,对菌-藻系统处理污染物产生较大影响,不利于菌-藻结构的形成。     

改性钢渣的制备及其吸附除磷性能

研究了改性钢渣吸附除磷影响因素、等温吸附线特征和吸附动力学,并对生物处理后的出水进行吸附除磷研究。结果表明：在初始磷浓度10 mg/L,投加量10 g/L、pH为7时,改性钢渣吸附后总磷浓度为0.687 mg/L,去除率达93%;改性钢渣对磷的吸附符合Langmuir模型,理论饱和吸附量是1.977 mg/g,吸附动力学符合准二级动力学模型（R²>0.99）;实际生活污水的吸附除磷中,投加量为50 g/L,反应2 h后出水总磷浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级B标的排放要求。     

Photo Fenton氧化/絮凝组合处理含弱凝胶油田污水技术研究

以青海油田某井含弱凝胶产出污水为研究对象.选用Photp Fenton氧化/絮凝方法去除污水COD值.利用Photo Fenton试剂对污水进行氧化破乳、破胶、降解、降粘,再利用反应后污水中Fe3+或Fe2+和絮凝剂(无机药剂)、助凝剂(有机药剂)联合对污水进行絮凝处理.研制出了Photo Fenton氧化/絮凝的最佳配方,H2O2的浓度为800mg/L,H2O2与Fe2+的摩尔浓度比为15:1,适宜的pH值为3,絮凝剂浓度为300mg/L,助凝剂浓度为10mg/L.经该方法处理后的污水COD值为97 mg/L,COD去除率高达92.1%,达到了污水综合排放一级标准(COD<150 mg/L).     

基于微藻培养的养猪废水氨氮吹脱预处理

针对养猪废水中氨氮质量浓度过高,会限制微藻生长这一问题,研究3种能源微藻对不同氨氮质量浓度养猪废水的适应性,探讨利用吹脱法对养猪废水中氨氮进行预处理的可行性,考察pH、曝气量和氨氮初始质量浓度对氨氮吹脱效果的影响.结果表明,当废水中氨氮质量浓度≤130mg/L时,小球藻1068和近具刺链带藻CHX1能够很好地生长,葡萄藻765在氨氮质量浓度为90mg/L的废水中生长良好.经吹脱预处理的养猪废水可以满足小球藻、葡萄藻和近具刺链带藻3种微藻生长,且吹脱去除氨氮过程符合一级动力学方程.提高pH和曝气量有助于提高氨氮吹脱去除效率.在综合考虑经济投入和氨氮去除效果2个因素后,确定满足小球藻1068和近具刺链带藻CHX1生长的养猪废水吹脱预处理工艺参数如下:曝气量为1.5L/min、曝气时间为36h;满足葡萄藻765生长的养猪废水吹脱预处理工艺参数为:曝气量1.5L/min、曝气时间为42h,或曝气量为1.5L/min、曝气时间42h.     

CH-90交换树脂对废水中Co2+ 丶Mn2+的去除

研究了CH-90阳离子交换树脂对PTA模拟废水及工业废水中Co²⁺ 、Mn²⁺ 的吸附性能,考察了不同 pH、CH-90树脂的质量浓度、接触时间对树脂吸附性能的影响。结果表明,当pH=3.5、CH-90树脂的质量浓度为 2.0g/L时,CH-90树脂对模拟废水中Co²⁺ 、Mn²⁺去除率达到最佳,最大吸附量分别为55.4、50.5mg/g,其吸附过程符合准二级动力学描述。而在工业废水中,由于有机物的大量存在及pH 的影响,最合适的CH-90树脂的质量浓度为24g/L。吸附后的树脂在强酸中脱附,能够重复再生15次以上,降低树脂的使用成本。     

大孔树脂对增甘膦盐溶液Ca2+去除性能研究

采用大孔阳离子交换树脂对增甘膦钙溶液进行脱钙处理,重点探讨了该树脂对Ca²⁺的等温和动力学吸附行为,研究了pH对其吸附性能的影响及树脂的重复使用性,并对钙离子脱除机理进行了研究。结果表明：该树脂对Ca²⁺的吸附不受溶液初始pH影响,在20 min内即可达到平衡,最大吸附量为52.87 mg/g,且经5次重复利用后,对Ca²⁺的回收率仍可维持在98.2%以上;该过程符合Langmuir等温吸附模型、准二级动力学模型,另外,该树脂在处理实际增甘膦溶液时可实现钙离子的高效脱除;机理分析表明该树脂对Ca²⁺吸附以离子交换反应为主。这为复杂有机废液中钙的分离脱除提供了有益的理论参考。     

