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固定化Lysinibacillus cresolivorans的PVA-SA-PHB-AC复合载体制备及间甲酚的降解

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环境科学 2013年第7期34卷 2899-2905页

作者：李婷任源韦朝海华南理工大学环境与能源学院广州510006 工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室广州510006

针对生物降解过程容易受到外界不利环境影响及低浓度下动力学效率不高的问题,制备了具有吸附功能的微生物固定化载体并研究了对间甲酚的降解.在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)固定化载体中加入海藻酸钠(sodium alginate,SA)、聚羟基... 详细信息

针对生物降解过程容易受到外界不利环境影响及低浓度下动力学效率不高的问题,制备了具有吸附功能的微生物固定化载体并研究了对间甲酚的降解.在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)固定化载体中加入海藻酸钠(sodium alginate,SA)、聚羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrate,PHB)和粉末活性炭(activated carbon,AC),采用循环冷冻-解冻结合硼酸法制备了具吸附功能的PVA-SA-PHB-AC复合载体,并用其包埋固定化1株间甲酚优势降解菌Lysinibacillus cresolivorans,考察了载体微观结构、稳定性及扩散性对固定化微生物降解间甲酚的影响.结果表明,PVA-SA-PHB-AC载体比表面积和平均孔径分别为15.30m2.g-1和33.68 nm,对间甲酚的吸附容量和扩散系数分别为3.86 mg.g-1和5.62×10-8m2.min-1,可稳定使用60 d以上;固定化L.cresolivorans的间甲酚去除为吸附-降解的耦合,去除速率由载体传质速率与微生物降解速率共同决定,间甲酚浓度低于350 mg.L-1时,载体传质速率小于微生物降解速率,间甲酚去除速率由传质速率决定,浓度高于380 mg.L-1时相反;添加了吸附剂的载体扩散系数会减小,但能耐受更高的底物浓度,且在更宽的浓度范围可以实现高效的降解作用.间甲酚的降解规律及其差异性显示出经吸附功能改性的载体因传质作用的加强而实现反应动力学的提高,并且存在一个合理的浓度区间.

关键词：聚乙烯醇聚羟基丁酸酯活性炭固定化载体生物降解

煤化工中焦化废水的污染、控制原理与技术应用

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环境化学 2012年第10期31卷 1465-1472页

作者：韦朝海华南理工大学环境科学与工程学院工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室污染控制与生态修复广东省普通高等学校重点实验室广州510006

煤化工废水成分复杂,毒性大,以焦化废水最具代表性,研究废水中典型污染物的控制原理很有必要.从煤制气、煤制焦、煤制油及煤制甲醇4个方面介绍了煤化工过程在能源与经济方面上的地位与特点,分析了煤化工过程水污染特征与水污染控制的共... 详细信息

煤化工废水成分复杂,毒性大,以焦化废水最具代表性,研究废水中典型污染物的控制原理很有必要.从煤制气、煤制焦、煤制油及煤制甲醇4个方面介绍了煤化工过程在能源与经济方面上的地位与特点,分析了煤化工过程水污染特征与水污染控制的共性问题,对水质结构的描述及其变化过程的理解是水处理工艺选择的科学基础.固相微萃取(SPME)与GC-MS结合的分析手段能够快速、准确地获得废水水质的化学结构特征及浓度水平的信息,基于元素分析可以获知典型污染物的转化与归趋;结合废水组成、反应、降解与转移的定量考察,可以深入了解废水的生成机制及其处理过程的变化;根据污染物特征选择有效的化学原理如吸附与催化氧化的结合,根据惰性污染物的存在选择生物电化学催化分解,基于协同降解或共基质降解,培养功能微生物,构建基因工程菌,开发功能微生物的应用技术.上述可归纳为根据不同污染物的性质提出相适应的去除原理,系统考虑废水的成分特征、化学转化、生物转化以及相互协调优化,追求更高水平上实现污染物转化与降解的技术目标.最后,根据煤化工焦化废水处理目前暴露的缺陷,提出了未来需要加强研究的若干关键问题.

