脱氮硫杆菌利用FeS自养反硝化过程研究

以硫化亚铁(FeS)为电子供体的自养反硝化反应对水体中硝酸盐的去除有重要贡献．以菌株Thiobacillus (T.) denitrificansATCC 25259为对象,首次研究了脱氮硫杆菌以FeS为底物的自养反硝化过程．结果表明,以FeS作为唯一电子供体时,T. denitrificans可以将NO-3-N(30 mg·L-1)彻底还原为N2．同时,FeS中的硫元素经自养反硝化过程转化为SO2-4,而铁元素与培养基中PO3-4反应生成沉淀物Fe3(PO4)2·8H2O．通过对相关数据拟合发现自养反硝化过程遵循零级反应动力学(R2>0.93),随着FeS加入量的增大,NO-3和NO-2的还原速率均增大,但NO-3的还原速率增大更多,使中间产物NO-2的累积量增大．     

羟胺促进柠檬酸-Fe~(2+)活化过碳酸钠降解三氯乙烯

研究了柠檬酸(CA)螯合Fe~(2+)活化过碳酸盐体系中投加盐酸羟胺(HAH)对三氯乙烯(TCE)的去除效果。结果发现,HAH能有效将Fe3+还原为Fe~(2+),强化TCE的去除效果。当TCE初始浓度为0.15mmol/L时,nSPC∶nFe~(2+)∶nTCE=5∶3∶1时,在CA浓度为0.5mmol/L条件下,HAH最佳投加浓度为1.5mmol/L,此时TCE去除率为99.6%。·OH对TCE降解的贡献度为79.2%,O-2·的贡献度为21.9%。HAH可减轻HCO-3对TCE降解的抑制效应,中间产物为甲酸、NO-2和NO-3。HAH利于SPC/Fe~(2+)/CA体系降解TCE,该结果可为实际TCE污染地下水修复提供技术支撑。     

铁碳微电解耦合苦草原位处理河道黑臭污水的研究

采用铁碳微电解耦合苦草原位处理河道黑臭污水技术,开展模拟实验,考察了铁碳组、苦草组及铁碳耦合苦草组对黑臭水体的净化效果,讨论了水质净化机理.结果表明,处理20 d,耦合组对COD、NH₄+-N、TN和TP的去除率分别为94.2%、85.7%、82.9%和96.1%,水质指标分别稳定在13.68±1.81、1.41±0.75、5.02±0.86、0.21±0.05 mg/L; 溶解氧(DO)和氧化还原电位(ORP)快速提升,分别由0.68 mg/L、-126.37 mV升高并稳定至(6.35±0.22) mg/L和(235.42±3.41) mV.耦合组对黑臭水的净化效果显著优于单一的苦草、铁碳填料组.耦合组的微生物多样性和丰度也有了明显改善,与降解有机物、脱氮除磷等过程相关的微生物群落相对丰度呈增加趋势,优势菌门有Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria、Firmicutes,优势菌属为Sediminibacterium、Candidatus Nitrotoga、Pseudomonas.耦合组处理过程以铁碳微电解氧化还原降解COD、产生质子[H]和Fe2+ 为自养反硝化提供电子、Fe2+氧化后的Fe3+生成FePO₄沉淀等作用以及根际微生物和陶粒生物膜降解有机物和硝化反硝化作用为主,辅以苦草吸收氮磷,苦草光合产氧、根际泌氧作用及分泌物促进微生物硝化反硝化,通过协同作用净化水质.该研究为采用铁碳微电解耦合沉水植物快速净化河道黑臭水体提供了依据.     

亚铁离子对厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响

研究通过投加厌氧氨氧化污泥,待反应器稳定运行后考察不同浓度Fe2+对厌氧氨氧化污泥活性的影响.实验结果表明:经过210 d的连续培养,发现Fe2+可以促进厌氧氨氧化菌的细胞合成并且增加其基质代谢,当溶液中Fe2+浓度为0.085 mmol/L(4.76 mg/L)时,氨氮转化率维持在90%以上;添加Fe2+可以增加厌氧氨氧化菌亚铁血红素含量.此时样品中亚铁血红素C含量达到0.143μmol/mg,是同期对照反应器的2.04倍.通过SEM电镜发现当Fe2+浓度为0.085 mmol/L时,厌氧氨氧化菌群结构与形态趋于稳定.     

催化光度法同时测定肉制品中亚硝酸根和硝酸根

依据NO-2能催化溶解氧氧化Fe2 为Fe3 ,利用生成硫氰酸铁而间接测定NO-2;再用锌粉还原NO-3为NO-2,由测得的NO-2总昨而计算出NO-3含量,建立了同时测定肉制品中亚硝酸根和硝酸根的催化光度法.线性范围为1.5～5.0μgNO-2/25mL.NO-3的还原率为99.2%,测定结果的相对标准偏差小于2.1%,平均加标回收率为99.1%～101.9%.摩尔吸收系数7.66×104L·mol-1·cm-1.     

