不同{021}/{110}晶面暴露比针铁矿对As(Ⅴ)吸附特性的研究

为探究针铁矿不同晶面对As(Ⅴ)的吸附能力,该研究制备两种具有不同比例{021}/{110}晶面的针铁矿,利用XRD、FTIR、N2吸附脱附等温线、SEM、TEM等技术表征材料的晶体结构、比表面积和表面形貌等情况.通过等温吸附和吸附动力学试验,研究不同初始As(Ⅴ)浓度、pH和竞争阴离子影响下,两种针铁矿吸附As(Ⅴ)的差异性.结果表明:①制备的针铁矿Goe-A和Goe-B均为高纯针铁矿,Goe-A和Goe-B的比表面积分别为92.76和46.78m^(2)/g.②As(Ⅴ)在针铁矿表面的吸附更符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型,表明吸附是以多层吸附和化学吸附为主;经比表面积归一化后,发现含有更高比例{021}/{110}晶面的Goe-B表面拥有更好的吸附性能,在pH=4时吸附量达到0.304mg/m^(2),是Goe-A的1.57倍.③pH会影响针铁矿的吸附,吸附量随着pH的增加而降低,而在碱性条件下Goe-B表现出更强的吸附能力.随As(Ⅴ)浓度的增加,大量配体吸附引起的点位竞争效应大于pH变化引起的静电力作用.④吸附前后XRD的变化表明,As(Ⅴ)主要吸附在针铁矿表面,而不是结合到针铁矿的晶体结构中;而FTIR和XPS分析发现,As(Ⅴ)通过与Fe—OH配体交换形成了新的络合物(Fe—O—As)吸附在针铁矿表面.研究显示,含有更高比例{021}/{110}晶面的针铁矿表现出更强的吸附性能,是修复环境砷污染的理想吸附剂.

生物多样性与农业可持续发展

从生物多样性和农业的可持续发展关系出发,阐述了两者的现状并从经济、哲学、生态学的不同角度讨论了两者间的相互关系,其结论是农业的发展必须遵从生态学原理。

铜绿微囊藻臭氧化以及藻毒素去除研究

[目的]研究臭氧杀藻机理和藻毒素去除效能,探索富营养化水体藻类处理的可行技术。[方法]采用臭氧氧化技术,针对太湖蓝藻中典型的产毒株——铜绿微囊藻(FACHB-912)进行了杀藻、藻毒素去除效果研究。[结果]臭氧杀藻能够破坏铜绿微囊藻细胞壁,导致胞内物质流失,很少量的臭氧就能够对藻细胞造成损伤,抑制其正常生长代谢。臭氧氧化可以去除藻毒素(MC-LR、MC-RR),10min去除率,LR为82.25%,RR为74.28%。臭氧去除藻毒素受溶液TOC影响,在同样条件下,对分离纯化后藻毒素的去除率LR为95.68%,RR为86.03%。[结论]臭氧化去除铜绿微囊藻效果显著。臭氧对于MC-LR、MC-RR去除效果明显,LR的臭氧降解效率要高于RR。

基于卓越工程师培养的环境工程实践教学研究

基于卓越工程师培养目标的要求,以环境监测实验课程为例进行了实践教学的研究和改革。针对环境监测课程的现状总结了目前存在的矛盾,就实验教学的课时设置、实验项目和教学方式等问题阐述了环境监测实践课程建设与教学改革的必要性。并在此基础上,提出了针对卓越工程师培养能力要求下的教学改革措施。

基于轻工特色高等院校环境工程专业特征与思考

从轻工特色高校的环境工程专业的研究目标和教学方法出发,阐述了江南大学环境工程的特点,并在此基础上探讨了以环境生物技术为主导,带动专业学科方向全面发展的模式,提出了坚持教师队伍建设、加强产学研结合和扩大教育合作交流的合理化建议。

