污泥龄对活性污泥处理微量磺胺类药物的影响

为了研究污泥龄对活性污泥系统处理微量磺胺类药物（5 μg/L）的影响,共运行了4个试验室规模（3L）的序批式活性污泥反应器（SBR）,其污泥龄分别为2、8、14、20 d。批次摇瓶试验通过设置3个工况（正常运行,加入生物抑制剂,无微生物）来讨论在1个运行周期（8 h）中对浓度惟5 μg/L磺胺甲恶唑的吸附作用、生物降解作用和挥发损失。试验结果显示对磺胺甲恶唑的总去除量为2.14 ± 0.60 μg/g SS,吸附作用占总去除量的63%;磺胺嘧啶为1.14 ± 0.63 μg/g SS,83%;磺胺间二甲氧为2.33± 0.67 μg/g SS, 35%;磺胺甲基嘧啶为2.45 ± 0.85 μg/g SS,55%;磺胺类药物的去除效果与污泥的污泥龄有着非常显著的关系（p<0.02）。通过运行加入磺胺甲恶唑（进水5 μg/L)的反应器60 d,4个反应器对磺胺甲恶唑的平均去除率分别为10%、41%、51%、58%,处理效果随着污泥龄的增加而变好,同时单位污泥去除率随着污泥龄的增加而降低,SRT=2 d的反应器由于存在大量的丝状菌,使得单位污泥对磺胺甲恶唑去除率大大高于其他3个反应器。通过分子生物学分析,发现微生物群落结构的变化不大,从而说明了影响磺胺类药物处理效果的主要因素在于更强的吸附能力,更高的污泥浓度。     

电刺激强化厌氧降解N-甲基吡咯烷酮的研究

为了解决传统厌氧生物处理对废水中N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone,NMP)去除效果较差的问题,该文提出了一种上流式电刺激微生物系统用于NMP废水的强化降解.对比研究了电化学系统、厌氧生物系统和电刺激微生物系统对NMP的去除效果,并且探究了关键因素包括外加电压、进水NMP负荷和电子供体用量对NMP...     

干旱区绿洲土壤对磺胺甲恶唑的吸附特性及影响因素

采用批量吸附法研究了磺胺甲恶唑在干旱区绿洲土壤上的吸附动力学、热力学及pH、腐殖酸浓度、Na~+强度、Cu~(2+)质量浓度等因素对吸附的影响.结果表明:磺胺甲恶唑在绿洲土壤上的吸附动力学符合准二级动力学模型;初始质量浓度为10、20 mg/L时,磺胺甲恶唑在干旱区绿洲土壤中的最大吸附量分别为9.810×10~(-5)、1.992×10~(-4). Freundlich方程能较好地拟合吸附等温数据,吸附反应为放热反应,吸附过程主要为物理反应.pH、Na~+强度及共存Cu~(2+)影响吸附过程.当溶液初始pH大于磺胺甲恶唑电离平衡常数的负对数为5.7时,土壤对磺胺甲恶唑的吸附量由2.336×10~(-4)下降至1.905×10~(-4);腐殖酸浓度的增加不利于土壤对磺胺甲恶唑的吸附;磺胺甲恶唑在土壤中的吸附量随着溶液中Na~+质量浓度的增加而降低,随Cu~(2+)质量浓度的增高而增大.     

电增强吸附水中典型离子态抗生素的研究

针对矿山水环境中离子态抗生素污染物的潜在生态风险和特有毒性的问题，采用电增强吸附的方法提高离子态抗生素在活性炭纤维上的吸附去除效率。研究结果表明：吸附过程中在活性炭纤维上施加偏压（1.0 V或-1.0V），磺胺二甲氧嘧啶、环丙沙星和克拉霉素的吸附容量比开路条件下分别提高2.5倍、2.7倍和3.6倍，吸附初始速率分别提高2.1倍、5.0倍和4.9倍。吸附容量和吸附初始速率的提高得益于静电相互作用的增强。研究结论为电增强吸附应用于抗生素污染物去除提供了理论依据。     

苜蓿生物炭对磺胺甲恶唑的吸附机理研究

该文以紫花苜蓿为原料,分别在600℃、700℃和800℃下热解制备生物炭,研究其对水溶液中磺胺甲恶唑的吸附机理.通过元素分析、FTIR、BET、XRD等方法对制备的生物炭进行表征,探究了热解温度、环境温度、初始抗生素浓度、溶液pH值、离子强度以及离子类型等对磺胺甲恶唑吸附的的影响,应用吸附动力学和吸附等温线研究生物炭对...     

