BiFeO3/H2O2类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素

沼气工程会产生大量的沼液,其养分浓度低、体积巨大,且含有抗生素等污染物,是沼液无害化处理和资源化利用中需要解决的难题。本研究利用BiFeO₃/H₂O₂类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素,通过设置单因素条件考察了沼液初始pH值、H₂O₂浓度、催化剂BiFeO₃的添加量对沼液中抗生素去除的影响。结果表明：磺胺类抗生素去除的最佳反应条件为初始pH=5、H₂O₂浓度为0.8 mol·L^-1、催化剂添加量为0.8 g·L^-1,在此条件下,磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶去除率分别为97.93%、89.67%、86.42%,平均去除率为91.34%;沼液中总氮、总磷、总钾的保留率分别为94.7%、96.2%、95.1%。BiFeO₃经过4次重复使用,其类芬顿体系对沼液中3种磺胺类抗生素的平均去除率基本不变,说明其稳定性好、可重复利用。研究表明,BiFeO₃/H₂O₂类芬顿体系去除猪场沼液中抗生素具有良好的效果,为沼液无害化处理提供了一种可能方案。     

高级氧化法预处理抗生素废水的研究

本文利用高级氧化法中的Fenton试剂预处理抗生素废水,先通过单因子分析法确定实验的初步操作条件,研究了pH、H2O2投加量、Fe2＋投加量、搅拌时间对废水COD去除效果的影响,在此基础上,进行了正交实验,确定Fenton反应的最佳处理条件,结果表明,Fen-ton试剂氧化可使废水COD去除率达到92%。其中Fe2＋投加量对实验的影响最大。     

长期施用沼液对土壤中四环素类及磺胺类抗性基因分布的影响

[目的]探讨长期施用猪粪沼液对土壤环境中抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)分布的影响及其季节变化.[方法]分别在春、夏、秋、冬4个季节采集养猪场周边长期用沼液作为肥料的土壤,同时采集当地未施用过沼液的土壤作为对照,采用荧光定量PCR方法,对土壤中四环素类和磺胺类ARGs进...     

影响Fenton法处理晚期垃圾渗滤液COD_(cr)去除因素的研究

采用Fenton试剂氧化法处理晚期垃圾渗滤液,对初始pH、H2O2/Fe2+比、H2O2投加量及反应时间等影响化学需氧量(COD)去除率的各因素进行了研究。得出Fenton试剂氧化法处理晚期垃圾渗滤液的最佳条件为:初始pH为4,H2O2/Fe2+比为5:1,H2O2投加量为0.05mol·L-1,反应时间为2.5h。此时COD去除率可达73.1%。     

电Fenton法处理采油废水的研究

【目的】分析采用电Fenton法处理延长某油田采油废水时,各影响因素对废水污染物去除率的影响,旨在为采油废水的处理提供试验依据。【方法】先比较电Fenton法与Fenton法处理采油废水的效果,之后研究电流强度、H2O2质量浓度、H2O2与FeSO4物质的量之比、pH值和板间距等影响因素对采油废水COD去除率的影响。【结果】比Fenton法相比,电Fenton法处理采油废水时的COD去除率明显提高;COD去除率随电流强度和H2O2质量浓度的增加而增大,在电流强度为1.5A、H2O2质量浓度为1 100mg/L时达到最大,之后继续增大电流强度和H2O2质量浓度则不利于反应的进行。当H2O2与FeSO4的物质的量之比为35∶1,30∶1,25∶1,20∶1时,随着FeSO4质量浓度的增大,COD去除率呈先增大后减小的趋势,H2O2与FeSO4的最佳物质的量之比为25∶1,此时FeSO4的质量浓度为196.7mg/L。随着pH增加,COD去除率先增加后减小,最优pH值为3。随着板间距的减小,COD去除率先增加后减小,最佳板间距为10mm。【结论】获得了电Fenton法处理采油废水的最佳条件,在此条件下COD的去除率可达到80%以上。     

