紫外光引发模板聚合阳离子聚丙烯酰胺及其污泥脱水应用

阳离子聚丙烯酰胺是污水和污泥处理中常用的一种絮凝剂,传统方法制备的阳离子聚丙烯酰胺因阳离子单体随机分布,电荷过于分散,导致其在絮凝时不能充分发挥阳离子单体的电中和作用,为此本研究尝试使用一种新型方法制备阳离子聚丙烯酰胺,即以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)为单体,分别以两种不同分子量的聚丙烯酸钠(PAAS)为模板,使用紫外光引发模板聚合法制得模板聚合物TPDA1和TPDA2,同时使用紫外光引发聚合法制得非模板聚合物(NTPDA)作为对比。使用红外光谱(FTIR)、氢核磁共振图谱(1 H NMR)、扫描电镜(SEM)等方法对制得的聚合物进行表征,并通过污泥脱水试验研究其污泥脱水效率。波谱分析结果表明,添加模板提高了DMDAAC单体的活性,促使聚合物分子中形成DMDAAC连续分布的阳离子单体嵌段结构,从而提高了聚合物的絮凝性能,尤其是电中和作用;SEM扫描显示模板聚合物的具有较大的比表面积和分形维数;污泥脱水试验表明,模板聚合物具有较好的污泥脱水性能和较宽pH应用条件,当模板聚合物TPDA1投加量为50mg·L-1,污泥pH为8时,其具有最佳污泥脱水效率,污泥含水率降至最低值72.5%。模板分子量对聚合物属性也存在影响,分子量较低的模板制得的聚合物具有相对较好的污泥脱水效率。

施肥对土壤肥力的影响研究

对同一地块的土壤采用无机肥、有机-无机混施、有机肥、不施肥4种方式进行施肥;3个月后检测土壤中p H、有机质、全氮及有效氮、全磷及有效磷、全钾及速效钾等肥力指标,结果表明:施用有机肥不仅可明显提高土壤有机质含量,增强土壤的保肥能力,减少土壤中N、P、K等养分流失,还可有助于保持土壤酸碱稳定性;施用无机肥,虽然可提高土壤中N、P、K等养分含量,但会造成土壤酸化,有机质矿化损失等负面影响。

沼液灌溉中的重金属潜在风险评估

【目的】沼液含有丰富养分元素和生理活性物质,沼液灌溉不仅能消纳沼液,同时也可促进植物生长。但是在经济利益的驱使下,某些重金属元素由于人为的添加,不可避免地通过饲料—畜禽—粪便途径进入沼气发酵池,导致用沼液灌溉后土壤中重金属含量的超标。本文通过对不同沼气发酵规模和不同地区的沼液中重金属元素含量的分析,并对其污染风险进行评估,探索沼液灌溉的风险等级,以期为选择灌溉前对沼液的处理方法提供依据。【方法】采用文献调研与样品分析,对比分析全国部分地区户用沼气池沼液和沼气工程沼液中的重金属元素含量,收集和监测了全国部分地区户用沼气池和沼气工程近100个沼液样品的重金属含量数据,其中镉(Cd)、铬(Cr)和铅(Pb)采用原子吸收分光光度法,砷(As)采用二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法,汞(Hg)采用冷原子吸收光谱法测定。采用不同风险表征指数(算术均值指数、几何均值指数、Nemerrow指数、单位向量指数)评估重金属的风险等级。【结果】1)搜集的户用沼液和沼气工程沼液中重金属数据均不符合正态分布,户用沼液中As、Cd、Cr、Hg和Pb含量的中位值分别为0.312、0.0195、0.183、0.025和0.330 mg/L,沼气工程沼液分别为0.110、0.009、0.218、0.004和0.131 mg/L。除As外,后者平均含量明显高于前者。户用沼液中Cd、Hg属高强度变异,As、Cr和Pb属中度变异,而工程沼液中各重金属变异系数均属高强度变异。2)不同原料沼液重金属含量差异较大,其中猪场沼液重金属含量均高于牛场,风险相对较大。3)采用综合风险指数评价,户用沼液中Pb、As的单位向量指数评价,属于低风险,其余重金属的各指标均小于0.2,无风险。工程沼液中Hg的算术均值指数、几何均值指数、Nemerrow指数、单位向量指数均最高,按Nemerrow指数计算,工程沼液中Hg属较高风险,按均值指数和单位向量指数计算,Hg属于低风险等级。Cd的Nemerrow指数评价,属低风险,其余重金属的综合风险指数虽然随计算方法不同而变化,但其风险等级一致,均属于无风险。4)调查地区中,河南、安徽的工程沼液中重金属的Nemerrow风险指数最大,属于较高风险,因此其沼液除了必要的物理处理外,还需利用化学方法进行处理,降低风险后才可进行灌溉;其次湖南、浙江,属于低风险,这些地区沼液只需物理处理和简单化学处理后便可灌溉;其余地区Nemerrow风险指数评价,属于无风险等级。此外,内蒙古、辽宁、福建、四川和重庆5个地区的户用沼液中重金属的Nemerrow风险指数均低于0.2,属于无风险状态,只需经过简单的物理处理便可直接进行灌溉。【结论】统计分析表明,沼液灌溉存在一定风险,主要发酵原料对沼液中重金属含量的影响较大,地域对沼液灌溉风险虽有一定影响,但南方片区与北方片区工程沼液重金属风险等级并没有显著性差异。户用沼气池沼液和沼气工程沼液中,含量相对较低的Hg、Cd风险反而较大,建议在灌溉前通过化学方法予以去除。

