硫化物对黑臭河道底泥反硝化潜势的影响作用研究

通过探究不同浓度硫化物对黑臭河道底泥反硝化过程的影响,同时分析底泥细菌、反硝化菌和硫酸盐还原菌的响应变化,为强化底泥反硝化脱氮提供理论依据与技术支撑.研究结果表明:较低浓度的硫化物(8 mg·L~(-1))对底泥反硝化潜势无明显影响;适宜浓度的硫化物(40和64 mg·L~(-1))对底泥反硝化有明显的促进作用,且浓度越高促进作用越明显;当硫化物浓度升高到96 mg·L~(-1)及以上时,还原态硫对反硝化过程起抑制作用,浓度越高抑制作用越明显.底泥经过一段时间的反硝化培养,细菌多样性以变形菌门、绿弯菌门、拟杆菌门为主;同时,底泥细菌总数明显增加,代谢菌群的nirS丰度比、dsrB丰度比分别为1.42%和0.05%,相较原始底泥(0.15%,0.19%),反硝化细菌增值明显,但硫酸盐还原菌数量有所下降.     

脱硫菌最佳载体的选取研究

以炉渣、活性炭和实验室自制生物陶粒作为吸附载体来固定脱硫菌—硫酸盐还原菌（SRB）,并以吸附载体对脱硫菌的吸附量和吸附后的脱硫能力作为衡量标准来筛选固定化载体,最终可确定生物陶粒为脱硫菌的最佳载体。     

硫酸盐还原菌的微生物防治

 硫酸盐还原菌(SRB)是一类能在厌氧条件下以有机物为电子供体,将硫酸盐还原为硫化物的原核微生物。SRB产生的硫化物具有毒性和腐蚀性,其腐蚀产物硫化铁会堵塞地层,历来为环保和石油工业所关注。杀菌剂虽广泛用于抑制SRB生长;但杀菌剂不但价格高,对人体和环境有毒害作用,而且由于生物膜会降低杀菌效果和SRB会产生抗药性,难以获得满意的效果。目前,提出用微生物方法解决这一问题：(1)用硝酸盐激活硝酸盐还原菌,通过生物竞争抑制硫酸盐还原菌生长繁殖;(2)用硫化物氧化菌,通过生物氧化除去硫化物;(3)用短芽孢菌,通过其分泌物抑制硫酸盐还原菌生长和繁殖;(4)用噬菌体杀死SRB。目前对方法(1)在油田和方法(2)在污水处理方面已做过很多研究和现场试验,对方法(3)和方法(4)也做过一些研究。这些方法都有各自的优点和缺点,本文对相关问题进行了分析。     

产酸脱硫反应器中污泥的驯化培养

本论文主要阐述产酸脱硫反应器中污泥培养驯化的全过程。在一定条件下，硫酸盐还原菌以有机物为碳源作为生长繁殖所需的能源，为有机物分解过程中的最终电子受体被还原成硫离子。硫酸盐还原反应器成功启动的标志，是有效地抑制产甲烷菌成长，培养驯化出活性较高的硫酸盐还原菌。     

金属硫化物矿区环境污染的源头控制与修复技术

金属硫化物矿区尾矿的自然风化可产生大量含重金属和硫酸根离子的酸性矿山废水,造成矿区及下游水体和土壤的严重污染.文中介绍了笔者及其团队的相关研究工作:基于矿山尾矿的化学及微生物氧化机理,开发了缓释杀菌剂以抑制微生物氧化,并制备出以三乙烯四胺二硫代氨基甲酸钠为代表的尾矿钝化剂,隔断尾矿与空气、水和微生物的接触,抑制尾矿的氧化,实现从源头上控制重金属和硫酸根离子的释放;针对矿区重金属和硫酸根离子主要通过水体迁移造成周围环境污染的现状,开发了利用改性玉米秸秆、花生壳、稻草等吸附材料去除重金属和硫酸根离子的技术,并通过硫酸盐还原菌在改性吸附材料上的固定化构建了能同时去除重金属和硫酸根的生化功能材料.此外,还开发了利用经济作物玉米来修复污染土壤的"边生产-边修复"技术,实现了农业生产与土壤修复的同时进行.     

