绿色合成2-氯-4-氨基吡啶工艺研究

以2-氯吡啶为原料,采用“一锅法”经N-氧化、绿色硝化、还原得2-氯--4-氨基吡啶.在硝化过程中,最佳的工艺条件为:浓硝酸和硝酸钾为硝化剂,120℃条件下反应3h,产率为81.3％.通过熔点测试、红外分析、MS、元素分析等手段对合成的化合物表征分析,结果表明所得的产物结构正确.     

菌剂强化多级A/O工艺处理低温农村生活污水脱氮除磷效果

针对冬春季分散式农村生活污水处理设施脱氮除磷效果差、普遍超标的难题,构建生物填料型多级A/O试验装置和48 t/d的示范工程处理设备,形成生物膜/活性污泥混合净化系统,以投加反硝化聚磷菌(B8)为强化手段,考察B8菌对多级A/O系统去除氨氮、总氮和总磷的强化效果,同时跟踪监测示范工程的应用效果。结果表明,投加B8菌剂可以一定程度上强化低温条件下(9～13℃)多级A/O工艺的脱氮除磷效果,与未投菌装置的氨氮、总氮和总磷的出水浓度4.13、16.29、和0.67 mg/L相比,投菌装置的出水浓度分别为2.31、10.11和0.48 mg/L,达到一级A排放标准。更低温度条件下(3～7℃)时,投菌、未投菌装置对氨氮、总氮、总磷的去除效果未见明显差异,分别维持在35%、30%和43%左右。经过B8菌剂强化后的农村污水处理设施(48 t/d)出水水质有所改善,氨氮平均去除率由86.4%增至92.6%,总氮平均去除率由45.9%增至57.3%,总磷平均去除率由67.8%增至76.1%,但COD_(cr)的平均去除率为72.8%,较未投菌的74.5%相差不大。氨氮出水达到一级A排放标准,COD_(cr)、总氮、总磷出水达到一级B排放标准。     

不同质地黑土净氮转化速率和温室气体排放规律研究

为探讨黑龙江省半干旱地区不同质地黑土的净氮转化速率和温室气体排放规律,以壤砂土和粉壤土为研究对象开展室内培养试验,对土壤净硝化速率和净矿化速率、N2O和CO2排放速率与累积排放量进行研究。结果表明:7d培养期间壤砂土的平均净矿化速率和CO2平均排放速率分别为0.49mgN kg-1 d-1和0.30mgCO2-C kg-1 h-1,显著低于粉壤土的平均净矿化速率(1.37 mgN kg-1 d-1)和CO2平均排放速率(0.47mgCO2-C kg-1 h-1)。壤砂土的平均净硝化速率和N2O平均排放速率分别为1.65mgN kg-1 d-1和212.6ngN2O-N kg-1 h-1,显著低于粉壤土的5.02mgN kg-1 d-1和521.3ngN2O-N kg-1 h-1。壤砂土和粉壤土的N2O排放比率分别为0.081%~0.301%和0.210%~0.254%。研究表明,土壤质地显著影响土壤净氮转化速率和温室气体排放,壤砂土较低的pH、有机碳和水溶性有机碳含量是导致其净硝化速率、净矿化速率以及N2O、CO2排放速率显著低于粉壤土的主要原因。     

耐高氨氮的水生产碱菌BJ17的筛选和脱氮特性

【目的】筛选出能够耐高氨氮的异养硝化-好氧反硝化菌株,并研究菌株的脱氮特性和污水脱氮应用潜力。【方法】从渗滤液中富集筛选出耐高氨氮的异养硝化-好氧反硝化菌株;筛选菌株在不同初始氨氮质量浓度、碳源、碳氮比、pH条件下的最适脱氮条件,探究该菌株的脱氮特性和应用潜力。【结果】筛选出一株耐高氨氮的异养硝化-好氧反硝化菌株BJ17;经过形态学、16S rRNA基因序列比对,确定菌株BJ17为水生产碱菌Alcaligenes aquatilis;该菌株最适脱氮条件为初始氨氮质量浓度为1 000 mg/L、碳源为柠檬酸三钠、碳氮比为8、pH9,其氨氮去除率为90.92%,总氮去除率为83.4%。检测到菌株的氨单加氧酶、羟胺氧化酶、硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶活性。在实际污水处理中,9 h将市政污水的氨氮全部去除;在垃圾渗滤液脱氮试验中,添加柠檬酸三钠,216 h可将含量4 758.06 mg/L的氨氮去除61.38%。【结论】菌株BJ17是一株能耐高氨氮的异养硝化-好氧反硝化作用菌株,且在高氨氮污水处理中具有良好的应用前景。     

生物电化学措施下潜流人工湿地反硝化性能的强化及微生物学特征

通过两种类型共4组人工湿地装置的优化对比试验,分析电解强化潜流人工湿地(E-CW)在不同电压梯度下(0.5、1.0、1.5、2.0和2.5 V)自养反硝化阶段的脱氮性能的变化及微生物群落结构特征,考察电解对湿地系统的影响。结果表明,在1.5 V电压条件下,虽然E-CW耦合系统的NH₄⁺-N去除率低于不加电解强化措施的CW湿地装置,但是E-CW系统的反硝化速率较高,使得TN去除率高,其中E-CW3的TN平均去除率为9.52%,显著高于CW1;E-CW4的TN平均去除率为45.66%,显著高于CW2。各湿地中共发现14个优势菌门和30个优势菌目,优势菌门中的变形菌门相对丰度最高并且在各湿地中均有分布,含有许多硝化细菌和反硝化细菌,对污染物的去除起重要作用;优势菌目中的红杆菌目(Rhodobacterales),鞘氨醇菌目(Chiti-nophagales),伯克氏菌目(Burkholderiales),懒杆菌目(Ignavibacteriales),Saccharimonadales和厚壁菌门中的芽孢杆菌(Bacillus)在E-CW中的相对丰度...     

