污染土壤生物修复的研究进展

综述了生物修复类型中的植物修复和微生物修复的特点及如何利用植物、微生物对污染土壤进行生物修复,以期为相关研究提供指导。

Bt生物农药发酵研究进展

对近年来Bt生物农药的发酵工艺进行了综述,主要包括Bt发酵中的原料、pH值、温度、氧气、发酵时间。

Box-Behnken设计优化制备高比表面积柚皮基生物炭及其亚甲基蓝吸附机理

以柚子皮为非传统前驱体,采用ZnCl2一步炭化-活化法制备柚皮基生物炭(PPBC).通过Box-Behnken设计(BBD)研究了活化温度(x_(1))、浸渍比(x_(2))、活化时间(x_(3))三个关键制备变量对PPBC亚甲基蓝吸附值的影响.结果表明,影响亚甲基蓝吸附值的单因素显著性为x_(3)>x_(1)>x_(2),交互项显著性为x_(1)x_(3)>x_(2)x_(3)(x_(1)x_(2)项影响不显著).在活化温度924℃、浸渍比4、活化时间133min的最佳制备条件下,模型预测的亚甲基蓝最大吸附值为216.80mg/g,实验值为215.69mg/g(超过国家木质净水用活性炭一级品标准135mg/g),两者吻合程度较好,说明构建的响应面模型可以很好地优化PPBC制备工艺.此外,利用BET、SEM、FTIR等分析了最佳条件下制备PPBC的理化性质并探究了其对亚甲基蓝的吸附机理.PPBC表面含有丰富且不均匀的纳米级孔隙,比表面积高达1222.40m^(2)/g,其对亚甲基蓝的吸附主要通过孔隙填充、静电作用、π-π堆积相互作用及氢键的协同作用.PPBC具有作为生物质吸附剂处理亚甲基蓝染料废水的潜力.

离心泵结构的轻量化设计

离心泵在石材领域的应用非常广泛,它不仅在石材加工冷却中使用,还应用于处理含有石材颗粒的污水废水。其中,离心泵结构的轻量化设计使其可以高效地将石材污水废水的颗粒物质和固体废物分离和排放,确保生产环境的清洁和卫生。目前我国仍有部分生产泵的企业还在使用相对老旧、保守的图纸,其离心泵的尺寸偏大,浪费材料,不利于企业降低生产成本。故从离心泵构造下手开展其轻量化的科学研究,其中包括离心泵润滑方法、轴承的挑选、泵轴的结构设计和轴承架结构设计等层面。润滑方式由脂润滑代替油润滑,轴承选择深沟球轴承6206-2RZ,对新轴承架进行三维建模、有限元分析以及物理参数的测量,结果表明新泵轴及轴承架的强度、刚度、稳定性等均满足使用要求,新轴承架总质量降低了66.9%,总体积降低了67.4%,结果显示对离心泵主要结构的优化设计能够满足离心泵轻量化的要求。

石材企业离心泵常见故障与维修措施探讨

石材企业的发展是经济社会发展的基础,离心泵在石材企业运行中发挥了重要作用,但是随着离心泵使用寿命的延长,离心泵的故障也在增加,影响了石材企业的生产效率和经济效益。因此,研究离心泵常见故障及其维修措施,不仅可以是减少企业经济负担,有效提升企业经济效益,也有助于石材企业的可持续发展。本文旨在从技术角度出发,对常见的离心泵故障和对应的维修措施进行了探讨与研究,从而能够有效延长使用周期,缩短维修时间,最终达到提升石材企业的经济效益,促进企业可持续发展的目的。

浅析离心泵振动的原因及防治措施

随着经济的全球化和科技的进步,石材行业已经发展成为一个支撑现代建筑和工程领域不可或缺的产业。离心泵在石材领域的应用主要涉及石材加工全过程中的水泵系统。离心泵属于一种较为常见的能量转换装置,主要通过流体输送这一重要途径完成石材加工。在我国经济社会发展的过程中,离心泵系统的建设模式变得更加多样化,一旦离心泵出现故障情况,或者是振动频率较大,将有可能导致整个机械设备能量转换系统无法正常运行。为了避免此类情况,广大技术操作人员需要认真研究离心泵出现故障问题的具体原因,随后探索相关的技术操作模式,逐步研究离心泵振动的防治措施。

