灰色聚类法对太湖地区农村地下水水质的评价

以太湖流域典型水稻种植地区-宜兴、常熟王庄和辛庄9月份农村地下水水质为研究对象,分析了地下水样的硝态氮、铵态氮、亚硝态氮、总磷、高锰酸钾指数、硫酸盐、氯化物、总硬度等常规项目,确定硝态氮、铵态氮、亚硝态氮、总磷、高锰酸钾指数为该地区地下水的主要污染因子.运用灰色聚类法对地下水水质现状进行了评价.结果表明:太湖地区农村地下水普遍受到了污染,仅有10%的地下水水质勉强达到Ⅲ类水标准;80%的地下水达到Ⅳ类或劣Ⅳ类水标准;10%的地下水达Ⅴ类水标准,已不适合饮用.地下水中的主要超标项目是铵态氮、亚硝态氮和高锰酸钾指数,其中铵态氮和亚硝态氮超标十分严重.宜兴地区铵态氮和亚硝态氮污染最严重;个别监测点地下水中硝态氮含量较高,超过世界卫生组织规定的生活饮用水硝态氮质量浓度10 mg/L的上限.总硬度、硫酸盐、氯化物、砷和硒的含量较正常,但是发展趋势值得关注.     

滇池周边地区农田土壤硝酸盐迁移累积特征

采用实地调查与模拟实验相结合的方法,研究不同施氮水平对地表水及土体中硝态氮迁移和累积的影响,旨在为减轻硝酸盐对滇池环境的威胁提供科学依据.结果表明,流域内农田排水中氮污染负荷高、氮肥投入过量及灌水频繁是造成研究区内土壤硝酸盐淋洗污染地下水的主要原因;土壤中NO3--N累积量与氮肥施用量在生菜的苗期呈极显著正相关(相关系数R0.01=0.9687**,**表示极显著线性相关),而在结球期呈显著正相关(R0.05=0.887*,*表示显著线性相关);在生菜整个生育期里,NO3--N沿土壤剖面垂直迁移至土壤深层,导致下层土壤的NO3--N含量高于上层土壤;生菜在苗期NO3--N淋失量较大,对地下水污染的风险高;高施氮强度与低施氮强度相比,氮素更易流失;频繁灌溉促使NO3--N随水向深层土壤迁移累积.     

南京市城市污泥和工业污泥中典型矿质元素含量和形态分布研究

采用三态连续提取法研究南京市部分城市污泥和工业污泥中典型矿质元素的含量和形态分布,为污泥资源化的合理利用提供科学参考.结果表明,污泥总体呈高有机质、高氮磷、低K的相似性,但其理化性质如阳离子交换容量(CEC)、pH等有差异.污泥中不同矿质元素含量差异也较大,Fe的浓度最高,其次是Mg、Zn;且不同污泥间同一矿质元素含量的差异也较大.各元素的形态分布有一定差异,Cu主要分布在可氧化态,其酸溶/交换态和可还原态的百分率很低;Zn三态分布均较高;Mg、Mn主要分布在酸溶/交换态;Fe主要分布在残渣态.但三种提取形态百分率之和除Fe外均超过50%.研究同时表明,城市污泥和工业污泥中矿质元素形态分布无显著性差异.     

微小双胸蚓处理城市污泥的试验研究

为满足城市污泥的资源化利用,采用微小双胸蚓( Bimastus parvus )直接处理脱水污泥,研究处理后蚯蚓生物量及污泥理化性质(pH值、电导率、灰分、总有机碳TOC)、营养物质(氮TN、磷TP、钾TK)和重金属(Cu、Zn、Pb、Cr)质量比的变化.结果表明,蚯蚓能很好地适应直接投加污泥的生存环境,各组蚯蚓平均日增重0.48 g,日产卵3.30个.随着处理时间的增加,污泥的理化性质、营养物质及重金属质量比均有显著变化.蚯蚓处理30 d后,污泥的pH值由7.83降低至6.20,电导率由0.46 S/m增至2.19 S/m,灰分由43.89%增至58.80%,TOC由32.32%降至22.89%;营养物质TN、TP和TK分别提高了35.38%、15.32%和32.02%.;重金属显著减少,降幅由大到小依次为Zn、Cu、Pb、Cr.研究表明,微小双胸蚓可直接处理城市生活污泥,处理后污泥的性质稳定,呈颗粒状,无臭味,不生蛆.     