三株以亚硝酸氮为氮源的异养硝化菌的分离与分子生物学鉴定

从天津北运河沉积物中分离得到3株以亚硝酸氮(NO-2-N)为氮源的异养硝化菌HN4、HN5和HN6.对3菌株降解NO-2-N与总有机碳(TOC)能力进行了研究.结果表明,3菌株富集培养期内降解NO-2-N与TOC效率均在60%以上,富集培养期间NO-2-N含量变化和TOC含量变化高度相关,3株异养硝化菌能在进行脱氮作用的同时利用有机碳.以细菌16S rDNA序列和真菌ITS序列进行分子生物学鉴定,初步认定HN4为Shigella,HN5和HN6为Candida palmioleophila.     

NaCl对反硝化脱硫工艺运行效果的影响

采用UASB反应器研究当NaCl质量浓度为2~35 g/L时对反硝化脱硫工艺以及微生物群落结构的影响。结果表明:NaCl从2 g/L增加至35 g/L的过程中,提高S∶C∶N至1∶3∶1可以保持高的单质硫产率;反应器内异养反硝化菌属所占比例随NaCl质量浓度的增加而减小,而自养反硝化菌属所占比例却随之增加;NaCl存在时,有机物的增加能够影响亚硝酸盐还原速率,从而使硫化物氧化停留在单质硫阶段,且高质量浓度NaCl条件下兼性自养反硝化微生物能同时参与硫化物的氧化、硝酸盐的反硝化和有机物的降解,使反硝化脱硫工艺维持较好的处理效果。     

光Fenton体系氧化降解水中孔雀石绿的研究

进行了光Fenton体系催化氧化降解染料孔雀石绿(MG)水溶液的研究,考察了光、pH值、Fe2+和H2O2投加量等因素以及阴离子的存在对MG降解率的影响。结果表明,室温（20 OC）下,pH=3.5±0.1、[Fe2+]0=0.25mmol/L、[H2O2]0=0.5mmol/L的条件下,经氙灯（λ > 290 nm）照射30 min后,MG水溶液（15 mg/L）的降解率达到95%以上。Cl-的存在对MG在光Fenton体系中的降解有阻碍作用,SO42-的存在对反应基本没影响,而NO3-促进了MG的氧化降解速率。     

氢自养反硝化细菌SY6的反硝化特性研究

从水库底泥中分离出1株氢自养反硝化细菌SY6.以氢自养反硝化菌株SY6作为研究对象,分析了氢气作为电子供体时,氢自养反硝化细菌SY6生物脱氮途径及生长增殖规律,考察了不同环境因子对菌株SY6生物脱氮性能的影响.结果表明,30℃时菌株反硝化效率最高,此时NO-3的去除率达到100%;在p H值为6—7的中性偏酸环境,菌株反硝化效果最好,NO-3的去除率为100%.不同的C/N对反硝化效果的影响很小,以Na HCO3作为碳源反硝化效果优于以CO2作为碳源.     

Fe~(2+)和Fe~0催化双氧水氧化处理H酸结晶废母液效能的比较

采用Fenton和Fe0-类Fenton氧化反应处理含H酸结晶废母液,基于氧化还原电位(ORP)与铁离子浓度变化规律,对两种体系最佳反应条件下的处理效能进行分析.研究表明:Fenton体系在H2O2投加量为140mmol/L,n(H2O2)∶n(Fe2+)为15∶1,初始pH值为2.0时取得最佳处理效果,此时,化学需氧量(COD)降低率可达79%,总有机碳(TOC)降低率可达50%;而Fe0-类Fenton体系则在H2O2投加量为140mmol/L,Fe0投加量为0.50g/L,溶液初始pH值为1.6时取得最佳处理效果,此时,溶液COD降低率可达73%,TOC降低率可达47%.研究结果表明,以Fe2+作为催化剂处理H酸结晶废母液要比Fe0的处理效果稍好,且氧化剂H2O2的利用效率更高.     

石墨烯介导铁还原菌耦合针铁矿体系降解四氯化碳

研究了氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(rGO)及双氧水改性还原氧化石墨烯(rGO(H₂O₂))3种石墨烯介导铁还原菌耦合针铁矿体系的铁还原过程以及该体系强化降解四氯化碳的机理。结果表明：不同石墨烯均能有效促进铁还原菌还原针铁矿和铁还原菌耦合针铁矿体系对四氯化碳的降解,其中rGO的促进作用最为显著,其机理主要与石墨烯表面的醌类等基团具有更强的电子传递能力、吸附态Fe(Ⅱ)浓度高及能生成还原能力强的次生铁矿蓝铁矿等因素有关。     

