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NO~-_3-N,当pH=7,温度为25℃,NO~-_3-N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NO~-_3-N的去除率达到90.1%。NZVI-CDt去除NO~-_3-N的反应符合准一级反应动力学方程,反应速率常数kobs随着NO~-_3-N初始浓度的增加而呈现下降的趋势。     

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...     

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<...     

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。     

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...     

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。     

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。     

氮浓度对新型生物电化学-颗粒污泥反应器运行的影响

探讨了新型生物电化学-颗粒污泥反应器在不同进水氮浓度下的脱氮效能与产电性能,并从颗粒污泥的关键酶活性、胞外聚合物组分以及微生物群落分布等角度系统研究了其影响机制。结果表明,COD、NO₃^--N、NO₂^--N和溶解性甲烷在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段(进水NO₃^--N和NO₂^--N浓度分别为60 mg·L^-1和20 mg·L^-1、100mg·L^-1和40 mg·L^-1、140 mg·L^-1和60 mg·L^-1、180 mg·L^-1和80 mg·L^-1)均得以有效去除,其中COD去除率在第Ⅳ阶段效果最佳,去除率达96%以上,NO₃^--N出水浓度在第Ⅱ阶段更为稳定,其去除率达99%以上,NO₂     

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)。     

Simultaneous removal of nitrogen and phosphorus from swine wastewater in a sequencing batch biofilm reactor

In this study, the performance of a sequencing batch biofilm reactor (SBBR) for removal of nitrogen and phosphorus from swine wastewater was evaluated. The replacement rate of wastewater was set at 12.5%throughout the exper-iment. The anaerobic and aerobic times were 3 h and 7 h, respectively, and the dissolved oxygen concentration of the aerobic phase was about 3.95 mg·L?1. The SBBR process demonstrated good performance in treating swine wastewater. The percentage removal of total chemical oxygen demand (COD), ammonia nitrogen (NH4+-N), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) was 98.2%, 95.7%, 95.6%, and 96.2%at effluent concentrations of COD 85.6 mg·L?1, NH4+-N 35.22 mg·L?1, TN 44.64 mg·L?1, and TP 1.13 mg·L?1, respectively. Simultaneous nitrification and denitrification phenomenon was observed. Further improvement in removal efficiency of NH4+-N and TN occurred at COD/TN ratio of 11:1, with effluent concentrations at NH4+-N 18.5 mg·L?1 and TN 34 mg·L?1, while no such improvement in COD and TP removal was found. Microbial electron microscopy analysis showed that the fil er surface was covered with a thick biofilm, forming an anaerobic–aerobic microenvironment and facilitating the removal of nitrogen, phosphorus and organic matters. A long-term experiment (15 weeks) showed that stable removal efficiency for N and P could be achieved in the SBBR system.     

AD-MFC中甲醇与硝酸盐的偶合过程与作用机制

在双室微生物燃料电池(MFC)阳极内接种反硝化细菌富集培养物,同时加入硝酸盐和甲醇,构建了阳极反硝化微生物燃料电池(AD-MFC),并以批式操作研究了AD-MFC的反硝化产电性能。试验结果表明,在初始硝氮浓度为(100.22±0.62)mg·L^-1,COD浓度为(500.40±1.67)mg·L^-1的条件下,AD-MFC的最大容积NO₃^--N和COD去除速率分别达到0.31 kg N·m^-3·d^-1和1.06 kg COD·m^-3·d^-1,最大电压达到(602.80±5.42)mV,相应最大功率密度为(908.42±0.07)mW·m^-3。AD-MFC的产电过程是甲醇氧化与硝酸盐还原的偶合过程,电压变化与反硝化作用密切相关,可用于指示反硝化进程。AD-MFC的电压曲线呈现降低-升高-再降低的三阶段特性,其原因是反硝化作用、甲醇降解作用和细胞水解发酵作用依次成为阳极液中的主导反应。     

Green synthesis of nickel nanoparticles using Ocimum sanctum and their application in dye and pollutant adsorption

