铝基MOF负载纳米零价铁去除硝酸盐的研究

采用液相还原法制得的纳米零价铁(nZVI),负载于铝基金属有机框架上制成复合材料(nZVI@Al-MOF),用于去除水中的NO₃^--N。考察初始pH、nZVI@Al-MOF投加量、温度和共存离子等因素对去除NO₃^--N的影响。结果表明,在pH为3.0～11.0的研究范围内,nZVI@Al-MOF去除NO₃^--N几乎不受pH的影响。NO₃^--N初始质量浓度20 mg/L、温度298 K,nZVI@Al-MOF投加量2.0 g/L时,反应180 min,初始pH为3.0、5.0、7.0、9.0、11.0时,NO₃^--N去除率分别可达96.8%、97.1%、97.8%、99.8%、98.1%,几乎所有的NO₃^--N被还原为NH₄⁺-N,去除效果极佳且表现稳定。伪二级吸附动力学模型极好描述了...     

改性纳米零价铁去除地下水硝酸盐的研究

采用提纯凹凸棒土(ATP)负载纳米零价铁(nZVI)制备得到改性材料ATP-nZVI,将其用于对地下水硝酸盐的去除研究。通过静水实验考察了溶液中共存阴离子和反应温度对ATP-nZVI去除NO₃^--N的影响,通过模拟可渗透反应墙(PRB)考察了溶液初始pH、初始NO₃^--N浓度、材料装填方式、流速对ATP-nZVI去除NO₃^--N的影响,并通过更换PRB装填材料将ATP-nZVI与石英砂、ATP、铁粉、nZVI等材料对NO₃^--N的去除效果进行了比较。结果表明：共存阴离子对ATP-nZVI去除NO₃^--N具有抑制作用,其抑制作用的顺序为PO₄^3->CO₃^2->SO₄^2->Cl^-;ATP-nZVI对NO<...     

Ca~(2+)对溶析结晶法处理高含量硝酸盐废水的影响

针对反渗透或离子交换等工艺排出的高含量硝酸盐废水,提出了采用溶析结晶法去除NO_3~--N技术。研究了Ca~(2+)、无水乙醇含量以及两者结合对NO_3~--N去除率的影响,并探讨了其基本机理。结果表明,硝酸钠的质量浓度为20 g/L时(即NO_3~--N的质量浓度3.29 g/L),仅加入无水乙醇,NO_3~--N的去除率为0;若同时加入无水乙醇和氧化钙,去除率为11.53%,说明无水乙醇与Ca~(2+)结合对NO_3~--N的去除具有协同作用。而当硝酸钠的质量浓度为300 g/L(即NO_3~--N的质量浓度49.40 g/L),NO_3~--N的去除率可以达到63.90%,表明溶析结晶法对高含量硝酸盐废水处理有效。     

不同电子受体配比对反硝化除磷特性及内碳源转化利用的影响

以A²/O-生物接触氧化(biological contact oxidation,BCO)系统反硝化除磷活性污泥为研究对象,通过投加不同浓度的NO₂^--N和NO₃^--N(30 mg·L^-1),考察了反硝化聚磷菌(denitrifying polyphosphate accumulating organisms,DPAOs)在不同电子受体配比(NO₂^--N:NO₃^--N0, 0.2:0.8, 0.4:0.6, 0.5:0.5, 0.6:0.4)条件下的脱氮除磷特性。结果表明:乙酸钠为DPAOs用于反硝化除磷的理想碳源,且其浓度为200 mg·L^-1时最佳;仅以NO₃^--N为电子受体进行缺氧吸磷反应时,NO₃^--N的投加量为30 mg·L^-1时较为合适;以NO₂^--N作为电子受体,未经 驯化的DPAOs,短时间内很难利用NO₂^--N,但低浓度的 (6 mg·L^-1)不会影响DPAOs以 作电子受体进行反硝化除磷;同时,NO₂^--N对于DPAOs吸磷作用的抑制程度明显强于 反硝化作用,当NO₂^--N浓度达到18 mg·L^-1时,吸磷反应基本停止;此外,较高浓度的NO₂^--N不仅会抑制聚羟基脂肪酸酯(poly-β-hydroxyalkanoate,PHA)的分解利用,且会使PHA分解产生的能量较多地用于储存糖原(glycogen,Gly),而所分解利用的PHA中90%以上为聚-β-羟基丁酸酯(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)。     