一株3,5,6-三氯-2-吡啶酚降解菌Delftia sp. DFT的分离鉴定及降解途径研究

微生物降解是消除农药残留物3,5,6-三氯-2-吡啶酚(TCP)的有效方法,但其降解机制并不清楚。为探究TCP完整的代谢途径和降解机制。采用富集分离法从农田土壤中分离了一株TCP降解细菌,并分别通过高效液相色谱和液相色谱-质谱(LC-MS)技术检测了菌株的降解性能,并鉴定了其代谢产物。该菌株为Delftia sp. DFT菌,它能在48 h内对50 mg/L的TCP降解率达34.28%,同时也能降解3,5-二氯-2-吡啶醇、6-氯-2-吡啶醇和2-羟基吡啶等其他氯代吡啶类化合物。在降解TCP过程中,共鉴定了12种不同的TCP代谢产物。初步推测水解-氧化脱氯途径、还原脱氯途径、反硝化及烷基化途径可能共同参与了菌株DFT对TCP的降解。据文献调研,这是首次在Delftia sp.菌中发现有四种可能的TCP代谢途径的报道,这为纯培养物中的TCP降解机制研究提供了参考信息。     

反硝化聚磷菌的驯化及脱氮除磷性能研究

目的研究反硝化聚磷菌的富集及菌株反硝化除磷特性,丰富反硝化聚磷菌的菌种,为今后反硝化脱氮除磷技术的实际应用提供参考.方法利用活性污泥为基质快速富集以NO_3~-作为电子受体的反硝化聚磷菌,并用专性培养基于稳定运行的A~2SBR反应器中分离得到2株高效反硝化聚磷菌N4. 3和N4. 1,对两株菌的反硝化除磷效能进行研究.结果在两阶段驯化条件下,共历时36天反硝化聚磷菌富集成功,反硝化除磷系统出水COD、TP和NO_3~--N的质量浓度分别为24. 52 mg/L、0. 37mg/L和2. 64 mg/L; N4. 3和N4. 1均具有PHB及异染颗粒,且革兰氏染色均呈阳性; N4. 3和N4. 1硝态氮去除率分别为95. 83%、96. 30%,总磷去除率分别为88. 34%、91. 42%.结论 A~2SBR系统中反硝化聚磷菌富集效果较好,并且分离出两株具有较高的反硝化吸磷能力的菌株.     

不同碳源作用下厌氧氨氧化耦合多菌系统脱氮效能

为探究不同碳源对厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌耦合好氧氨氧化菌(AOB)以及ANAMMOX菌耦合短程反硝化菌脱氮性能的影响,在进水NH_4~+-N与NO_2~--N质量浓度比为1.0∶0.6和KHCO3质量浓度为1.25～2.50 g/L的条件下运行系列ANAMMOX耦合AOB血清瓶。研究结果表明:当KHCO_3质量浓度分别为2.00 g/L和2.50 g/L时NH_4~+-N去除率为100%,可积累NO_2~--N质量浓度达12.0 mg/L以上。在进水质量浓度ρ(NH_4~+-N)/ρ(NO_3~--N)为1∶1的条件下运行ANAMMOX耦合短程反硝化序批式反应器(ASBR),第80 min时NH_4~+-N去除率为100%;当进水质量浓度ρ(NH_4~+-N)/ρ(NO_3~--N)为1∶2,COD质量浓度为405.1 mg/L时,最高可积累NO_2~--N质量浓度达82.2 mg/L,第120 min时NH_4~+-N去除率为100%;当ASBR中过量通入NO_3~--N时,可使NO_2~--N的积累时间延长,此时颗粒污泥形态较完整。ANAMMOX耦合短程反硝化菌可利用葡萄糖作为电子供体进行短程反硝化,经过葡萄糖驯化后,NH_4~+-N去除率提高到43.8%。     

铁型催化剂对臭氧氧化甲基橙的催化效能

以模拟染料废水甲基橙(MO)溶液为目标物,研究了Fe2+、Fe3+均相催化臭氧氧化及负载型铁氧化物非均相催化臭氧氧化对MO的去除特性,并探讨了在非均相催化剂活性炭负载Fe2O3(Fe2O3/AC)、活性氧化铝负载Fe2O3(Fe2O3/Al2O3)催化臭氧氧化体系中pH值、催化剂投加浓度、臭氧浓度、MO初始浓度等工艺参数的作用规律.结果表明,Fe2+、Fe3+、Fe2O3/AC、Fe2O3/Al2O3的加入均能提高MO的脱色率和COD去除率,且Fe2O3/AC、Fe2O3/Al2O3的催化效果更为显著;当Fe2O3/AC、Fe2O3/Al2O3的投加浓度为1.0 g/L,臭氧浓度为15.0 mg/L,MO初始浓度为25.0 mg/L、pH值为5.0时,30 min时Fe2O3/AC、Fe2O3/Al2O3催化臭氧体系降解MO的脱色率和COD去除率分别为89.26%、48.45%和80.34%、38.41%.     

