生物滴滤塔去除高浓度H2S废气的模拟研究

以生物滴滤塔（BTF）去除高浓度H₂S废气为研究对象,建立了一维轴向扩散反应器模型和双基质生物降解反应动力学模型,通过比较单基质模型和双基质模型在不同H₂S入口浓度条件下的模拟结果和实验结果,验证了双基质模型的有效性和可行性,研究了生物膜中H₂S的动态去除过程,考察了BTF在不同液相H₂S浓度和空床停留时间条件下的除臭性能。研究表明,当生物膜表面H₂S浓度为7589.3 mg/m³ 时,生物膜中传质-生物降解过程需要0.75 s才能达到稳态;较厚的生物膜使得内扩散阻力增大,生物降解反应速率分布的不均匀性增大,O₂浓度对生物降解速率的影响将越来越显著;进气速度和喷淋浓度可显著影响BTF中H₂S的去除率。     

活性碳对甘蔗糖蜜酒精废水加铁厌氧消化的影响

为探究不同铁碳比对糖蜜酒精废水厌氧处理效果的影响，本实验设计了四种添加方式(对照组、Fe、Fe/C=1∶1和Fe/C=1∶2)进行厌氧发酵。结果表明，Fe/C的添加对反应器的甲烷产量和COD去除率并无影响，但显著降低了H₂S和H₂含量，提高了挥发性脂肪酸含量以及乙酸占比。当Fe∶C添加比为1∶1时，其反应器中挥发性脂肪酸含量由第4 d的1 048.98 mg/L上升到第36 d的6 477.63 mg/L。细菌群落分析发现，Fe/C的添加导致水解优势菌群出现了由Bacteroidetes-Synergistetes类群转化为Firmicutes-Chloroflexi类群的趋势，适量碳的添加有利于提高菌群的抗逆性。Fe的添加富集了古菌群落Methanobacterium和Methanosarcina;Fe/C的添加也促进了Methanobacterium的富集，但相应的降低了Methanosarcina和Methanosaeta这类甲烷菌的相对丰度。这些菌群的改变使得甲烷菌群由甲基途径转向为乙酸型和氢营养型途径。     

AO工艺处理大蒜加工废水处理效能和微生物菌群结构分析

为了提高大蒜废水处理效能，采用AO工艺分析了不同进水条件下的污染物去除效果，明确微生物多样性及菌群结构与水质因子之间的关系。SBR反应器在高负荷和中负荷运行条件下COD、NH₃-N、TP去除率均在90%以上。此时，Bacteroidetes、Proteobacteria是大蒜废水活性污泥系统中的优势菌门，两者的总体细菌相对丰度占到了56.48%～98.41%，通过其脱氮除磷降解有机物的功能，使得污染物得到有效去除。中负荷运行时活性污泥微生物群落丰富度和多样性均优于高负荷运行，不同样品多样性存在差异。高负荷运行条件下的优势菌属为Chryseobacterium、Comamonas、Bdellovibrio、Brevundimonas、Soonwooa、Sphingobacterium；中负荷运行条件下的优势菌属为Macellibacteroides、Fluviicola、Saccharibacteria＿genera＿incertae＿sedis、Petrimonas、Propionibacterium。Macellibacteroides、Chryseobacte...     

湿法磷酸中脱除重金属的工艺研究

介绍了一种H₂S循环脱湿法磷酸重金属的新工艺,通过对比分析了H₂S循环脱湿法磷酸重金属新工艺与传统Na₂S溶液脱重金属工艺的脱除效率、工艺安全性、循环经济性以及技术经济性,结论如下：H₂S循环脱湿法磷酸重金属新工艺可以实现脱As后折85%H₃PO₄中As指标降至0.5mg/kg;本工艺拥有较高的工艺安全性、循环经济性、技术经济性,可使原料Na₂S和NaOH的消耗量优化倍数达到了117、5.8倍,S元素的总利用率为94.5%,H₂S循环脱重金属新工艺的尾气量由传统工艺的10 400 m³/kg(以As计)减至4 800 m³/kg(以As计)。     

HBR根源(全过程)除臭系统对污水厂浓缩污泥的除臭效果研究

利用污水厂的剩余污泥，在HBR根源(全过程)除臭系统的作用下，优化培养繁殖除臭微生物菌群。将培养好的除臭污泥与恶臭非常严重的浓缩污泥按照1∶1(体积比)进行混合，混合污泥中的除臭微生物菌群会将恶臭微生物菌群进行同化分解，最终形成高分子螯合物，将恶臭物质去除掉。其中，H₂S的去除效率为99.9%,甲硫醇(CH₃SH)的去除效率为99.1%,甲硫醚(CH₃SCH₃)的去除效率为71.5%,CS₂的去除效率为84.9%,二甲二硫(CH₃SSCH₃)的去除效率为78.3%。     