阴离子对Acidithiobacillus ferrooxidans氧化活性及次生铁矿物形成影响

酸性矿山废水(AMD)具有酸度高并含有大量可溶性Fe、硫酸根及重(类)金属的特点,采用生物矿化方法促使AMD中Fe向羟基硫酸铁次生矿物转变,对AMD后期石灰中和减少氢氧化铁和废石膏的产生,提高中和效率具有实际意义.通过模拟酸性矿山废水,考察了Cl^-、NO_3^-、PO_4^(3-)3种阴离子对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)体系中p H值、Fe^(2+)氧化率、总Fe沉淀率、次生铁矿物矿相的影响.结果表明,高浓度阴离子对A.ferrooxidans氧化Fe^(2+)能力具有抑制作用.A.ferrooxidans对阴离子的耐受性依次为PO_4~3->NO_(3-)>Cl^-.阴离子浓度在A.ferrooxidans耐受范围内时,其对Fe^(2+)的生物氧化速率基本没有影响.但高浓度阴离子会通过抑制A.ferrooxidans的氧化活性,从而间接影响Fe^(3+)的水解成矿过程,导致培养终点时总Fe沉淀率降低和次生铁矿物产量减少.受Fe^(3+)供应速率降低的影响,次生铁矿物的合成途径易向施氏矿物转变.

三种次生矿物固定A.ferrooxidans的Fe^2+氧化及成矿性能比较

氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)介导的生物矿化方法促使可溶性Fe向次生铁矿物转变对酸性矿山废水(AMD)治理具有重要意义.化能自养菌A.ferrooxidans易受水流冲击而流失,常采用固定化方式来提高菌密度,从而保证较高的Fe^2+氧化和成矿速率以满足实际需要.本研究在相同初始条件下(pH=2.30、Fe^2+浓度4.48g/L、A.ferrooxidans密度8×10^6cells/mL)生物合成固定有A.ferrooxidans的施氏矿物、黄钾铁矾和黄铵铁矾,比较矿物溶解前(固定态)和溶解后(游离态)A.ferrooxidans的Fe^2+氧化性能,并分析各矿物对A.ferrooxidans的固定能力.结果表明,生物成因次生铁矿物干重排序为施氏矿物(0.24g)<黄铵铁矾(0.35g)<黄钾铁矾(0.67g),但矿物固定A.ferrooxidans的能力却依次为施氏矿物>黄铵铁矾>黄钾铁矾.以游离态A.ferrooxidans的Fe^2+氧化速率作为参比,推算出本研究所得施氏矿物、黄铵铁矾、黄钾铁矾固定A.ferrooxidans的有效生物量依次为5.33×10^7~5.33×10^8,5.72×10^6~5.72×10^7,6.35×10^6cells/g(干基).次生铁矿物载体有效生物量不仅直接影响AMD体系中Fe^2+氧化速度,也间接决定了总Fe的矿化去除效果.

NH_4^+对次生铁矿物形成及重金属去除的影响

研究了初始p H值、Fe^(2+)浓度、Fe/NH_4^+物质的量比对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)体系中Fe^(2+)氧化率、总Fe沉淀率、次生铁矿物矿相的影响,并比较矿物对AMD中Cr(Ⅵ)、As(Ⅲ)的去除效果.结果表明,当NH_4^+浓度在A.ferrooxidans耐受范围内时,Fe^(2+)氧化及总Fe沉淀去除效果不受影响,表现在160,80,20mmol/L的Fe^(2+)分别在72,48,24h内被完全氧化,培养至终点时(96h)平均总Fe沉淀率分别为24.03%,19.46%,8.13%.在Fe^(2+)=160mmol/L体系中,Fe/NH_4^+=2.0、p H=2.6处理获得纯净施氏矿物;而当Fe/NH_4^+≤1.0、p H≤2.3时,次生铁矿物的合成途径开始向黄铵铁矾转移.Fe/NH_4^+=2.0的各酸性体系合成矿物对Cr(Ⅵ)、As(Ⅲ)去除能力存在显著差异,依次为p H=2.6>p H=2.3>p H=2.0.分析表明,次生铁矿物的表观结构和比表面积是影响有毒元素去除效果的主要原因.

石英砂提高城市污泥生物沥浸效率主导因素分析

通过摇瓶实验探究石英砂提高城市污泥生物沥浸效率的主导因素.结果表明,在0~72h内,生物菌液酸化效应在提高污泥脱水性能中占据主导作用;在72h之后,次生矿物的形成对提高污泥脱水性能的贡献率超过生物菌液.随着生物沥浸持续进行,石英砂诱导次生矿物产量逐渐增加,次生矿物在生物菌液酸化效应基础上进一步强化污泥脱水性能.在二者耦合作用下,城市污泥比阻(SRF)从初始的17.13×10^(12)m/kg下降至48h时的最低值3.56×10^(12)m/kg.然而,生物菌液和次生矿物单独作用时,SRF降到最低值均需72h,且最低SRF分别为3.89×10^(12)和4.77×10^(12)m/kg.可见,二者耦合作用在进一步改善污泥脱水性能以及缩短生物沥浸时间方面都有明显的优势.

