【摘 要】
:
近年来,随着工业化进程的不断深化,金属电镀设施,采矿,钢铁制造和生产皮革,纸张和玻璃产业规模扩大,导致大量工业废水进入地表水,形成多种复合污染水体。Ni(Ⅱ)与硝酸盐复合污染作为一种常见的电镀废水,不易通过常规处理方法处理,对地表水体与人类健康构成一定威胁。目前,针对水体中Ni(Ⅱ)的处理方法有膜分离、化学沉淀、电解法、离子交换和吸附法等;对水体中硝酸盐的去除方法有反渗透、吸附法、离子交换和化学还
论文部分内容阅读
近年来,随着工业化进程的不断深化,金属电镀设施,采矿,钢铁制造和生产皮革,纸张和玻璃产业规模扩大,导致大量工业废水进入地表水,形成多种复合污染水体。Ni(Ⅱ)与硝酸盐复合污染作为一种常见的电镀废水,不易通过常规处理方法处理,对地表水体与人类健康构成一定威胁。目前,针对水体中Ni(Ⅱ)的处理方法有膜分离、化学沉淀、电解法、离子交换和吸附法等;对水体中硝酸盐的去除方法有反渗透、吸附法、离子交换和化学还原法等。但上述方法仅针对某一污染物进行处理,还具有对环境造成二次污染,应用花费高等缺点。与此同时,微生物具有反硝化作用去除硝酸盐的能力,且大量研究表明了微生物同样具有去除Ni(Ⅱ)的作用。与物理化学法相比,微生物法具有二次污染少、成本低、生态友好等优点,在处理环境污染问题中备受关注。本文重点探求了一株能在水体中去除Ni(Ⅱ)同时反硝化的细菌,用于应对Ni(Ⅱ)和NO3--N对环境造成的复合污染问题。研究菌株去除Ni(Ⅱ)和NO3--N的能力及其反应代谢机制,为提高Ni(Ⅱ)和NO3--N处理效率提供理论支撑。本研究从某污水处理厂MBR工艺生物反应池所取得的活性污泥中分离出一株细菌,经16S r RNA鉴定分析,命名为Pseudomonas hibiscicola strain(栖木槿假单胞菌)L1。通过批次实验,研究初始Ni(Ⅱ)浓度对菌株L1反硝化作用的影响及初始硝酸盐浓度对Ni(Ⅱ)去除的影响;研究环境影响因子如碳源、C/N、p H及共存重金属离子对菌株去除Ni(Ⅱ)和硝酸盐影响;本文探讨了菌株L1对水体中Ni(Ⅱ)和硝酸盐的同时去除能力;并利用N平衡实验探究菌株反硝化的过程,通过SEM-EDS、FTIR及XRD分析仪器研究了菌株L1去除Ni(Ⅱ)的机理。实验结果表明:(1)菌株L1能有效去除Ni(Ⅱ)和硝酸盐,在72 h菌株的生长达到了稳定阶段,OD600为0.62左右;菌株对10 mg/L Ni(Ⅱ)的吸附量在96 h后达到饱和,去除率为83.35%,培养基中Ni(Ⅱ)浓度从10.37 mg/L下降至1.73 mg/L。对100mg/L硝酸盐的还原率在72 h内达到34.77%。(2)在初始硝酸盐浓度为100 mg/L时,菌株L1的脱氮效率为34%左右,对2-10 mg/L Ni(Ⅱ)的去除率为86%左右,但对20 mg/L Ni(Ⅱ)的去除率只有43%。在初始Ni(Ⅱ)浓度为10 mg/L时,菌株L1对Ni(Ⅱ)的去除率随硝酸盐浓度的增加而增加,对25-100 mg/L硝酸盐的还原效率为40%左右。研究发现在不同的初始Ni(Ⅱ)和硝酸盐浓度下,菌株L1对Ni(Ⅱ)的去除和硝酸盐还原是同时进行的,并且Ni(Ⅱ)的去除效果与硝酸盐浓度呈正相关。(3)菌株L1在不同环境影响因子下的去除效果显示:1)在不同碳源(葡萄糖、乙酸钠、琥珀酸钠和柠檬酸钠)条件下,菌株L1的生长代谢及对Ni(Ⅱ)和硝酸盐的去除效果不同;2)菌株L1的OD600及对硝酸盐的去除率随C/N(5、10、15、20)的增加而增大,但在C/N 10的条件下对Ni(Ⅱ)的去除率达到最大,同时考虑到经济性,最终培养基采用C/N 10;3)在p H为6-9时,菌株L1均能正常的生长代谢,也没有影响对硝酸盐的还原效果,在p H 7时Ni(Ⅱ)的去除效果最好;4)菌株L1在Cu2+存在时生长达到稳定期的时间提前,但其生长量及对硝酸盐的还原效果没有影响,菌株L1在Zn2+存在时生长达到稳定期的时间滞后,其生长量及对硝酸盐的还原效果都略微提高,Cu2+或Zn2+的存在都在一定程度上降低了Ni(Ⅱ)的去除率。(4)通过N平衡实验、SEM-EDS、FTIR和XRD分析方法证实了菌株L1对Ni(Ⅱ)和硝酸盐的去除过程。N平衡显示菌株L1通过反硝化作用还原硝酸盐并生成氮气;SEM-EDS分析表明菌株耐受Ni(Ⅱ)而表面有Ni元素的存在;FTIR分析表明,菌株L1表面主要存在羧基、羟基、氨基、酰胺基等官能团,而官能团-CHO、-NH和羰基在菌株L1吸附Ni(Ⅱ)的过程中起重要作用;XRD分析表明菌株L1去除Ni(Ⅱ)的过程没有使镍价态发生改变,而是吸附Ni(Ⅱ)后使其以Ni CO3、Ni(NH2)2、Ni(OH)2·2H2O和Na Ni4(PO4)3晶体结构形式存在。
其他文献
