硫源对反硝化脱氮性能及微生物群落结构的影响

为探究不同硫源驱动下硫自养反硝化系统的脱氮性能及各自优缺点,该文采用UASB反应器研究进水NO_(3)^(-)-N浓度、水力停留时间对负载型单质硫(PFSF)自养反硝化系统和硫代硫酸钠(Na_(2)S_(2)O_(3))自养反硝化系统脱氮性能的影响,并从微生物群落结构角度分析2个系统种间协同竞争作用。结果表明:(1)相同条件下,Na_(2)S_(2)O_(3)自养反硝化系统脱氮性能、抗负荷能力、稳定性优于PFSF自养反硝化系统。(2)Na_(2)S_(2)O_(3)系统和PFSF系统优势菌属均为Thiobacillus和Sulfurimonas,自养脱氮菌属丰度分别为49.92%和47.54%,Na_(2)S_(2)O_(3)系统微生物群落结构比PFSF系统更复杂。(3)两系统均具有稳定的微生态平衡,Na_(2)S_(2)O_(3)系统中自养反硝化菌和混合营养反硝化菌存在协同作用,PFSF系统中自养反硝化菌和厌氧氨氧化菌存在协同作用,同时存在微生物种间的硫循环过程。(4)从经济成本角度分析,PFSF系统的经济性优于Na_(2)S_(2)O_(3)系统。研究显示,Na_(2)S_(2)O_(3)和PFSF为电子供体的自养反硝化系统均有良好的生物脱氮性能,且PFSF系统更经济。该文为负载型单质硫自养反硝化脱氮技术的实际应用提供理论支持。

Cu/C-Al_2O_3催化臭氧氧化印染废水

采用浸渍-焙烧法制备了Cu/C-Al2O3。以Cu/C-Al2O3为催化剂,臭氧为氧化剂,对印染废水进行了催化臭氧化处理,考察了催化剂投加量、氧化剂浓度、pH和反应时间等因素对处理效果的影响。结果表明:当pH为9,催化剂投加量为10 g/L,O3质量浓度为55 mg/L,反应时间为60 min时,COD去除率达到60%,色度去除率达到96%。

非均相催化氧化处理染料废水

以自制复合颗粒为载体,采用混合-浸渍煅烧法,制备了CuO/C-Al2O3-凹凸棒,考察催化剂在处理酸性大红和活性蓝X-BR染料废水中的催化性能及稳定性,试验结果表明:去除酸性大红和活性蓝X-BR的最佳条件是:温度为60℃,氧化剂的投加量为80 mL/L,pH值为2,催化剂的投加量分别为40、30 g/L。催化剂稳定性好,重复利用10次后对酸性大红的去除率仍达85%以上。将粉末活性炭、活性氧化铝、凹凸棒复合制成载体,为染料废水处理提供了一种新思路。

TiO_(2)/MWCNTs光催化氧化法深度处理焦化废水生化尾水

文章采用简单的溶胶凝胶-物理负载法制备了TiO_(2)/MWCNTs复合光催化剂,利用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱等表征方法对TiO_(2)/MWCNTs的物理化学性质进行了表征,并将其应用于H_(2)O_(2)协同光催化氧化法深度处理焦化废水生化尾水中。结果表明,TiO_(2)主要为锐钛矿相,MWCNTs掺杂后降低了TiO_(2)的禁带宽度。MWCNTs掺杂量(MWCNTs/TiO_(2)质量比)为0.50%时,TiO_(2)/MWCNTs的光催化活性最高,H_(2)O_(2)的加入显著提高了光催化氧化效率。TiO_(2)/MWCNTs投加量为1.0g/L,H_(2)O_(2)的投加量为1.5mL/L,废水初始pH值为3,反应时间为150min时,焦化废水生化尾水的COD、UV_(254)、色度、TOC的去除率分别为65.22%、88.71%、89.74%和46.56%。自由基捕获实验表明,·O_(2)是光催化氧化过程中最主要的活性组分。TiO_(2)/MWCNTs经5次重复使用后,对焦化废水生化尾水COD和UV_(254)的降解效率仍然可以达到67.49%和83.83%,表明催化剂稳定性良好。

D201树脂负载水合氧化铁催化臭氧氧化磺胺甲恶唑

采用离子交换-原位沉淀法,以D201阴离子交换树脂负载水合氧化铁(HFO)制备催化剂HFO/D201,在动态实验条下对磺胺甲恶唑(SMX)进行催化臭氧氧化降解实验。分别考察了溶液初始浓度、pH、流速、催化剂及臭氧投加量对SMX去除率的影响,并探讨反应机理。结果表明,增大臭氧和催化剂的投加量、减小流速和溶液初始浓度均可提升SMX的去除率,当pH接近HFO/D201的零电荷点时,催化效果最佳。在臭氧剂量为1.85 mg/L,HFO/D201投加量为0.8 g/L,SMX初始浓度为10 mg/L,流速为4 mL/min,不调节溶液pH(pH值=5.25)的条件下,SMX的去除率可达92.67%,比臭氧氧化体系提高了57.75%。通过自由基抑制剂投加实验间接推断出,在HFO/D201催化臭氧氧化SMX的反应过程中,同时存在·O^(-)_(2)氧化及臭氧分子直接氧化。

MBR膜工艺在黑臭水体旁路应急处理中的应用

某湖水系整治工程中,采用一体化设备进行旁路应急处理。设备工艺为缺氧/好氧+膜生物反应器(AO+MBR),处理规模为2500 m3/d,设计出水水质(除总氮)要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。工程应用结果表明,一体化设备运行稳定,处理效果良好,无论是旱季还是雨季,出水水质均优于设计标准。其抗冲击负荷能力强,占地面积小,移动方便,适合用地受限、受纳水体水质要求较高的黑臭水体旁路应急治理工程。