Fenton氧化预处理天然气净化检修废水的研究

[目的]探讨采用Fenton氧化预处理天然气净化检修废水的效果。[方法]对天然气净化检修废水进行Fenton试剂氧化预处理,研究了pH、H2O2浓度、n(H2O2)/n(Fe2+)比例、反应温度以及反应时间对COD去除率的影响,确定了反应的最佳条件,并考察了Fenton氧化前后检修废水的生物可降解性。[结果]Fenton氧化试验最佳反应条件为:H2O2投加量0.3 mol/L,n(H2O2)/n(Fe2+)=20∶1,初始pH值为3.0,温度70℃的条件下反应40 min。在此条件下,COD由18~22 g/L下降到3 852~4 708 mg/L,去除率可达78.6%。Fenton氧化预处理后废水的可生化性得到了大大提高,其作为UASB的预处理,效果非常显著。[结论]从环境经济角度分析,Fenton氧化与UASB联合处理后废水不仅处理效果好、成本低,而且控制了污水排污总量,具有广阔的应用前景。     

Fenton氧化和UV/Fenton氧化处理油墨废水的研究

分别采用Fenton氧化和UV/Fenton氧化对油墨废水处理进行研究,通过单因素试验和正交试验,考察了FeSO4投加量、H2O2投加量、初始pH值和反应时间等因素对COD去除率的影响,确定了反应的最佳操作条件.结果表明,在初始pH值2.5、H2 O2投加量800 mg/L、FeSO4投加量800 mg/L、处理时间为180 min的最佳条件下,油墨废水的COD去除率达83.1％;在UV/Fenton条件下,H2O2投加量可降低至600 mg/L,反应时间可缩短至60 min,COD去除率可达84.1％,效果明显.     

Fenton法预处理糠醛废水的研究

[目的]探讨采用Fenton试剂氧化预处理糠醛废水的效果。[方法]采用正交试验对糠醛修废水进行Fenton试剂氧化预处理,初步确定了反应的最佳条件,并在最佳条件下研究了Fe2＋浓度、pH、H2O2浓度、反应时间以及反应温度对COD去除率的影响。[结果]最佳反应条件为：初始pH值为3,H2O2投加量为2.5ml,Fe2＋投加量为0.28g,反应时间为60min,反应温度60℃。在该条件下,COD去除率可达85%以上。pH值和H2O2随量值的增加COD去除率先升高后减低,Fe2＋、反应时间和反应温度随量值的增加达到一定程度后趋于稳定。[结论]该研究为糠醛废水的预处理提供了参考,同时为后续采用生化处理开辟了一条新的途径。     

铁炭微电解-Fenton联用对沼液COD的去除效果

为探明炭微电解法-Fenton联用对猪场沼液化学需氧量(COD)去除的反应机理和影响因素,并确定此工艺的最佳运行参数,为今后的工程应用、设计和运营操作提供参考,进行了铁炭微电解-Fenton联用对沼液COD的去除效果试验。结果表明:在铁炭微电解最佳运行条件温度为(20±1)℃,铁炭质量比为1∶1,pH为3,反应时间为120min处理猪场沼液后,联用Fenton法预处理猪场沼液,当温度为(20±1)℃时,以H2O2/Fe2+为10∶1,pH为3,反应时间为45min的去除效果最好,COD去除率达75.95%。     

4种水生植物对兽用抗生素去除效果比较

【目的】降低生活污水和畜禽养殖废水中兽药抗生素残留污染,为植物修复和人工湿地筛选较优去除兽用抗生素植物。【方法】选择4种常见水生植物(皇竹草Pennisetum hydridum、风车草Cyperus alternifolius、美人蕉Canna indica和梭鱼草Pontderia cordata)和3种常用兽药抗生素(阿莫西林、氟苯尼考和盐酸多西环素)构建水培试验体系,研究不同水生植物对水体环境中抗生素耐受性及去除效果。【结果】水培14 d后,4种供试植物对水体环境中的3种抗生素都有一定的去除能力,并且表现出抗生素低、中质量浓度(0～100μg/L)对植株株高和叶绿素含量具有促进作用,均高于对照;高质量浓度(大于100μg/L)则抑制生长,植株株高和叶绿素含量显著小于对照处理。100μg/L抗生素胁迫14 d后,各植株的去除效率最高,其中,对阿莫西林、氟苯尼考和盐酸多西环素去除效率最好的供试植物种类分别为皇竹草、美人蕉和美人蕉,去除效率分别为55.0%、56.2%和48.3%。【结论】在去除水体环境中的兽用抗生素时,本研究中4类植物对抗生素去除效率为美人蕉皇竹草梭鱼草、风车草。     