Co3O4-钛基纳米电极去除工业废水中硝酸盐的研究

工业废水中过量的硝酸盐(NO₃^-)可导致严重的环境污染和人类健康问题,通过电化学还原法去除工业废水中的NO₃^-具有重要意义。采用阳极氧化和溶胶-凝胶两步法制备了Co₃O₄-钛基纳米电极(Co₃O₄-TNE),并研究了其电化学还原NO₃^-的性能。结果表明,Co₃O₄的负载有利于暴露更多的反应活性位点,Co₃O₄-TNE电极比TNE表现出更强的电化学活性和更高的NO₃^--N去除率。电流密度的增加有利于提高NO₃^--N去除率,Cl^-浓度的增加有利于降低NH₄⁺-N生成率且对NO₃^--N去除率几乎...     

纳米零价铁去除水中硝酸盐氮研究进展

水中硝酸盐氮(NO₃^--N)的危害对人类健康和生态环境构成了严重威胁,纳米零价铁(nZVI)可以通过化学反应反硝化技术快速去除水中NO₃^--N,但nZVI自身易团聚,表面活性颗粒不稳定,所以在NO₃^--N还原过程中存在着氮气(N₂)的选择性较低、NO₃^--N去除率不理想的问题。通过对nZVI去除NO₃^--N技术的归纳总结,探讨了nZVI在还原NO₃^--N的基本原理,影响因素和提高去除效率和N₂选择性的改性方法。通过负载纳米材料,表面活性剂及添加还原剂等,NO₃^--N去除率和N₂选择性都会得到不同程度上的提高。不同的改性方法对nZVI的改性效果不同,也决定了nZVI复合材料对NO₃^-     

改性硅藻土负载纳米零价铁去除水中硝酸盐氮

以改性硅藻土为载体,采用硼氢化钠液相还原法制备了硅藻土负载的纳米铁（NZVI-CDt,nanoscale zero-valent iron supported on modified diatomite）复合材料。结果表明,所制得的纳米零价铁颗粒呈球形,粒径小于100 nm,均匀分散在改性硅藻土表面,部分纳米铁颗粒镶嵌在硅藻土孔隙内。NZVI-CDt能高效去除水体中NO₃^--N,当pH=7,温度为25℃,初始浓度为20 mg·L^-1,NZVI-CDt复合材料投加量为0.5141 g,反应60 min时,NZVI-CDt对NO₃^--N的去除率达到90.1%。NZVI-CDt去除NO₃^--N的反应符合准一级反应动力学方程,反应速率常数k_obs随着NO₃^--N初始浓度的增加而呈现下降的趋势。     

海绵铁对污水中氮磷去除实验研究

本文研究了海绵铁作为生态浮床基质对模拟污水处理厂的尾水中NO₃^--N、NO₂^--N及磷的去除过程与原理。结果表明：海绵铁与硝酸盐氮反应过程中可以产生氨氮和NO₂^--N,其中NO₂^--N浓度较低,与NO₂^--N反应时大部分转化成了氨氮,小部分转化成NO₃^--N;海绵铁对氨氮去除作用较小,因此其对水体中总氮的去除效果不佳,与脱氮效果相比,海绵铁去除水体中磷效果明显,但随着水体中磷含量的增加,海绵铁除磷效果有逐渐下降趋势。研究结果可为基质型生态浮床填料的选择提供参考。     

紫外分光光度法测定NO3--N过程中S2O32-的干扰与消除

利用紫外分光光度法测定水中的NO₃^--N时,S₂O₃^2-的存在会使测定结果出现很大的正偏差,且S₂O₃^2-浓度越高干扰程度越大。为了保证含有S₂O₃^2-水样中NO₃^--N测定结果的准确性并提出消除干扰的方法作为参考,先测定了不同浓度S₂O₃^2-对NO₃^--N测定结果的干扰程度,而后在NO₃^--N初始质量浓度为10 mg/L,S₂O₃^2-质量浓度为100 mg/L的条件下,以加入盐酸、加入Ba²⁺、臭氧吹脱和加入过硫酸钾4种方法对S₂O_3...     

