绿色电子供给和细胞代谢调控型反硝化研究

作为氮循环的关键环节,微生物反硝化在去除水环境中硝酸盐污染、实现氮元素返回大气和维持氮平衡方面具有重要作用。目前,异养反硝化是生物脱氮的主流工艺,但在处理低碳氮比废水过程中往往需要额外投加乙酸等化学碳源,以获得足够的电子供体,从而实现高效脱氮。近年来,国内外学者围绕光生电子、短链气态烷烃等新型绿色电子供体的供给以及促进电子供体利用的代谢调控方法开展了大量研究。首先,归纳了光电子驱动反硝化的光敏剂种类、主导功能微生物、光敏剂-微生物复合方式以及光电反硝化的应用现状;然后,阐述了以甲烷、丙烷等短链烷烃为碳源进行反硝化的微生物代谢途径,介绍了餐厨垃圾等有机废弃物的碳源化性能,分析了微生物内碳源的形成机制和利用特性;最后,探讨了通过提升微生物对电子的利用效率来促进反硝化的作用原理,以期拓展对高效生物脱氮机制的理解,并提出了绿色电子高效供给和微生物细胞内电子分配调控等未来探索方向,旨在为反硝化脱氮技术的发展提供借鉴与参考。

含短碳链烷基硫酸盐活性物含量测定方法探讨

国标GB/T5173-2022规定直接两相滴定法测定烷基硫酸盐活性物含量的具体方法,但在实际测定过程中发现随着疏水基碳链越来越短,活性物的偏差越来越大。为了解决此题,在根据GB/T15963和GB/T20200测定阴离子表面活性剂活性物含量的基础上,通过改变移取量、溶剂种类、溶剂量等因素测定一系列不同碳链烷基硫酸盐样品,并对比生产过程中的物料平衡,从而选定适用于含短碳链烷基硫酸盐阴离子表面活性物的测定方法。结果表明:通过溶剂增量对比法,随着烷基硫酸盐疏水链越来越短,测定结果偏差逐渐趋于一致,最终确定实验方法8来测定含辛基硫酸盐的阴离子表面活性剂活性物含量。此研究为生产指导、品质控制和指标调整具有重要的实践指导意义。

绿色供应链减污降碳协同增效潜力研究———以钢铁-汽车供应链为例

由于不同类型的污染物与温室气体的减排关联性不同,且缺失减排协同度的量化评价方法,亟需开展绿色供应链对减污降碳协同增效的综合性量化潜力影响分析。对此,基于国内、外绿色供应链和减污降碳协同增效的研究基础,以钢铁-汽车供应链为例,识别该类生产企业各环节的生态环境和气候能源等关键影响因素,并运用情景分析模型模拟绿色供应链在生产企业各个方面的运行机制,综合分析研究不同情境下绿色供应链对区域和行业减污降碳协同增效的整体应用潜力,并提出绿色供应链的应用与管理建议。

短碳链单烷基磷酸酯的合成

通过实验和分析确定了短碳链单烷基磷酸酯的合成工艺路线;讨论了聚磷酸质量分数、水解量以及甲醇与五氧化二磷的摩尔比对反应产物的影响;用红外光谱和31P核磁共振谱法定性分析了反应产物的组成。工艺路线以质量分数为125%的聚磷酸、水解量为0 8mol(以五氧化二磷摩尔数计)、甲醇/五氧化二磷的摩尔比在2 0∶1时较为理想。结果表明:产物含摩尔分数为85%以上的磷酸酯,其中单酯为65%以上。

全氟短碳链拒水拒油剂的合成及其应用

以自制的新型含氟单体N-丙基全氟己基磺酰胺基乙基丙烯酸酯为原料,与丙烯酸十八酯、丙烯酸-2-羟乙酯进行乳液聚合,制备了全氟短碳链拒水拒油整理剂。研究整理剂中含氟丙烯酸酯单体含量、整理剂浓度、焙烘温度和焙烘时间对棉织物拒水拒油效果的影响。优化的整理工艺为:整理剂中含氟丙烯酸酯单体摩尔分数60%,整理剂质量分数6%,焙烘温度160℃,焙烘时间120 s。经该工艺整理后的织物具有良好的拒水拒油效果,对水的接触角可达138.5°,对液体石蜡的接触角达到126.8°,对正十四烷的接触角也能达到105.8°,且耐洗性优良。

碳骨架气相色谱法测定纺织助剂中短链氯化石蜡

研究碳骨架气相色谱测定纺织助剂中短链氯化石蜡的方法。短链氯化石蜡在钯催化剂作用下发生脱氯氢化被还原成相应的烷烃,重点研究了催化氢化效率的影响因素,采用外标法定量纺织助剂中短链氯化石蜡总量。针对成分复杂的纺织助剂,建立了浓硫酸磺化和弗罗里硅土小柱净化的样品前处理方法。结果表明：该方法定量限为20mg/kg,平均加标回收率在81.9%~92.8%,相对标准偏差（RSD）小于5%。

微波促进活性炭负载磷钨酸催化合成短链季戊四醇双缩醛

以活性炭负载磷钨酸为催化剂,用微波辐射法合成了5种短链季戊四醇双缩醛(3a^3 e),其中季戊四醇双缩丙醛(3b)未见文献报道。3的结构经1H NMR,IR和元素分析表征。

