水体铯污染的生物效应与修复植物筛选

研究铯对水生植物的生物效应,筛选对铯富集能力强的水生植物,能够为水体铯污染的修复治理提供方法依据。设计铯污染浓度为0、0.5、2.5和10 mg/L,9种水生植物,3次重复,研究铯对不同水生植物生物效应(BE)和不同水生植物对铯的吸收和富集情况。结果表明,不同植物对水体铯污染有不同的反应。就增加鲜重而言,绿萍、水花生、轮叶狐狸藻、水蓼、水葱增加鲜重大于对照;眼子菜、水葫芦、水稻增加鲜重小于对照;不同植物的铯含量不同。平均铯含量依次为水花生水蓼水稻水葫芦水葱眼子菜轮叶狐狸藻绿萍,其中水花生为935.12 mg/kg DW,水蓼为825.93 mg/kg DW,水稻为723.38 mg/kg DW;不同植物清除水体铯污染的能力不同。收获时水体铯浓度降低最多至最少的依次是水蓼、水花生、水稻、轮叶狐狸藻、水葱、水葫芦、绿萍和眼子菜。根据生物效应、植物铯含量、水体铯减少情况,水花生、水蓼、水葫芦和水稻可以作为铯污染水体修复植物。     

预处理方法对水葫芦厌氧发酵产沼气的影响

水葫芦可作为厌氧发酵产沼气的原料。研究发现,水葫芦自身的生物特性会制约其产气潜力的发挥,而发酵前预处理有助于解决这一问题。以采自昆明滇池的新鲜水葫芦为研究对象,分别采用物理法(切分法、压榨法),化学法(酸处理法、碱处理法和金属离子处理法)和生物法(酶处理法)对其进行预处理,以预处理后的水葫芦为原料进行发酵产沼气实验。结果表明,金属离子处理的原料产气效果最佳,在中温35℃,进样浓度7.4%(TS)时,其原料TS产气率、平均甲烷浓度和原料容积产气率分别为744.55 m3/t、59.32%和0.144 m3/(m3·d),与切分处理原料相比提高了88%、13%和87%。其余处理方法也在不同程度上优化了水葫芦的产气效果。因此,以预处理的方式来提高水葫芦的生物利用率和产气效率是可行的。     

水葫芦厌氧发酵工程化应用研究

在实验室进行了接种率、破碎程度和温度等对水葫芦厌氧发酵产气率的影响研究.结果表明:水葫芦在中温35℃下,水葫芦和接种污泥的最佳接种率为1:1(总固体物质比),经简单切分后产气率最高,原料产气率为0.540 m3/d(以每千克固体含量计,下同);高温消化与中温消化相比,产气率无明显优势.在实验室研究基础上,对中国农村地区原有的沼气发酵工艺进行适当的改进,设计构建了5 m3 15 m3(酸化池 产气池)两级反应池,该反应池在夏季常温条件下运行良好,80 d的平均原料产气率达0.305 m3/d.     

膨胀颗粒污泥床厌氧反应器原废水循环启动的实验研究

在室温条件下,以水葫芦汁液为废水来源,对自行设计的膨胀颗粒污泥床(EGSB)厌氧反应器进行原废水循环启动实验。结果表明:在启动运行65d后,进水有机负荷可以达到7kg/(m~3·d)左右,COD去除率达到90%以上,容积产气率达到1.35m~3/(m~3·d),甲烷体积分数达到61%,颗粒污泥粒径达到2~4mm。因此,EGSB厌氧反应器的原废水循环启动方式是可行的,对水葫芦汁液的降解是高效的,为EGSB厌氧反应器的工程应用提供一种新的启动方式,也为水葫芦汁液的能源化利用提供了一套高效、节能的厌氧发酵装置。     

水葫芦对滇池底泥氮磷营养盐释放的影响

为了探讨水葫芦对富营养湖泊底泥氮磷营养盐释放的影响，通过原位采集滇池柱状底泥，以蒸馏水为上覆水，进行了25d的室内静态模拟实验。实验比较了水葫芦处理组和空白对照组底泥氨氮（NH4-N）、硝态氮（NO3^-N）、溶解性总氮（DTN）、正磷酸盐（PO4^3--P）等的释放特征。结果表明，与对照组相比，水葫芦处理组上覆水溶解氧、pH显著性降低，而PO4^3-P浓度显著性升高；在实验前2d，水葫芦处理组上覆水NH4^＋N和DTN浓度显著性高于对照组，而在5～25d时，其显著性低于对照组。根据上覆水营养盐浓度、水葫芦植株吸收营养盐总量，推算底泥氮磷营养盐释放的平均速率，表明水葫芦加速了滇池底泥氮、磷营养盐的释放速率，处理组氮、磷释放速率分别为对照组的5．3～170．2和1．5～21．6倍。     