废水中硫化物、硝酸盐和氨氮生物同步去除及其机理

在HRT为12 h,温度为30℃±2℃,进水pH为7.5,进水硫化物、硝酸盐氮和氨氮浓度分别为50～90 mg S·L^-1,22～35 mg N·L^-1和22～35 mg N·L^-1条件下,能够实现氨氮、硝酸盐氮和硫化物3类污染物的同步去除,去除率分别达到97.3%、92.8% 和99%以上,而且去除的硫化物主要以单质硫形式存在,单质硫理论转化率达89%以上。间歇实验结果表明,S^2-的存在能够促进NO₃^--N、NH₄⁺-N的同步去除。研究结果为含硫含氮废水的生物处理技术的发展提供了新思路。     

氢自养还原菌同步降解水中4-溴酚及硝酸盐

基于摇瓶研究了以H₂为电子供体的氢自养还原菌降解4-溴酚(4-BP)的可行性；并在此基础上研究了4-BP浓度、硝酸盐(NO₃^--N)浓度及氢分压对4-BP的去除影响；最后研究了4-BP加入前后的微生物菌群变化。结果表明，提高初始4-BP浓度会降低其去除效果；作为一种优先电子受体，NO₃^--N会与4-BP争夺电子供体H₂，增大初始NO₃^--N浓度导致4-BP去除效果下降；提高氢分压会使得单位浓度NO₃^--N及4-BP获得更多的电子供体，提升两者还原速率；加入4-BP后，改变了微生物的生长环境，使得具有脱卤能力的Thauera丰度提升，达到42.8%。当系统中存在H₂时，具有正常活性的氢自养还原菌，在脱卤酶作用下4-BP释放Br^-从而被降解。     

生物炭去除水中硝酸盐氮研究进展

生物炭在吸附治理水环境中硝酸盐污染的问题上受到国内外学者的广泛关注。为了更加高效经济地去除水中污染物硝酸盐氮(NO₃^--N),首先对NO₃^--N的来源、危害以及特点进行了阐述，在介绍已有NO₃^--N处理方法的基础上，对各种方法的作用原理、适用范围以及优缺点进行了详细的阐述与分析。根据对目前国内外应用生物炭吸附NO₃^--N的研究文献进行总结，探讨了吸附过程中环境因素对生物炭吸附效能的影响，分析了吸附反应中的各种吸附机理。基于生物炭吸附NO₃^--N的基础上，提出了提高生物炭吸附效率的改性方法以及在工业废水上的应用处理。并指出了生物炭吸附NO₃^--N的可行性，为我国对水体中NO₃^--N的治理提供了一定的借鉴。     

一株异养硝化-好氧反硝化菌株L3的筛选鉴定及其脱氮特性

从广东三水罗非鱼养殖池底泥分离筛选出一株具有高效降氮能力的异养硝化-好氧反硝化细菌L3。通过形态学，生理生化以及16S rRNA基因序列分析鉴定该菌株为青岛假单胞菌Pseudomonas qingdaonensis。研究了该菌株对三种含氮模拟废水的脱氮特性及降氮过程的pH耐受范围，进一步采用响应面法探究了温度、pH、C/N、溶氧量及其交互作用对菌株L3脱氮性能的影响。结果表明，该菌株处理高浓度含氮模拟废水48 h后NH₄⁺-N、NO₃^--N、NO₂^--N的去除率分别达到90.50%、65.24%、85.34%，且在酸性条件下(pH=4)有较强的降氮能力；响应面法结果表明菌株最佳脱氮条件为温度29.1℃，C/N为11.7，摇床转速175 r/min,pH为6.2，其中温度、碳氮比及二者之间的交互作用对NH₄⁺-N去除率的影响显著；在最优条件下，菌株L3处理模拟氨氮废水12 h后对NH₄     