关键词：煤化工废水典型污染物生成机制控制原理技术应用

水体溶解性有机物的性质特征、分析手段与环境效应

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环境工程 2024年

作者：韦庚锐宋朝晖关翔鸿柯雄韦托胡芸韦朝海华南理工大学环境与能源学院广西蚕桑生态学与智能化技术应用重点实验室河池学院广东省水利电力工程技术学院

溶解性有机物（DOM）在自然界的水环境中广泛存在，是水相有机物的主要组成部分。DOM表现出复杂的环境与生态反馈功能，与微生物的生长代谢有着紧密关系。在循环的自然生态过程中，河流是各种源汇的输送体，海洋成为最终的受纳体，本文... 详细信息

溶解性有机物（DOM）在自然界的水环境中广泛存在，是水相有机物的主要组成部分。DOM表现出复杂的环境与生态反馈功能，与微生物的生长代谢有着紧密关系。在循环的自然生态过程中，河流是各种源汇的输送体，海洋成为最终的受纳体，本文统计分析了水体DOM在废水－污水－河流/湖泊－海洋环境中的性质和分布，指出DOM发挥着生物初级生产力、能量提供、光合效应、化学调控、微量金属传输、碳汇等方面的功能，并最终影响人类健康的观点。DOM的组成复杂，包括多糖、蛋白质、腐殖质、脂质和小分子有机酸等。自然途径通过大分子有机物的腐烂降解、动物及微生物的新陈代谢、植物根系的分泌物和植物生长衰亡过程，这些途径受地理－环境－气候等因素的影响；人为途径向水源中引入DOM不可忽视，其中，大部分来自污废水处理排放尾水中的残余有机污染物。DOM的转化与归趋影响着自来水厂的出水水质和天然水体中的微生物群落结构，因此，对DOM的定性定量分析十分重要。对此，本文系统介绍了DOM的分析原理、应用对象与技术特征，并提出发展测量技术、识别表征、生成机制、多相化学以及生态健康等方面的联用与瞬态技术的社会需求。最后，通过天然水体、城市污水、工业废水、厌氧发酵与渗滤液等来源，分析讨论了DOM浓度梯度的环境影响，强调元素水平的生态可持续发展与平衡机制的学术意义，认为DOM的元素驱动机制、生态调控机制以及信息通量分析成为未来该领域研究的重要方向。

关键词：溶解性有机物(DOM) 自然水体饮用水水质污废水处理废液/渗滤液表征手段环境效应生态健康

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北江和珠江广州河段水体的三卤甲烷风险评价

环境科学 2015年第4期36卷 1277-1284页

作者：钟惠舟韦朝海华南理工大学环境与能源学院广州510006

通过调查北江和珠江广州河段水体的三卤甲烷生成潜能（trihalomethane formation potential,THMFP），评价其作为水源水的风险．为此，于2013年和2014年不同时段分别采集北江和广州河段不同地点的表层水样品254个．254个样品经过0．45μ... 详细信息

通过调查北江和珠江广州河段水体的三卤甲烷生成潜能（trihalomethane formation potential,THMFP），评价其作为水源水的风险．为此，于2013年和2014年不同时段分别采集北江和广州河段不同地点的表层水样品254个．254个样品经过0．45μm滤膜过滤后，采用UFC（uniform formation condition）法对水样进行加氯消毒实验，使用气相色谱（GC-ECD）法分析THMFP，基于美国环保署（USEPA，1997）的风险模型计算THMFP的致癌风险和非致癌风险，使用致癌风险潜能灵敏性方法寻找致癌风险因子．结果发现，三卤甲烷（trihalomethane，THMs）的生成潜能顺序为：三氯甲烷（chloroform，CF）〉一溴二氯甲烷（bromodichloromethane，BDCM）〉一氯二溴甲烷（dibromochloromethane，DBCM）〉三溴甲烷（bromoform，BF），其中三氯甲烷生成总量在101．92～2590．85μg·L^-1范围内，约占THMs总量的96．17％．以饮用途径计算THMs非致癌风险和致癌风险，所有采样点THMs非致癌风险范围在2．03×10^-7～1．00×10^-5之间，均不大于1．0×10^-5（USEPA推荐风险阈值），而致癌风险平均值分别为2．91×10^-4（男性）和3．30×10^-4（女性），所有采样点THMs的致癌风险均高于USEPA推荐的风险阈值（1．0×10^-6）．两江流域不同的是，北江流域的BDCM致癌风险范围为2．50×10^-5～6．37×10^-4，其风险值约为CF的2倍，BDCM是北江THMs致癌风险的主要来源，而珠江广州河段的cF是致癌风险的主要来源，其风险范围处于2．26×10^-5～7．22×10^-4之间．经致癌风险潜能灵敏性分析发现cF是致癌风险主要因子，以北江和珠江广州河段为饮用水源是不安全的，需要考虑预处理．