不同pH下水葫芦与紫根水葫芦生长特性与净化效能对比研究

为了探讨不同pH条件下水葫芦与紫根水葫芦生长特性与净化效能的差异，以滇池草海原水为实验用水，利用HCl和NaOH稀溶液调节水体pH，设置3个pH处理，分别是8．00、9．50和11．00，开展了为期30d（重复3个周期）的静态模拟实验，结果表明，在实验条件下，pH过高会对水葫芦和紫根水葫芦的生长发育产生抑制作用，紫根水葫芦受到的抑制效果更为明显；水葫芦和紫根水葫芦的生长也会使水体pH降低至接近中性，水葫芦调节水体pH的能力更强；pH为8．00、9．50时，水葫芦和紫根水葫芦对水体氮磷污染物具有净化作用，水葫芦的净化能力更强；pH为11．00时，水葫芦和紫根水葫芦处理的水体氮磷浓度均表现起伏，表示在高碱度条件下，两者的净化能力减弱。     

膜蒸馏处理糖精钠生产废水

采用直接接触式膜蒸馏(DCMD)工艺处理糖精钠生产废水。分析了经过活性炭吸附预处理前后,膜蒸馏连续循环运行的效果。实验结果表明,未经预处理的废水在膜蒸馏过程中,废水中所含有机物不仅导致膜材料的润湿,引起产水电导率升高及膜孔润湿,促进盐晶体在膜表面附着,使产水通量下降。经吸附预处理后,膜蒸馏过程中产水通量介于10.40～11.24 kg/(m2.h)。吸附预处理能有效减缓产水通量的衰减,提高产水水质。废水经过活性炭预处理后进行膜蒸馏浓缩处理,当浓缩倍数达到5倍时,通量保持在10.55 kg/(m2.h)左右;产水水质稳定,截留率在99.5%以上。研究结果表明,吸附-膜蒸馏工艺可以应用于糖精钠生产废水的回用处理,有明显的应用前景。     

餐厨垃圾高温中试两相厌氧发酵的稳定性

为了考察在高负荷条件下餐厨垃圾厌氧发酵的稳定性,采用餐厨垃圾为发酵原料,以某污水处理厂脱水污泥为接种污泥,在中试规模条件下,采用产酸相中温(35℃,0.33 m3)产甲烷相高温(55℃,1.6 m3)进行连续式发酵。结果表明,餐厨垃圾厌氧发酵的产酸相有机负荷可达29.27 kg VS·(m~3·d)~(-1),产甲烷相有机负荷为6.04 kg VS·(m3·d)-1,容积产气率平均为5.61 m3·(m~3·d)~(-1),原料产气率平均达0.913 m3·(kg VS·d)-1,甲烷浓度平均为73.07%,总菌数为2.41×109个·m L-1,产甲烷菌最高为7.08×108个·m L-1,产甲烷菌数占总菌数的29.4%。两相厌氧发酵工艺可实现餐厨垃圾高负荷条件下的稳定运行。     

城市污泥与水葫芦堆肥性质变化规律

采用仓式好氧堆肥方法,研究了不同比例的城市污泥和水葫芦混合物料堆肥过程中各项评价参数(温度、含水率、pH、有机质和总氮)的变化规律。结果表明:堆肥过程中,堆体温度、含水率变化过程为先上升,再下降;堆体的pH和总氮变化过程为先降低再升高,最后趋于稳定。有机质含量在堆肥48 h内迅速下降,之后缓慢下降。对小堆体,大风量更有利于有机质的降解,但不利于氮素的保存。当m(污泥)∶m(水葫芦)为4∶1时的堆肥效果要优于m(污泥)∶m(水葫芦)为2∶1时的堆肥效果。     

造纸废水厌氧处理产沼气发电研究

以浙江某纸业企业利用造纸废水厌氧处理所产沼气发电工程为例,研究造纸废水厌氧处理产沼气发电系统工艺运行的稳定性和经济可行性。结果表明:(1)厌氧内循环(IC)反应器运行稳定,产沼气量基本在3000m3/d左右(测定点压强约为2×105Pa),平均产气率为0.38m3/kg,基本达到产气率设计要求。(2)经处理后沼气中硫化氢质量浓度始终处于20～50mg/m3,平均固体颗粒物质量浓度约为15mg/m3,平均湿度为66%,达到发电系统的要求。(3)运行期间平均日发电量为8600kW.h,回用的蒸汽量平均约为1.1t/d。(4)整个沼气发电系统总收支为6.0万元/a,实现收支平衡且略有盈余。(5)假设以煤炭替换沼气发电,以年发电258万kW.h计算,理论上沼气发电系统每年节省煤炭928.8t,减少2118t二氧化碳排放,节能减排成效显著。