电芬顿调理污泥脱水性能影响因素研究

采用电芬顿技术对市政剩余污泥进行调理，以毛细吸水时间(CST)、污泥比阻(SRF)和污泥含水率为指标，研究了电芬顿调理污泥的主要影响因素(包括H₂O₂投加量、电压和反应时间)。结果表明，增大H₂O₂投加量和电压、延长反应时间均能有效改善污泥脱水性能。电芬顿调理污泥最佳条件为H₂O₂投加量0.12 mol/L，电压8 V，反应时间60 min。调理后污泥含水率下降18.8%。而过多的H₂O₂投加量、高电压和过长的反应时间均不利于改善污泥脱水性能。     

用于生物气提纯的促进传递膜

由生物气提纯获得的生物甲烷具有高热值,可作为天然气的替代品。生物气中除主要成分甲烷以外还含有大量的CO₂和少量的水、H₂S以及其他痕量杂质组分,需经过净化提纯方可获得高纯度的生物甲烷。膜分离技术用于生物气提纯具有绿色、高效、能耗低等特点,特别地,促进传递膜因其特殊的传质机制,对于生物甲烷系统提纯具有显著优势。综述了促进传递膜材料及其制备技术,讨论了生物气中水、H₂S杂质对膜过程的影响,同时尝试对膜法生物气提纯的经济性和发展前景进行了分析。     

高选择荧光增强型H2S探针的合成及性能研究

设计制备了一种三苯胺三唑类荧光增强型硫化氢(H₂S)探针SZJ,通过紫外和荧光分析法对SZJ的光学性质进行探究，并通过元素分析、HR-MS、¹HNMR和用卡¹³CNMR对其结构进行表征。在SZJ(1×10^-5 mol/L)的CH₃CN-H₂O(体积比6∶4,10 mmol/L HEPES,pH=7.4)溶液体系中，SZJ对H₂S展示出优异的选择性、抗干扰性和灵敏度。荧光光谱分析发现，只有在SZJ的溶液体系中加入H₂S(1×10^-4 mol/L)时才显示出极强的黄绿色荧光，加入其他阴离子并无响应。并且探针SZJ可通过裸眼检测水样中的H₂S,具有潜在的应用价值。     

诺氟沙星对MABR处理生活污水的影响

近年来，各类污废水中多会检测出诺氟沙星(NOR)。为了研究NOR对膜曝气生物反应器(MABR)处理生活污水的作用机制，考察了不同NOR浓度对污染物去除效果、悬浮污泥特性以及系统内微生物菌群变化的影响。结果表明：在NOR浓度为20～500μg/L范围内，随NOR浓度的增加，MABR对COD和NOR的去除率没有明显降低，可达80%左右；NOR浓度对去除NH₄⁺-N和TN影响较大，NH₄⁺-N去除率从96.4%降低至35.6%,TN去除率从72.4%降低至30.6%。NOR使悬浮污泥中的功能微生物AOB和NOB活性下降，DNB活性呈先上升后下降的趋势；微生物为抵抗NOR而分泌大量的EPS，增加了蛋白质和多糖的含量。对比Alpha多样性可知，NOR浓度对菌群丰度和多样性影响较大，MABR生物膜和悬浮污泥菌群组成存在差异，生物膜内的微生物比悬浮污泥对NOR的抗冲击性强，说明MABR系统内特殊的生物相构成对处理含高浓度NOR的生活污水具有可行性。     

氮掺杂Stone-Wales缺陷石墨烯吸附H2S的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论研究H₂S分子在氮掺杂Stone-Wales（SW）缺陷石墨烯上的吸附行为,通过吸附能、差分电荷密度、Bader电荷和电子态密度等分析了H₂S分子在SW缺陷石墨烯及氮掺杂SW缺陷石墨烯上的吸附差异。计算结果表明氮原子掺杂可以有效提升H₂S分子与石墨烯表面的相互作用,并加强二者之间的电荷转移。其中,氮原子主要作为电子传递的桥梁参与H₂S与石墨烯表面之间的电荷转移。H₂S分子被选择性吸附在SW缺陷及氮掺杂SW缺陷石墨烯的五元碳环中心处,这说明五元碳环的电荷分布促进H₂S分子的吸附行为。     

