东江源头典型山区小流域农业面源污染解析——以定南县东江流域为例

对东江源头典型山区小流域农业面源污染现状进行调查分析,解析该流域农业面源污染源、污染负荷量和污染负荷强度,以期为保障粤港澳大湾区水源安全,促进流域精准治污提供参考依据。从县域乡镇尺度上对定南县东江流域内的人居生活、农业种植、畜禽养殖和水产养殖等污染类型进行分类调查,采用输出系数法和等标污染负荷法对污染负荷量与污染负荷强度进行估算,应用聚类分析法和ArcGIS分析污染物空间分布,发现定南县东江流域农业面源主要污染物为TN、NH_(4)^(+)-N,主要来自人居生活和农业种植,污染源集中在历市镇和鹅公镇。加强居民水环境保护意识,加快配套污水管网建设,强化污水设备运行管理,合理施用氮肥和磷肥,对促进东江源头山区流域农业面源污染持续减排具有重要意义。

酸性矿山废水治理技术研究进展

酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)酸性强,富含重金属离子和硫酸盐,若处理不当将严重危害土壤环境和人体健康,是矿山环境修复工作中亟需解决的问题。首先介绍了AMD的来源与危害;然后概述了AMD源头控制技术和末端治理技术的研究现状,总结并比较了覆盖法、中和法、表面钝化法、杀菌法等源头控制技术与离子交换法、膜分离法、吸附法、中和沉淀法、微生物法、人工湿地法等末端治理技术的优缺点,并就成本高、易造成二次污染等问题提出了今后的重点研究方向应兼顾经济效益和环境效益,综合源头控制技术与末端治理技术的优点,以更好地进行AMD治理;最后从新型处理技术研发、治理理念转变、“废物”资源化利用3个角度展望了AMD治理技术的发展趋势,旨在为AMD治理技术应用于工程实践探索新途径。

低强度超声波对高负荷厌氧氨氧化EGSB反应器运行性能的影响

研究了低强度超声波对厌氧氨氧化EGSB反应器处理无机高氨氮废水的影响,考察了超声波处理对反应器脱氮性能、厌氧氨氧化颗粒污泥特征、胞外聚合物以及微生物菌群的变化情况。结果表明,低强度超声波可提高厌氧氨氧化反应器脱氮效能,在进水氮负荷为6.03kg N/(m^(3)·d)时,总氮去除率提高了11.40%,抵抗氮负荷冲击能力也得到了增强。周期性超声波辐照后,颗粒污泥粒径维持在1.0~1.5mm,有利于改善传质效率,提升厌氧氨氧化颗粒污泥活性和减少颗粒漂浮。污泥EPS总量有显著增加,其中紧密结合型胞外聚合物(TB-EPS)增加较为明显,有助于维持颗粒污泥的结构稳定性。污泥表面官能团种类不变,但羟基、羧基、氨基等基团有所增多。颗粒污泥的比厌氧氨氧化活性提高了33.2%,通过简化的Gompertz方程模型发现超声组的厌氧氨氧化菌生长速率(0.0127d^(-1))高于对照组(0.0107d^(-1))。高通量测序显示,超声波促进了厌氧氨氧化菌及其共生菌,其中Candidatus Brocadia提升了22.03%。同时严重抑制了部分反硝化细菌,使厌氧氨氧化菌的底物和生存空间更加充足。

基于APCS-MLR受体模型的弹药销毁场土壤重金属源解析

为了掌握弹药销毁场重金属污染状况与来源,以山西某典型弹药销毁场为例,对该销毁场39个表层土壤重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb、Pb)的污染状况、分布特征与污染来源进行评价与分析.结果表明,弹壳堆放区表层土壤重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb、Pb的平均含量分别为45.57、23.43、325.54、265.43、9.53、0.42、304.17、13174.29 mg·kg^(-1),其余区域表层土壤重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb、Pb的平均含量分别为102.09、26.75、1137.18、3007.13、7.71、0.95、70.65、2894.97 mg·kg^(-1),均高于山西省背景值.污染指数评价结果表明,Pb、Zn、Cu、Sb和Cd的累积程度较高.研究区土壤重金属生态危害指数为2653.35,达到极高生态风险水平.绝对主成分得分-多元线性回归模型(APCS-MLR)表明,Ni、Cd、Zn、Cr和Cu的来源主要为混合源,贡献率为72.94%,Pb和Sb的主要来源是销毁源,贡献率为53.99%,自然源对As贡献率最大,为44.63%.