关键词：三卤甲烷表层水分布风险珠江

焦化废水后物化处理的臭氧-混凝-吸附原理选择与协同机制

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环境科学学报 2022年第11期42卷 1-11页

作者：陈颖李泽敏邱光磊韦朝海华南理工大学环境与能源学院广州510006

以焦化废水生物出水为研究对象,对比了活性炭吸附、混凝沉淀、臭氧氧化原理及其协同的工艺技术处理效果,考察处理前后废水的分子量分布、紫外可见光谱、三维荧光光谱(EEM)和GC/MS等表征的溶液性质变化.结果表明,废水生物工艺出水的后物... 详细信息

以焦化废水生物出水为研究对象,对比了活性炭吸附、混凝沉淀、臭氧氧化原理及其协同的工艺技术处理效果,考察处理前后废水的分子量分布、紫外可见光谱、三维荧光光谱(EEM)和GC/MS等表征的溶液性质变化.结果表明,废水生物工艺出水的后物化深度处理的最佳组合原理序列为臭氧-混凝-吸附,响应曲面模型预测的最优反应条件为:臭氧反应时间62.56 min,聚合硫酸铁(PFS)投加量为0.87 g·L^(-1),以及活性炭投加量为1.10 g·L^(-1).实验过程的总有机碳(TOC)去除率达到98.29%,与模拟值98.74%相对偏差为0.45%.活性炭吸附、混凝沉淀和臭氧氧化3种技术原理对焦化废水生物出水中污染物具有选择性分离与转化的作用,组合工艺能够实现废水中残余组分有机物、UV254吸光物质、荧光物质等的有效去除,存在废水溶液性质与工艺技术原理有效性协同增强的操作空间.

关键词：焦化废水活性炭吸附混凝沉淀臭氧氧化响应曲面法

废水好氧生物处理工艺中氧的传质与强化的理论与实践

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化工进展 2018年第10期37卷 4033-4043页

作者：吴海珍韦聪于哲韦景悦吴超飞韦朝海华南理工大学生物科学与工程学院广东广州510006 华南理工大学大学环境与能源学院广东广州510006

废水处理好氧生物工艺供氧过程的控制步骤是气液传质作用,即将气体分子氧转化为足够微生物用于氧化污染物的溶解氧(DO),包含碳源BOD5的降解、氨氮的硝化和总氮的去除以及无机COD氧化的共同需求。文章指出DO的传质过程由总传质系数KLa决... 详细信息

废水处理好氧生物工艺供氧过程的控制步骤是气液传质作用,即将气体分子氧转化为足够微生物用于氧化污染物的溶解氧(DO),包含碳源BOD5的降解、氨氮的硝化和总氮的去除以及无机COD氧化的共同需求。文章指出DO的传质过程由总传质系数KLa决定,废水性质、生物量、污泥龄、微生物耗氧速率、微生物种群等因素都会影响KLa。DO的浓度梯度是气液固三相氧传质的主要推动力,气液传质受水温、水质、氧分压、气泡大小、液体紊流程度和液膜更新速度等的影响,通过提高氧气分压、增大气泡比表面积、强化气液混合以及无泡供氧等方式及其它们的结合,或者控制污泥流态化程度及其污泥龄,可以获得微生物摄氧能力的提高。本文指出在对水质特征、环境条件、微生物特性、反应器流体特性以及运行参数等优化的基础上,结合一些研究新的方向,如无泡供氧、纯氧/富氧曝气的气泡行为,流场分布、湍流构造、浓度梯度的流体行为,挡板内构件、流态化控制的反应器结构优化,以及充分考虑负荷的HRT和SRT的运行工艺条件,可以实现更加全面的节能目标。