硫酸盐还原菌处理模拟酸性矿井水中重金属离子

为研究可渗透反应床固定化硫酸盐还原菌对酸性矿井水中多种重金属离子的原位修复效果,利用厌氧反应器模拟可渗透反应床,考察了硫酸盐还原菌对重金属的耐受性,及驯化后的硫酸盐还原菌对实验室模拟酸性矿井水中重金属离子的处理效果.结果表明,驯化后的硫酸盐还原菌混合菌群可有效去除酸性矿井水中多种重金属离子,其中Cu2+、Pb2+、Zn2+去除率均可达到90.4%以上,Cd2+的去除率也能达到75.67%以上.     

利用硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水

利用硫酸盐还原菌处理矿山废水的方法没有二次污染,运作费用低,同时还可以回收单质硫或硫化物,已经成为酸性矿山废水处理技术的前沿课题.综述了利用硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水的研究进展,以及国内外学者对碳源、温度、pH值、硫化物等硫酸盐还原影响因素的研究结果.     

硫酸盐还原菌及其在重金属废水治理中的应用

硫酸盐还原菌(SRB)是一类利用硫酸盐或其他厌氧化态硫化物作为电子受体来异化有机物质的厌氧菌。利用硫酸盐还原菌还原硫酸盐的过程中同时可将重金属化学沉淀为难溶金属硫化物而去除。本文对硫酸盐还原法除去重金属的原理、特点、影响因素和研究现状进行了阐述,从而说明该法对于处理重金属废水具有现实意义。     

曝气充氧对一体式A/O反应器好氧段去除硫化物效果的影响研究

含硫污废水经过厌氧处理会产生硫化物,如果以H2S的形式溢出,会与大气中的臭氧发生氧化反应形成酸雨,污染大气环境。为了降低污废水中的硫化物,本文在一体式A/O反应器好氧段进行曝气充氧去除硫化物试验,研究不同曝气量QAIR(1 m3/h、2m3/h、3m3/h)对污水中硫化物去除效果的影响,并考察硫化物的氧化效果。试验结果表明:硫化物去除率随着曝气量的增加而增大,硫化物的氧化效果随着曝气量的增加先增大后减小。在最佳曝气量2m3/h时,硫化物平均去除率为86%,硫酸盐平均生成率为32.7%,单质硫平均生成率为46.8%。     

海水养虾场底泥中产H2S的细菌的特征

从微生物学角度,采用细胞形态学和生理生化分类法,结合部分细菌16SrDNA序列测定结果,分析了近海养虾场底泥中代谢有机硫和无机硫产H2S细菌的数量、种群结构及其分布特征．发现芽孢杆菌属、盐芽孢杆菌属和微杆菌属的菌株是产H2S的优势菌群,其它种群细菌产H2S的作用较小,硫酸盐还原菌的数量最少。     

氧纳米气泡改性活性炭在河道底泥氨氮治理中的应用

氧纳米气泡改性颗粒物被广泛应用于对污染水体的界面增氧.为研究其对底泥-水界面增氧效果和底泥氨氮污染的修复能力,以活性炭作为负载材料制备氧纳米气泡,采用柱芯培养实验研究氧纳米气泡改性活性炭对河道底泥氨氮去除效果.结果表明:氧纳米气泡改性活性炭的加入将沉积物-水界面(sediment-water interface,SWI)的溶解氧(dissolved oxygen,DO)浓度由0.48 mg/L增加至6.10 mg/L,氧化还原电位(oxidation-reducation potential,ORP)由-34 mV增加至19 mV.利用薄膜梯度扩散技术监测实验期间SWI处氨氮和硝态氮的垂直浓度,上覆水中氨氮的浓度由1.65 mg/L降至0.54 mg/L,去除率为67.3％.沉积物中氨氮浓度由2.75 mg/L降至0.73 mg/L,去除率为37.5％.氨氮的释放通量降低了82.0％.氧纳米气泡改性活性炭既通过界面增氧促进硝化反应,降低了水体中氨氮浓度,也作为覆盖层隔绝沉积物中氨氮与上覆水的接触,降低沉积物中氨氮的释放.研究结果可为覆盖技术和曝气技术联合应用于削减河道底泥氮负荷提供基础数据支持.     