可见光下Cu2O/TiO2催化臭氧氧化头孢曲松钠性能研究

抗生素是治疗各种传染病的常用药物,但残留在水环境中的抗生素会对生态系统造成威胁。因此,探索去除水环境中抗生素的有效方法具有重要意义。由于光催化臭氧氧化技术可以高效降解和矿化水体中的污染物,该技术受到广泛关注。本工作通过浸渍-化学还原法制备Cu_(2)O/TiO_(2)复合材料并将其作为可见光催化臭氧氧化头孢曲松钠(CRO)的催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积分析仪(BET)和紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)对Cu_(2)O/TiO_(2)形貌结构和光学性能进行表征,考察了Cu_(2)O/TiO_(2)配比、Cu_(2)O/TiO_(2)投加量、臭氧浓度、头孢曲松钠初始浓度、溶液初始pH值等因素对可见光催化臭氧氧化头孢曲松钠的影响。结果表明,Cu_(2)O对TiO_(2)的掺杂改性使材料孔容和平均孔径增大,能带宽度减小,可见光下的催化性能增强。在Cu_(2)O:TiO_(2)摩尔比为0.2:1、可见光照射120 min、溶液pH值为6.12、头孢曲松钠浓度为10 mg/L、Cu_(2)O/TiO_(2)投加量为0.2 g/L、臭氧浓度为1.5 mg/L条件下,头孢曲松钠和TOC的降解率分别达到81.05%和52.16%,臭氧利用率达到50.84%。自由基捕获实验表明,可见光催化臭氧氧化头孢曲松钠的过程中光生空穴(h^(+))和超氧自由基(·O_(2)^(-))起主要作用。5次循环使用实验结果表明,Cu_(2)O/TiO_(2)有较好的可重复利用性。本研究结果表明,对于水体中的头孢曲松钠,可见光催化臭氧氧化是一种很有前途的治理技术。

CeO_(2)/Bi_(2)WO_(6) Z型异质结构建及高效催化降解盐酸四环素

盐酸四环素(TC)作为一种广谱抗生素,广泛应用于临床医学、畜牧业和水产养殖业,致使大量TC废水排放到水生环境中,并通过食物链危害人类健康。光催化作为一种先进的氧化技术,在处理难降解废水方面具有显著优势。本工作在水热法制备Bi2WO6的基础上,以共沉淀法掺杂适量的CeO_(2)合成复合催化剂CeO_(2)/Bi_(2)WO_(6),并对其晶体结构、形貌特征和光吸收性能等进行表征。结果表明,CeO_(2)/Bi_(2)WO_(6)摩尔比、催化剂投加量、TC初始浓度和溶液初始pH值对可见光催化降解TC有显著的影响,其中,CeO_(2)/Bi_(2)WO_(6)异质结的形成能够有效提高光生电子空穴的分离效率,进而增强光催化效率。当CeO_(2)/Bi_(2)WO_(6)的摩尔比为1:3、溶液初始pH为5、TC浓度为8 mg/L、CeO_(2)/Bi_(2)WO_(6)投加量为0.4 g/L时,TC和溶液总有机碳(TOC)的去除率可分别达90.7%和64.3%。根据自由基捕获实验和催化剂的价带、导带位置,提出CeO_(2)/Bi_(2)WO_(6)异质结光催化降解TC的机理。经过6次循环实验,CeO_(2)/Bi_(2)WO_(6)催化剂对TC去除率仍为86.4%。

臭氧氧化双酚A的性能及机理

采用臭氧氧化法在动态条件下降解双酚A,考察了臭氧浓度、水样进水流速、pH、双酚A初始浓度及温度对氧化降解双酚A效果的影响,探究了臭氧氧化双酚A的反应机理。结果表明,臭氧对溶于水中的双酚A具有良好的去除效果,在反应条件(臭氧浓度11.04 mg/L、水样进水流速2 mL/min、原水pH=6.83、双酚A初始浓度10 mg/L、温度40℃)下,去除率达86.12%。增加臭氧浓度或适当升高温度可增加臭氧氧化双酚A去除率。pH和进水流速的提高会降低双酚A去除率。偏酸性条件下,臭氧降解双酚A的效果更好。臭氧氧化双酚A反应活化能较低,属于快速反应。臭氧浓度不变,增加双酚A初始浓度会使其去除率减小。臭氧氧化双酚A以臭氧直接氧化为主,同时也存在羟基自由基间接氧化。

铜氧化物/D851树脂催化臭氧氧化降解双酚A

通过Cu(NO3)2·3H2O对螯合树脂D851进行沉淀改性,采用SEM观察、EDS分析、傅里叶变换红外谱图分析对改性前后螯合树脂进行了表征;研究了改性前后螯合树脂在不同反应体系对双酚A的降解效果及环境因素对CuOx/D851催化臭氧氧化双酚A性能的影响;探讨了改性螯合树脂催化臭氧化降解双酚A的机理。结果表明:Cu(NO3)2·3H2O对螯合树脂D851改性后,螯合树脂的表面形态,铜离子含量都有所改变;通过正交实验得出CuOx/D851树脂催化剂的最佳制备工艺是pH为8、活性组分浓度为337.5 mmol·L-1、负载温度为70℃、反应时间为10 h;单因素法研究表明,在最佳条件臭氧投加量为8.4 mg·L-1、催化剂投加量为0.6 g·L-1、废水进样流量为4 mL·min-1、双酚A初始浓度为10 mg·L-1、初始pH为7,双酚A的降解率可达86.71%;在改性螯合树脂催化臭氧化体系中,改性后螯合树脂主要通过羟基自由基-直接臭氧氧化协同作用极大地提高了对BPA的降解率。