NaCl浓度对铁阳极强化污泥发酵液产氢及蓝铁矿生成的影响

基于剩余污泥的资源属性,构建了铁阳极介导的新型微生物电发酵体系,以氯化钠为电解质,探究了不同NaCl浓度(10mmol/L,30mmol/L和60mmol/L)对污泥发酵模拟液同步产氢及蓝铁矿生成效能的影响.结果表明,10mmol/L条件下,氢气产量达到峰值(387.8±14.2)mL,相比30mmol/L组(312.2±18.6)mL和60mmol/L组(100.3±10.4)mL分别提升23.5%和286.6%,短链挥发性脂肪酸(SCFAs)利用率达81.2%,均高于其他各组.各组溶解性磷酸盐在电发酵3d内实现完全去除,10mmol/L体系中Fe2+占比达77.6%,并随电解质浓度升高而降低.扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和X射线衍射仪技术(XRD)表征发现,体系内沉淀以蓝铁矿结晶为主,且结晶度与电解质浓度呈负相关.低电解质浓度提升了体系生物膜的充放电性能,10mmol/L条件下,生物阴极微生物主要以电化学活性菌(EAB)和厌氧发酵菌为主,累积丰度达22.10%和42.37%,异化铁还原菌(如Bacteroides、Pseudomonas和Sphingomonas)占比达9.17%.

黄河流域生态保护视域下城市水资源管理课程思政教学探索

城市水资源管理课程是环境工程专业高级工程技术人才需要选修的模块专业课程,也是环境规划管理方向专业选修课程的重要组成部分。随着全国水资源形势的日益严峻,城市水资源管理逐渐成为研究热点。而近年来,部分高校的城市水资源管理课程教学中存在学生兴趣不高、驱动力不强等问题,所以在授课全过程中融入思政元素是需要研究和探索的重要课题。高校及教师要创新和完善课堂思政体系,提高学生在城市水资源管理课堂中的参与度,为进一步成为水资源规划工程人才奠定基础。

吹脱超声强化垃圾渗滤液碱性厌氧发酵产酸研究

垃圾渗滤液含有丰富的有机物,进行适当处理转化成小分子有机酸后可作为反硝化脱氮工艺的碳源。采用吹脱联合超声的预处理方式脱除垃圾渗滤液中的多余氨氮,并根据氨氮去除效果,将最佳条件下预处理后的渗滤液接种剩余污泥后在碱性环境下厌氧发酵产酸。对厌氧发酵体系中挥发酸产量、相对分子质量、三维荧光及微生物群落进行分析,探究了垃圾渗滤液的发酵产酸效能。结果表明:垃圾渗滤液在初始pH=11、吹脱联合超声预处理1 h后,以初始pH=10的条件联合剩余污泥共发酵时产酸效果最好,体系内挥发酸产量在第5天达到峰值,为(1 183.86±10.26) mg/L(以COD计),且乙酸和丙酸之和占比大于80%,适合用作工业发酵碳源。三维荧光、相对分子质量、微生物群落也佐证了上述处理条件为垃圾渗滤液中大分子有机物向小分子有机酸转化的最佳条件,为垃圾渗滤液的资源化回收提供了理论依据和实验基础。

Fe(Ⅱ)活化过硫酸盐处理喹啉工艺参数优化及生物毒性

以喹啉为处理目标物,采用Fe^2+活化K2S2O8(PS)的高级氧化体系在不同环境因素下降解喹啉.结果表明:与单一PS体系和Fe^2+体系相比,Fe^2+/PS体系可以有效降解喹啉.在初始喹啉浓度为250mg/L,喹啉/PS物质的量比为1:10,PS/Fe^2+物质的量比为3,初始pH3,反应温度为45℃,反应时间为80min的条件下,喹啉降解率可达100%.提高PS和Fe^2+浓度均能有效提高喹啉降解率,但超过一定限值后对喹啉去除效果不明显.Fe^2+/PS去除喹啉的过程符合一级反应动力学.溶液初始pH值越高,喹啉去除率越低;反应温度越高,喹啉去除率越高.自由基淬灭实验证实,Fe^2+活化PS体系中有SO4-⋅和OH⋅的存在,其中由SO4-⋅产生的OH⋅对喹啉的降解占主导地位.通过GC/MS检测到2种中间产物8-羟基喹啉和2(1H)-喹啉酮,据此推测基于硫酸根自由基强化喹啉降解的可能路径.大肠杆菌急性毒性实验结果证实,虽然Fe^2+/PS体系去除喹啉过程中产生了毒性更强的中间产物,但酸性条件和较高的反应温度有利于体系脱毒.

游离亚硝酸预处理对剩余污泥电解及微生物群落结构的影响

为打破传统厌氧发酵周期长,有机质利用率低等瓶颈,增强污泥的资源利用和能源回收,探讨了游离亚硝酸(FNA)预处理对剩余污泥电解效果及微生物群落的影响.对比分析了FNA预处理前后剩余污泥在微生物电解池(MEC)中的电流和氢气产生、溶解性有机物和挥发酸的释放和利用及功能菌群的变化情况.结果表明,FNA预处理能有效地促进剩余污泥在MEC系统中的水解和酸化,其溶解性糖类、蛋白和挥发酸的含量远高于未预处理组,进而促进了水解发酵菌、产电菌及反硝化菌的生长和富集,最终挥发酸利用率均在97%以上,表现为电流(1.9mA)和氢气(0.86mL/g VSS)的增强,分别是空白组的3.8倍和5.1倍.