重金属镍对A2/O-BAF系统运行效能的影响及作用机制探究

针对重金属镍(Ni)对A²/O-生物曝气滤池(BAF)双污泥系统污染物及营养盐去除影响不明确的现状，开展了重金属Ni对双污泥系统对污染物和营养盐去除规律的影响的研究，分析了重金属Ni暴露下双污泥系统内污泥特征的变化规律，解析了微生物群落结构对重金属的响应特征。结果表明重金属镍浓度超过2.0 mg/L Ni降低了A²/OBAF双污泥系统对污染物和营养盐的去除能力。重金属Ni刺激了胞外聚合物(EPS)尤其是SB-EPS的分泌，并降低了污泥浓度及有机质占比。微生物群落结果分析表明Ni能改变微生物的群落结构，高浓度Ni降低了Proteobacteria、Actinobacteriota和Bacteroidota的相对丰度，从而降低了双污泥系统对污染物和营养盐的去除。研究结果为双污泥系统处理含Ni废水提供了一定的数据支撑和理论指导。     

Cu2O/Co3O4纳米阵列的制备与性质研究

硫化氢(H₂S)被证实是第三种内源性气体信号分子,其异常浓度与许多疾病密切相关。如果能够获得一种快速、高灵敏度的传感器来监测生物体内硫化氢的动态变化,那么这些疾病的可控性就会大大提高。本研究提出了一种基于Cu₂O/Co₃O₄纳米阵列的生物H₂S传感材料,基于界面电导调制和硫化反应,该材料对人体血液中的H₂S表现出良好的灵敏度、选择性和稳定性。这项工作证明了Cu₂O/Co₃O₄纳米阵列应用于便携式传感器快速检测生物硫化氢的可靠性。     

以氢气为电子供体的硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水

研究氢气作为唯一电子供体的硫酸盐还原菌对酸性矿山废水的处理效果。本文对反应过程中pH和氧化还原电位（ORP）,目标代谢产物H₂S和∑S^2-（HS^-、S^2-）,出水中重金属及总有机碳进行分析。研究表明,生物反应器pH可迅速上升至8.75～8.80,ORP下降至-330～-420mV;在4865mg/L \mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}浓度下硫酸盐还原菌活性较好,其目标代谢产物H₂S与∑S^2-的积累量分别为88mg/L、172mg/L;Zn²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺的去除率分别为94.3%、94.7%、97.5%、81.7%,重金属Cu²⁺、Zn²⁺的出水浓度分别为0.52mg/L、1.99mg/L,中和沉淀出水pH为6.9,其出水水质可达《污水综合排放标准》一级标准;出水残存总有机碳≤3mg/L,远低于以有机物为电子供体的出水水质;H₂培养生物反应器中主要以脱硫弧菌属为主导。     

污泥深度脱水调理剂对污泥干化过程中含硫气体释放的影响

采用5种复合调理剂改善污泥脱水性能,制得深度脱水泥饼。通过检测N₂气氛下,不同干化温度（100℃、200℃）,停留时间（30 min、60 min）时,不同调理脱水污泥含水率的变化情况,以及含硫气体的种类和释放量,探讨不同调理剂对干化过程中含硫气体释放特性的影响。结果表明,提高温度、延长时间都可以有效降低污泥的含水率;原污泥干化过程释放的主要含硫气体为H₂S和SO₂,其总量占含硫气体的82.4%;FeCl₃+CaO和H₂SO₄+FeSO₄+H₂O₂+CaO复合调理剂调理脱水泥饼在干化过程中SO₂释放量占原污泥释放量的40.3%和40.6%,H₂S则基本没有释放;H₂SO₄+FeSO₄+H₂O₂+CaO调理脱水污泥在100℃和200℃干化过程中的总硫释放量分别占原污泥总释放量的75.0%和45.6%,该复合调理剂在有效提高污泥脱水性能的基础上,能最大限度地抑制含硫气体的释放。     

基于SRB的升流式厌氧反应器处理AMD的探究

在矿山开采过程中产生的酸性矿山废水(AMD)具有pH低、重金属离子和硫酸根离子浓度大等特点，处理不当会导致严重的环境污染问题。以硫酸盐还原菌(SRB)为主的生物法是一种极具应用前景的技术。通过填充活性炭的升流式厌氧反应器，对120 d的连续流实验中SO₄^2-和重金属的还原效果进行了研究。结果表明，该升流式厌氧反应器对模拟AMD中的SO₄^2-和重金属具有很好的处理效果，在SO₄^2-、Cu²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Cd²⁺进水浓度分别为1 000、3、6、30、2 mg/L，去除率可达85%、92%、86%、80%、100%。运行过程中该反应器的ORP始终低于-420 mV，为SRB提供良好的厌氧环境。同时，该SRB菌群能适应进水pH为5.5的酸性废水，可顺利完成硫酸盐还原及重金属沉淀。微生物群落的变化表明，重金属离子浓度的增加显著改变了反应器内微生物的群落结构，但该SRB...     

