反硝化型厌氧甲烷氧化耦合厌氧氨氧化脱氮工艺研究进展

反硝化型厌氧甲烷氧化(Denitrifying Anaerobic Methane Oxidation, DAMO)耦合厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation, Anammox)脱氮工艺在实现能源废水处理方面具有很大的潜力。DAMO-Anammox脱氮工艺能同时将甲烷、氨氮和硝酸盐转化为无害的N₂和CO₂,在无需额外能量消耗下实现废水中的碳氮循环,有望成为未来环境友好型废水处理的主要技术。本文讨论了DAMO-Anammox微生物的协同和竞争机制,不同电子受体的类型对脱氮过程中微生物胞外电子传递机制及脱氮除甲烷效率的影响,指出了目前DAMO-Anammox脱氮工艺存在的功能微生物富集困难、气液传质效率差和脱氮性能不足等应用瓶颈,总结了如新型反应器构型的设计、人工电子中介体投入和电化学强化等相对应的改进策略,为该工艺的进一步研究和规模化应用提供参考。     

电聚合固定化介体催化强化2,6-二硝基甲苯生物还原

难生物降解的水溶性氧化还原介体会随出水而流失,造成二次污染.采用活性炭毡(ACF)电极上电聚合吡咯单体掺杂蒽醌二磺酸盐技术制备的固定化氧化还原介体,AQDS/PPy/ACF,考察了其作为一种新型固态介体催化2,6-二硝基甲苯(2,6-DNT)生物还原的可行性.结果表明,基体材料对聚吡咯复合材料的表面形貌特性影响很大,在铂片上形成的聚吡咯呈菜花状,而在ACF上则呈现微球状;AQDS/PPy/ACF对2,6-DNT具有较强的生物催化活性和催化稳定性;它的加入可使2,6-DNT的生物还原速率提高近4倍,一级降解动力学常数达到0.0345h-1;在该反应体系中,2,6-DNT首先被还原为中间产物2-氨基-6-硝基甲苯(2-A-6-NT),后者再被还原为终产物2,6-二氨基甲苯(2,6-DAT).     

氧化还原介体催化强化Shewanellaoneidensis MR-1还原亚硒酸盐的研究

针对微生物还原亚硒酸盐过程普遍存在的时间较长的问题,考察了4种水溶性醌类介体(α-AQS,AQS,1,5-AQDS和AQDS)对奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis MR-1)还原亚硒酸盐过程的加速作用,通过单因素试验优化了培养条件,对硒纳米颗粒的Zeta电位和粒径进行了表征。结果表明,4种醌类介体都加速了亚硒酸盐的还原,其中,AQDS的加速效果最显著;在pH值为8.0,温度为30℃,AQDS浓度为0.2mmol/L条件下,48h时亚硒酸盐的转化率达到100%;加入AQDS后会生成更大尺寸的硒纳米颗粒,并可能使硒纳米颗粒表面包裹的有机物质成分及含量发生改变。研究结果为Shewanella oneidensis MR-1修复亚硒酸盐污染的实际应用提供了理论依据。     

锰基催化剂催化臭氧氧化有机污染物研究

为制备连续流条件下具有高活性和稳定性的臭氧氧化催化剂,采用氧化还原沉淀法制备了锰基负载型催化剂(Mn-CeOx/γ-Al2O3、Mn-FeOx/γ-Al2O3、Mn-CoOx/γ-Al2O3),对其进行表征分析,考察催化剂在苯酚降解过程中的催化活性和稳定性,探究催化臭氧氧化反应机理.结果表明:连续流中n(Mn)/n(Ce)为2:1的Mn-CeOx/γ-Al2O3在催化臭氧氧化降解苯酚时催化活性最佳,TOC去除率达到80.2％,水力停留时间3.3 min、气相臭氧浓度10.3 mg·L-1、溶液初始pH 9为最佳反应条件.经过6次重复实验后苯酚的TOC去除率仍高达79.6％,溶液中活性组分溶出量几乎可以忽略不计.Mn-CeOx/γ-Al2O3催化剂在催化臭氧氧化降解草酸、对硝基酚的过程中也表现出较高的矿化效率,T OC去除率在77％ ～83％,该催化剂具有广谱适用性.电子顺磁共振波谱证明催化臭氧氧化反应体系中产生的活性氧物种为瞯OH,Ce的引入有利于提高Mn-CeOx/γ-Al2O3催化剂中Mn4+与晶格氧的含量.     