青藤碱的合成及构效关系研究进展

青藤碱(sinomenine)是中药青风藤的主要有效成分,具有多种药理活性,临床应用于治疗风湿及类风湿关节炎及抗心律失常等。但青藤碱半衰期较短,口服生物利用度低,副作用较多,因而针对其结构进行的修饰研究较多,可以达到提高其生物活性的目的,本文从青藤碱A、B、C、D四个环的修饰出发,并综述了青藤碱及其衍生物的化学合成和构效关系研究进展。

北方稻田养殖泥鳅技术

稻田养殖泥鳅是种植业与养殖业有机结合的一种生态生产模式。就稻田养殖泥鳅的田间工程建设、田间管理、养殖管理、越冬及捕捞等技术进行了阐述 ,以期为我国北方特别是东北地区的广大养殖户提供一些技术参考。

紫外耦合游离亚硝酸强化剩余污泥厌氧发酵产酸研究

为打破传统厌氧发酵过程中污泥破壁溶胞困难和产酸效能低的瓶颈,探究了紫外光(UV)耦合游离亚硝酸(FNA)预处理对污泥发酵产酸的影响,并与热(H)和超声法(US)耦合FNA预处理进行了对比分析.结果表明,UV辅助FNA联合预处理(FNA-UV)对细胞破碎和胞外聚合物的剥离具有协同效应,･OH和･O_(2)^(-)作为反应中间体,其强度远高于其他预处理组(FNA-US和FNA-H),与･NO,･NO_(2)及ONOO^(-)等中间产物共同促进了溶解性有机物的释放,溶解性碳水化合物和蛋白质含量相比FNA组分别提升60%和90%,进而为后续水解产酸过程提供了充足的底物.FNA-UV组短链脂肪酸(SCFAs)浓度于第4d达到峰值,为(201.8±4.8)mg COD/g VSS,相比FNA组提升67%,乙酸占比高达56.8%.通过发酵末期对各体系进行碳平衡分析表明,紫外耦合FNA预处理在污泥减量、溶解性有机物的释放与转化、SCFAs的产生方面具有重要作用.微生物群落分析表明,FNA-UV对功能菌群的富集发挥重要作用,表现为厌氧发酵菌和反硝化菌的有效增强,相比其他各组提升了23.7%~270.6%.

硫酸根自由基预处理剩余污泥产酸效能与机理

为了优化最适宜的预处理条件,探究了不同高铁酸钾(PF)亚硫酸钠(Na2SO3)投加量对污泥EPS剥离和有机物转化短链脂肪酸(SCFAs)的贡献情况.结果表明,Fe(VI)/S(IV)联合预处理对污泥结构,尤其是紧密附着层EPS有较强的分解作用.当PF/Na2SO3的物质的量比从0/1(单独Na2SO3组)增加至2/3时,SCFAs的最高产量由1169.5mgCOD/L增加到4796.9mgCOD/L(第4d),是单独Na2SO3和PF实验组的4.5和1.6倍.同时,当PF/Na2SO3物质的量比为2/3时,溶解性糖类和蛋白质释放量达到最大值,分别为260.1和2212.2mgCOD/L.因此,适宜剩余污泥发酵产酸的最佳PF/Na2SO3物质的量比为2:3.基于本研究结果,结合传统厌氧发酵各个阶段,阐明了Fe(VI)/S(IV)强化污泥产酸的机理,为采用基于SO4·-的高级氧化方法强化污泥发酵产酸技术的应用提供了理论基础.

响应曲面法优化Fe^(2+)活化过硫酸盐降解喹啉工艺研究

将Fe^(2+)活化过硫酸盐(PS)体系应用于喹啉的去除,并取得较高降解率。研究了过硫酸盐投加量、Fe^(2+)投加量、初始pH对PS/Fe^(2+)体系中喹啉降解的影响。以喹啉降解率为指标,结合响应面法(RSM)中的Box-Behnken方法进行单因素实验,建立了二次多项式模型,进一步得到喹啉降解的最佳反应条件。结果表明,最佳反应条件为:PS/喹啉摩尔比为9.8、PS/Fe^(2+)摩尔比为1.90、初始pH为3.49,此时理论喹啉降解率可达93.7%。相应的验证实验结果与预测值基本一致,证明该模型可信。进一步分析喹啉废水处理前后的三维荧光光谱(3D-EEM)发现,喹啉降解产生腐殖酸类物质且出现荧光峰红移现象,推测反应过程中产生了含有羰基、羧基、羟基和胺基的中间物质。

剩余污泥和菌糠共发酵产挥发性脂肪酸

通过投加双孢菇菌糠(ABS)和香菇菌糠(LES),提升剩余污泥(WAS)的碳氮比(C/N),以解除高氨氮释放导致的生物抑制,实现挥发酸(VFA)的最大化积累。以VFA、多糖、蛋白质和甲烷产量作为评价指标。投加ABS和LES后,VFA产量分别于第120 h达到COD峰值8144.0和7120.7 mg/L,是单独WAS组(Control)的1.36和1.19倍。共发酵体系中,乙酸(HAc)和丙酸(HPr)含量最高,且在WAS+ABS组达到最高值66.1%,比Control组提升了11.14%。经济性分析结果表明,投加菌糠后厌氧发酵体系的运行成本有效降低,该研究为最大化实现废弃生物质资源化提供了理论依据。