淋洗对农田土壤镉铅锌的去除、移动性和有效性的影响

以福建省Cd-Pb-Zn矿区周边的农田污染土壤为材料,通过室内连续振荡淋洗和ICP-MS测定,研究了4种常用的淋洗剂(柠檬酸、EDTA、FeCl_3和HCl)一次和连续5次淋洗对土壤Cd、Pb和Zn的去除效果,及对其形态、移动性和有效性的影响。结果表明,与一次淋洗相比,连续5次淋洗能够增加这4种淋洗剂对Cd、Pb和Zn的去除效果,FeCl_3、EDTA和柠檬酸分别对Cd、Pb和Zn的去除效果最好,5次淋洗后分别达到89. 29%、24. 95%和36. 72%。BCR形态分析结果表明,4种淋洗剂对土壤Cd和Zn的淋洗主要是通过对弱酸提取和可还原态的Cd和Zn去除而实现的;对于土壤Pb的淋洗主要是对可还原态Pb的去除;对可氧化态和残余态重金属影响不大。其次,淋洗可导致土壤Cd、Pb和Zn移动性和有效性的增加,从而会增加其生态环境风险而导致淋洗效果的丧失,在评价淋洗效果时应予以关注。最后,从淋洗前后土壤重金属有效态变化角度考虑,对Cd-Pb-Zn复合污染土壤,EDTA是较好的淋洗剂选择。     

高氨氮稀土废水短程硝化试验研究

本试验以生活污水处理厂CASS池活性污泥为接种污泥,通过好氧-高效沉淀组合反应器进行AOB菌的富集驯化,并用驯化后的污泥对高氨氮稀土废水进行批次试验研究。以人工配水作为模拟废水进行的AOB菌筛选与驯化试验共运行32 d,进水总氮负荷从0.29 kg/(m3·d)提升至5.25 kg/(m3·d),亚硝态氮积累率达90%以上。驯化完成后,用广西某稀土冶炼企业所产生的稀土废水作为进水共进行4个批次试验,考察短程硝化对稀土废水的去除效果。结果表明,经过一个月的培养驯化,短程硝化污泥对高氨氮稀土废水具有较高的转化效果,出水亚硝态氮积累率较高,出水亚硝态氮与氨氮比值约为1.32左右,符合厌氧氨氧化反应器进水的要求。     

垃圾渗滤混合液启动ANAMMOX反应器研究

试验研究了采用垃圾渗滤混合液启动厌氧氨氧化反应器的可行性.试验结果表明,采用高负荷培养法可在161天内成功启动厌氧氨氧化生物反应器.随着厌氧氨氧化生物反应器的启动进程的推进,硝态氮和氨氮去除量的比值逐渐缩小,且趋于稳定.在厌氧氨氧化活性稳定阶段,硝态氮和氨氮去除量的平均比值为1.19,进出水碱度和pH值趋向一致.厌氧氨氧化生物反应器启动过程中,硝态氮和氨氮去除量的比值和反应器内碱度、pH值的变化可指示厌氧氨氧化生物反应器的启动状况.     