Nickel nanoparticles as an eco-friendly adsorbent was biosynthesized using Ocimum sanctum leaf extract. The phys-iochemical properties of green synthesized nickel nanoparticles (NiGs) were characterized by UV–Vis spectroscopy (UV–Vis), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM) and Transmission Electron Microscope (TEM). NiGs were used as adsorbent for the removal of dyes such as crystal violet (CV), eosin Y (EY), orange I (OR) and anionic pol utant nitrate (NO3?), sulfate (SO42?) from aqueous solution. Adsorption capacity of NiGs was examined in batch modes at different pH, contact time, NiG dosage, initial dye and pol utant concentration. The adsorption process was pH dependent and the adsorption capacity increased with increase in contact time and with that of NiG dosage, whereas the adsorption capacity decreased at higher con-centrations of dyes and pol utants. Maximum percentage removal of dyes and pol utants were observed at 40, 20, 30, 10 and 10 mg·L?1 initial concentration of CV, EY, OR, NO3?and SO42?respectively. The maximum adsorption capacities in Langmuir isotherm were found to be 0.454, 0.615, 0.273, 0.795 and 0.645 mg·g?1 at pH 8, 3, 3, 7 and 7 for CV, EY, OR, NO3?and SO42?respectively. The higher coefficients of correlation in Langmuir isotherm sug-gested monolayer adsorption. The mean energies (E), 2.23, 3.53, 2.50, 5.00 and 3.16 kJ·mol?1 for CV, EY, OR, NO3?and SO42?respectively, calculated from the Dubinin–Radushkevich isotherm showed physical adsorption of adsor-bate onto NiGs. Adsorption kinetics data was better fitted to pseudo-second-order kinetics with R2 N 0.870 for al dyes and pol utants. NiGs were found to be an effective adsorbent for the removal of dyes and pol utants from aque-ous solution and can be applied to treat textile and tannery effluents.     

溶解氧对长距离输水管道水质影响

为保证长距离输水管道输送水水质,采用管道模拟反应器考察了溶解氧（DO）对输水管道水质影响以及曝气充氧后水质恢复情况。结果表明：DO降低影响氨氮（NH₄⁺-N）的去除,DO浓度越低越不利于NH₄⁺-N的去除,且曝气充氧后恢复越缓慢,DO=0.5 mg·L^-1和DO=1.5 mg·L^-1的反应器在运行95 h后,NH₄⁺-N去除率分别由90%降到21%和85%,曝气充氧54 h和3 h后恢复;DO浓度降低导致亚硝酸氮（NO₂^--N）积累明显增加,DO浓度越低,NO₂^--N的积累越严重,且曝气充氧后恢复越缓慢,DO=0.5 mg·L^-1的反应器在运行95 h后,出水NO₂^--N由0.02 mg·L^-1增加到0.354 mg·L^-1,曝气充氧54 h后恢复,DO=1.5 mg·L^-1的反应器在运行32 h后,出水NO₂^--N达到最大值0.112 mg·L^-1,曝气充氧4 h后恢复;DO浓度降低使水中UV₂₅₄升高,DO=0.5 mg·L^-1和DO=1.5 mg·L^-1的反应器在运行2 h后,出水UV₂₅₄分别增加了70.8%和20.8%,均在运行32 h后恢复,且曝气充氧后保持稳定。因此,DO对长距离输水管道水质具有重要影响,可采用DO实现对水质的调控。     

L-半胱氨酸改性聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢缓蚀性能

以L-半胱氨酸（LCY）为改性剂改性聚环氧琥珀酸（PESA）得到了一种聚环氧琥珀酸衍生物L-半胱氨酸改性聚环氧琥珀酸（LCY-PESA）,用红外光谱和核磁共振谱表征了LCY-PESA的物质结构,用红外光谱、X射线衍射光谱和扫描电镜研究了钙垢的晶型（形）,探讨了LCY-PESA的静态阻垢、动态阻垢、静态缓蚀、分散氧化铁和生物降解等性能,通过量子化学计算方法研究了LCY-PESA的缓蚀机理。静态阻垢结果表明,在c（Ca²⁺）为400 mg·L^-1、c（HCO₃^-）为800 mg·L^-1的实验介质中,LCY-PESA投放量为6 mg·L^-1,阻垢率即可达到94.6%;当c（Ca²⁺）为150 mg·L^-1、c（Fe²⁺）为10 mg·L^-1、LCY-PESA投放量为15 mg·L^-1时,最小透光率为61.5%。动态阻垢测试显示：随着加药量的增加,动态污垢热阻减小,当加药量为1 mg·L^-1时LCY-PESA的动态阻垢率比PESA提高了约15%。红外光谱、X射线衍射光谱和扫描电镜结果表明,LCY-PESA对钙垢有明显的晶格扭曲作用,把方解石变为球霰石,表现出良好的阻垢分散性能。该衍生物还表现出了优良的可生物降解性能。量子化学计算表明：LCY-PESA分子中的S原子和N原子对HOMO轨道的电荷密度影响较大,导致LCY-PESA的HOMO轨道和LUMO轨道的能隙差值小于PESA分子的能隙差值,因此LCY-PESA分子抑制金属腐蚀的效果好于PESA。     

