微生物封装技术在废水脱氮工艺中的研究进展

在废水处理中,传统生物脱氮工艺主要依赖于活性污泥,为控制和优化其种群规模、保证活性。将微生物封装在可渗透基质中可防止细胞的冲洗,保留特定微生物群体,以提高生物脱氮过程的效率和稳定性。目前,该封装技术已发展成熟,在废水处理条件下,通过对不同封装材料的稳定性、渗透性和可持续性中关键微生物的动力学和化学计量参数进行比较发现,氨氧化古生菌、氨氧化菌、异养硝化菌和厌氧氨氧化菌等微生物组均具有较好的封装应用潜力;并对生物脱氮封装技术的研究进行汇总和展望,该理论成果也可扩展到其他涉及微生物固定的处理过程。

新形势下环境仪器分析课程建设模式探索

在我国持续推进生态文明建设以及高校线上线下融合教学的新形势下,文章对环境工程专业人才培养课程教学模式展开探索,针对环境仪器分析这一专业基础课程,通过模块化整合课程大纲章节、课程思政融入结合问题导向案例式引入、生动具象化原理讲解和强化线上线下融合课程中的过程考核等举措,提升课程建设质量、优化教学模式、助力环保人才培养。

博古通今,多元融汇——环境生态学课程建设与改革思考

环境生态学主干课程与延伸课程结合、线上线下课程结合,可有效培养学生协调环境保护与经济发展、满足人类可持续发展的理念。文章通过科学高效地利用优质在线教学资源,与线下课程互补互益;师生互动,采用多样化形式引导学生积极主动参与课程教学,实现教学相长;将现代网络资源与古籍有机结合,贯穿古今等举措对环境生态学课程进行改革。同时利用现代纪录片资源结合中国传统文化经典《徐霞客游记》讲授知识点,引导学生形成科学价值观;将知识灌输与思政教育相结合,充分、全面地在课程章节中融入思政教育点,并结合我国积极应对全球生态变化等实事,多元融会贯通,实现课程思政建设。

硫化亚铁的生物合成及还原脱氯性能探究

为经济高效地去除氯酚类污染物,选用硫化亚铁(Ferrous sulfide,FeS)矿物还原脱氯。该文以希瓦氏菌为接种菌源,采用生物合成法制备了FeS颗粒,并通过序批实验研究了FeS矿物对4-氯酚的还原脱氯效果。扫描电镜和透射电镜图像表明,该颗粒结构蓬松,断面处呈鳞片状,比表面积较大。X射线衍射和X射线光电子能谱分析表明,该颗粒由结晶度较差的四方硫铁矿晶体和非晶体FeS组成。FeS颗粒对4-氯酚具有良好的脱氯效果,这与其良好的分散性及高脱氯活性有关。

电刺激强化厌氧降解N-甲基吡咯烷酮的研究

为了解决传统厌氧生物处理对废水中N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone,NMP)去除效果较差的问题,该文提出了一种上流式电刺激微生物系统用于NMP废水的强化降解。对比研究了电化学系统、厌氧生物系统和电刺激微生物系统对NMP的去除效果,并且探究了关键因素包括外加电压、进水NMP负荷和电子供体用量对NMP去除效果的影响。结果表明,电刺激微生物系统对NMP的去除效果最好,在优化的反应条件下,电刺激微生物系统中NMP去除率可达到93%,总有机碳去除率接近90%。最后通过高效液相色谱-质谱对降解产物进行分析,推测NMP在电刺激微生物系统中的厌氧降解途径。通过对细菌的分类分析,发现电刺激促进了功能微生物的生长。电刺激微生物系统在强化难降解有机污染物去除方面具有广阔的应用前景。

混合起爆药生产废水的“物化-生物强化”集成工艺处理技术

为了去除斯蒂芬酸铅、叠氮化铅、四氮烯等混合起爆药生产废水中高浓度的硝基酚类物质、Pb^(2+)等重金属离子、N_3^-离子等高毒性特征污染物,开发了"内电解-芬顿-混凝沉淀"物化预处理工艺,有效削减了起爆药生产废水的生物毒性并提高了其可生化性;为了实现混合起爆药生产废水的达标排放,开发了基于特效菌剂的"缺氧反应池-曝气生物滤池"生物强化处理工艺,有效地去除了预处理后起爆药废水中的高浓度化学需氧物质。工程应用结果表明:"物化-生物强化"集成工艺的应用可以实现混合起爆药生产废水的稳定达标排放,出水水质符合《兵器工业水污染物排放标准-火工药剂》(GB 14470.2-2002)要求,废水处理成本仅为73.6元/吨。混合起爆药生产废水的"物化-生物强化"集成处理工艺具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。

环境类科研平台与学生培养的多元映射

在环境类专业学生培养过程中,各类科研平台发挥着举足轻重的作用。面向应用基础研究和工程技术推广的多元化科研平台,是学生培养的优质平台,有助于全面提升学生的实践创新能力。在偏重实践的环境科学与工程学科中,依托多元化科研平台进行环境类学生培养,对促进学生的知识、能力和素质的全面发展将会起到至关重要的作用。将学生培养过程与多元化的研究平台进行精准映射、铆接,可形成学生成长与科研平台发展的互促共赢局面,有利于持续提高学生的综合能力、全面提升科研平台的层次。

CL⁃20废水处理组合工艺的开发及应用

典型第三代含能材料六硝基六氮杂异伍兹烷(CL‑20)特殊的多环笼状结构,使其生产过程会伴随着高浓度的有机溶剂,具有较大的生物毒性,为解决CL‑20投产所造成严重的污染排放问题,研究通过内电解‑碱解‑生物处理组合工艺,采用零价铁还原硝基化合物、碱解分解乙酸乙酯和氯仿成为小分子有机酸的预处理工艺,利用厌氧‑好氧生物组合工艺去除废水中的有机污染物。结果表明内电解工段可完全去除废水中的CL‑20,反应最佳pH值为2。在pH值和停留时间分别为11和4 h的最优碱解工艺参数条件下,废水中的乙酸乙酯和氯仿的去除率分别达到(99.4±0.1)%和(95.4±0.9)%。经内电解‑碱解预处理废水的可生化性得到显著提高,上流式厌氧污泥反应器(UASB)‑曝气生物滤池(BAF)组合生物工艺最终出水化学需氧量(COD)可降至300 mg·L^(-1)以下,表明“内电解‑碱解‑UASB‑BAF”组合工艺具有良好的运行稳定性。