基于水培技术的沼液净化及生菜品质提升

以沼液处理后用作农田灌溉用水及低成本生产高品质生菜为目标,采用水培生菜对沼液进行深度净化处理,并以水培前后沼液主要水质参数及生菜品质特性为指标,研究了水培生菜对沼液的净化性能和沼液水培对生菜品质的提升效果,并筛选出了合适的沼液稀释倍数。研究中,先对沼液进行脱氨预处理,然后进行5~30倍稀释后用于水培生菜,并与化学营养液水培效果进行对比。结果表明,采用脱氨沼液水培生菜处理35 d后,氨氮、COD和总磷含量分别下降98.25%~99.34%、83.68%~96.04%和65.94%~80.00%,脱氨沼液的水质指标优于农田灌溉用水标准,且稀释5~15倍的脱氨沼液水培后可在沼液净化效果和节约用水等方面获得综合最优。另外,脱氨沼液可替代营养液用于水培生菜,且生菜的品质更佳,尤其是5~10倍稀释处理。此时,与营养液水培相比,其生菜相对生长量提高60%以上,叶幅变宽4~5 cm,叶片数平均增加2片;类胡萝卜素含量最高提高20.40%,硝态氮含量仅为化学营养液组的2.11%~4.02%,差异显著;还原糖含量提高约7.79%~10.39%,而维生素C含量仅低3.60%~15.40%,差异并不明显。研究表明,沼液脱氨并适当稀释后可以代替化学营养液用于水培生菜,且水培处理后的沼液可以用于灌溉农田。     

臭氧氧化对奶牛场沼液中磷形态转化的影响

为了提高沼液磷的回收效果,研究了曝气种类和曝气条件对奶牛场沼液磷形态转化的影响。结果表明:在参考曝气条件下,与氮气和空气相比,臭氧能更大程度地降低颗粒态磷和交换态磷含量,并大幅度提升溶解性正磷酸盐含量。臭氧曝气的优选条件为沼液初始pH值为6、臭氧发生量为10 g·h~(-1)、氧化时间为60 min,曝气后沼液中溶解性正磷酸盐浓度提高了76.12%,溶解性正磷酸盐占总磷比例提升20.75%。臭氧氧化可以促进颗粒态磷和交换态磷向溶解性正磷酸盐转化,从而促进沼液磷的回收。     

硝化抑制剂阻控养殖肥液灌溉土壤氮素淋失

为考察硝化抑制剂伴施养殖肥液灌溉条件下土壤氮素的淋溶特征和阻控效果,采用土柱模拟淋溶试验,设置尿素溶液单施、养殖肥液单施、以及养殖肥液分别伴施双氰胺(DCD,5%、10%和15%)和氯甲基吡啶(Nitrapyrin,0.25%、0.5%和1%)处理,连续监测了5个灌溉周期土壤淋溶液中铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、总氮(TN)和溶解性有机碳(DOC)淋失特征。养殖肥液单施比尿素溶液单施显著减少碳氮的淋失浓度和淋失量。养殖肥液伴施DCD和Nitrapyrin淋溶液中TN、NH_4~+-N、NO_3~--N、DOC浓度分别比单施养殖肥液降低27.19%、35.69%、45.89%、53.69%和24.86%、30.87%、21.10%、64%,处理间均达到5%显著水平。从抑制效果及经济节约角度,推荐5%DCD伴施养殖肥液是优化的养分淋溶阻控模式。此外,发现养殖肥液连续饱和灌溉条件下土壤淋溶液硝态氮浓度与氧化还原电位间存在显著的相关性(R2=0.602 8*,n=34)。养殖肥液伴施硝化抑制剂是抑制养分淋失、提高养分利用效率和控制硝态氮淋溶污染的有效措施,但抑制剂的作用效果、抑制时间与施用方式之间的关系还需要进一步研究。     