接种比例对猪粪与蓝藻混合发酵产甲烷的影响

在35℃条件下,利用猪粪为接种物,对接种比例(inoculum to substrate ratios,ISRs)(质量比)分别为3.0,2.0,1.0,0.5和0.25时的猪粪与蓝藻混合发酵进行研究,通过对厌氧分批发酵过程中的甲烷产量及特定影响参数的研究,寻找发酵过程中参数变化的规律,结果表明,ISRs在2.0时,蓝藻发酵产甲烷的效果达到最佳。在不同ISRs情况下,整个产气过程符合Cheynoweth方程,决定系数R2都在0.97以上;对蓝藻的生物降解率(Biodegradabilities,BD)的研究结果表明,上述ISRs条件下,蓝藻的BD(%)值分别为46.5,68.5,44.8,29.2和14.2;最后对发酵液中的pH值、挥发性固体、挥发性有机酸进行了研究,初步总结了各参数的变化规律,为蓝藻的资源化利用提供依据。

餐厨垃圾与剩余污泥协同厌氧连续处置研究

针对餐厨垃圾和剩余污泥的处置问题,采用协同厌氧技术进行处理,通过逐步提高反应负荷的方式,进行CSTR反应器的连续运行,反应时间为128 d。结果表明,在不同有机负荷下的沼气量、甲烷量和系统稳定性等有较大的差异。pH、挥发性脂肪酸和氨氮随着反应负荷的提高整体呈现下降趋势,而蛋白酶、淀粉酶和脱氢酶酶活力呈现波动状态。反应器运行的有机负荷为2.5、5.0、7.5和10 g VS/(L·d)时,沼气产量分别为71 670、311 180、361 840和362 610 mL。实验表明,CSTR反应器处理餐厨垃圾和剩余污泥混合底物的最佳运行负荷为7.5 g VS/(L·d),负荷太高会引起反应体系的崩溃。

高效厌氧反应器处理啤酒废水的试验研究

在(35±1)℃条件下,采用高效厌氧反应器对青岛啤酒股份有限公司的生产废水进行处理,研究了厌氧反应器的启动和运行情况,分析了回流比、温度和上升流速等因素对反应器的影响。结果表明,厌氧反应器的容积负荷可达21 kg COD/(m^3·d),COD去除率稳定在80%以上,出水挥发酸质量浓度低于350 mg/L,平均每去除1 kgCOD产生0.26 m^3沼气。启动结束后,颗粒污泥的平均沉降速度由40.3 m/h提高到73.4 m/h,污泥密度由0.78 g/cm^3升高至1.02 g/cm^3,0.5～1.5 mm粒径的颗粒污泥占66%。同时,在25℃的运行条件下反应器的容积负荷降至9 kg COD/(m^3·d),温度升高后反应器的运行可以较快得到恢复。

青岛某啤酒废水处理工程实例

介绍了青岛某啤酒废水处理工程,该工程采用初沉—调节—CLR(沼气提升内循环厌氧反应器)—A/O处理工艺。对CLR反应器COD的去除情况及其颗粒污泥活性以及A/O运行效果进行了分析,当CLR反应器的处理负荷为10kgCOD/(m3.d)时,COD去除率可达80%以上,A/O池为0.5kgCOD/(m3.d)时,COD去除率为90%以上,出水COD小于60mg/L。同时CLR反应器内的污泥比产甲烷活性可达175mL/(g.d),出水水质可达《啤酒工业污染物排放标准》(GB 19821—2005)和广东省《水污染物排放限值》(DB 44/26—2001)第二时段一级标准。

低浓度废水厌氧处理中不同动力学模型对比研究

采用厌氧颗粒污泥处理低浓度废水来启动实验规模的沼气提升厌氧反应器，以啤酒废水为例，厌氧反应器在温度（35±1）℃和进水COD浓度在2100-2400mg／L条件下，通过提高进水量方式，来缩短水力停留时间HRT和提高有机负荷OLR．用First—order、MonodandContois、GraBsecondorder和ModifiedStover-Kincannon动力学模型，考察在不同的HRT和进水浓度S条件下，出水浓度是与前两者的关系，确定动力学参数．实验结果表明：First—order和MonodandContois模型不适用本实验。Grausecond—order和ModifiedStover-Kincannon模型适用，通过后两个模型公式分别比较实验值足与计算值是的差别。