铁对厌氧氨氧化过程及其微生物群落的影响

从电子传递机制、微生物活动和影响因子等角度出发,综述铁对厌氧氨氧化过程的影响。结果表明,不同价态的铁作为电子受体或电子供体生成厌氧氨氧化底物促进反应,且产生铁氨氧化(Feammox)、硝酸盐依赖型亚铁氧化反应(nitrate-dependent ferrous iron oxidation,NAFO)等不同反应。同时铁元素对厌氧氨氧化过程中功能微生物富集、血红素含量提升及颗粒化过程均有促进作用,从而明显提升对厌氧氨氧化工艺的处理效果。并总结了最佳的铁投加状态,铁元素加强厌氧氨氧化过程中的最适温度、pH值,为后续的铁元素加强厌氧氨氧化过程的研究提供参考。     

可见光光催化氧化有机污染物的研究进展

介绍了可见光光催化氧化有机污染物的研究现状和前景.综述了近年来可见光光催化氧化有机污染物的研究进展,从染料光敏化、金属离子掺杂、非金属元素掺杂及共掺杂光催化剂等方面,讨论了可见光光催化剂的制备方法和降解效果.     

光催化氧化降解水中有机污染物的研究进展

光催化氧化能降解直至矿化多种有机污染物，是一种极具应用前景的水处理技术．对光催化氧化在国内外的研究和应用现状进行了介绍，包括均相和非均相光催化氧化机理、影响因素、实际应用、反应动力学、反应器、催化剂等，并讨论光催化氧化目前存在的问题及今后研究的发展方向．     

固定化氧化还原介体加速EscherichiacoliBL21还原Cr(Ⅵ)的影响因素研究

为了研究非水溶性醌类介体加速Cr(Ⅵ)生物还原过程的影响因素,采用乙酸纤维素包埋法固定非水溶性醌类介体,探讨其调控Escherichia coli BL21还原Cr(Ⅵ)的过程。结果表明,蒽醌、1-氯蒽醌、2-氯蒽醌、1,5-二氯蒽醌、1,8-二氯蒽醌和1,4,5,8-四氯蒽醌6种非水溶醌的加速顺序为1-氯蒽醌1,5-二氯蒽醌2-氯蒽醌1,8-二氯蒽醌蒽醌1,4,5,8-四氯蒽醌;1-氯蒽醌的最佳加速浓度为0.048mol/L;生物还原的最佳pH值为7.00;最佳初始Cr(Ⅵ)质量浓度为30mg/L;在温度范围为20~60℃时,Cr(Ⅵ)的去除率随温度的上升而增加;在重复利用性实验中,1-氯蒽醌乙酸纤维素小球循环使用6次,Cr(Ⅵ)生物还原速率仍是空白菌液5倍以上。乙酸纤维素固定非水溶性醌可以有效加速Escherichia coli BL21还原Cr(Ⅵ)过程,具有良好的应用价值。     

杂多化合物在催化有机氧化还原反应中的应用

系统地介绍了HPC作为一种新型催化剂在有机氧化还原反应中的催化作用,并对其开发前景做了合理的评述。     

地下水环境氧化还原带强化实验

在实验室中,通过人工药物加强的方式制造一系列的氧化还原带,观察各氧化还原带对渗滤液降解率的影响。实验结果表明：TOC降解率自大到小分别为氧还原带〉产甲烷带〉硫酸盐还原带〉硝酸盐还原带〉铁还原带,氨氮降解率基本相同,分别为：15.1%、15.1%、14.2%、15.7%、14.7%。     

非贵金属基催化剂用于催化降解有机污染物的研究进展

碳达峰、碳中和是一场极其广泛的绿色革命,可以推动经济社会高质量发展,对实现全球绿色转型具有重大意义。当前,随着环境问题的日益加剧,工业废水产生了大量有毒的有机化合物,将这些物质释放到水生环境中会对人类健康造成极大的威胁,因此,对有机污染物的合理处理变得尤为重要,制备具有高催化效率、高循环稳定性、低成本和绿色环保的非贵金属催化剂可以促进绿色可持续发展。阐述了非贵金属基催化剂的研究进展,包括最常用的单/双金属、单/双金属氧化物、层状双金属氢氧化物以及金属基复合催化剂,可以将有机污染物通过绿色环保的方法降解为无毒、无害的物质,符合可持续发展理念。对提高催化降解效果的关键影响因素进行了分析和总结,并对未来研发更加多样化的降解污染物的催化剂指出了方向。     

厌氧反硝化体系对磺胺嘧啶的共代谢降解特性

为有效去除污水中的磺胺嘧啶(sulfadiazine,SDZ),本研究通过序批式实验,以乙酸钠(Sodium acetate,NaAc)为共代谢基质,对硝酸盐厌氧反硝化体系中SDZ的降解特性进行研究。结果表明,活性污泥驯化5个月后,88 h内共代谢体系中微生物菌群对SDZ(50 mg?L-1)的降解率可达97.36%,相比于无NaAc存在时提高40.34%,说明NaAc作为额外的电子供体,加速了功能菌群对SDZ的代谢;碳平衡试验表明,88 h内SDZ所贡献的TOC降解率为85.53%,体现出良好的矿化性能;此外,根据中间产物推测出该反应体系中微生物对SDZ的降解途径主要包括SDZ水解,磺胺部分硫的还原,嘧啶部分C-N键的断裂,氨基氧化等;同时高通量测序实验检测出大量脱氮菌和脱硫菌(如Ignavibacterium,Azoarcus,Rivibacter等),与所推测的代谢路径相吻合;最后对出水生物毒性进行了检测,结果显示周期末反应液对纯种大肠杆菌的生长无生物毒性。本研究结果可为硝酸盐厌氧反硝化体系处理污水中的磺胺类抗生素提供理论依据。     