HRT对UASB运行效能及丙酸氧化菌群组成的影响

丙酸氧化菌群可将丙酸转化为产甲烷菌可利用的乙酸和H₂/CO₂,在厌氧产甲烷系统中占据独特的生态位,了解其在厌氧废水处理系统中的变化规律,对于系统的调控运行具有重要意义。考察了中温条件下水力停留时间(HRT)对升流式厌氧污泥床反应器(UASB)的运行效能及丙酸氧化菌群更迭的影响。结果表明,在进水COD为1000 mg·L^-1条件下,HRT在一定范围内的缩短会对UASB系统造成一定的冲击,短时期内出现丙酸和乙酸的积累,但在维持运行一段时间后可重新达到运行的稳定状态,并保持了较高的COD去除率。在HRT 24、20、16、12、8 h条件下的稳定阶段,系统的平均COD去除率分别为94.9%、93.9%、92.5%、91.8%和87.9%。HRT的缩短使系统活性污泥中的丙酸氧化菌群发生了更迭,HRT 24 h条件下居优势地位的Syntrophobacter pfennigii在HRT 8 h条件下消失,取而代之的是S. sulfatireducens, Pelotomaculum和Desulfotomaculum,而Smithella丙酸氧化菌具有更宽的生态位,在系统中始终占据一定的优势度。在系统中富集更多的丙酸氧化菌群,可有效提升UASB的处理效能和运行稳定性。     

Fe3O4 NPs类芬顿预处理对活性污泥法处理阿莫西林废水的影响

以阿莫西林为研究对象,探讨了其经不同程度磁性纳米铁（Fe₃O₄ NPs）多相类芬顿预处理后对活性污泥理化特性及其微生物群落结构的影响。结果表明,随着预处理程度（未经预处理、经40% H₂O₂预处理和经60% H₂O₂预处理）的升高,活性污泥对废水COD平均去除率由81.5%升高到89.1%,氨氮平均去除率由86.2%升高到95.6%,同时活性污泥中蛋白酶的含量由0.13 mg·g^-1升高到0.19 mg·g^-1。且随着阿莫西林预处理程度的升高,活性污泥溶性微生物产物（SMP）的三维荧光光谱（EEM）中可见光区类腐殖酸与类富里酸的吸收峰强度逐渐减小,表明活性污泥活性良好。对于微生物群落分布而言,在未经预处理、经40% H₂O₂、经60% H₂O₂预处理的条件下,变形菌门所占比例分别为73..81%、84.08%和77.08%,同时厚壁菌门所占比例为0.6%、0.82%与0.78%。变形菌门为优势菌种,诸多固氮细菌与聚磷菌属于变形菌门;而厚壁菌门可利用水解酶来分解蛋白质与糖类,两者所占比例的升高,为废水中污染物的高效去除提供了保障。     

天然气处理平台硫化氢适应性分析与改造

在某深水气田开发设计时,油藏提供的气藏组分中不含硫化氢(H₂S)气体,但后期生产过程中出现了H₂S气体。针对目前的工况,该气田的开采平台根据实际工况及H₂S实测数据,对现有的工艺系统、设备管线、海底管线、H₂S实时监测及现场防护设备进行了适应性分析。同时根据分析结果,对平台上已不满足目前气田产H₂S现状的部分进行了相应的改造。     

离子液体吸收分离硫化氢进展

针对近年来离子液体在吸收分离硫化氢(H₂S)气体方面的研究进展, 重点论述了H₂S在离子液体中的溶解度及对其他气体的选择性、H₂S-离子液体体系的热力学性质及模型。对离子液体吸收H₂S的机理进行了分析, 阐述了离子液体阴阳离子种类、结构以及取代基等对H₂S分离性能的影响规律, 简要提出了该领域存在的研究难点和未来的发展方向。     

磁铁矿负载生物炭强化厌氧微生物处理2,4-二氯苯酚废水

氯酚类化合物是一类对环境具有持续污染性的有毒有机物，在厌氧处理时具有生物毒害性。本文通过构建磁铁矿改性生物炭改善上流式厌氧污泥床（UASB）内的导电性与加快铁还原过程，强化厌氧微生物对氯酚废水的去除效果。结果表明，加入磁铁矿负载生物炭的反应器化学需氧量（COD）、2,4-二氯苯酚去除率分别提高了20%与54.1%。磁铁矿负载生物炭具有多官能团与强接受/贡献电子能力，反应器内污泥充放电性提升23.8%。微生物群落结构分析显示，磁铁矿负载生物炭的加入提高了Mesotoga等水解菌丰度，提高了Petrimonas等具有电子传递功能的细菌丰度，抵抗高有机负荷冲击，加速酚类化合物的降解与转化。