航天器壳体零件制造是航天器制造的基础,按时完成各类壳体零件生产任务是保障国防安全的必然要求。航天器壳体零件机加工生产具有生产周期短、产品更新换代快、订单需求变化频繁等特点,紧急订单的随机到达成为必然。因此,本文选取以实时数据驱动做出生产决策的深度强化学习方法动态处理紧急订单插单情况下的航天器壳体零件机加工生产过程。紧急订单插单是一个棘手的问题,现有的紧急订单优先级评价指标面对航天器壳体零件生产模式
无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Machine,BDFM)取消了电刷和滑环,维护成本低,可靠性高,可在不同工况下运行,具有变频器容量小、功率因数可调等优点,在变频调速系统中有着巨大的应用潜能。然而,BDFM是一个高阶、多变量、强耦合的非线性系统,其结构、运行机理以及数学模型和控制策略都比较复杂,直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)对电机参数的依
特殊精馏作为共沸混合物分离的一种重要手段,被广泛应用于石油化工、冶金轻工、食品医药等领域。然而精馏过程热力学效率较低,在现代工业发展中,高能耗、低热力学效率的常规精馏已经不能满足绿色生产需求。因此,开发一种经济、可持续的精馏过程强化技术成为当前亟需解决的难题。隔壁塔(DWC)通过将两塔集成在一个塔内进行操作,相比于传统的两塔精馏减少了冷凝器和再沸器的使用,避免了中间组分间的返混现象,降低了精馏过程
信息传播是一种普遍存在的现象,互联网的出现极大地加快了信息传播的速度,扩展了信息传播的范围。谣言传播和口碑营销是两种典型的信息传播现象,其中谣言是一种破坏性强大的误导性信息传播现象,口碑营销则是一种影响购买行为的双向互动信息传播现象。本文利用动力学建模方法以及最优控制方法研究谣言传播和口碑营销的一般规律,取得以下研究成果。(1)谣言传播研究在互联网信息过载的背景下,推荐算法被研发并应用于各种社交网
天然气是清洁能源,在中国化石能源消费结构中的份额逐渐加大。作为一种燃气燃烧设备,天然气炉窑在工业生产中发挥着不可替代的作用。虽然天然气的单位能耗碳排放量较低,但随着天然气的广泛使用,天然气炉窑将会成为一类无法忽视的碳排放源,因此有必要对天然气炉窑的碳减排技术进行研究。本文基于Aspen Plus软件对某天然气富氧燃烧炉窑进行CO2捕集的模拟研究。为提高模拟准确度,验证了模拟所需的PENG-ROB
大量的抗菌剂和纳米颗粒广泛存在于药物及个人护理品(Pharmaceutical and personal care products,PPCPs)中,随着PPCPs的大量使用,抗菌剂和纳米颗粒排入天然水体已经严重威胁了水-沉积物体系中氮循环过程。在天然水体中,由于抗菌剂和纳米颗粒相互作用的复杂性,对微生物的毒性具有综合影响。尽管已经确定了不同种类的抗菌剂和纳米颗粒的环境风险,但尚未探讨它们相互作用
复合材料层合板在低速冲击或循环加载下易形成微小损伤(包含基体裂纹和脱层),这种损伤不容易被检测。然而,这些微小的内部损伤在负荷下加速演化,进而引发复合材料板的纤维断裂和位错,最终导致材料板失效。倘若在生产或运行期间没有对复合材料板进行及时地检测,因材料失效造成的损失将难以估计。因此针对复合材料板在循环载荷下的损伤检测和剩余使用寿命预测具有一定的研究价值和应用价值。第一部分,对复合材料板的疲劳损伤进
镍基高温合金是指以镍为基体在650~1100℃温度下具有一定强度和良好抗氧化抗热腐蚀性能的高温合金,主要应用于航空航天、石油化工、核能电力等领域。但一直以来我国镍资源匮乏,且进口镍资源价格极高,因此对节镍形奥氏体合金的研究成为人们关注的重点。本文以镍基高温合金X-750和节镍型耐热合金253MA为研究对象,在Gleeble-3500热模拟试验机上分别进行了两种合金材料在不同变形条件的单道次热压缩试
近几十年来,随着分布式人工智能技术的发展和广泛应用,多智能体系统的协同控制受到了大量研究人员的重视。现阶段,大多数物理系统的建模方式都是基于整数阶微分方程,即其模型假设为系统的物理结构是完全刚性的结构。然而对于真实的物理系统,或多或少会带有一些柔性结构特性,那么通过整数阶微分方程描述多智能体系统的动力学特性大多数情况下会使得系统遗漏部分特征。因此,分数阶相比整数阶在对实际的物理系统建模方面会更加的
近年来带有文旅背景的特色小镇项目发展迅速,然而在经济欠发达地区,因为基础设施配套、人力资源、财政风险和政府等多个方面的问题,造成此类项目运营艰难。本文先通过文献综述,调查了国内外特色小镇的风险管理情况,再对欠发达地区和特色小镇的概念、特点及现状进行调研。分析了我国欠发达地区文旅型特色小镇项目情况。通过分析这些地区的文旅型特色小镇的例子,总结出其共同的特征。通过对30多篇文旅型特色小镇风险管理方面的