Fenton氧化降解活性深蓝B-2GLN的在线分光光度法研究

采用在线分光光度法研究水溶液中活性深蓝染料B-2GLN的Fenton氧化降解过程。考查Fe SO4和H2O2的初始剂量、p H以及活性深蓝染料B-2GLN的初始质量浓度对染料降解过程的影响,并通过离子色谱法对Fenton氧化后的产物进行分析。研究结果表明:在Fenton氧化过程中,在线分光光度法是研究活性深蓝染料色度去除率的一种快速、方便及可行的技术,含活性深蓝染料废水的Fenton氧化过程分为2个阶段;Fenton氧化过程降解活性深蓝染料B-2GLN的最佳条件,即H2O2最佳剂量为2.635 mmol/L,p H为2.7,催化剂Fe2+的投加量为0.069 6 mmol/L;水溶液中活性深蓝染料B-2GLN的分子结构只是被Fenton氧化分解而未被完全矿化(300 s)。     

UV/Fenton试剂处理阴离子表面活性剂废水性能研究

采用UV/Fenton试剂降解SDBS阴离子表面活性剂废水,在初始p H为3.0,Fe2+浓度为0.033 mol·L-1,H2O2分2次投加,总投加浓度为0.89 mol·L-1时,室温下紫外辐射反应30min,SDBS降解率可达89.01%.将UV、Fenton、UV/Fenton 3种体系处理SDBS废水的效果进行比较,发现UV对Fe2+催化H2O2氧化降解有机废水存在协同作用.     

三维电极/电Fenton法处理苯酚废水机理研究

目的确定三维电极/电Fenton法处理苯酚废水的最佳反应条件并探讨反应机理.方法设计正交试验确定最佳反应条件,对处理结果进行紫外光谱分析;采用叔丁醇验证·OH的存在.结果在最佳反应条件pH值3,电解电压为12 V,极板间距为10.5 cm,电解质投加质量浓度为1.2 g/L,Fe2+投加浓度为0.9 mmol/L条件下,苯酚最大去除率为97.38%.苯酚去除率影响因素大小为pH值电解电压Fe2+投加浓度极板间距电解质投加质量浓度.反应过程中,苯酚首先被降解为醌类化合物并进一步降解为其他中间产物,最终被氧化为小分子化合物.结论苯酚的去除主要是电极的直接氧化,·OH以及其他活性氧化物共同作用的结果,其中·OH对苯酚的降解起到主要作用.     

生活污水生物脱氮反硝化过程中电子竞争对N_2O产生的影响

目前,已有研究主要认为较小的COD/N是导致污水反硝化过程中N2O产生的关键因素,但有少部分研究发现即使在较小的COD/N下也没有发生N2O的累积.本研究利用SBR反应器,以实际生活污水为研究对象,考察了不同COD/N下各类电子受体类型(NO-3、NO-2、N2O及其组合)中氮氧化物的还原情况,进而探索反硝化过程中N2O产生的机理.结果表明:(1)在反硝化过程中,NO-3还原酶(Nar)、NO-2还原酶(Nir)、NO还原酶(Nor)以及N2O还原酶(Nos)均会发生对电子的竞争;(2)4种氮素还原酶对电子的竞争既会出现在碳源充足时,也会出现在碳源受限时;(3)COD/N的增加能够提高电子受体的还原速率和电子消耗速率,但在电子竞争环境下,N2O是否会发生积累取决于电子在Nos上分布的多少而不是COD/N的高低.     

超声协同作用下亚微米掺铝氧化锌催化降解亚甲基蓝的研究

通过溶液直接沉淀法制备了掺Al3+的亚微米氧化锌Zn(Al)O,利用XRD和SEM确定其晶体结构和形貌大小.采用Fenton/Co2+体系,在掺铝氧化锌存在和超声协同下进行降解亚甲基蓝的实验,研究溶液初始pH、H2O2浓度、反应温度、Zn(Al)O投加量、Co2+浓度、亚甲基蓝(MB)浓度等实验条件对MB降解率的影响,并对4种降解方法的效果进行比较. 结果表明:采用Fenton/Co2++Zn(Al)O+超声体系,在H2O2浓度为100 mmol/L,pH5～9,温度30～50C,Co2+浓度0.1～0.3 mmol/L,Zn(Al)O投加量1.0 g/L的条件下降解初始质量浓度达80 mg/L的MB溶液,自然光下超声1h后降解率高达72%. 对其降解机理进行了初步讨论.对掺铝氧化锌循环使用的研究发现,循环1次后降解率为68%, 2次下降到48%.在自然光下降解,该文合成的Zn(Al)O的降解率是P25（降解率约40%）的1.8倍.