A.ferrooxidans对高硫煤矸石去除酸性水体中Cr(Ⅵ)的强化作用

本研究考察了Acidithiobacillus ferrooxidans(A.ferrooxidans)联合高硫煤矸石(富含FeS2)对模拟煤矿酸性水体中Cr(Ⅵ)的去除效果.结果表明,处理Cr(Ⅵ)初始浓度为50mg/L的模拟煤矿酸性废水(pH=2.5)时,投配率为6.67~33.33g/L高硫煤矸石可使Cr(Ⅵ)去除达到良好效果.50mg/LCr(Ⅵ)在24h内即可完全被高硫煤矸石中的FeS2还原成Cr(Ⅲ),且在反应终点时(120h),6.67,13.33,33.33g/L高硫煤矸石对还原产物Cr(Ⅲ)的吸附去除率分别为7.1%、20.2%、29.1%.然而,在高硫煤矸石的还原和吸附作用下,大部分的Cr仍以Cr(Ⅲ)形式残留在酸性水体中,且高硫煤矸石的大量投加也给水体带来了Fe^2+、Fe^3+、SO4^2-等二次污染物.在高硫煤矸石-Cr(Ⅵ)体系中引入A.ferrooxidans和9K培养基后,A.ferrooxidans介导的Fe^2+生物氧化及产物Fe^3+水解矿化过程可促进部分Fe^2+、Fe^3+、SO42-等向次生铁矿物(包括施氏矿物和黄钾铁矾)转变,从而使模拟酸性水体中残留的Cr(Ⅲ)通过次生铁矿物的吸附或共沉淀作用被清除.在A.ferrooxidans强化作用下,模拟煤矿酸性废水中Cr(Ⅵ)在96h即可达到99.4%的去除率.

化学合成施氏矿物与H_2O_2共存体系下光化学处理垃圾渗滤液的研究

选择高效快速的处理方法来降解垃圾渗滤液中高浓度有机污染物具有重要的实际意义.本研究采用化学合成施氏矿物/H2O2/UV法,探究了施氏矿物添加量、V(H2O2)/m(施氏矿物)等对垃圾渗滤液色度、TOC、COD去除效果的影响.结果表明,渗滤液色度、TOC、COD去除率随施氏矿物添加量的增加均呈先显著上升后逐渐稳定的趋势,在最佳添加量12 g·L-1时,色度、TOC去除率随着V(H2O2)/m(施氏矿物)的增大均有所提高,而当V(H2O2)/m(施氏矿物)大于2时,COD去除率受H2O2影响反而呈下降趋势,最佳去除率为44.9%;另外,高强度紫外光更有利于施氏矿物/H2O2光化学氧化污染物,在500 W条件下,最佳起始pH=2.5的渗滤液光化学处理2.5 h后,色度、TOC和COD去除率分别为90.0%、78.8%和52.6%;同时,研究发现常温条件更有利于施氏矿物/H2O2/UV法处理垃圾渗滤液,当温度大于25℃时,COD去除率呈逐渐下降趋势.对照试验表明,与传统均相Fenton反应相比,施氏矿物/H2O2法有利于渗滤液色度的去除.

均相/异相催化剂光降解垃圾渗滤液效果的研究

垃圾渗滤液是一种复杂有毒的、生化降解性差的高浓度有机废水,高级氧化技术具有氧化能力强和无二次污染等特点,被认为是处理难降解有机污染物最有应用前景的方法.本研究在500 W汞灯、25℃、2.5 h反应条件下,对比了TiO_2、K2S2O_8、K2S2O_8/Fe2+、施氏矿物、施氏矿物/H2O_2、Fe2+/H2O_26种催化剂组合光化学处理垃圾渗滤液的效果.结果表明,施氏矿物/H2O_2和Fe2+/H2O_2光催化降解垃圾渗滤液中有机污染物的效果优于其它催化剂组合,渗滤液中CO_D去除率分别为41.6%和46.5%,TO_C去除率分别为76.0%和78.1%.然而,Fe2+/H2O_2组合在光催化处理垃圾渗滤液后会产生大量难以沉降的Fe(O_H)3絮状物,且渗滤液色度明显增加,由初始的40倍上升到175倍.而施氏矿物/H2O_2组合则避免了上述问题,色度去除率达100%,被认为是一种具有应用前景的光化学降解垃圾渗滤液的催化剂组合.