沼液稻田消解对水稻生产、土壤肥力及环境安全的影响

通过大田试验研究了灌施沼液对水稻产量、重金属含量、土壤肥力和土壤环境质量的影响。结果表明,施用沼液能够有效提高水稻籽粒产量和稻秆生物量;提高稻秆N、P、K含量和籽粒N含量,促进N、P、K养分的累积。与无肥对照相比,随着沼液用量的增加稻秆As含量有增加的趋势,籽粒As以及稻秆和籽粒Pb含量没有升高风险,而稻秆和籽粒Cd含量随沼液用量增加呈下降趋势,稻秆和籽粒中Hg与Cr未检出。施用沼液土壤有机质得到明显提高,改善土壤p H;而土壤重金属Cd、Cr、As 、Pb、Hg含量均符合国家土壤质量二级标准值(GB 15618-1995),无重金属污染风险;但As、Cr含量与沼液呈显著或极显著正相关,长期施用沼液有可能导致土壤As、Cr含量超标。     

砂壤土贮存池中沼液入渗及氮磷迁移特征

为探讨猪场沼液在砂壤土贮存池中入渗率及其影响因子、氮磷迁移特征,采用间歇供水方式,设置沼液（BS）、井水（W）、1/3沼液+2/3井水（1/3BS）共3个处理,开展3个贮存周期的入渗率、累积入渗量、氮磷水平与垂直迁移特征研究。结果表明：各处理入渗率、累积入渗量均呈现BS<1/3BS相似文献   

膜孔径对沼液超滤浓缩过程养分和污染物富集的调控作用

为确定适用于沼液浓缩的低污染高截留超滤（UF）膜孔径,选取鸡粪沼液为浓缩对象,采用膜孔径为500、100、50、30 KD的UF膜（平均膜孔径分别为20、6、4 nm和3 nm）进行浓缩处理,考察不同孔径UF膜对沼液浓缩过程中养分和风险污染物迁移的调控作用。结果表明：不同孔径UF膜的水通量均呈现快速降低-平稳-再降低的三段式现象,整体降低38%～49%,且低孔径膜下降更为明显。不同孔径UF膜对沼液中有机质的截留效果整体差异不显著,对TP、TN、TK等养分的截留率随孔径缩小而逐渐提高。同时,不同孔径UF膜对Ca、Mg、Fe和Zn 4种中微量元素的截留性能相似,对重金属和抗生素的截留性能也随孔径的缩小而逐步提升,对Cu和Pb的截留率均可达到100%。综合稳定水通量、养分截留和风险污染物富集,确定适用于沼液浓缩的UF膜孔径为100 KD。     

沼液在稻田的精确施用及其环境效应研究

为探究沼液在稻田中的适宜用量,通过田间试验,研究不同氮素水平的沼液(0、90、157.5、225、292.5、562.5 kg·hm~(-2))对水稻产量、氮素利用率、田面水无机氮动态变化、土壤残留无机氮以及稻田氨挥发的影响。结果表明,水稻籽粒产量随沼液氮素施用量的变化符合线性加平台模型,沼液在水稻种植中的最佳氮素施用量为213.9 kg·hm~(-2);施用沼液显著增加了田面水铵态氮浓度,施用沼液3 d后,田面水铵态氮浓度迅速降低,而田面水硝态氮初始浓度无明显变化;稻田氨挥发总量随沼液氮素施用量的增加而显著增加,且主要集中在沼液施用后的一周内,氨挥发所引起的氮素损失占沼液氮素量的14.52%~17.64%;等氮量施用的沼液和化肥相比,水稻产量、氮素利用率、氮素农学生产率和土壤残留无机氮均无显著差异,而单位稻谷产量的氨挥发量显著降低22.6%。由此可见,稻田合理施用沼液具有较好的经济效益和环境效益。