全氟丁基丙烯酸酯拒水剂的合成及应用

以N-甲基全氟丁基磺酰胺基乙基丙烯酸酯(C4氟酯)、甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和偏二氯乙烯(VDC)为聚合单体,采用半连续种子乳液聚合法制备了拒水剂短碳链全氟丁基丙烯酸酯(PC4FA)共聚物乳液,并将其应用于织物整理上。采用FTIR、XPS表征了共聚物的结构和表面元素组成,利用AFM、SEM观察了短碳链全氟丁基丙烯酸酯拒水剂整理前后棉织物的表面形态变化。考察了拒水剂中含氟单体用量、拒水剂质量分数、焙烘温度和焙烘时间对织物拒水效果的影响。优化的整理工艺为:拒水剂中含氟单体含量为51.02%(以单体的总质量为基准,下同),拒水剂质量分数为1.8%,焙烘温度180℃,焙烘时间5 min。经该工艺整理后的棉织物对水的接触角可达142.5°,拒水等级为100分。

短链全氟丙烯酸酯乳液的合成及其应用

以全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯(FA)、丙烯酸十八酯(SA)、偏二氯乙烯(VDC)、N-羟甲基丙烯酰胺(NMAM)为反应原料,合成了短链全氟丙烯酸酯乳液。优化的聚合反应工艺为:乳化剂T-80与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的质量比为2∶1,乳化剂质量分数6%,聚合温度70℃,反应时间3 h。得到的聚合物乳液粒径分布窄,平均粒径为152 nm,氟单体转化率达98.1%。以20 g/L合成的聚合物整理棉、涤纶及尼龙织物,均显示出优异的拒水拒油性能。

磁性LDH/PU材料提取SCFAs作为碳源的性能

以蛋壳为原料采用超声辅助法将超顺磁性铁氧体材料与制备的水滑石(LDH)进行复合改性合成磁性LDH,采用一步发泡法将磁性LDH与聚氨酯(PU)进行复合制备得磁性LDH/PU复合材料,研究以其作为支架从污泥发酵液中吸附提取短链脂肪酸(SCFAs),并将其作为外部碳源用于生物脱氮过程.XRD、SEM和TEM分析显示,所制备的磁性LDH具备典型水滑石层片状结构,所制备的磁性LDH/PU复合材料不仅具备PU泡沫疏松多孔比表面积大的特点,同时将LDH吸附材料均匀分散在整个体系中.结果表明:磁性LDH/PU复合材料对污泥发酵液中SCFAs的提取效率最大达到79.3%,经提取后的磁性LDH/PU-SCFAs作为碳源较葡萄糖作为碳源在反硝化作用中碳源利用率提升了6.7%,并且该碳源具备明显缓释效果,表明磁性LDH/PU-SCFAs可以作为生物脱氮过程中的一种新型高效外加缓释碳源.

高温消化条件下污泥内碳源释放进程及特性

为适应低C/N废水生物脱氮除磷的需求,利用剩余污泥开发内碳源备受重视。本文研究了不同温度条件下污泥消化过程内碳源释放进程的变化特征,探讨了污泥消化过程对上清液中有机物分子量分布的影响。研究表明:消化温度由40℃升至60℃时,污泥挥发性固体物(VS)减量化效果及消化液中化学需氧量(SCOD)浓度明显增加,高温条件有利于污泥内碳源的释放。60℃消化处理120h时,污泥消化体系短链脂肪酸(SCFAs)总量为8797mg/L,C/N(以SCOD/TN表示)、C/P(以SCOD/TP表示)分别达到11.7与38.2;消化温度对污泥上清液中有机物分子量分布影响显著,并使微生物副产物、有机质大分子物质更容易转化为其他代谢中间组分和小分子中间产物。若消化时间超过120h,污泥上清液中Mw>100000的大分子物质呈下降趋势,Mw<10000的小分子物质所占比例逐步增加,但SCFAs总量也呈降低趋势,不利于污泥内碳源的累积。

碳骨架气相色谱法测定塑胶跑道中短链氯化石蜡

采用碳骨架-气相色谱法测定了塑胶跑道中的短链氯化石蜡。研究了催化氢化效率的影响因素,该方法有效分离了塑胶跑道原料及成品中不同链长的氯化石蜡在色谱检测时响应信号的相互干扰。结果表明:该方法检出限为1 g/kg,加标回收率在82.4%~97.2%之间,相对标准偏差(RSD,n=6)为3.4%~4.9%。

短碳链醇醚羧酸的应用性能研究

考察了短碳链醇醚羧酸及其盐(C8-AEC)的泡沫、耐酸、耐碱、抗硬水、耐无机盐、分散、润湿、水溶助长性、温和性及配伍性能等。结果表明,短碳链醇醚羧酸及盐(C8-AEC)有优异的低泡性能、宽范围的pH适应能力、快速的润湿能力、极强的颗粒分散能力、有效的水溶助长性能,刺激性小配伍性好等,这些优良特性是许多传统表面活性剂所不具备的,使其可以在各种高压和极端条件场景应用,作为安全的绿色表面活性剂产品,具有广阔的市场前景。

碳源类型对活性污泥合成PHA和微生物群落的影响

为探究过硫酸氢钾复合盐(PMS)耦合剩余污泥碱性发酵获取碳源合成聚羟基脂肪酸酯(PHA)的可行性,分别采用剩余污泥碱性(pH=10)发酵液(简称“pH10发酵液”)、PMS耦合剩余污泥碱性(pH=10)发酵液(简称“pH10+PMS发酵液”)作为碳源,研究活性污泥混合菌群在富集和合成阶段产PHA的情况以及微生物群落结构的变化。结果表明,当分别以pH10发酵液、pH10+PMS发酵液作为碳源时,富集阶段PHA的最大合成量分别为10.61%和12.22%,合成阶段PHA的累积合成量分别为42.84%和52.53%;采用不同碳源时富集产PHA的微生物群落结构存在差异性,与pH10发酵液碳源组相比,pH10+PMS发酵液碳源组中与PHA合成相关的功能菌群即副球菌属、陶厄氏菌属和甲基杆菌属的含量更高,更有利于PHA的合成,因此pH10+PMS发酵液为更适宜的碳源。