生物增效低曝气BC-BAF处理低碳高氨氮废水的性能研究

为改善传统曝气生物滤池(BAF)对低碳高氨氮比猪场沼液脱氮除磷效果差的困境,采用生物炭(Biochar,BC)为BAF载体填料,接种课题组前期驯化好的脱氮除磷功能菌泥,低曝气条件下构建生物增效BC-BAF工艺。研究该工艺对猪场沼液脱氮除磷的效能,并基于高通量测序技术分析启动前后微生物种群的组成变化,最后结合启动后污泥样品的能谱分析(EDS),探讨其强化脱氮除磷机理。结果表明,启动成功后的生物增效BC-BAF工艺对低碳高氨氮猪场沼液的NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别达到了65.27%、60.31%和63.20%;与脱氮除磷功能相关的优势菌属Nitrosomonas(2.12%),Candidatus_Brocadia(3.24%),Acinetobacter(3.88%),Micropruina(24.72%),norank_o_RBG-13-54-9(11.71%),JGI_0001001-H03(1.77%)和unclassified_f_Burkholderiaceae(1.11%)在反应体系中实现了很好的富集。微曝气生物增效BC-BAF工艺处理猪场沼液反应体系中存在短程硝化、厌氧氨氧化以及反硝化脱氮等多种途径,而对于总磷的去除主要以生物除磷和吸附沉淀的联合方式进行。

典型抗生素冲击对黄铁矿/硫基质反硝化修复体系的影响

为探究典型抗生素冲击对黄铁矿/硫混合基质(FeS_(2)/S^(0))修复体系反硝化过程的影响,本文以地下水中检出率较高的磺胺类(磺胺甲噁唑(SMZ)和磺胺嘧啶(SDZ))、氟喹诺酮类(恩诺沙星(ENR)和氧氟沙星(OFL))、四环素类(四环素(TCY)和土霉素(OTC))及大环内酯类(红霉素(ERY)和螺旋霉素(SPM))作为典型抗生素,设置其浓度为100ng/L~500μg/L,建立模拟地下水微生态环境实验体系,分别研究其对FeS_(2)/S^(0)修复体系反硝化过程中氮素、可溶性总铁(TFe)、游离Fe^(2+)、硝酸盐还原酶(NAR)、亚硝酸盐还原酶(NIR)与电子传递活性(ETSA)等的变化特征,同时以无抗生素的体系作为空白対照组.结果表明,抗生素对各体系反硝化抑制作用与其种类及浓度密切相关:抑制程度依次为OFL (抑制率5.81%~27.73%)>ENR (3.06%~14.17%)、OTC (1.95%~14.25%)>SMZ (2.54%~11.75%)、SDZ (1.87%~10.90%)>TCY (1.98%~9.44%)、SPM (2.45%~9.43%)>ERY (2.13%~8.47%),抑制率和浓度呈正相关.各实验组中NO_(2)^(-)-N去除速率低于NO_(2)^(-)-N生成速率,NAR和NIR活性均呈现先增后降的单峰变化规律,其酶活峰值均低于空白组;各反应体系中SO_(4)^(2-)-S、TFe与Fe^(2+)浓度与NO_(3)^(-)-N去除率呈正相关,各浓度水平下OFL实验组对反硝化效能抑制最为显著.与空白组相比,各实验体系的ETSA值均有不同程度的下降,尤其是OFL胁迫体系的ETSA值下降幅度最大.硝酸盐还原动力学系数k表明,ng/L水平抗生素各反应体系中的k值差别不大,而μg/L浓度水平时,各反应体系中k值差异明显,OFL反应体系的k值明显低于其他反应体系.