微生物燃料电池同步去除硫化物及产电的对比研究

对比研究空气阴极单室与双室微生物燃料电池(MFC)在去除硫化物及产电性能。当硫化物浓度为100mg/L,共基质葡萄糖浓度为812 mg/L时,单室和双室MFC的最大开路电压分别达897.2 m V和821.7 m V,最大输出功率分别为340.0 m W/m~2和273.8 m W/m~2,库仑效率分别为5.6%和10.7%,单室MFC表现出更好的电能输出,而双室MFC的能量转化效率更高。单室MFC运行72小时后,含硫化物废水中的硫化物去除率为75.4%。含硫化物废水中的有机质也可以得到同步去除,TOC的去除率为17.8%。上述结果表明利用MFC去除硫化物并同步产电是可行的,阴极是系统的主要限制因素。     

无植物生物滞留池去除生活污水中典型抗生素及其效能强化

传统生物滞留池氮磷去除效果差,对抗生素等新兴污染物的去除效能尚不清晰,通过添加活性炭层、铁粒构建微生物燃料电池改进生物滞留池,考察了其对化学需氧量(COD)、氨氮(NH~+_4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、磺胺甲恶唑(SMX)、四环素(TC)的去除效能.结果表明,较常规生物滞留池,强化型生物滞留池对TP的去除率提高了20%,稳定运行105 d且无释磷现象;在进水投加0.8 mg/L抗生素(SMX/TC)的条件下,强化型生物滞留池对SMX和TC的去除率分别为99.62%和99.67%,较常规生物滞留池分别提高了67.66%和35.24%;投加SMX/TC并未对强化型生物滞留池COD、TP的去除产生抗生素胁迫,且对TN和NH~+_4-N的去除产生显著性促进作用,去除率分别提高了29.47%和26.09%.     

盐酸中两种唑类药品在45 钢表面的吸附缓蚀行为分析

通过建立基于Temkin等温方程的分段吸附模型,分析研究在3%HCl溶液中,不同浓度的磺胺甲恶唑和替硝唑作为缓蚀剂在45#钢表面的吸附行为,论证磺胺甲恶唑和替硝唑的缓蚀性能随浓度增加先增大后降低的现象。由该模型所得吸附参数表明:磺胺甲恶唑和替硝唑在低浓度范围内的吸附性能要优于高浓度范围内的吸附性能,研究表明,发生这种现象的主要原因是在高浓度范围内缓蚀剂分子间疏水引力的作用强于静电斥力,发生疏水聚集,导致其在45#钢表面的吸附性能下降。     

活性炭纤维电吸附去除水中Cd~(2+)的研究

采用不同浓度氢氧化钠溶液对活性炭纤维进行改性,利用改性后的活性炭纤维电吸附去除水中Cd~(2+)离子,结果表明:采用2 mol/L NaOH改性后的活性炭纤维具有更高的Cd~(2+)去除率.因此,实验采用2 mol/L NaOH改性活性炭纤维电极研究电压、温度、Cd~(2+)初始浓度对电吸附去除Cd~(2+)效果的影响.实验结果表明:电压越高,Cd~(2+)去除率越高;温度越高,Cd~(2+)去除率也越高,但是温度太高,溶液蒸发严重;Cd~(2+)初始浓度越大,Cd~(2+)去除率越低,但吸附容量增大.除此以外,电吸附循环实验表明Na OH改性活性炭纤维电极在电吸附Cd~(2+)过程具有良好的再生性.     

废钢渣负载CuO制备催化剂活化过硫酸盐降解磺胺类抗生素的研究

以废钢渣(SSS)为原料,通过化学沉淀法在SSS表面引入CuO,制备一种高效的、可回收的非均相催化剂CuO/SSS,并将其用于去除废水中传统生物处理难降解的磺胺类抗生素[磺胺对甲氧嘧啶(SMD)、磺胺嘧啶(SDZ)和磺胺甲恶唑(SMX)]．在催化剂投加量1～2 g/L、过硫酸钾(PS)投加量2～4 mmol/L、反应时间30 min的最佳反应条件下,CuO/SSS+PS对20 mg/L的3种不同磺胺类抗生素的去除率均超过75%,其中SMD的去除率达到80.29%．另外,在海水、湖水和自来水基质中,CuO/SSS+PS对SMD的去除率略微降低至54%～76%,这主要归因于存在于真实天然水中的各种无机阴离子．通过密度泛函理论(DFT)和液相色谱-质谱联用仪(LC/MS)的结果模拟了SMD的降解路径,得出主要降解途径是嘧啶环打开、O₂S—NH键断裂、自由基攻击苯环．CuO/SSS+PS在去除难降解抗生素SMD时具有高效性,为活化过硫酸盐降解难降解有机废水寻得了一条途径．     

紫外辐射加速磺胺甲恶唑（SMX）的生物降解

分别采用紫外辐射光解（Ph）、生物降解（B）以及光解与生物降解同步耦合（Ph＆B）3种方法对磺胺甲恶唑（SMX）进行间歇降解,比较不同浓度的SMX在不同降解方法下的降解速率及矿化程度。通过比较SMX的初始浓度对初始降解速率和平均降解速率的影响,发现SMX对微生物具有较强的抑制作用,而紫外辐射则可以缓解其对生物膜的抑制作...     