同步硝化反硝化SBBR处理低C/N比生活污水的启动与稳定运行

以低C/N比实际生活污水为处理对象,聚氨酯海绵填料为生物载体（填料填充率25%）,采用逐步提高氮负荷的方式,在较短的时间内（98 d）成功启动了同步硝化反硝化（simultaneous nitrification and denitrification,SND）的序批式生物膜反应器（sequencing batch biofilm reactor,SBBR）。实时定量PCR（real-time qualitative polymerase chain reaction,real-time qPCR）结果表明系统内硝化菌得到富集。在稳定运行期间,系统对有机物及氮的去除效果良好,平均出水COD、NH₄⁺-N、TN分别为38.28 mg·L^-1、1.23 mg·L^-1、8.23 mg·L^-1。微生物将大部分碳源以聚羟基脂肪酸酯（poly-β-hydroxyalkanoate,PHA）的形式储存至体内,系统内NO₃^--N的去除主要通过内源反硝化作用,且反硝化过程基本无NO₂^--N积累,平均SND率为70.57%,TN去除率高达82.95%。由于硝化反应和反硝化反应在同一反应器内同时进行,反硝化过程产生的碱度可补充硝化过程消耗的碱度,维持系统内pH的相对稳定。此外,可以通过DO和pH的变化判断SND的进行状态,有效地控制反应时间,节省动力消耗。     

间歇低氧曝气下CANON工艺处理生活污水的启动

利用序批式反应器（SBR）接种短程硝化和厌氧氨氧化污泥处理实际生活污水,在间歇低氧曝气条件下实现了CANON工艺的启动。同时,保证适宜的温度和污泥浓度对处理效果及系统的稳定也很重要。该运行模式下,可实现对亚硝酸盐氧化菌（NOB）的抑制淘洗,短程硝化和厌氧氨氧化为主导反应,自养脱氮体系稳定。系统稳定运行后污染物去除效果良好：进水总氮和氨氮质量浓度为63.9 mg·L^-1和62.7 mg·L^-1,出水总氮和氨氮质量浓度为12.3 mg·L^-1和7.6 mg·L^-1,总氮和氨氮去除率为77.8%和86.7%,总氮去除负荷达0.16 kg N·（m³·d）^-1。试验研究为间歇低氧曝气运行模式推广应用于城市污水自养脱氮提供了参考。     

高比表面积羟基氧化铁的脱砷性能

利用羟基氧化铁的吸附特性可以有效脱除水体中的重金属,考察在不同条件下的脱砷效果。采用浆态床脱除法进行评价实验,主要考察废液砷含量、p H、温度、羟基氧化铁浓度和震荡时间等对脱砷率的影响。结果表明,废液砷含量和p H对脱砷率影响较小,时间、温度及羟基氧化铁浓度对脱砷率影响较大,羟基氧化铁浓度为影响脱砷效果的主要因素,整体来看,脱除率较高。在羟基氧化铁浓度为150 mg·m L-1、震荡时间1 h和温度50℃条件下,可将初始砷含量176.00 mg·L-1的废水降至砷含量为5.46 mg·L-1。     

Adsorption characteristics of metal-capture-agent immobilized PAC for low concentration Cr(Ⅵ) in water at low temperature

针对低温微污染水中(275 K)低浓度Cr(Ⅵ)离子(0.500 mg·L^-1),制备基于表面负载食品级单宁酸为金属捕获剂的改性PAC(TA-PAC),以HNO₃、NaOH氧化改性PAC为对照,研究了TA-PAC的表面物理化学特性和吸附性能,并进行了pH影响和吸附等温线拟合研究。结果表明:TA-PAC的比表面积、总孔容积和表面极性大小最佳。TA-PAC对低温水中Cr(Ⅵ)及总铬的去除效果优于N-PAC和OH-PAC。酸性范围内(pH=3.0~6.0)TA-PAC对Cr(Ⅵ)及总铬的去除率均大于碱性范围(pH=7.0~10.0)。Freundlich 双参数吸附等温式对TA-HNC吸附水中低浓度总铬的吸附等温线拟合效果最好(R²=0.9941)。TA-PAC吸附低温水中低浓度Cr(Ⅵ)是一个极为复杂的过程,主要吸附机理可能包括表面还原作用、酯化/螯合作用和离子交换作用等。