玉米秸秆生物炭负载羟基磷灰石对稀土钇的吸附特性研究

钇作为高丰度稀土元素,广泛应用于各领域。在离子型稀土开采过程中,稀土母液会扩散至矿区周边水体,造成稀土资源浪费。为找寻高效吸附稀土钇的材料,本研究选用玉米秸秆烧制生物炭(BC),并负载羟基磷灰石制备生物炭复合材料(HAP@BC)。利用SEM、XRD和FTIR对HAP@BC进行表征,单因素吸附实验考察初始Y^(3+)浓度、生物炭投加量、pH、转速及吸附温度等因素对吸附性能的影响,吸附等温线分析其吸附特性,解吸实验考察其循环利用性能。结果表明,相比BC,HAP@BC的吸附量提升了3倍,pH为4.0时有最大吸附量为333.83 mg/g。吸附过程符合Langmuir单分子层吸附模型,且HAP@BC具有良好的循环利用性能,是一种潜在的Y^(3+)高效吸附剂。

碳纳米管改性复合膜的研究及水处理应用进展

碳纳米管(CNTs)具有易于表面功能化、比表面积大以及良好的机械性能等优点,将其掺入到复合膜能提高通量、截留率以及抗污染能力。综述了碳纳米管用于复合膜改性的优势、研究进展以及碳纳米管-复合膜在水处理中的应用,为进一步提高碳纳米管改性复合膜的研究提供了理论依据和建议。

MBR技术在垃圾渗滤液处理中的应用

通过对垃圾渗滤液的来源及水质特征进行分析,对比近年来国内外垃圾渗滤液的处理工艺技术,并详细介绍了包括厌氧膜生物反应器(AnMBR)技术、厌氧生物处理+MBR技术、物化处理+MBR技术以及MBR与NF/RO膜的耦合等以MBR技术为核心的组合工艺在垃圾渗滤液中的应用,最后分析了MBR技术在垃圾渗滤液处理的发展趋势。

CoFe_(2)O_(4)-沸石复合催化剂的制备与优化

采用溶剂热法制备CoFe_(2)O_(4)-沸石复合材料,通过构建高分散的小纳米粒径CoFe_(2)O_(4)-沸石复合催化剂以提升其催化性能,并优化其合成条件。为测试该催化剂的催化性能,以铬黑T(EBT)为目标污染物,分析CoFe_(2)O_(4)及CoFe_(2)O_(4)-沸石复合材料活化过一硫酸盐(PMS)的效果。结合材料表征手段分析合成的催化剂的物象组成和微观形貌结构。实验结果表明:50 mL乙二醇和0.03 mol乙酸钠的条件下制备所得CoFe_(2)O_(4)粒径尺寸最小,为10.647 nm,晶粒纯度高,且0.2 g/LCoFe_(2)O_(4)和0.15 g/L PMS在30 min内对200 mg/L EBT的去除率达到73.95%。CoFe_(2)O_(4)纳米颗粒能较好地分散负载在沸石表面,形成复合催化剂,其中0.2 g/L CoFe_(2)O_(4)∶沸石-1∶1复合催化剂和0.15 g/L PMS在30 min内对200 mg/L EBT的去除率达到89.75%,降解效果较好,且该催化剂能通过外部磁铁磁选回收。此外,催化体系对EBT的降解由自由基和非自由基途径共同决定。

污泥厌氧发酵产酸技术研究进展

阐述了污泥厌氧发酵产酸的机理;归纳了污泥厌氧发酵产酸的影响因素:C/N、温度、pH、污泥停留时间、污染物等,并指明控制污泥厌氧发酵体系C/N比为20~30,温度为25~40℃,pH为10,污泥停留时间为5~10 d以及合适的污染物浓度有利于SCFAs积累;综述了共发酵和联合预处理这两种污泥厌氧发酵产酸技术的最新研究进展,两种产酸技术均可显著提高SCFAs产量;最后提出了当前研究存在的不足,并对未来的研究方向做出了展望,旨在为污泥处理与处置、厌氧消化实现资源最大化提供参考。