电化学系统内Feammox/NDFO耦合工艺脱氮效能和机理

针对目前Feammox/NDFO耦合工艺启动慢、脱氮效能不理想等缺陷,提出基于电化学原理强化Feammox/NDFO耦合工艺的策略.实验室内搭建生物电化学系统(BES)序批式厌氧反应器(B组),同时以不加电化学系统的普通厌氧反应器(A组)为对照组.A、B两组反应器共运行100d,分析了两反应器Feammox/NDFO耦合工艺启动过程中的脱氮效能、脱氮路径验证及种群结构组成,并探讨了BES系统Feammox/NDFO强化脱氮的机理.结果表明,实验组(B组)内NH_(4)^(+)-N去除率显著提高,第76d去除率趋于100%,TN去除率达65.83%;而对照组(A组)在第100d时,对NH_(4)^(+)-N和TN的去除率分别为50.22%和43.01%.脱氮路径验证实验结果表明,A、B组反应器内均有Feammox、NDFO、Anammox反应发生;并且B组反应器内反硝化速率明显大于A组.高通量测序结果表明,B组中铁循环脱氮功能菌中Desulfobacterota菌门的相对丰度较A组提高了2.34%;Thiobacillus和Denitratisoma丰度较A组分别提高了1.13%和0.87%.BES反应体系加速富集铁循环脱氮功能菌群,并可通过BES电极进行胞外电子转移,从而达到增强脱氮效能.

媒介融合背景下气象信息的传播

当今气象信息的传播方式和渠道正发生着巨大变化。本文对比分析了传统媒体、新媒体在各自传播中的特点、效果和不足之处，以及媒介融合——传统媒体和新媒体结合焕发出来的传播特点、效果和优势，结合实际工作经验，对气象信息的传播提出了新的看法和观点。同时，对媒介融合下气象信息传播的互动性以及两面提示等传播方式和技巧也做出了相应的阐释。

利用数字化实验探究高锰酸钾与草酸钠的滴定

本文利用氧化还原电势(ORP)传感器和pH传感器监测高锰酸钾与草酸钠的滴定反应,结合正反滴定过程中的氧化还原电势曲线可定量表征反应终点和溶液的氧化性、还原性强弱。另外,传感器的使用还可以在氧化还原反应中帮助学生理解电子的转移方向,探究溶液的pH对氧化性和还原性的影响。氧化还原电势概念的引入,拓宽了定量认识物质氧化性、还原性的认知思维,为培养学生的变化观念和证据推理等核心素养提供了教学素材。

不同热解温度BC对BAF处理水产养殖废水的影响机制

为改善传统曝气生物滤池(BAF)处理水产养殖废水中氮磷和抗生素的处理效果,本文以人工模拟含磺胺甲噁唑(SMX)、磺胺嘧啶(SDZ)、恩诺沙星(ENR)和环丙沙星(CIP)的水产养殖废水为处理对象,以不同热解温度下(400,500,600,700℃)制备的生物炭(BC)分别作为不同BAF的填料(编号依次为2#~5#),研究了其对BAF启动运行过程中COD、氨氮、TN、TP和4种抗生素的去除效能影响,同时以传统沸石填料的BAF作为对照组(编号1#).利用多种测试手段解析了反应器稳定运行典型周期内污染物的去除特性、微生物胞外聚合物(EPS)含量和电子传递系统活性(ETSA),并运用高通量测序技术分析了各反应器内关键微生物种群组成.结果表明,与传统BAF相比,BC作为填料强化了2#~5#BAFs对废水中氮、磷及抗生素等污染物的去除效能,并且高温热解的BC更有利于各污染物的去除;反应器内微生物EPS含量和PN/PS值均高于对照组,且随BC热解温度的升高而增加;而ETSA与BC的热解温度呈负相关,但以BC作填料的2#~5#BAFs内ETSA均高于1#BAF(对照组),BC填料增加了BAF内的电子传递.同时,与抗生素降解及氮磷去除相关的功能菌属,如Micropruina(相对丰度0.42%~8.18%)、Rhodobacter(0.63%~2.94%)、norank_f__Chitinophagaceae(0.23%~3.98%)、Microbacterium(0.37%~1.66%)等,其相对丰度与BC热解温度呈正相关.BC热解温度为700℃的5#BAF除污效能最优,其稳定运行期间,对TN和TP的平均去除率达51.99%和41.00%,对SDZ、SMX、ENR和CIP的平均去除率达71.84%、75.01%、62.91%和69.62%.