低分子有机酸对硫杆菌活性的抑制作用及对土壤重金属脱除的影响

施用有机肥能够降低污染土壤重金属溶解性和生物可利用性,但在淹水厌氧等环境中,有机肥会分解产生大量低分子有机酸,会抑制嗜酸性硫杆菌的生物活性.通过摇瓶实验研究了低分子有机酸对硫杆菌的毒害抑制效果和不同硫杆菌对各类有机酸的耐受水平.结果表明,纯体系培养下,A.ferrooxidans和A.thiooxidans活性抑制率在72 h内达到90%以上,所需甲、乙、丙、丁酸最低浓度分别为41.2、78.3、43.2、123.4 mg·L^(-1)和81.9、230.4、170.1、123.4 mg·L^(-1).其中,甲酸对A.ferrooxidans和A.thiooxidans的抑制作用最显著,A.thiooxidans相比A.ferrooxidans对4种有机酸具有更高的耐受性.新鲜重金属污染土壤在生物酸化初期(0 h)加入4种有机酸对后续土壤酸化过程影响较小,但12 h后加入有机酸却能使土壤生物酸化基本停止,导致土壤重金属脱除率大幅度下降.这为有机肥改良重金属污染土壤的生物修复可行性提供一定理论依据.

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌介导的次生铁矿物形成的影响因素分析

酸性矿山废水(AMD)具有酸度高并含有大量可溶性Fe、硫酸根及重(类)金属的特点,采用生物矿化法促使AMD中Fe向羟基硫酸铁次生矿物转变,对AMD后期石灰中和减少氢氧化铁和废石膏的产生,提高中和效率具有实际意义.本研究模拟AMD,考察了初始pH、Fe^(2+)浓度、Fe/Na摩尔比对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)体系中Fe^(2+)氧化率、总Fe沉淀率、次生铁矿物矿相的影响.结果表明,高浓度Na^+会抑制A.ferrooxidans的氧化能力,当Na^+浓度在A.ferrooxidans耐受范围内时,其不影响Fe^(2+)氧化及总Fe沉淀去除效果,表现在160、80、20 mmol·L^(-1)的Fe^(2+)分别在72、48、48 h内被完全氧化,培养至终点时平均总Fe沉淀率分别为20.04%、16.43%、0.99%.此外,在Fe^(2+)浓度为160mmol·L^(-1)体系中,当Fe/Na摩尔比为1.0、2.0时,pH为2.0~2.6时获得次生铁矿物均为纯净施氏矿物.而当Fe/Na摩尔比降至0.5时,次生铁矿物的合成途径开始向黄钠铁矾转移,且其特征衍射峰随着Na^+浓度提高而愈加显著.本研究结果可为生物合成次生铁矿物工艺的优化及其在AMD治理领域的有效应用提供必要的参数支撑.

温度和pH对生物成因羟基硫酸铁矿物的综合影响研究

在酸性矿山废水中,氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)氧化Fe^(2+)过程中常常伴随着次生矿物的生成.为研究温度和pH对A.ferrooxidans氧化Fe^(2+)及Fe3+水解成矿的综合影响,考察了初始pH为1.5、2.0、2.5、3.0,温度为8、18、28、38℃时体系中Fe^(2+)、总Fe、次生矿物的变化情况.结果表明,在改良9K培养基中,温度和pH均影响Fe^(2+)生物氧化和Fe^(3+)水解成矿.A.ferrooxidans最佳适宜生长环境为温度28℃,pH=2.0~3.0,其它条件均不利于其生长繁殖,导致Fe^(2+)氧化速度明显变慢.起始pH=1.5时,不同温度处理均未发现有矿物生成,pH越高,收集矿物量越多.次生铁矿物XRD图谱表明,反应温度为28℃时,pH=2.0~2.5条件下次生铁矿物主要为黄铁矾和施氏矿物的混合物,而pH=3.0时则更有利于施氏矿物的形成.该现象对有效调控次生矿物的形成具有潜在意义.