自养脱氮工艺有机物去除段与硝化段精确分离的实现与实时控制

为了实现城市污水处理过程中的节能降耗,提出了三段式城市污水自养脱氮工艺,阐述了除有机物SBR在整套工艺中的重要地位,探讨了不同曝气量与污泥浓度条件下,除有机物SBR中有机物的去除特征与规律。结果表明,在不同的曝气量及污泥浓度条件下,COD降解结束前NO₂^--N与NO₃^--N的浓度均低于0.1 mg·L^-1,反应器进入COD难降解阶段后,NO₂^--N与NO₃^--N的浓度快速提高,可以认为在除有机物SBR内有机物的去除和硝化过程是分步进行的,即先进行有机物的去除,而后进行硝化过程。DO曲线与pH曲线的突越点与除有机物过程的终点始终保持一致,可将其作为实时控制参数监测有机物的去除终点,对好氧曝气过程进行实时控制。     

不同S/N对硫自养短程反硝化亚硝酸盐积累特性试验研究

短程反硝化是一种厌氧氨氧化基质NO₂^--N获取的新型途径。在自养短程反硝化系统中，以硫代硫酸钠作为底物，在不同的硫氮比(S^2-/NO₃^--N)的条件下，通过控制水力停留时间、温度，将NO₃^--N还原至NO₂^--N，成功实现自养短程反硝化系统中NO₂^--N的积累。实验结果表明，三个S/N表现出不同的NO₂^--N的积累，S/N为1:1.14时，NO₃^--N的去除率稳定在75%左右，NO₂^--N的积累率(NTR)几乎为零；S/N为1:1.71时，NO₃^--N的去除率维持在40%～50%之间，NTR增长到8%左右；S/N为1:2.28时，NO₃^-     

双膜耦合系统（MBR-MBfR）处理低碳氮比污水实验研究

为解决实际低碳氮比废水高效脱氮问题，以MBR-MBfR双膜耦合系统为研究对象，探究不同C/N双膜系统的脱氮效果。结果表明，当C/N=2时，其对NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN及COD的协同去除效果最好，COD、NO₃^--N、NO₂^--N、NH₄⁺-N、TN的去除率分别达到79.16%、78.40%、88.41%、77.04%和77.31%，是适合MBR-MBfR双膜耦合系统的最佳碳氮比。用于处理实际废水经过20 d的运行，结果表明，COD、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN去除率分别达到75.88%、80.02%、76.42%和80.92%。达到较好的双膜耦合效果，为反应器高效脱氮以及去除含有有机碳的低C/N废水提供参考和技术支持。高通量测序结果表明：1)作为氨氧化菌(AOB)的亚硝基...     

亚硝酸盐对聚磷菌反硝化除磷代谢及N2O产生的影响

以乙酸钠/丙酸交替为碳源的强化生物除磷(enhance biological phosphorus removal, EBPR)系统为研究对象,母反应器内种泥在厌氧/好氧的运行条件下已培养340 d,聚磷菌富集纯度达到92%±3%,考察了不同浓度亚硝酸盐氮(44.64、70.3、94.33、112.36 mg NO₂^--N·L^-1)为电子受体对聚磷菌缺氧吸磷代谢的影响。结果表明,从未经缺氧驯化的高纯度聚磷菌也可以进行反硝化除磷代谢。在缺氧反应过程中NO₂^--N还原速率、PO₄^3--P吸收速率、PHA降解速率随着亚硝酸浓度升高呈下降趋势,但是在初始亚硝酸盐氮浓度最高为112.36 mg NO₂^--N·L^-1条件下,代谢并未停止,此时亚硝酸盐还原速率与磷酸盐吸收速率仍可以分别达到2.61 mg NO₂^--N·(g MLSS)^-1·h^-1和3.0 mg PO₄^3--P·(g MLSS)^-1·h^-1。聚磷菌在以细胞内PHA作为碳源以NO₂^--N作为电子受体反硝化除磷代谢过程中,由于初始亚硝酸盐的抑制作用使NO₂^--N还原速率大于N₂O还原速率,从而产生大量的N₂O积累。初始投加NO₂^--N浓度为44.64、70.3、94.33、112.36 mg NO₂^--N·L^-1时,产生的N₂O占TN的比例分别为63.5%、49.0%、30.2%、24.0%。在底物充足的条件下,代谢中积累的N₂O可以通过延长缺氧搅拌时间,使其转化为N₂。     

