锰氧化物催化氨氮氧化的电子转移路径研究

将附有MnO_x的活性碳颗粒(MnO_x/AC)作为燃料电池(FC)的阳极,以研究锰氧化物(MnO_x)催化氨氮氧化过程的电子转移路径。结果表明,有MnO_x附着的活性碳在FC(MnO_x/AC-FC)中对NH_4~+-N的去除率比原始活性碳在FC(AC-FC)中对NH_4~+-N的去除率高1.3倍,且MnO_x/AC-FC的最大电流密度为26.0 m A/m~3,而AC-FC无电流产生。这表明MnO_x可作为电子介体把NH_4~+-N中的电子从阳极传递到阴极,最终被阴极电子受体的O_2接收。当添加质量浓度1 mg/L的Mn~(2+)于MnO_x/AC-FC电解液时,与无Mn~(2+)添加相比,NH_4~+-N的去除率增大至48.8%,可能是Mn~(2+)在MnO_x的自催化作用下能形成新的MnO_x,为催化氨氮氧化提高了更多的活性位,促进了NH_4~+-N的去除。     

饮用水源中水蚤的孳生与灭活实验研究

近年来随着城市供水水源有机污染的加重和水体富营养化,水蚤等浮游动物的大量孳生,对饮用水安全造成了威胁.通过对西安地区饮用水源中水蚤的孳生现状的调查,确定出枝角类水蚤为本地区的优势种类.经过实验室驯化培养,研究了枝角类水蚤的生长习性和繁殖规律,利用液氯、过氧化氢、高锰酸钾、二氧化氯和臭氧等几种常用氧化剂对其进行了灭活试验,并考察了影响灭活效果的主要因素.结果表明:臭氧的灭活效果最好,投加1. 2 mg·L-1,接触30 min即可达到100%灭活,臭氧灭活水蚤的过程符合一级动力学方程.不同氧化剂对水蚤的灭活机理各不相同.     

柘林水库污染物来源及水体分层对水质的影响

为探究水源水库污染物来源及水质变化规律,以九江市水源地柘林水库为研究对象,于2013年4月—2014年4月逐月对柘林水库进行水质监测.现场测定水温、溶解氧等指标,分层取样测定水体CODMn、TOC、TN、TP、Fe、Mn等水质指标.结果表明,柘林水库主要污染物来源为上游来水,其对CODMn、TN、TP贡献率分别达88.3%、76.2%和67.6%.在水体稳定分层期,底部水体CODMn、TOC、TN、TP、Fe、Mn质量浓度分别升高至3.8、2.4、1.12、0.14、0.42和0.34 mg/L;藻类计数及藻种鉴定结果表明,此时期主库区最大藻密度达2.25×106L-1,以绿藻为主.水体混合后出现Mn质量浓度超标问题,达0.16 mg/L.     

给水塑料管材生物稳定性快速评价方法的建立与运用

给水塑料管材的生物稳定性直接影响供水水质.建立了评价饮用水塑料管材生物稳定性的新方法(BioMig),并使用该方法评价了典型塑料管材的生物稳定性.该方法主要由迁移实验、生物膜形成实验、病原菌形成潜能和毒性评价组成.该方法具有操作简单、易于推广、灵敏度高、重现性好等优点.研究结果表明:管道材料PEX-a和PEX-c具有很好生物稳定性,而密封材料EPDM 2%却具有很高的微生物再生长潜能.除EPDM 20%外的其它管材均能支持三种病原菌的生长,其中P.aeruginosa比E.coli O157和V.cholerae在迁移水中具有更高的生长潜能.EPDM 20%具有很高的有机物释放潜能,但由于其毒性作用抑制微生物在溶液及其表面生长.     

西安黑河金盆水库季节性热分层的水质响应特征

以西安市金盆水库为对象,通过对水温、水化学及水生生物因子的连续监测,初步探明其动态水体分层过程与季节性水质迁移分布的内在相关性.研究表明:水库于每年3—12月间形成并保持热分层状态,水温梯度的稳定存在有效限制了垂向水层间氧的传质交换,加速库底向厌氧状态过渡,滞水层溶解氧(DO)平均浓度随时间呈明显线性衰减趋势,水层呼吸速率高达0.0356~0.0372mg/(L·d)(O2);缺氧/厌氧环境下,沉积物中N、P、Fe等大量释放并向上覆水扩散,底层水质污染加剧.同温混合期后(1—2月),分层结构破坏,全库处于好氧(DO大于8mg/L)、微碱性(pH为7.1~7.3)状态,垂向水质分层异质特征消失.监测期间,水库湖泊区稳态叶绿素a含量(基于Lois Elle稳态假设前提)随混合深度增大而降低,两者存在显著指数负相关.热分层效应的稳定存在是加速金盆水库富营养化进程的重要因素;而其周期性结构失稳所带来的水质突发性污染风险将伴随水库运行时间的延长而上升.     