温度与氮浓度对两种微囊藻生长和产毒的影响

采用半连续培养的方法,研究了磷限制条件下温度与氮质量浓度的交互作用对铜绿微囊藻和水华微囊藻的生长及产毒的影响。结果表明,不同温度下,氮质量浓度对两种微囊藻比生长速率的影响不同。随氮质量浓度的增加,15℃和20℃时比生长速率增加较快,25℃时增加缓慢;温度的降低对水华微囊藻的生长抑制作用较铜绿微囊藻小。两种微囊藻的单个细胞叶绿素a含量受温度及氮质量浓度的影响极显著,而交互作用的影响较主效应小。单个细胞藻毒素含量受温度影响最大,显著负相关;氮质量浓度的影响次之,显著正相关。但两种微囊藻的生长状况越好时相应的总毒素质量浓度也越高。因此,磷限制条件下,温度和氮质量浓度对两种微囊藻的生长及产毒有明显的交互作用,氮质量浓度的降低会进一步抑制微囊藻的生长并降低总藻毒素质量浓度。

IC—N/D—A^3/O^3工艺在垃圾渗滤液处理中的应用

采用IC厌氧反应器—亚硝化反硝化—A3/O3工艺处理天津大港第二垃圾焚烧厂的垃圾渗滤液,介绍了该工艺的重要构筑物及其设计参数。实际运行结果表明,工艺运行稳定,出水水质可达到《污水综合排放标准》(GB8978—1997)的三级标准要求,对COD、氨氮的去除率分别可达99.2%、99.6%,并对工艺运行的经济性进行了分析。

水溶液中咖啡因的臭氧氧化降解研究

采用臭氧氧化对咖啡因(CAF)进行降解,考察了操作参数对CAF降解过程的影响,利用UPLC-MS对臭氧氧化前后的CAF溶液进行扫描,通过降解产物的相对分子质量并结合前人研究结果推测降解途径。结果表明,臭氧氧化能有效降解CAF,降解过程符合拟一级反应动力学,呈两阶段反应。随温度的升高,kobs1和kobs2分别在30℃和20℃达到最大值。CAF初始质量浓度的升高、pH值的降低、碳酸氢根和叔丁醇的存在均会降低CAF的降解效率。H2O2的投加对CAF的臭氧降解具有低促高抑的效果。CAF降解后产生7种可能的降解中间产物,降解过程可能主要通过CAF嘌呤环上臭氧分子直接加成反应、脱甲基反应、羰基化反应及水分子加成反应来实现,未发现.OH直接攻击CAF的C4=C5双键反应生成的转化产物。

CLR厌氧反应器在生活垃圾焚烧发电厂渗滤液处理中的应用

徐州某生活垃圾焚烧发电厂渗滤液厌氧处理工程采用CLR厌氧反应器工艺。稳定运行时,进水COD约为46 000mg/L、出水COD约为8 500mg/L、COD去除率约为82%,有机负荷约为10.0kgCOD/(m3·d),水力停留时间HRT约为4.6d。20%的厌氧出水与调节池渗滤液混合,厌氧出水与调节池出水在中间混合罐混合,保证了系统pH的稳定性。每天产生的沼气量约为5 100m3,相当于1m3渗滤液产生19m3的沼气,沼气用于锅炉助燃,相当于每天发电10 200kW·h。

磷限制对铜绿和水华微囊藻生长状况的影响

为研究铜绿微囊藻与水华微囊藻在磷限制条件下的生长状况,分别对2种藻种进行了纯培养与共培养的分批培养实验。结果表明：在纯培养体系中,由最大生长量看,铜绿微囊藻与水华微囊藻生长严重受限的磷浓度分别为0.01 5、0.01 mg/L;2种微囊藻的μ（比生长速率）快速增长的磷浓度区间分别为0～0.02 mg/L和0～0.03 mg/L。共培养体系中,μ快速增长的磷浓度区间变为0～0.015 mg/L。结合2种培养体系中最大生长量、μ及叶绿素a浓度的结果,可以得知,磷浓度在0.01 mg/L以下时,2种微囊藻的生长都受到严重限制。水华微囊藻对磷的需求高于铜绿微囊藻,而且动力学分析结果也表明,在磷营养贫乏时,铜绿微囊藻容易形成优势。