利用普通反硝化活性污泥快速启动厌氧氨氧化试验

采用有效容积为6.3 L的上流式流化床接种普通污泥,进行了厌氧氨氧化反应器的启动,研究了先富集反硝化污泥再启动厌氧氨氧化反应器的过程特征。首先投配硝氮质量浓度70 mg/L、以葡萄糖为碳源、COD为200 mg/L的模拟废水增强污泥的反硝化能力。运行6 d后,出水硝氮质量浓度在10 mg/L左右,反应器对硝氮的去除率稳定在80%以上,污泥具有较高的反硝化活性。随后投配氨氮质量浓度50~60 mg/L、亚硝氮质量浓度30~58 mg/L的废水进行厌氧氨氧化菌培养。培养一开始出水氨氮质量浓度就比进水低,第31 d氨氮的去除率达到50%以上。逐步提高进水氨氮和亚硝酸氮质量浓度,从100 mg/L、140 mg/L、200 mg/L到420 mg/L,氨氮和亚硝氮去除率亦不断提高。第40 d后,反应器氨氮去除量、亚硝氮去除量和硝氮增加量之比在1∶(1.3±0.2)∶(0.3±0.1)范围内小幅波动,表明厌氧氨氧化反应已经成为反应器内的主导脱氮反应。经过76 d的培养,在进水氨氮和亚硝氮质量浓度分别为405.23 mg/L和488.24 mg/L时,反应器对它们的去除率达到80%和95.22%,最大氮去除速率为0.93 kg/(m3·d)。研究表明,采用上流式流化反应器先富集反硝化菌再培养厌氧氨氧化菌和采用逐步提高进水负荷的启动策略,对于快速培养高活性Anammox污泥、启动反应器是有效的。     

咸水淋洗对广东大万山岛土壤理化性质影响的研究

海水对海岛土壤理化性质的影响不容忽视,但目前对南方海岛土壤的盐胁迫效果研究仍不多见。为了研究海岛工程建设运行过程中海水盐分对土壤的胁迫作用所导致的土壤环境问题,选取广东大万山岛土壤,利用土柱淋溶和ICP-AES测定方法,以质量分数为0、1%、3%、5%、7%的Na Cl溶液作为淋溶的盐溶液,研究了咸水淋洗对土壤理化性质的影响。大万山岛土壤阳离子交换量为2. 68 cmol+/kg,有机质质量比为51. 71 g/kg,p H值为4. 99,电导率为49. 4μS/cm。结果表明,随淋洗液中盐质量分数增加,土壤淋出液的p H值逐渐降低,淋出的Ca、Mg累积量逐渐增加。当淋洗液盐质量分数从0逐渐升高至7%时,土壤淋出的Ca、Mg累积量分别从2. 63 mg/kg和1. 02 mg/kg上升到218. 82mg/kg和51. 29 mg/kg。在不同质量分数盐淋洗液淋洗后,土壤的阳离子交换容量发生显著变化。土壤的有机质质量比在不同质量分数盐淋洗液的淋洗下大大降低,当淋洗液的盐质量分数为7%时,土壤有机质质量比仅为9. 61 g/kg。由此可以判断,咸水淋洗对广东大万山岛土壤产生了负面影响。     

5种淹水频率湿地土壤硝态氮水平运移室内模拟研究

通过水平土柱室内模拟试验,研究了硝态氮在5种淹水频率洪泛区湿地土壤中的水平运移过程及土壤理化性质对硝态氮水平运移的影响。结果表明,5种淹水频率洪泛区湿地土壤硝态氮运移通量与运移距离呈负相关的关系,并随运移距离的增加呈指数衰减变化;与土壤水分扩散率呈一定的正相关关系,并随土壤水分扩散率的增加呈指数增长。5个不同淹水频率洪泛区湿地各层土壤硝态氮水平运移规律在一定程度上存在差异,表层土壤硝态氮通量明显低于亚表层土壤硝态氮通量。通过建立硝态氮通量与土壤基本理化性质关系的数学模型发现,硝态氮的运移通量随着土壤容重和含水率的增加而减小,并在一定程度上受土壤结构的影响。     

施磷对香溪河黄棕壤磷素淋失的影响研究

为了阐明香溪河流域黄棕壤在降雨条件下磷素通过淋溶流失的特征,采取室内连续淋洗的方法对香溪河黄棕壤的磷素淋溶特征进行了研究。结果表明,磷素的淋溶损失随着施磷水平的提高而增加,不同施磷量处理的淋洗峰值出现的时间无显著差异,淋失的磷主要以可溶性磷为主。施肥提高了各土层土壤的有效磷含量,施肥后土壤无机磷各形态磷之间并没有明显的相互转化规律,但是各组分所占无机磷比例的高低呈现O-PCa-PFe-PAl-P的规律。     