柴达木盆地东北部巴音河小流域水化学特征及来源

水化学特征是流域气候特征与环境的重要指示器,可用于揭示流域内河流、湖泊的补给方式及物质来源。以青藏高原柴达木盆地东北部巴音河小流域为研究对象,分析了巴音河—可鲁克湖—托素湖小流域生态系统的水化学组成,探讨了其主要的离子来源及控制因素。结果表明:水体pH、电导率(EC)及溶解性总固体(TDS)沿流向均呈升高的趋势,巴音河、可鲁克湖及托素湖水化学类型分别为HCO₃-Cl-Na-Ca-Mg型/HCO₃-Cl-Na-Mg型、HCO₃-Cl-Na-Mg型及SO₄-Cl-Na-Mg型; 托素湖作为封闭的咸水湖,主要受到蒸发浓缩作用的控制,而巴音河、可鲁克湖则受到岩石风化作用、蒸发浓缩作用以及钠盐淋溶作用等的共同控制; 受蒸发作用的影响,水体碳酸盐矿物达到饱和状态并发生沉淀,从而导致Ca²⁺质量浓度沿流向下降; 巴音河、可鲁克湖Mg²⁺/Ca²⁺摩尔浓度比值较低,推测形成文石、方解石等碳酸盐沉淀,而托素湖Mg²⁺/Ca²⁺摩尔浓度比值较高,则可能形成高镁方解石、原白云石等碳酸盐沉淀; 研究区水体中Na⁺、K⁺、Cl^-主要来源于石盐(NaCl)和钾盐(KCl)等蒸发岩的溶解; 而Mg²⁺、SO^2-₄主要来源于蒸发岩(MgSO₄)风化; Ca²⁺及高质量浓度的HCO^-₃可能来源于碳酸盐矿物的快速溶解,此过程也是水体Mg²⁺来源之一。     

微藻吸收利用CO2的影响因素及吸收能力研究

为了研究微藻吸收CO2的优化条件,提高微藻对CO2的吸收利用率,设计了微藻吸收CO2反应装置,研究了在自然光照条件下体系初始pH值、光照强度、入口CO2浓度及微藻初始浓度4个因素对微藻吸收CO2的影响.实验结果表明,在体系初始pH值控制在9.0左右、光照强度1.5×104lux、入口CO2浓度10%和微藻初始浓度控制在1 000 mg/L条件下,反应体系吸收CO2的能力最强,装置对CO2的吸收量可达1.73 g/(L.d),微藻利用CO2的效率为8.24 g/(g.d).利用微藻吸收CO2既可减少碳排放,又可实现碳利用(产生生物质),是很有实用价值的减排技术.     

稻壳灰对水体中Cu2+的吸附性能

为了解决处理含铜重金属废水时成本高和效率低等问题,选用廉价且吸附性能较好的吸附剂成为研究中的热点问题。文章以稻壳为原料制备稻壳灰吸附剂,通过单因素实验研究Cu²⁺质量浓度、pH值、吸附剂投加量、时间、温度等对吸附效果的影响;通过正交实验得出吸附Cu²⁺的最佳条件;通过扫描电镜及红外光谱测定,对吸附前后的稻壳灰进行表征分析。实验结果表明:溶液pH对吸附效果影响极大,当4≤pH≤6时,吸附率较高,pH过低或过高均不利于吸附;在前0.5 h内吸附速度很快,1 h后吸附基本完成。稻壳灰吸附Cu²⁺的最佳条件为:稻壳灰投加量20.0 g/L、35 ℃、Cu²⁺质量浓度30 mg/L、吸附时间1 h、溶液初始pH为6。准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型可较好地描述稻壳灰对Cu²⁺的吸附过程。     

油田配聚污水水质对聚合物溶液黏度的影响及其机理

通过单因子试验,分析了油田配聚污水中Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺以及S^2-单独作用时对水解聚丙烯酰胺(hydrolyzed polyacrylamide, HPAM)黏度的影响。试验结果表明,上述离子均会造成HPAM溶液黏度下降,其中Fe²⁺的影响最为显著,二价阳离子的影响强于一价阳离子。通过红外光谱和扫描电镜试验结果分析,得出Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺对HPAM黏度的影响是由正电荷屏蔽HPAM分子羧酸基上的负电荷,造成聚合物大分子卷曲引起的。Fe²⁺则是由还原性引发自由基链式反应,造成HPAM分子链断裂,从而使HPAM黏度下降。     

难免离子对中低品位钙镁质磷矿石反浮选的影响

采用浮选试验,结合溶液化学计算、方差分析、扫描电镜和X射线荧光光谱分析等手段研究难免离子对中低品位钙镁质磷矿石反浮选的影响. 研究结果表明:矿浆中Ca²⁺和Mg²⁺会降低浮选磷精矿中P₂O₅含量而提高MgO含量,原因是Ca²⁺和Mg²⁺会沉淀捕收剂解离的RCOO^-,降低其有效浓度;SO₄^2-会降低磷精矿中P2O5回收率,其作用机理是由于SO₄²-能与Ca²⁺作用生成硫酸钙沉淀并覆盖在氟磷灰石和白云石表面,增强氟磷灰石的可浮性,导致氟磷灰石随白云石一起浮出;PO₄^3-对浮选影响较小;Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-和PO₄^3-对磷精矿中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃含量影响较小. 由于Ca²⁺和SO₄^2-分别对磷精矿P₂O₅品位和P₂O₅回收率影响显著,因此在回水利用过程中需控制矿浆中Ca²⁺和SO₄^2-浓度,降低其对浮选的影响.     