废水处理中厌氧污泥颗粒化研究进展

综述了废水处理中厌氧污泥颗粒化研究进展，介绍了厌氧颗粒形成的主要理论，解释了颗粒污泥之间的关系、组成和厌氧污泥颗粒化的影响因素。研究表明：胞外聚合物是细菌群落以颗粒污泥形式存在关键；此外，温度、有机负荷率、pH值、碱度、营养盐、阳离子和重金属是影响厌氧颗粒污泥形成的重要因素。提出产甲烷过程中的产气量与颗粒污泥内部产甲烷菌的活性密切相关。

活性氧化铝、锰砂和煤的磷吸附能力比较研究

对3种除磷填料（活性氧化铝、锰砂和煤）去除水中磷的性能进行比较研究,考察了吸附时间、填料量、pH和温度对吸附作用的影响,在此基础上,对除磷机理进行了探讨。结果表明：吸附17 h后,填料的除磷过程基本完成,填料投加量和溶液中磷素量质量比为200：1和pH为2时,3种填料除磷效果最好也最为经济合理,去除率分别达到94.39%、40.03%,29.87%;吸附过程的热力学参数ΔG^0〈0,ΔH^0〉0,表明3种填料对磷的吸附过程是自发吸热过程,且温度对吸附过程的影响不大。最后通过对填料进行电镜扫描,确定活性氧化铝以化学吸附为主,锰砂和煤以物理吸附为主。

市政污水处理厂二级出水消毒前后对斑马鱼幼鱼的毒性

为了探究消毒副产物(DBPs)的氧化损伤和神经毒性作用,选择幼年斑马鱼作为模式生物,研究了市政污水处理厂二级出水和经次氯酸钠(NaClO)消毒后的二级出水对斑马鱼体内过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量和乙酰胆碱酯酶(Ach E)活性的影响。结果表明,暴露时间达到10 d时,MDA含量显著高于对照,且消毒后MDA含量增幅(91.43%)显著高于消毒前(44.36%);暴露时间达到15 d时,CAT活性被显著抑制,且消毒后抑制率(40.22%)显著高于消毒前(15.56%);说明消毒后暴露组对斑马鱼的氧化损伤强于消毒前。另外,消毒前后污水对Ach E活性抑制率分别为38.49%和48.50%,说明消毒后污水对斑马鱼的神经毒性更大。因此,经NaClO消毒后的市政污水处理厂二级出水中DBPs对斑马鱼的抗氧化防御系统和神经系统具有潜在影响。

AAO-MBR工艺污水处理系统中消毒副产物前体物变化规律

为探究DBPs (消毒副产物)前体物在污水处理过程中的变化情况,采用超滤膜和XAD大孔吸附树脂将AAO-MBR工艺沿程出水中DOM (溶解性有机物)进行分离,并利用3D-EEM (三维荧光光谱)对分离前后水样进行表征,同时测定DBPFP (消毒副产物生成势).结果表明:(1)沉砂池出水具有较低的C-DBPFP (含碳消毒副产物生成势);经过AAO和MBR后,由于微生物代谢作用生成的疏水性SMPs (微生物代谢产物)类物质(为主要的C-DBPs前体物质)包含较多不饱和键,导致C-DBPFP增加.(2)沉砂池出水的N-DBPFP (含氮消毒副产物生成势)较低,但经过AAO后生成的小分子物质(为主要的N-DBPs前体物)导致N-DBPFP增加;经过MBR后由于SRT(污泥停留时间)和污泥浓度的增加造成小分子物质减少,致使N-DBPFP降低.(3)市政污水经过AAO后,C-DBPs和N-DBPs前体物分别增加了90. 9%和7. 3%;而MBR具有较高的DOC去除率(74. 4%),去除了56. 8%的C-DBPs前体物和78. 1%的N-DBPs前体物.研究显示,AAO-MBR工艺对市政污水中C-DBPs和N-DBPs前体物有较好地去除效果.

改进实践教学促进环境工程专业学生工程设计能力培养

工程设计能力培养是环境工程专业教学的核心任务之一。通过分析学生工程设计能力培养中存在的问题,从加强实践教学入手,探讨了促进学生工程设计能力提升的实践教学改革方法以及持续改进措施。