施用不同磷肥对植烟土壤中磷的淋失和有效磷的影响

采用土柱淋溶模拟试验和室内培养试验,研究不同磷肥施入土壤后磷的淋失和有效磷的变化.结果表明,在施磷量为35 mg/kg条件下,整个淋洗期间,钙镁磷肥、磷酸二氢钙、磷酸一氧铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾5种肥料磷的淋失率很低;各处理从上而下各层土壤的Olsen-P质量比略有增加.施磷量为60 mg/kg、110 mg/kg、170mg/kg、230 mg/kg时.潮砂田肥料磷的淋失率分别为0.26%、0.74%、2.12%和3.17%;灰泥田肥料磷的淋失率分别为0.79%、1.31%、1.60%和1.94%.钙镁磷肥施人各种土壤后,随着培养时间的延长,土壤有效磷质量比逐渐增加,80 d后达到峰值并趋于稳定;磷酸二氢钾、磷酸二氧铵、磷酸一氢铵和磷酸二氢钙施人上壤后,土壤有效磷质量比逐渐降低,至培育60 d后.变化趋于平缓.不同土壤类型对磷的吸附固定率从大到小为潮砂田、灰泥田.     

煤矸石中某些物淋溶释放特点的实验分析

为全面了解煤矸石中污染物的释放特点,定量预测煤矸石中污染物在大气降水作用下对土壤-地下水污染的强度,对新邱露天矿不同风化程度的煤矸石溶解释放污染物进行了动态淋溶实验研究.采用国家标准分析方法进行分析,并绘制了实验曲线.结果表明,煤矸石风化程度越高,溶解释放物的总硬度(CaCO3)、硫酸盐(SO42-)、钠(Na )、总溶解性固体(TDS)越多,并释放出一定量的氟化物(F-)、化学需氧量(CODMn)、总铁(Fe)等.淋滤液pH值在6.6～7.0间,有少量氯化物(C1-)、锰(Mn)、锌(Zn),微量其他重金属和砷(As).新鲜混合煤矸石溶解释放出较多的氟化物(F-)、化学需氧量(CODMn)和总铁(Fe).淋滤初期,污染物溶解释放速率较快,之后随降水量增加,污染物溶出速率也越来越慢,煤矸石中污染物的溶解释放主要受扩散控制.采用最小二乘法拟合得出各污染物浓度与降水量间呈指数衰减曲线关系,即Cv=Co Vn模型,该模型可定量预测煤矸石中污染物对土壤-地下水污染的强度.     

磷酸钙盐法回收剩余污泥超声波处理上清液中磷的研究

在污泥减量化处理中,细胞微生物中的碳氮磷等会释放到上清液中。为了对上清液中的磷进行有效回收,在前期研究的基础上,以生物厌氧好氧除磷(An/O)工艺的剩余污泥超声波处理上清液为研究对象,考察了磷酸钙盐(HAP)法的磷回收效果。结果表明:HAP法反应较快,5 min时反应基本完成;初始pH值在8.5～10.0时,回收率均可保持在较高水平;最佳钙磷比(Ca2+/PO34--P)为3.87。在以上最佳工艺条件下,总磷(TP)、正磷酸盐(PO34--P)的回收率分别达到88.4%、94.0%,同时对上清液中的有机物、氮也有一定的去除。     

Disintegration of municipal waste activated sludge by simultaneous combination of acid and ultrasonic pretreatment

The individual and simultaneous effects of acid and ultrasonic pretreatment on the disintegration of municipal waste activated sludge (WAS) were investigated based on chemical properties of WAS. In the combination of acid and ultrasonic pretreatment methods (ultrasonic-acid pretreatment), lowering pH accelerated and enhanced the disintegration of waste biological sludge. Therefore, the same disintegration efficiency (obtained by ultrasonic pretreatment alone) was achieved by the combined pretreatment in shorter sonication times. Optimum pretreatment conditions were ultrasonic power density of 1.0 W/mL and pretreatment time of 10 min for ultrasonic pretreatment alone, and ultrasonic power density of 1.0 W/mL, pretreatment time of 10 min and initial sludge pH of 2.0 for the combined pretreatment. Sludge disintegration degrees were about 30% and 40% under these optimized conditions, respectively. Optimum sludge concentration was found to be 1.0% total solid (TS) content for the combined pretreatment. As a result, ultrasonic-acid pretreatment has been determined as a new and effective combined sludge pretreatment method to improve the sludge disintegration.     