吸附法去除低温水体中的磺胺类抗生素

针对畜禽养殖过程中使用磺胺类抗生素产生的水环境污染问题, 考察天然矿物材料(火山渣)与资源转化材料(骨炭和菌糠)对4种磺胺类抗生素磺胺噻唑（ST）、 磺胺甲基嘧啶(SM)、 磺胺二甲嘧啶(SM2)和磺胺甲恶唑(SMX)的去除效果及影响因素. 结果表明： 3种材料对磺胺类抗生素的吸附效果为: 菌糠>火山渣>骨炭; 当水体中4种抗生素的质量浓度均为5 mg/L时, 菌糠对其吸附率>80%, 吸附量为1.60 mg/g; 采用质量分数为10%的Al2(SO4)3改性火山渣和骨炭后, 二者对4种抗生素的吸附率>60%, 吸附量>0.24 mg/g; 最佳吸附pH值为4~6; Fe³⁺,Mn²⁺,NH⁺₄,Cl^-,硬度和碱度等对菌糠吸附磺胺类抗生素的吸附效果影响较大.     

单室微生物燃料电池处理生活污水特性研究

目的研究单室微生物燃料电池(MFC)在间歇运行条件下对COD、NH+4、TP和NO-3的处理效果.方法采用石墨板为阴极,构建了单室空气阴极微生物燃料电池,以混合菌种接种,并以乙酸钠和碳酸氢钠为碳源.结果进水COD质量浓度400~900 mg/L,出水COD质量浓度维持在100 mg/L;NO-3去除率可达到90%以上.单室空气阴极微生物燃料电池可以有效降解污水中的有机物,COD去除率可以达到80%以上,但COD的质量浓度并不是影响MFC电压的主要因素.微生物燃料电池对NH+4和TP去除率都较低,同时表明阳极室中的NH+4和TP并没有参与微生物燃料电池的产电反应,NH+4和TP的质量浓度对微生物燃料电池的电能输出也没有明显影响.结论 MFC对于含NO-3的污水处理效果较好,但去除NO-3的同时对电池的产电效果影响很小.     

多酸负载型生物炭活化过硫酸盐降解磺胺甲恶唑

作为水环境中持久存在的抗生素,磺胺甲恶唑(SMX)对环境以及人类健康都存在一定危害.制备一系列多酸负载型生物炭催化剂xCoPMoV/C(Co₂PMo₁₁VO₄₀/C,简称CoPMoV/C,x为10%、20%、30%、 40%),通过XRD、FT-IR、XPS对催化剂进行表征,研究其在过硫酸盐(PMS)体系中对磺胺甲恶唑的去除性能,考察催化剂用量、PMS用量、多酸负载量以及无机离子种类对降解SMX性能的影响.结果表明：Co₂PMo₁₁VO₄₀成功负载在生物炭上;CoPMoV/C能够高效降解SMX(SMX初始质量浓度为20 mg/L,20%CoPMoV/C投入量为0.2 g/L,PMS为0.5 mmol/L),30 min内SMX的降解率可达99%;催化剂具有良好的可重复使用性,循环3次后,SMX的去除率仍可达到90%以上.     

人工湿地系统对生活污水中类固醇激素的去除效果

为了考察建立在室外的12个不同基质(牡蛎壳、沸石、麦饭石、陶粒)、不同水力负荷(HLP=10、20、30 cm/d)的中试人工湿地(CWs)对常规污染指标(COD、TN和NH₄+-N)和激素的去除能力差异, 筛选出最优的湿地基质种类和水力负荷, 同时通过污染物通量核算推断出湿地系统对激素的去除途径.结果表明:在进水中共检出9种激素, 包括雄烯二酮、17α-勃地酮、17β-勃地酮、1, 4-雄烯二酮、雄酮、羟孕酮、甲孕酮、黄体酮及睾丸素, 质量浓度在6.32~1 113 ng/L范围内; 不同设计参数下的湿地单元对常规污染指标和激素的去除效果差异较大, 对所有检出激素的总去除率为27.7%~94.9%;COD、TN、NH₄+-N的日去除通量分别为3.81~10.10、0.42~1.07、0.31~0.80 g/d, 所有检测出的激素日去除通量为14.16~28.65 μg/d.综合考虑湿地系统对常规污染指标、激素的去除率和去除通量的影响发现:以沸石为基质、水力负荷为20 cm/d的湿地单元为最佳选择.质量平衡核算结果表明:基质吸附和微生物降解是湿地系统去除激素物质的主要途径, 且以微生物降解为主导.     