含铅锌赤褐铁矿氧化焙烧脱硫性能和机理

针对含铅锌赤褐铁矿中主要以铅、锌、铁等金属硫化物形式存在的杂质硫,在还原焙烧过程中不能被有效脱除而影响铁精矿质量的问题,采用氧化焙烧方式研究含铅锌赤褐铁矿中硫的脱除效果和脱硫机理。通过脱硫率、焙烧前后产物的矿相分析、显微观察鉴定以及拉曼光谱测试等表征方法,研究焙烧温度、焙烧时间对含铅锌赤褐铁矿脱硫效果的影响,探讨含铅锌赤褐铁矿的脱硫机理及金属硫化物的转化过程。研究结果表明：含铅锌赤褐铁矿中硫、铅、锌的质量分数分别为3.34%、1.50%和1.25%,在焙烧温度为600～1 050℃和焙烧时间为5～120 min的条件下,氧化焙烧对脱硫过程有不同程度的影响,且随着氧化焙烧温度的提高和焙烧时间的延长,脱硫效果提高。在焙烧温度为1 050℃、焙烧时间为60 min的条件下,硫质量分数降至0.25%,总脱硫率可达92.51%,对低价硫的脱硫率达98.64%。随着氧化焙烧温度的提高,焙烧产物中逐渐呈现多孔微小固熔体形貌和表面高温釉质层。脱硫过程主要为FeS₂、PbS、ZnS等金属硫化物在高温下发生不同的氧化反应,且铅锌等金属含量无明显变化,说明含硫杂质被氧化为SO_...     

对微污染黄河水处理的试验与研究

在地表水处理中,微污染水是常规净水工艺中较难处理的水质.作者通过研究,在水处理实践中大胆试验,摸索出一个用活性炭去除水中色、嗅、味,用高锰酸钾预氧化去除藻类的工艺运行方案,达到了理想的处理效果.     

硫酸盐还原菌处理模拟酸性矿山废水

针对重金属酸性矿山废水酸度和重金属浓度较高的问题,通过静态批实验,采用游离硫酸盐还原菌(SRB)、 SRB厌氧污泥、固定化SRB球状颗粒等修复材料处理模拟酸性矿山废水重金属离子(Zn~(2+)、 Cd~(2+)),探究3种修复材料的处理效果及机理。结果表明,固定化SRB球状颗粒、 SRB厌氧污泥处理重金属酸性矿山废水的效果好于游离SRB的,对硫酸根、重金属的去除效率较高,聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)包埋法制备的固定化SRB颗粒中的还原铁和生物炭能够提高SRB的活性和SRB对重金属的耐受性,同时包埋法避免SRB与重金属酸性矿山废水的直接接触。     

用于修复污染地表水的黄杆菌固定化工艺

针对污染地表水的特点,从河水底泥中筛选出一株能有效去除CODCr的黄杆菌(Flavobacterium sp.)进行固定化.通过几种固定化工艺的比较,确定了采用改进的PVA-Na·Alg共固定工艺,确定了聚乙烯醇(PVA)10.5%,海藻酸钠(Na·Alg)0.5%,活性炭3%及微量生长素的凝胶剂组成.运行78 h的测试结果表明,固定化颗粒对污染地表水中CODCr的去除率为86.27%,明显高于游离菌对CODCr的去除率59.65%.     