具有PDA-UiO-66中间层耐溶剂复合纳滤膜的制备及性能

将多巴胺和Ui O-66纳米颗粒共沉积在经1,6-己二胺交联的聚醚酰亚胺(PEI)基膜上构建了纳米复合中间层(PDA-UiO-66),并在中间层上进行界面聚合反应制备了耐溶剂复合纳滤膜(TFN-U)。通过FTIR、XRD、SEM、AFM、水接触角测量仪对膜结构进行了表征和测试,探究了Ui O-66质量浓度对TFN-U膜耐溶剂性、耐污染性以及运行稳定性的影响。结果表明,PDA-Ui O-66纳米复合中间层的引入能提高TFN-U膜的渗透通量,当Ui O-66纳米颗粒质量浓度为0.2 g/L时,TFN-U2膜水通量为63.83 L/(m^(2)·h),甲醇通量为28.50L/(m^(2)·h),对刚果红水溶液和刚果红甲醇溶液的截留率为98.2%和93.2%,经无水乙醇、丙酮、乙酸乙酯、正己烷及N,N-二甲基甲酰胺(DMF)浸泡48h后,其对刚果红的截留率均>94%,通量恢复率达到78.1%,在连续24 h过滤刚果红甲醇溶液后,该膜的甲醇通量为14.13L/(m^(2)·h),截留率为98.3%,表明TFN-U2膜具有良好的耐溶剂性、耐污染性以及一定的运行稳定性。

低强度超声波提升厌氧污泥对重金属Cu(Ⅱ)极限浓度调控效果

以污泥基质降解速率(vCOD)、胞外聚合物(EPS)和酶活性(DHA)等变化为评价指标,探究了不同进水Cu(Ⅱ)浓度下低强度超声波提高厌氧污泥对重金属Cu(Ⅱ)耐受性影响的效应。结果表明,低强度超声波能够提高污泥微生物对Cu(Ⅱ)的耐受性。随着进水Cu(Ⅱ)浓度升高,超声组与对照组vCOD均下降,但超声组vCOD下降幅度更缓。超声组和对照组进水Cu(Ⅱ)浓度与污泥基质降解速率抑制百分比之间的关系拟合得到IC_(50)分别为94.62 mg/L和88.85 mg/L,表明低强度超声波能够提高厌氧污泥对Cu(Ⅱ)的抑制阈值。进水Cu(Ⅱ)浓度为1 mg/L时,超声组与对照组EPS含量略有提高,而后随着Cu(Ⅱ)浓度升高而逐渐降低,但超声组比对照组EPS含量更高,可能是低强度超声波通过促进污泥分泌更多的EPS降低了Cu(Ⅱ)的生物毒性。此外,超声组的DHA活性比对照组提高了3.95%~36.31%。因此,通过低强度超声波可以提高厌氧污泥对重金属Cu(Ⅱ)的耐受性,从而维持污水厌氧生物处理的稳定运行。

电沉积法从硫氰酸盐浸金液回收金的试验研究

针对硫氰酸盐浸金液金回收效率低且成本高等问题,利用电沉积法从硫氰酸铵浸金液中回收金。采用单因素法研究了阳极材料、阴极材料、极间距、槽电压、溶液pH值和温度对金沉积率的影响,结果表明:以石墨棒作阳极、自制电极作阴极,在极间距为10 mm、槽电压为4 V、溶液pH=12和温度为35℃的条件下,电解2 h,金沉积率达到98.95%。采用响应面法研究了槽电压、溶液pH值与溶液温度之间的交互作用及其对金沉积率的影响,结果表明:各因素对金沉积率的影响程度依次为槽电压>溶液pH值>溶液温度,并建立了电沉积金响应面回归模型。在槽电压为4.10 V、溶液pH=12.40和温度为39.58℃的最佳条件下,模型预测值为99.06%,试验平均值为99.04%,二者结果非常接近,证明该模型能够对金沉积率进行准确的分析预测。本研究进一步完善了硫氰酸盐提金工艺理论体系。