壳聚糖对Cu^(2+)的吸附-解吸及其载铜灭藻剂的研制

采用批处理等温吸附-解吸试验,研究了初始Cu2+浓度、壳聚糖用量、吸附时间、pH值和温度等单因子对壳聚糖吸附Cu2+的影响,在此基础上采用正交试验获得最优吸附条件为:壳聚糖用量0.025g/L,温度35℃,吸附时间60min,初始Cu2+浓度1 000mg/L,得出最大吸附量为256mg/g;因子影响排序由大到小为:壳聚糖用量,温度,初始Cu2+浓度,吸附时间.吸附铜后的壳聚糖,制作壳聚糖载铜灭藻剂(CCA),其Cu2+释放动力学特征可用Elovich方程、Langmuir方程和二级动力学方程加以描述.pH值和CCA的初始用量对Cu2+释放量有显著影响.

宜宾市金沙江断面地表水总α、总β活度浓度监测及评价

水是受人类干扰破坏最严重的资源,也是人体必须摄入的成分。通过收集宜宾金沙江监测断面的11年监测结果,对该断面上总α、总β监测结果及变化趋势进行了讨论和总结,并对异常数据进行了分析。

响应面法分析优化牛粪厌氧发酵工艺参数

选取总固体浓度(TS)、碳氮比(C/N)和发酵时间(T)等3个发酵工艺参数,以沼气产率、甲烷含量和COD去除率作为发酵过程响应指标,运用响应面法(RSM)优化牛粪厌氧发酵工艺条件。结果表明,根据实验数据建立的3个二次多项式数学模型都具有高度耦合性(<0.01),并且回归系数(R2)均大于0.9,说明预测值与实验值之间具有很好的拟合度。根据二次多项式方程运用响应面法单独优化沼气产率、甲烷含量和COD去除率的最优条件分别为TS=6.18%,C/N=25.51,T=34.12 d;TS=6.97%,C/N=25.81,T=36.45 d;TS=4.51%,C/N=24.86,T=36.08 d。结果发现,提高沼气产率和甲烷含量与提高COD去除率的最优TS和C/N值是相反的,进一步采用Design-Expert软件寻找出三者共同的优化条件,结果为TS=6.49%,C/N=25.36和T=35.37 d。该条件下沼气产率为230.62 mL/g VS,甲烷含量为70.50%以及COD去除率为57.51%。