关键词：氧气溶解气液传质液固传质废水处理

制备工艺对 La 改性湿式氧化催化剂活性和稳定性的影响

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环境科学研究 2014年第2期27卷 210-217页

作者：张永利韦朝海王庆雨尚玲玲华南理工大学环境与能源学院工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室广东广州510006 韩山师范学院化学系生态环境研究所广东潮州521041

采用CWAO(催化湿式空气氧化)法处理甲基橙模拟印染废水,以过量浸渍法制备催化剂,以水样COD Cr去除率和脱色率表征催化剂的活性,以催化剂使用后处理出水中溶出的金属离子质量浓度表征催化剂的稳定性.结果表明,多组分催化剂的金属组分构成... 详细信息

采用CWAO(催化湿式空气氧化)法处理甲基橙模拟印染废水,以过量浸渍法制备催化剂,以水样COD Cr去除率和脱色率表征催化剂的活性,以催化剂使用后处理出水中溶出的金属离子质量浓度表征催化剂的稳定性.结果表明,多组分催化剂的金属组分构成为Cu、Fe、La,m(Cu)∶m(Fe)∶m(La)为1∶1∶2,35℃下动态共浸渍8 h,450℃下焙烧3 h,由此制备得到Cu-Fe-La/FSC催化剂.应用该催化剂,以CWAO法处理模拟印染废水,废水COD Cr去除率和脱色率可分别达到79.1%和98.9%,催化剂的活性较高;使用该催化剂处理后的废水中Cu、Fe、La、Al的溶出量(以ρ计)分别为6.1、2.4、2.2、3.2 mg/L,说明金属元素的溶出量较低,催化剂的稳定性较高.

关键词： La CWAO Cu—Fe—La FSC CODc 去除率脱色率溶出量

焦化废水硫氰化物检测过程中氰络合物的硫酸锌屏蔽作用

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环境工程 2023年第5期41卷 134-139页

作者：陈啊聪韦托覃智陈尧徐蕊吴海珍韦朝海华南理工大学环境与能源学院广州510006 华南理工大学生物科学与工程学院广州510006

焦化废水中含有大量的氰化物(CN^(-))和硫氰化物(SCN^(-))等有毒有害污染物,在预处理过程中,一般采用硫酸亚铁(FeSO_(4))混凝沉淀去除硫化物(S^(2-))、油分、悬浮物并降低废水毒性。上述过程同时会形成亚铁氰化物([Fe(CN)_(6)]^(4-)),[F... 详细信息

焦化废水中含有大量的氰化物(CN^(-))和硫氰化物(SCN^(-))等有毒有害污染物,在预处理过程中,一般采用硫酸亚铁(FeSO_(4))混凝沉淀去除硫化物(S^(2-))、油分、悬浮物并降低废水毒性。上述过程同时会形成亚铁氰化物([Fe(CN)_(6)]^(4-)),[Fe(CN)_(6)]^(4-)再与Fe^(3+)形成亚铁氰化铁沉淀(普鲁士蓝,Fe_(4)[Fe(CN)_(6)]_(3)),干扰硫氰酸铁(Fe(SCN)_(3))分光光度法对SCN^(-)检测的准确性。为解决上述问题,提出在SCN^(-)显色前加入硫酸锌(ZnSO_(4))的方法,屏蔽过量的[Fe(CN)_(6)]^(4-),并分析ZnSO_(4)对SCN^(-)检测的影响程度。结果表明:Fe(SCN)_(3)-ZnSO_(4)分光光度法能屏蔽工业废水中[Fe(CN)_(6)]^(4-)和大部分金属氰络合物的干扰,从而能快速准确地测定SCN^(-)。方法中SCN^(-)适用质量浓度为0.2~34.8 mg/L,统计方差为1.86%,回收率达到94%~103%。该方法适用于多点多频率采样分析,可为工业废水SCN^(-)的现场监测提供一种新手段。

关键词：焦化废水硫氰化物氰化物普鲁士蓝硫酸锌屏蔽作用

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第12届全国水处理化学大会暨学术研讨会

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