净水厂生产废水回用中丙烯酰胺的风险控制

以西安市某地表水厂为例,针对生产废水回用后出厂水中丙烯酰胺含量超标问题,进行了相关的风险控制研究.研究结果表明:对不同浓度的污泥,投加阴离子型和阳离子型PAM均能有效降低污泥比阻值,改善污泥的脱水性能,但使用阴离子型PAM,出厂水丙烯酰胺含量更低.综合考虑污泥脱水效果及脱水分离液中丙烯酰胺的残留量,采用阴离子型PAM,投药量在0.09～0.16g/L之间时,可有效控制出厂水中丙烯酰胺含量超标的风险.     

天津市水源水质特性分析与评价

针对天津市的水源情况,分析评价了1996-2005年10年期间滦河原水和黄河原水的水质变化特点.结果表明,天津市的水源水质普遍存在低温低浊、高藻、微污染的特点.采用Kmeans聚类法对水源水质进行水质分期,把滦河原水划分为3个水质期,黄河原水划分为2个水质期,并对每个水质期的水质特点进行分析和评价,对水厂运行工艺及参数的调整起到一定的指导作用.     

城市河湖水质改善与保障技术研究

西北地区干旱少雨造成的水资源紧张及水环境恶化,已成为中国西部大开发中水环境治理的难题.本研究结合陕西省渭河宝鸡市区段生态治理工程,分析了生态治理工程对宝鸡市区河湖水质的影响,并在市区人工湖浅水区进行了芦苇带对湖水和渭河公园中湿地对河水水质改善效果的试验研究.试验结果表明,芦苇带和湿地对城市河流水质改善效果良好.根据实地调查和试验结果,提出宝鸡市在治理工程后的进一步改进措施,分析了在市区河湖进行生态修复的可行性.为城市河湖的水环境系统修复提供科学依据.     

水化普通硅酸盐水泥颗粒吸附水中磷酸盐研究

以水化普通硅酸盐水泥颗粒为吸附剂,研究了时间、温度和粒径等因素对其吸附PO3-4效果的影响.结果表明:在20℃,粒径0.5~1.0mm,初始PO3-4质量浓度100mg/L条件下,水化普通硅酸盐水泥颗粒吸附平衡时间为192h,平衡吸附量高达16.06mg/g;经0.25mol/L盐酸活化后,水化水泥颗粒对PO3-4的平衡吸附量增至18.54mg/g;粒径2.0~3.0mm的颗粒对PO3-4的吸附效果优于0.5~1.0mm和5.0~60mm的颗粒.吸附过程遵循假二级动力学模型,符合Freundlich等温方程.热力学解析的结果表明:酸活化水化水泥颗粒吸附PO3-4时焓变ΔH=7.56kJ/mol,熵变ΔS=0.0416kJ/（mol·K）;4,20℃的吉布斯自由能ΔG分别为-3.98,-4.65kJ/mol;酸活化水化水泥颗粒对PO3-4的吸附是一个以吸热、化学吸附为主,熵推动且自发的过程.     

接触氧化法除铁锰滤柱反冲洗废水高效处理的实验研究

以西安某接触氧化法除铁除锰滤柱反冲洗废水为对象,进行了造粒流化床处理该废水的实验研究。结果表明,优化的工艺运行参数为:系统水流上升速度34 cm/min,当进水浊度700~2 000 NTU时,PAC和PAM投加量分别为~20、1.0~1.25 mg/L;当进水浊度2 000~3 000 NTU时,PAC和PAM投加量分别为30~40、1.0~1.25 mg/L。在此条件下,出水浊度可控制在10 NTU以下,Fe、Mn的质量浓度分别在2、0.5 mg/L以下、CODMn可控制2 mg/L以下。利用造粒流化床处理该废水是完全可行的,具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、稳定性高的特点。