某弹药销毁场土壤锑污染及潜在健康风险评估

目的 探究某弹药销毁场锑(Sb)的污染状况及潜在风险。方法 于2020年7月对某弹药销毁场设置7个采样点,共采集表层土壤样品33件,检测Sb含量;采用多种污染指数法评价污染程度,采用顺序提取法和体外胃肠模拟法探究Sb的形态和生物可给性,并在此基础上进行人体健康风险评估。结果 研究区土壤Sb含量范围为2.06~345.43 mg/kg,Sb主要以残渣态(3.47~322.61 mg/kg)形式存在,其次分别为铁锰氧化物结合态(0.06~12.8 mg/kg)、有机硫化物结合态(0~4.82 mg/kg)、可交换态(0.01~5.54 mg/kg)和碳酸盐结合态(0~4.61 mg/kg);Sb的生物可给性较低(3.31%~11.86%),按照Sb总量计算的健康风险高于按照生物可给性计算的健康风险,儿童的非致癌风险显著高于成人。结论 研究区2号场、污水站周边、1号场以及废水池周边土壤Sb污染水平较高,可进行重点防控;基于生物可给性计算的健康风险更科学。

聚醚酰亚胺耐溶剂超滤膜的制备及性能研究

采用浸没沉淀相转化法制备聚醚酰亚胺(PEI)平板超滤膜,考察了铸膜液中聚合物PEI浓度、添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)浓度对膜结构和性能的影响。为提高超滤膜的耐溶剂性能,采用己二胺(HDA)进行化学交联,并研究了不同交联时间下膜性能的差异。结果表明:在不降低膜分离性能的情况下,交联后的膜渗透通量得到了有效提高,在0.1 MPa运行压力下纯水通量由667.1 L/(m^(2)·h)提高到1126.1 L/(m^(2)·h),而对1.0 g/L牛血清白蛋白(BSA)溶液的截留率保持在97%以上。膜溶剂吸附实验发现,在6种不同溶剂中浸泡48 h后,未交联膜在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中已完全溶解,而交联膜仍保持着良好的膜形态,吸附量为0.86 g/g,在乙醇、异丙醇、正己烷、1 mol/L HCl溶液中的吸附量均小于未交联膜,在1 mol/L NaOH溶液中反而增加,说明制备得到的交联膜具有良好的耐溶剂性能和耐强酸性能,耐强碱性能反而变差。

HKUST-1掺杂聚醚酰亚胺混合基质膜的制备及性能

为改善超滤膜结构和性能,将金属有机框架HKUST-1掺杂于聚醚酰亚胺(PEI)铸膜液中,制备了HKUST-1/PEI混合基质膜。通过FTIR、SEM、AFM和视频水接触角测定仪对其结构、形貌以及表面浸润性能进行了表征。结果表明,HKUST-1纳米粒子掺杂质量分数为0.05%的混合基质膜具有较好的性能,在0.1 MPa运行压力下,其纯水通量能够达到1304 L/(m^(2)·h),对质量浓度为1.0 g/L牛血清白蛋白(BSA)的截留率在97%以上。在酸性(pH=2)、碱性(pH=12)溶液中浸泡24 h后,其对BSA的截留率仅下降约2%(纯水通量基本保持不变),在80℃高温下的纯水通量达到1587 L/(m^(2)·h)且BSA截留率>95%,通量恢复率达到92%,表明混合基质膜具有良好的耐酸碱性能、较强的耐高温性能及优异的抗污性能。