Water treatment sludge for phosphate removal from the effluent of UASB reactor treating municipal wastewater

Aluminium-based water treatment sludge was used as a coagulant for removing/recovering phosphate from the effluent of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor treating municipal wastewater. The effect of three variables, namely sludge dose, initial pH and fresh coagulant (poly-aluminium chloride, PACl) dose was studied using response surface methodology. About 87% phosphate removal could be obtained at the optimum conditions of sludge dose 13.8 g/L, initial pH 6, and fresh PACl dose 5.8 mg Al/L. In order to achieve a similar phosphate removal, a dose in the range of 30–40 mg Al/L of fresh PACl was required. The results suggest that water treatment sludge can be reused as a coagulant for post-treatment of UASB reactor effluent treating municipal wastewater and can be considered as a promising alternative for removing phosphate which can substantially reduce the consumption of fresh PACl. The sludge generated during this process could potentially be used in land application which results in recycling of phosphate.     

化工污染场地氟污染土壤的稳定化技术研究

通过以某电解铝厂内的氟污染土壤为研究对象,添加钙、镁、铝剂及碱性材料共8种不同材料作为稳定剂开展稳定化修复技术研究,分析不同稳定剂对土壤pH值和氟化物浸出毒性的影响,探讨稳定剂对氟化物的稳定效果.结果表明:钙剂、镁剂、铝剂均降低了土壤pH值和氟化物的浸出浓度,其中氯化铝的投加量为3％时稳定效果最佳,氟化物浸出浓度下降了...     

沉积磷在不同pH水平下的释放与转化规律

为了探讨沉积磷在不同pH条件下的转化及释放行为,有效控制内源磷向水体释放,一定程度上缓解因内源污染导致的水体富营养化问题,采用室内模拟的方法,考察了pH值对沉积物中不同形态磷元素释放与转化的影响.实验研究了在不同pH水平下,沉积物中内源磷的相互转化及向水体释放的总磷(TP)、总溶解磷(TSP)、溶解反应磷(SRP)、总反应磷(TRP)、溶解水解磷(SHP)等5种形态磷的含量.结果表明,受试沉积物样品TP含量为760 mg/kg,属于中等富营养化水平; pH值是影响内源磷释放的重要因素,pH在5～9之间,沉积物中5种形态磷的释放水平较低; 酸性范围内,pH=3的极端酸性条件下,沉积磷释放量最大,在连续38 d的释放时间内,TP最大释放量可达1.47 mg/kg; 在pH=11的极端碱性条件下,能大幅提高沉积磷的释放量,其中TP释放量最高达14.27 mg/kg; 对于同一pH值,除SHP外 ,其余4种形态磷的释放量随时间的变化趋势大体一致,不同pH值对沉积磷形态含量之间的转化影响不明显; SHP受沉积物吸附表面积动态变化影响较明显.     

碳源和硝酸盐对SBBR反硝化除磷影响的试验研究

研究碳源和硝酸盐对填加聚氨酯载体的SBBR反硝化除磷的影响。在SBR中填加聚氨酯载体,将生物膜法和活性污泥法相结合,形成序批式生物膜反应器(SBBR),在厌氧/缺氧交替运行条件下利用NO3-作为电子受体,研究NaAc浓度、NaAc与丙酸钠的比例、NO3-浓度及NO3-投加方式等因素对除磷效果的影响。PO43-质量浓度在9~11 mg/L之间,COD质量浓度为200 mg/L时,SBBR有较佳的除磷效果;当进水NaAc与丙酸钠配比为2时,进水COD自身降解速率较慢,且不影响除磷效果;分批次(这里分2次)投加硝酸盐有利于硝酸盐向亚硝酸盐的转化;NO3-质量浓度为65 mg/L左右时,能获得较好的除磷、除氮效果。填加聚氨酯载体的SBR装置除磷效果较理想;碳源和硝酸盐对SBBR反硝化除磷影响显著。