不同载体生物膜法对黑臭水体氨氮的去除比较

为了解决微生物菌剂法在治理黑臭水体氨氮时存在着菌剂流失和二次污染等问题,选取典型的有机填料聚丙烯纤维和无机填料沸石作为载体,比较了两种载体负载微生物性能及去除模拟废水氨氮的效果,并在此基础上对实际黑臭水体开展了氨氮去除的中试研究。结果表明:当两者投加量均为12 g/L时,聚丙烯纤维作为微生物载体的氨氮去除效果显著优于粒径为1 mm的沸石;经过60 h处理后,在未添加底泥的实际黑臭湖水中两者氨氮去除率分别为94.7%和88.3%;经过84 h处理后,在添加底泥的黑臭湖水中两者氨氮去除率也分别达89.7%和50.5%;通过环境扫描电子显微镜(ESEM)观察填料表面可知,载菌聚丙烯纤维上固定的生物量显著多于粒径为1 mm的载菌沸石。     

胶州湾李村河口区沉积物酸可挥发硫化物的环境响应

酸可挥发硫化物(AVS)是沉积物中的单硫化二价金属部分,是研究碳循环与硫循环的重要介质.从AVS的控制因素入手,对青岛市胶州湾李村河口区4个沉积柱状样中的AVS和有机质与活性铁含量进行了科学检测,探讨了其环境响应特征.结果表明,该区沉积物中的AVS含量较高(198.41 μmol/g),与一些热带港湾的富硫酸盐含量接近,这与该区的高有机质、高沉积速率和高活性铁含量相关.沉积环境是控制AVS含量的内因,不同的沉积环境能够导致AVS生成的制约因素发生变化,近河口区的AVS生成受到活性铁含量的制约,而远离河口区则受到有机质含量的制约,其制约能力从高到低的排列顺序为有机质含量与来源、活性铁含量、氧化还原电位、沉积速率、硫酸盐含量.另外,由于近河口处的高AVS含量及活性铁的控制,导致AVS成为重金属的主要附存方式,这将为重金属的再循环(毒性)研究提供重要的参考依据.     

菌藻联合处理对不同底质刺参养殖池塘的改良

采用正交实验设计方案,在铺有泥沙质底池塘底泥的水槽中养殖刺参,通过检测对养殖水体中氨氮、亚硝酸盐、硫化物及底泥硫化物的降低率,最终确定菌藻联合处理系统中各成分的最优初始添加量分别为:小球藻1.0×10~7细胞/L,微拟球藻1.5×10~7细胞/L,光合细菌1.5×10~7CFU/L和芽孢杆菌1.0×10`7CFU/L.将该最优配比菌藻联合处理系统分别施加到铺有泥沙质底、砂质底和泥质底底泥的水槽中,在为期80 d的刺参养殖过程中,观测其对水质和底质的修复和改善效果.结果发现,该菌藻联合处理系统能显著降低水中硫化物、氨氮、亚硝酸盐的含量和底泥硫化物含量,显著提高底泥氧化还原电位,同时有效降低底泥中总氮、总磷和有机碳的含量,对有害细菌的生长也有较好的抑制作用.结果表明,菌藻联合处理联合处理系统改良效果显著,对泥质底底泥的改良效果最优.     

活性炭载体固定化微生物处理苯酚废水研究

利用活性炭作为载体吸附固定微生物去除水中苯酚,分析活性炭固定化微生物吸附降解苯酚的作用效果.研究表明活性炭固定化微生物对苯酚吸附降解能力比活性炭单独吸附提高了约30%,其吸附降解动力学符合准一级动力学模型.     

胶州湾李村河口区沉积物酸可挥发硫化物的环境响应

酸可挥发硫化物（AVS）是沉积物中的单硫化二价金属部分，是研究碳循环与硫循环的重要介质。从AVS的控制因素入手，对青岛市胶州湾李村河口区4个沉积柱状样中的AVS和有机质与活性铁含量进行了科学检测，探讨了其环境响应特征。结果表明，该区沉积物中的AVS含量较高（198．41μmol／g），与一些热带港湾的富硫酸盐含量接近，这与该区的高有机质、高沉积速率和高活性铁含量相关。沉积环境是控制AVS含量的内因，不同的沉积环境能够导致AVS生成的制约因素发生变化，近河口区的AVS生成受到活性铁含量的制约，而远离河口区则受到有机质含量的制约，其制约能力从高到低的排列顺序为有机质含量与来源、活性铁含量、氧化还原电位、沉积速率、硫酸盐含量。另外，由于近河口处的高AVS含量及活性铁的控制，导致AVS成为重金属的主要附存方式，这将为重金属的再循环（毒性）研究提供重要的参考依据。