NOx——N对初沉污泥厌氧发酵及反硝化性能的影响

为了解决低C/N比污水的脱氮问题,本研究将NO_x^--N引入到初沉污泥厌氧发酵系统,利用初沉污泥厌氧发酵过程释放的有机碳源完成反硝化,以达到利用初沉污泥作为碳源强化污水脱氮的目的。通过对系统中VFAs积累、NO_x^--N去除及VSS变化情况的考察,对比研究了4种不同电子受体类型初沉污泥厌氧系统发酵性能、反硝化能力。得出:在34 d的发酵期里,NO₃^--N型系统以及NO₂^--N、NO₃^--N混合型系统中没有出现明显VFAs积累,而在NO₂^--N型系统和纯厌氧系统中出现了不同程度的VFAs积累,说明在试验条件下,NO₃^--N型和混合型系统发酵过程所释放的碳源能得到较好的利用;各系统中NO_x^--N还原总量分别为1692 mg·L^-1(NO₃^--N型)、1330 mg·L^-1(混合型)、1223 mg·L^-1(NO₂^--N型),表明NO₃^--N型系统反硝化能力最强;此外,虽然各NO_x^--N系统中的VSS减量程度相对于厌氧系统稍有降低,但各系统均达到了60%以上的高VSS减量水平,其中NO₃^--N型系统VSS减量67.9%,在各NO_x^--N系统中最高。综上,NO₃^--N型初沉污泥厌氧发酵系统能同时取得相对最好的反硝化脱氮及污泥减量性能。     

双金属电极电催化处理硝态氮废水的研究

制备了Cu-Zn双金属电极,并采用该电极对电催化硝酸盐含氮废水脱氮进行了研究。考察了电流密度和Cl-质量浓度对硝酸盐氮脱除效果的影响。试验结果表明,在硝酸盐氮质量浓度为650 mg/L,电流密度为15 mA/cm²条件下,电解7 h后硝酸盐氮的去除率可接近100%,中间产物亚硝酸盐氮生成率近0。当NaCl质量浓度为0.5 g/L时,氨氮生成率由51.1%降至21%,N₂生成率大幅增加。采用电催化还原法去除废水中的NO₃^-—N时使用的Cu-Zn金属电极成本相对较低,且无需添加其他还原剂,容易集中控制,脱除硝态氮效率较高,易于实现智能操作。该处理方法及制备的电极可以用于除去化工生产中产生的高含量硝态氮。     

厌氧复合床处理模拟焦化废水的反硝化动力学

采用厌氧复合床(UBF)处理模拟焦化废水,进水中投加NaNO₃模拟硝化液回流,实现了同时反硝化/产甲烷,COD去除率达到94%,NO₃^--N去除率达到99%。取复合床下部污泥做反硝化动力学研究,在存在亚硝酸盐积累的情况下,以NO₃^--N+0.6NO₂^--N作为反硝化电子受体,采用双基质的Monod方程对实验数据进行拟合,拟合曲线与实验测定值相关性良好。其次,采用双基质的Monod微分方程组对NO₃^--N和NO₂^--N的浓度变化进行拟合,得到相关参数:硝态氮的最大比降解速率和半饱和常数分别为1.13 d^-1和2.0 mg·L^-1;亚硝态氮的最大比降解速率和半饱和常数分别为0.66 d^-1和2.5 mg·L^-1,基于硝态氮和亚硝态氮的有机物半饱和常数分别为90.8 mg·L^-1和96.8 mg·L^-1。