UV降解氟喹诺酮类抗生素的动力学及毒性分析

紫外线(UV)光降解在UV消毒及基于UV的高级氧化技术中,对污染物的降解起重要作用。试验选定了环丙沙星、氧氟沙星、恩诺沙星、洛美沙星、诺氟沙星5种氟喹诺酮类抗生素(FQs),探究了UV降解5种选定FQs的基础动力学参数及其降解过程中的毒性变化。结果表明,所选FQs的直接光降解均符合伪一级动力学,溶液pH的变化会引起FQs的解离,FQs各解离态摩尔吸光系数值的范围为0.24×10^(-3)~19.02×10^(-3)L/(mol·cm^(2)),光降解速率常数值的范围为0.02×10~0.41×10cm^(2)/mJ,光量子产率的范围为0.35×10~75.91×10,不同解离态的光降解动力学参数大小关系均为分子态>阴离子态>阳离子态。4种常见无机阴离子(氯离子、硫酸根、硝酸根、碳酸氢根)对选定FQs的降解具有不同程度的促进或抑制作用。温度的升高对降解具有微弱的促进作用,目标FQs的表观活化能范围为13.26~23.14 kJ/mol。直接UV光降解在一定剂量的条件下有减弱溶液急性毒性的潜能,但常规饮用水UV的消毒剂量(40 mJ/cm^(2))对FQs降解过程中急性毒性的变化影响较小。

构建金属有机框架修饰复合膜的研究进展

金属有机框架(MOF)由金属离子和有机配位支撑体连接形成,具有稳定的孔结构、大的比表面积和非凡的吸附能力。目前基于MOF材料构建的复合膜因其具有优异的膜性能在分离应用中受到了广泛的关注。综述了基于MOF材料构建复合膜的最新研究进展。首先介绍了将MOF材料用于膜分离技术的关键特性;其次对MOF材料作为分离层、修饰分离层、沉积于基膜中以及作为中间层在复合膜的应用进行了分析和总结;最后对采用MOF材料构建复合膜的发展趋势进行了展望。

复合纳滤膜结构优化研究进展

薄层复合纳滤膜因具有成本低、分离效果良好等特点被广泛关注,现如今对于复合纳滤膜的研究主要侧重于对其性能的改性及优化,如表面接枝、构建中间层、共混基质等。但由于在复杂的水处理环境中复合纳滤膜应用效果并不理想,因此在制备复合纳滤膜时,不仅要提高其膜通量和截留率,还应注重其机械强度、抗腐蚀性能以及抗污染能力的优化和改进。分别从基膜优化、中间层构建以及分离层优化3个角度来总结分析近些年国内外专家学者对复合纳滤膜的研究成果,从而为复合纳滤膜在实际工程中的应用提供一些参考。

共价有机框架(COF)对重金属离子吸附去除研究进展

由重金属离子引起的水污染是一个全球性的问题,在各种现有去除水中重金属离子的方法中,吸附法由于其工艺简单、效率高等特点,在废水处理领域得到广泛的应用。共价有机框架(COF)是一种新型的结晶多孔聚合物,良好的结构和物理化学性能使其成为水处理领域较为前沿的吸附材料之一,在去除重金属离子领域展现出巨大的潜力。本综述全面介绍了COF材料去除水中重金属离子的研究进展及吸附机理,总结和展望了COF材料面临的机遇和挑战,为设计和制造用于重金属离子去除的COF材料提供一些启发性的信息。

不同絮凝剂对黑臭底泥沉降及脱水性能的影响

为解决黑臭水体疏浚底泥沉降性能差、含水率高、后续运送与处理处置不便的问题,采用7种絮凝剂(FeCl_(3)·6H_(2)O、Fe_(2)(SO_(4))_(3)·9H_(2)O等)对黑臭底泥进行预处理,通过测定污泥沉降比、含水率、污泥比阻、分形维数等,研究不同絮凝剂对黑臭底泥脱水性能和沉降性能的影响。结果表明:所选絮凝剂均存在最优投加剂量,在最优剂量下都能显著降低黑臭底泥的污泥沉降比和底泥含水率,提高底泥脱水性能。其中聚丙烯酰胺的最优投加剂量最小,投加量为0.1%(与底泥干重的质量比)时,黑臭底泥的污泥沉降比小于检测限,脱水率94%,污泥比阻从6.47×10^(12)m/kg降到2.58×10^(12)m/kg,絮凝体结构较为紧密,分形维数大于2.5,絮凝效果最优。因此,聚丙烯酰胺是理想的黑臭水体疏浚底泥的预处理药剂,有良好的应用前景。