啤酒废酵母对Pb2+的吸附

为了开发新型生物吸附剂, 研究了啤酒废酵母对Pb^{2 +}的生物吸附能力。初步确定了啤酒废酵母对Pb^{2 +}的最佳吸附条件, 起始pH 为5, Pb^{2 +}的起始质量浓度为50 mg/ L, 酵母的质量浓度为1 g/ L, 吸附温度为30 ℃,吸附时间为60 min , 在此条件下啤酒废酵母对Pb^{2 +}的吸附率可达93.50 %。对吸附了Pb^{2 +}的啤酒废酵母进行解吸实验, 表明浓度为1 mol/ L 的HCl 为较好的解吸剂, 其解吸率可达54.59 %。通过计算分析表明, 啤酒废酵母对Pb^{2 +}的吸附符合Langmuir 吸附模型和Freundlich 吸附模型, 且符合Langmuir 吸附模型的程度更优。最后对未吸附Pb^{2 +}的空白酵母和吸附Pb^{2 +}的酵母进行了红外光谱分析, 比较了啤酒废酵母吸附Pb^{2 +}前后的变化。     

食用菌菌糠对重金属离子的吸附性

利用廉价生物吸附剂去除污水中Pb2＋和Zn2＋的技术,研究了食用菌菌糠的吸附特性,调查污水pH、重金属初始浓度、吸附剂用量、吸附时间和温度对其吸附性能的影响.结果表明,在食用菌菌糠吸附剂用量分别为16g/L和12g/L,pH值分别为5和6,初始重金属质量浓度为20mg/L,吸附时间为3h,25℃条件下,达到了最大吸附量,对Pb2＋和Zn2＋的去除率分别达到92.79%和88.96%,处理后的Pb2＋和Zn2＋质量浓度分别为1.442mg/L和2.208mg/L,接近污水综合排放标准（GB8978—1996）中的排放质量浓度1mg/L和2mg/L.食用菌菌糠对Pb2＋和Zn2＋的吸附等温线符合Fleundlich模式.     

基于毛细作用的微藻固定化复合载体培养系统培养条件的研究

为了提高基于毛细作用微藻固定化复合载体培养系统中小球藻Chlorella vulgaris FACHB-1072的生物质产率，采用响应曲面分析法（Response Surface Methodology，RSM）中的中心组合算法（Central Composite Design，CCD）设计实验参数。结果表明，响应面建立的微藻生物质产率的二次回归方程的拟合度良好，模型相关系数都达到97%以上。最佳的生物质产率组合为：CO₂流速0.03 L/min、培养周期127.63 h、光稀释面积比率R_AD1.32。在该条件下普通小球藻生物质产率达到34.81 g/m²/day，与理论预测值较好吻合。同时，总氮( Total Nitrogen ,TN )去除率达95.64%，起到了较好的污水治理效果。     

生活污水与铜和铅对黄瓜种子萌发及其幼苗生长的影响

通过水培实验研究生活污水及铜和铅污染对黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响.实验所设Cu2+质量浓度范围为25~300 mg/L,Pb2+质量浓度范围为100~500 mg/L.结果表明:低质量浓度的Cu2+、Pb2+溶液对种子生长无明显抑制效果,生活污水对黄瓜种子株高具有一定的促进作用,对根长则呈抑制作用.其中,低质量浓度(≤50 mg/L)的Cu2+溶液以及低质量浓度(≤200 mg/L)的Pb2+溶液均对黄瓜种子的萌发无明显抑制作用,黄瓜种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、植株鲜质量均高于其他质量浓度.但随着Cu2+、Pb2+质量浓度的增加,对各项生长指标的抑制作用增强,且呈负相关.     

AA-AMPS-HPA的合成及其阻垢性能研究

带磺酸基的阻垢剂具有优越的阻垢性能,能与多种阻垢剂产生协同效应会具有一些单方阻垢剂无法达到的阻垢效果,进而大大拓宽了阻垢剂的应用范围.合成了三元共聚物阻垢剂丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-丙烯酸羟丙酯（AA-AMPS-HPA）并系统地研究了阻垢剂浓度、钙离子浓度、碱度（HCO₃^-的浓度）和温度等对AA-AMPS-HPA阳垢性能的影响.实验结果表明,该共聚物对于碳酸钙具有优异的阻垢效果.在25℃下当阻垢剂浓度为2.5 mg/L,Ca²⁺浓度为371.2 mg/L时,阻垢率可达93.4%.     

蒙脱石/粉煤灰复合材料吸附含锌废水的研究

以蒙脱石、粉煤灰为原料,添加一定量的粘结剂混合造粒制成复合颗粒吸附剂,用于处理含Zn2+废水,实验研究了吸附反应时间、吸附剂投加量、废水初始浓度及介质pH值对吸附性能的影响。研究结果表明:蒙脱石/粉煤灰复合颗粒吸附剂的最佳吸附工艺条件为:在室温下,吸附反应时间50 min,吸附剂投加量5.0 g/L,初始浓度40 mg/L,溶液pH值为5。在此条件下处理含Zn2+废水,吸附去除率为95.77%,处理后残余浓度为1.69 mg/L,达到国家一级排放标准(2.0 mg/L)。