反硝化聚磷一体化设备中微生物数量变化的研究

对反硝化聚磷除磷脱氮污水处理新工艺运行初期系统中的微生物数量进行了跟踪检测，并对细菌总数，霉菌，放线菌，硝化细菌，亚硝化细菌，反硝化细菌在不同日期的数量变化进行了研究。     

氮肥品种和含水量对水稻土N2O排放速率及排放过程的影响

稻田是全球重要的N_2O排放源,氮肥有效性和水分状况是影响稻田N_2O排放的关键因素。为探明水稻土在施用尿素和硫酸铵时,水分变化对短时间内N_2O总排放速率及不同硝化过程(自养硝化、异养硝化、非生物作用)贡献的影响,通过室内培养实验,采用乙炔抑制法,测定了不同时间段N_2O释放量,并计算释放速率。结果表明:施用氮肥可以显著提高自养硝化、异养硝化及总过程的N_2O排放速率,并且施尿素处理N_2O排放速率大于施硫酸铵。随着土壤水分含量由48%增加至160%,总N_2O排放速率以及自养硝化、异养硝化N_2O排放速率显著增加。供试水稻土N_2O的产生主要是由生物过程主导的,其中硝化作用(包括自养硝化、异养硝化)最高贡献达51.1%,非生物作用贡献所占比重很小。这些结果可为科学施肥,降低农田土壤N_2O排放提供科学依据。     

土壤pH影响氧化亚氮(N2O)排放的研究进展

氧化亚氮(N_2O)是第三大温室气体,也是21世纪内平流层臭氧(O_3)的首要分解者。在过去约150年间,大气中N_2O的浓度持续增加,其主要原因在于化肥和有机肥料刺激下土壤中N_2O的大量排放。因此,理解土壤中N_2O的排放机制与影响因素,已经成为估算N_2O排放清单和制定N_2O减排政策的关键科学问题。土壤pH是影响N_2O排放的重要环境因子之一,但目前对其相对重要性和影响机制尚不明确。该文基于已有文献的梳理,总结了原位观测和室内培养研究中土壤pH与N_2O排放之间的统计结果,发现多数研究中N_2O排放与土壤pH呈显著负相关关系;并且从生物硝化、生物反硝化和非生物过程3个方面探讨了土壤pH影响N_2O排放的微观机制。在此基础上,本文对今后的研究工作提出展望,以期为后续的研究提供参考和依据。     

养殖密度对硝化型生物絮团系统中凡纳滨对虾生长和水质的影响

利用硝化型生物絮团系统进行凡纳滨对虾的养殖,并通过设置不同的养殖密度探究不同养殖密度下硝化型生物絮团系统对凡纳滨对虾生长性能和水质情况的影响。实验选择同一批标粗到一定规格的健康凡纳滨对虾[体长(4.80±0.25) cm,体质量(0.98±0.16)g],分成5个密度梯度组放养到养殖池中,进行为期45 d的养殖。结果表明:80～610尾/m~3范围内,硝化型生物絮团系统对非离子氨和亚硝酸盐氮可以控制在警戒浓度(0.2 mg/L)附近波动,为凡纳滨对虾健康生长提供了良好的环境,保证养殖存活率,另外该系统下适当的排污可以避免高密度养殖下硝酸盐氮积累太快;80～610尾/m~3时存活率随密度升高而下降,但产量随密度升高而增加。     

氧化还原介体对短程反硝化细菌亚硝氮积累影响研究

【目的】亚硝酸盐的稳定获得对于厌氧氨氧化工艺的研发和应用具有重要意义。期望通过筛选投加合适的氧化还原介体将反硝化控制在亚硝氮的阶段,实现稳定的短程反硝化,并优化反应条件进一步增加亚硝氮的积累量,为厌氧氨氧化工艺应用提供一种新的亚硝氮供给方式。【方法】通过序批式试验分别考察了不同浓度2-羟基-1,4萘醌(ME)、蒽醌(AQ)和1-氯蒽醌(1-AQ)的投加对短程反硝化细菌亚硝氮积累的影响,并且通过酶促动力学实验对其影响机制进行了深入探索,最后通过16S rDNA分析,对短程反硝化细菌菌群群落结构进行了深入分析。【结果】首先,相比对照,投加75μmol/L AQ和1-AQ分别导致亚硝酸盐氮的积累量提高了74.8%和1.06倍,但是ME的投加几乎没有增加亚硝氮的积累;其次,试验结果表明,当投加C/N比为2时,亚硝氮积累量最多,使得投加1-AQ效果最好,亚硝氮积累量最高达到了52.98 mg/L(初始硝氮为100 mg/L);再次,酶促动力学试验揭示了1-AQ使得亚硝酸盐迅速积累的原因在于其提高了69.13%的硝酸盐还原酶活性,却仅仅将亚硝酸盐还原酶活性提高了36.74%;最后,16S rDNA结果显示,本试验所用菌群中具备短程反硝化能力的菌群有Yersinia frederiksenii、Thauera、Hydrogenophaga、Trichococcus、Klebsiella和Dechloromonas。【结论】合适的氧化还原介体投加能够明显增加短程反硝化细菌亚硝氮的积累量,氧化还原介体筛选的关键在于其对硝酸盐还原酶活性的增加速率高于亚硝酸盐还原酶。