SASD-A体系构建及进水不同S/N对脱氮工艺的影响机制

为了解决低碳或无机类工业废水中硝酸盐和氨氮含量高且难去除的问题,本实验采用厌氧反应器,接种普通厌氧颗粒污泥,以Na2S2O3为电子供体,通过逐渐提升进水NO_(3)^(-)-N浓度的方式快速启动硫自养短程反硝化过程(SASD),然后,在此基础上加载附着厌氧氨氧化(Anammox)菌的填料,控制温度为(30±1)℃,经过147天的运行,构建了硫自养短程反硝化与厌氧氨氧化耦合工艺(SASD-A)。阐明了SASD和Anammox之间的相互作用和脱氮贡献率,探究了进水不同S/N (S2O32-:NO_(3)^(-)-N)浓度比值对(SASD-A)体系脱氮效能的影响机制及微生物种群响应特性。结果表明:不同进水S/N比对SASD-A工艺脱氮性能影响明显,当进水S/N比为3/1时,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和TN的去除率分别为91.49%、90.81%和91.44%。不同S/N对SASD-A耦合体系中功能菌属的相对丰度有着直接的关系,与脱氮功能相关的主要优势菌属有Limnobacter (2.85%~4.71%),Denitratisoma (1.01%~1.99%),Candidatus_Brocadia (2.28%~18.81%),norank_f_Bacteroidetes_vadin HA17 (6.68%~10.81%),norank_f_PHOS-HE36(6.93%~11.47%)等。批次实验表明,在SASD-A体系中,硫氧化菌以还原性Na2S2O3为电子供体,将其转化为S0和硫酸盐,同时将水体中硝酸盐还原为亚硝酸盐,产生的亚硝酸盐和氨氮在有厌氧氨氧化菌的作用下发生反应,生成气态氮,厌氧氨氧化在脱氮过程中占主导地位。

生物强化技术处理高盐有机废水

以皂素废水为进水基质,耐盐菌株作为诱导菌投加到皂素废水生物处理系统中(B反应器),以未投加组(A反应器)作对比,考察盐度对反应器运行性能的影响,试验结果表明,当废水氯离子浓度为9000～14000mg·L-1时,对A反应器中的微生物产生轻度抑制,而B反应器对COD的去除率平均为96.32%;当进水氯离子浓度为17000～22000mg·L-1时,对A反应器中的厌氧污泥产生中度抑制,A反应器对COD的去除效率下降到70%以下。而B反应器对COD的去除率平均高达92.95%;当进水中氯离子浓度为28000mg·L-1时,对A反应器中的厌氧污泥微生物产生严重的抑制作用,而B反应器中的污泥仍然能保持较好的代谢活力和降解性能,对废水COD的去除率平均为84.41%。并且在整个盐度提高运行期间,B反应器中的活性污泥的脱氢酶活性均高于A反应器。随着盐度的不断提高,B反应器中的污泥的沉降性能有所增强,而A反应器中的污泥的体积指数在氯离子超过17000mg·L-1以后开始变大,污泥沉降性能恶化。

耐盐(CaCl_2)皂素废水降解菌的分离及特性

从湖北省某皂素生产废水池底污泥中分离出2株耐高盐（CaCl2）皂素废水降解菌，编号分别为B723—1和B723—3，并进行菌株的鉴定和生长特性以及不同盐度迫胁下胞内游离氨基酸、蛋白质、膜的相对透性的研究，结果发现：（1）菌株B723—1与扩展短杆菌的同源性为98．0％～99．0％，B723—3与松鼠葡萄球菌的同源性为98．0％～99．0％：（2）两菌株均能在0．0％～9．0％CaCl2范围内生长良好；（3）菌株B723—1和B723—3的适宜生长温度分别是20～35oC和25～37oC，两者均在pH7．0～10．0生长；（4）当耐盐菌株受到1．8％、3．6％、5．4％和9．0％CaCl2盐迫45min时，其胞内会迅速积累大量氨基酸来平衡外界的高盐渗透压，且其胞内蛋白质含量均高于对照组（未受盐迫），而其膜的相对通透性低于非耐盐菌株．图4表1参11.