水中磺胺类抗生素的光降解及富里酸对其光降解的影响

磺胺类抗生素是水环境中广泛存在的抗菌药物,光化学降解是其消减的重要途径.通过对两种磺胺类抗生素磺胺二甲基嘧啶和磺胺甲噁唑的光化学降解动力学研究,考察了其在纯水中的自敏化光降解过程以及溶解性有机物富里酸对其光化学降解的影响.结果表明,这两种磺胺类抗生素在纯水中的光化学降解反应均符合准一级动力学,但两者的自敏化光化学降解机理不同.水环境中富里酸浓度的大小会对其光化学降解产生重要影响:对于磺胺二甲基嘧啶,水中富里酸浓度较高(20,50,100mg/L)时会促进它的光降解,浓度较低时(2mg/L)不利于其光降解;对于磺胺甲噁唑,低浓度富里酸(0.2,2mg/L)会促进其光降解,高浓度富里酸(20,50,100mg/L)则抑制其光降解.     

微生物燃料电池连接方式对产电效率影响的比较

微生物燃料电池是一种新型能源,在处理污水的同时产生电能。然而目前微生物燃料电池产电效率低,无法进行大规模的工业生产,如何提高微生物燃料电池的产电效率已经成为国内外研究的热点。设计了由双室微生物燃料电池构建的电压串联及并联、生物量串联及并联共4组电池实验,对不同连接方式进行比较,燃料电池在不同连接方式下的产电效率以及对污水的处理能力均有所不同。同时也设计了升压电路,保证燃料电池的电压基本维持在680 mV左右。生物实验结果表明,电压串、并联及生物量串、并联都能使燃料电池的工作电压有不同程度的提高;升压,电压串、并联及生物量串、并联能不同程度地提高燃料电池对有机物的降解能力,其中生物量串、并联对提高有机物的降解能力最为显著。     

Fenton试剂处理磺胺甲恶唑制药废水的研究

用Fenton试剂处理磺胺甲恶唑废水,以测定COD值为主要指标,研究了Fe2+的投加量、H2O2投加量、p H值、H2O2投加次数和反应时间等因素对处理磺胺甲恶唑废水的影响.结果表明:对于COD质量浓度为1 166.6mg/L的磺胺甲恶唑模拟制药废水,当Fe2+的投加量为0.2 mol/L,H2O2投加量1.0 mol/L,p H值为3,H2O2投加次数4次,反应时间为60 min的条件下,COD去除率达到最大,为88.9%.说明Fenton高级氧化体系对此类难以生物降解的抗生素制药废水处理的效果很好.     

磺胺甲恶唑在垂直流湿地中的去除行为

以北京清河为研究背景,在广谱抗生素中选取常用的磺胺甲恶唑(SMX)为研究对象,对其在垂直流式湿地系统中的去除行为进行研究。通过改变水力停留时间(HRT),分析HRT对SMX去除效果的影响,确立出本试验最佳的HRT为16 h。改变SMX负荷率后发现,SMX的去除趋势是先升高后降低,SMX去除率范围是81.73%~99.74%,平均值为92.80%。在SMX从液相向固体组合基质(沸石、陶粒和炉渣)的迁移过程中,炉渣基质层对SMX的吸附作用最好,其次是沸石、陶粒,平均去除率分别为31.76%、25.6%和18.85%。沸石层的SMX的降解作用最好,其次是陶粒、炉渣,平均去除率分别为3.40%、2.49%和1.86%。通过SMX去除率与常规污染指标的相关系数分析,发现SMX的去除效率与COD、TN的去除效率呈极显著正相关,这表明SMX通过好氧生物降解作用去除。     

梧桐浸泡液为基质的微生物燃料电池与人工湿地耦合系统偶氮染料X-3B脱色及产电效果

在新型人工湿地耦合微生物燃料电池(CW-MFC)中,以葡萄糖为对照组,研究梧桐浸泡液作为活性艳红(X-3B)共基质,以实现其脱色的可行性,并从梧桐浸泡液初始浓度以及内筒植物等方面入手,进一步探讨以梧桐浸泡液为共基质条件下系统最佳处理效果。结果表明,当水力停留时间(HRT)为2 d时,梧桐组最高脱色率为97%,与葡萄糖组相差无几;且当梧桐组中X-3B进水浓度为150 mg/L,梧桐浸泡液COD浓度为130 mg/L时,脱色效果最佳,达到97%。COD去除方面,外筒(CW系统)的串联,在进一步去除内筒出水中脱色副产物发挥了重要的作用,随着进水中梧桐浸泡液COD浓度的增加效果更佳,且COD去除率最高为22%。以梧桐浸泡液为共基质的系统,其电压输出值为0.275 V左右,且内筒有植物系统电压高于无植物。