智能发育门诊2000例儿童就诊原因与智能发育分析

智能发育门诊就诊的原因和智能发育的分析发现：因父母和学校想了解儿童智能或因学习成绩不良或因患有影响智能发育的疾病而就诊者，各占就诊人数的２０％以上。在患有疾病和语言障碍就诊的儿童中，智能低下的发生率在６０％以上；因发育迟缓而就诊的儿童中，智能低下的发生率也较高，应引起重视。

水分快速分析仪测定城市污泥的含水率

污泥含水率是污水处理、污泥处理及污泥处置利用等环节的重要评估指标。本研究采用快速测定法对不同类型城市污泥含水率进行测定,考察了污泥含水率、质量、颗粒度对测定结果影响,并与国标重量法进行比较。结果表明:污泥质量对快速法测定结果影响较小,原始污泥测定结果标准偏差在0.01%~0.05%之间,常规脱水污泥和生物沥浸脱水污泥测定结果标准偏差均为0.03%;相比国标法,脱水污泥含水率越低,快速法测定结果误差越大,常规脱水污泥和生物沥浸脱水污泥测定结果相对误差分别为-2.09%和-3.49%;脱水污泥颗粒度越大,快速法测定结果偏差越大,常规脱水污泥和生物沥浸脱水污泥总体样本标准偏差分别为0.43%和1.25%。另外发现,在相同干化条件下,生物沥浸脱水污泥相对于常规脱水污泥有较快的水分蒸发速度。针对城市污泥,为缩短测定时间和提高工作效率,待测污泥优选质量≤4 g和颗粒度≤3 mm,且建议只在生产运行中使用,室内科研实验优选国标法。

3种填料A.ferrooxidans挂膜效果及对模拟酸性矿山废水中Fe^(2+)生物矿化能力比较

氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)介导的生物矿化方法可促使酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)中Fe离子向次生铁矿物转变.采用固定化的方式来提高A.ferrooxidans密度有助于强化Fe;的生物矿化能力.选取流化床19孔填料、弹性填料、悬浮球填料作为挂膜对象,通过多批次的连续培养来考察3种填料的A.ferrooxidans挂膜能力及稳定挂膜所需周期,继而比较3种挂膜填料对模拟AMD中Fe;的生物矿化能力,并估算A.ferrooxidans有效生物量.结果表明,3种填料(5.00 g)的A.ferrooxidans挂膜能力依次为弹性填料(1.76 g)>流化床19孔填料(0.90 g)>悬浮球填料(0.78 g)(干重),且挂膜启动至稳定状态至少需要4批次.X射线衍射分析(X-ray diffraction,XRD)表明,3种填料表面含矿生物膜均为施氏矿物和黄钾铁矾的混合物.以游离态A.ferrooxidans的Fe;氧化速率作为参比,估算出流化床19孔填料、弹性填料、悬浮球填料生物膜中A.ferrooxidans有效生物量依次为1.67×10^(8)、8.52×10^(8)、1.92×10^(8)cells·g^(-1)(干基).研究还发现,等同Fe;生物氧化速率下,A.ferrooxidans挂膜填料比游离态A.ferrooxidans具有更强的AMD矿化驱动能力.

基于不同能源底物和营养水平的酸性矿山废水产生机制研究

硫化矿物在氧气、水和铁氧化细菌的共同作用下会形成p H值极低、富含可溶性Fe、SO_(4)^(2-)和重金属离子等的酸性矿山废水.本研究选取黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿作为能源底物,以及0×9K、1/4×9K、1/2×9K、1×9K培养基作为营养水平,在氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)的参与下,从能源底物和营养水平角度探索不同硫化矿物酸性废水的产生特点和机制.结果表明,3种硫化矿物的生物产酸能力依次为黄铁矿>磁黄铁矿≈黄铜矿.经过38 d的生化反应后,黄铁矿体系的pH值达到1.41,总Fe(TFe)和SO_(4)^(2-)浓度分别达到771.82 mg·L^(-1)和357.25 mg·L^(-1).水体营养水平在黄铁矿的生物产酸过程中起着至关重要的作用.经过16 d的生化反应后,0×9K、1/4×9K、1/2×9K、1×9K培养基处理的终点pH值分别为1.68、1.44、1.30、1.29.根据各营养体系中Fe^(2+)和TFe浓度的变化趋势,以及反应终点收集矿物的X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM),分析认为充足的营养会提高Acidithiobacillus ferrooxidans的活性或密度,加快Fe^(2+)生物氧化形成Fe^(3+)并通过水解产酸作用合成黄钾铁矾等次生铁矿物,从而导致溶液的p H值更低.本研究所得结果对明晰酸性矿山废水形成规律具有一定的指导意义.