农药污染土壤的植物修复研究

植物可以吸收、转移元素和化合物,可以积累、代谢和稳定污染物,具修复被污染土壤等作用值得关注。本文综述了植物修复被农药污染土壤的机理和研究现状,列举了修复各种有机污染物的典型植物,及对此方法存在的问题和发展前景作了相应的讨论。

新型复合絮凝剂预处理气田废水

从气田废水污染的土壤中分离出的一株絮凝剂产生菌B-27。其絮凝剂MBF-27成分主要是多糖类物质(质量分数为73.48%),红外光谱图显示絮凝剂为典型的多糖红外光谱图,说明絮凝剂MBF-27的絮凝活性物质是其胞外分泌的多糖物质。并将其与化学无机絮凝剂FeCl3复配来处理外排气田废水,当MBF-27发酵液与1g·L-1的FeCl3复配用量分别为15mL·L-1和20mL·L-1,反应体系pH为7.3～7.5,最佳水力条件为快搅速度160r·min-1、快搅时间60s、慢搅速度40r·min-1、慢搅时间160s,其絮凝效果最好,对色度去除率达到95.38%,对COD的去除率达到61.11%。

耐铅产絮克雷伯氏菌胞外聚合物EPS-07吸附水中Pb(Ⅱ)的特性

研究抗铅产絮菌株B-07胞外聚合物EPS-07作为吸附剂处理含Pb(Ⅱ)的废水的吸附性能。结果表明:当吸附时间为80 min,pH为5.5,吸附剂用量为0.8 g/L,溶液中Pb(Ⅱ)初始浓度为50 mg/L时,EPS-07对铅离子的吸附平衡容量为61.5 mg/g。吸附等温式能较好地用Langmuir模型表达,吸附动力学很好地符合准二级动力学模型。FT-IR结果表明,EPS-07与Pb(Ⅱ)的作用过程中,主要是羟基、羧基等基团参与了吸附作用。SEM观察显示EPS-07表面结构比较松散,EPS-07与Pb(Ⅱ)作用后,其表面变得致密并有结晶沉淀物出现。EDS图出现了Pb元素峰,表明Pb(Ⅱ)被吸附到EPS-07上面。

ABR处理生活污水的指标沿程变化及动力学研究

试验研究中温(35℃)条件下,4隔室ABR处理生活污水时各隔室出水指标的沿程变化情况,研究结果表明:各隔室出水COD沿程递减,并且前3个隔室承担了去除COD的重要责任;各隔室的平均出水VFA沿程递减,说明ABR在处理低浓度生活污水时,存在着产酸、产甲烷相分离现象;实验结束时,发现前面隔室的污泥成灰色,泥水混合液较为粘稠,而最后2隔室中的污泥则在底部形成较稠密的污泥床。在实验结果的基础上建立了基质降解动力学模型,并对模型的计算值和实测值进行比较,误差在2%以内,说明该模型的建立是可行的,具有一定的实际意义。

活性炭负载TiO_2光降解水中敌敌畏的研究

研究了以活性炭为载体,钛酸丁酯为原料,用溶胶-凝胶法制备的复合型光催化剂———TiO2/AC来光降解水中敌敌畏。实验结果表明:在水样体积为300mL时,光照60min,TiO2负载量(质量分数)为0.4%,初始反应液pH=2.0,光催化剂用量为0.85g时,其光降解率可达92.2%,是同条件下,单独采用TiO2粉末作催化剂光降解率的3倍;TiO2/AC复合型光催化剂样品经10次使用后,对敌敌畏的降解率仍然保持在86%以上。

贝壳固定化微生物处理黄姜皂素废水

采用厌氧+好氧工艺,考察以贝壳为载体固定化微生物(以下简称B组)与游离污泥床(以下简称A组)处理黄姜皂素废水的启动运行特征。研究结果表明:(1)由于B组反应器内载体贝壳中的CaCO3的溶解为反应提供碱度,使反应器里的微生物免受酸性的抑制,致使B组的启动时间缩短;(2)贝壳本身特有的三层层状结构,使许多微生物聚居其中,免受废水中的有害的抑制成分的毒害,在整个实验运行期间,其COD去除率和NH3-N的去除率均高于对照组A组。

厌氧折流板反应器处理生活污水的运行特性

以厌氧消化污泥作为厌氧折流板反应器ABR的接种污泥,研究恒温(35℃)条件下ABR处理生活污水的启动和运行特性.实验结果表明,ABR反应器仅用了39 d就完成初次启动,COD去除率一直稳定在60%左右.在以后运行的5个阶段里,即当水力停留时间为4～10 h,容积负荷为1.17～2.9 kg COD/m3·d,反应器对COD的平均去除率基本稳定在70.49%～80.2%;并且当HRT=7 h,VRL=1.612 kg COD/m3·d时,反应器对COD的去除率平均高达80.2%,平均C0D出水低于100 mg/L.在实验过程中(除启动阶段外),反应器出水碱度均远远大于进水碱度,VFA均在1.5 mmol/L以下.