纳米银/蒙脱土催化剂的制备及对亚甲基蓝的催化降解

以层状蒙脱土为载体及抗坏血酸为还原剂合成出了纳米银/蒙脱土催化剂，在剥离后蒙脱土片层上均匀分散着粒径为30-40 nm 的银颗粒。该催化剂具有优异的室温降解亚甲基蓝的活性。通过不同温度下对催化剂的热处理和催化活性的评价，并用X光衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和原子吸收光谱（AAS）等进行了结构表征，结果表明纳米银在蒙脱土上的分散性和负载量是影响其催化活性的主要因素，在低于200℃的焙烧温度下催化剂仍具有较高的催化活性。     

间硝基苯胺的催化降解动力学研究

研究了Fenton试剂催化作用下间硝基苯胺的降解反应,考察了影响降解的一些因素．在适宜的实验条件下,间硝基苯胺的降解去除率可达97．5％以上．用一元线性回归方程,对不同氧化降解时间后间硝基苯胺的相对残余浓度对反应时间的相关性进行了定量分析,间硝基苯胺的催化氧化降解符合一级反应动力学模式,得到了该反应的表观速率常数和活化能．利用紫外光谱对降解反应机理进行了初步探讨。     

废聚苯乙烯泡沫塑料降解的研究

对废聚苯乙烯塑料进行热降解和催化降解,利用ＧＣ－ＭＳ仪对冷凝产物中２００℃以下的馏分进行了分析,并对降解现象及产物进行了讨论。催化剂地产物的质量起着至关重要的作用。讨论了ＰＳ降解产物的应用前景。     

纳米TiO2的制备及对苯酚废水的催化降解作用

以TiCl4为原料，采用传统的水解洗涤和超声水解方法制备出平均粒径为10nm～30nm的TiO2，并在电解法降解苯酚溶液的实验中，考察了催化剂的催化活性。实验结果表明，超声水解方法制备所得TiO2颗粒均匀，晶粒尺寸小，催化活性较好，对浓度为50mgy／L的苯酚溶液，催化剂用量为0．3g时，去除率超过80％。     

纳米Fe/Ni催化降解2,4-二氯酚的机理及过程中参数变化

采用液相还原法制备了纳米Fe/Ni双金属材料,分析了其催化降解2,4-二氯酚的机理、降解过程中Ni的作用及相关参数变化。结果表明,2,4-二氯酚被纳米Fe/Ni降解的主要途径是2,4-二氯酚直接被脱去2个氯原子生成苯酚,此外也可先脱去一个氯原子生成2-氯酚或4-氯酚,然后继续脱氯生成苯酚;纳米Ni可将纳米Fe腐蚀产生的氢气转化为活性氢原子,活性氢原子再对2,4-二氯酚进行脱氯降解。在反应初期,溶液氧化还原电位及溶解氧浓度快速降低,pH及溶解铁浓度急剧升高,随着反应的进行,上述各参数值趋于稳定。     

厌氧系统中热处理对污泥减量化的影响

为了研究热处理污泥和原污泥的混合比对污泥减量化和污泥厌氧消化的影响,将原污泥和热处理污泥按一定比例进行混合后,投入厌氧反应器中进行消化.研究结果表明,该处理既可以提高污泥减量率,又能改善污泥厌氧消化性能,提高污泥产气量.各实验组在混合初期由于溶液的水解酸化作用,pH值均有所下降,而后逐渐恢复到中性;氨氮浓度稳定上升,不仅抵偿了有机酸浓度增大造成的pH下降,而且提高了污泥体系的缓冲性能,有利于后续的厌氧消化;各实验组的SS浓度变化幅度相当,SCOD浓度降解度最大的是混合比为3：1实验组,达到80%,较原污泥提高了26%.     

处理邻苯二甲酸酯类废水的研究进展

综述了降解邻苯二甲酸酯类环境激素的国内外研究进展;着重阐述了生物法、化学法、微波法以及组合法降解邻苯二甲酸酯的效果;指出了目前研究中存在的主要问题,并进一步提出邻苯二甲酸酯类污染物治理的发展方向。     

废水中邻苯二甲酸酯降解的研究进展

研究了废水中邻苯二甲酸酯类(PAEs)的各种处理方法.研究了环境中的自然降解、吸附法、生物降解、光化学氧化和光催化氧化等处理方法.研究结果表明,光催化氧化技术作为一种绿色环保技术具有良好的应用前景.