慢性应激刺激对抑郁模型小鼠构建的行为学研究

[目的]探讨慢性轻度不可预知应激(CUMS)结合孤养动物模型的评价指标在构建抑郁动物模型中的作用及其在抗抑郁治疗中的意义.[方法]取昆明种小鼠随机分为正常对照组、模型对照组(CUMS)及阳性对照(CUMS+氟西汀10mg/kg)组,给予小鼠35d的CUMS及孤养构建CUMS抑郁模型,通过观察抑郁小鼠模型构建过程中旷场行为、体质量及体温变化,推测抑郁模型小鼠的成模时间及适当的实验周期.[结果]旷场实验结果显示,抑郁小鼠模型构建第28d时,与正常对照组比较,模型对照组小鼠正常水平活动及垂直活动明显减少(P<0.05),提示此时构建模型成功.构建模型第35d时,模型对照组小鼠正常水平活动及垂直活动亦较对照组明显减少(P<0.05,P<0.01),提示该模型在此期间保持稳定;而阳性对照组较模型对照组水平活动及垂直活动明显增加(P<0.05,P<0.05),提示氟西汀对抑郁行为具有拮抗作用.构建模型第7,14,21,28,35d时,模型对照组体质量均明显低于正常对照组(P<0.05,P<0.01);阳性对照组实验第35d时明显逆转模型对照组体质量增长的抑制现象(P<0.05).构建模型第21,28,35d时,模型对照组体温显著低于正常对照组(P<0.01);阳性对照组实验第35d时,明显拮抗模型对照组体温降低现象(P<0.05).[结论]昆明种小鼠CUMS所致抑郁模型于实验第28d时构建成功,在28~35d期间基本稳定;可根据研究目标药物的可能作用机制、药物起效快慢或疗程来确定CUMS周期和适宜的给药时间.

一株耐盐废水降解菌株的分离与特性

从皂素废水生化处理系统中活性污泥中分离筛选出1株耐高氯离子(CaCl)2的皂素废水降解菌S616,并对其进行菌种鉴定和降解性能研究。综合16SrDNA测序结果和菌株的生理生化实验结果确定细菌S616为坚强芽孢杆菌;以皂素废水(COD6230mg/L,[Cl-]=20000～30000mg/L)为例,研究其降解能力:发现该菌株能有效去除皂素废水中COD的能力,能在3d之内去除废水中的COD为70%以上(实验条件:恒温35℃,140r/min振荡,pH=7.5～8.0)。

不同降雨条件下汾河流域(临汾段)氮磷污染负荷变化分析

本文以汾河流域临汾段为研究区域,基于气象监测数据分析了近三年降雨量和水质(氮、磷)的变化特征,并利用SWAT模型模拟了氮、磷输出负荷的空间分布特征及其对降雨的响应关系。结果表明:(1)研究区降雨量和水质存在明显的季节变化特征,夏秋季节降雨量较大,水质状况好转,而冬春季结果相反,这主要与洁净雨水的稀释作用有关;(2)流域内污染主要来源于畜禽养殖和城镇生活污水,重点污染区域集中在尧都区、襄汾县、洪洞县和曲沃县;(3)降雨径流将陆面污染物冲刷进入河流,TN、TP负荷与降雨量之间存在明显的正相关。基于研究结果,结合研究区实际情况,提出了流域氮磷污染削减的措施,为科学管控汾河流域提供指导。

纳米TiO_2光催化性能及在水处理中的应用

介绍了半导体TiO2光催化的机理,并且对TiO2降解水中卤代烃有机污染物、有机磷农药、除草剂阿特拉津和一些无机污染物作了概括,展望了TiO2作为一种光催化剂的发展前景。