荆门市静脉产业园餐厨垃圾、市政污泥联合发酵系统主要监控指标及控制措施

荆门市静脉产业园餐厨垃圾、市政污泥采用联合发酵工艺,结合厌氧发酵机理。本文分析了餐厨垃圾、市政污泥联合发酵系统运行过程中温度、pH值、有机负荷、C/N、Na^+、VFA、VFA/碱度等关键影响因子,并提出了相应控制措施来确保联合发酵系统安全、稳定、高效的运行。     

废弃碳源甘油强化污泥发酵生产挥发性脂肪酸的研究

针对污泥厌氧消化碳氮比不均衡导致挥发性脂肪酸(VFA)产量低的问题,在中温(35℃)条件下,通过向污泥发酵体系投加不同量的废弃生物碳源甘油,考察污泥和甘油混合比对p H、VFA、溶解有机物、生物气的影响。结果表明C/N为25/1对污泥厌氧发酵促进效果最好,p H最低值为7.1,VFA的最大含量为584 mg/g。进一步研究发现适宜C/N能够提高溶解性蛋白质和多糖的含量,从而为VFA的积累提供充足的物质基质。此外,C/N为25/1时,生物气的最大产量为2 141 m L。     

上流式厌氧氨氧化反应器氮负荷提升过程中的运行性状

接种厌氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation,ANAMMOX)颗粒污泥至上流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket,UASB),并控制进水NO_3~--N/NO_2~--N质量比为1∶1。在(33±1)℃下,通过研究不同进水总氮质量浓度(200 mg/L、400mg/L、600 mg/L)和水力停留时间(12 h、8 h、6 h、4 h)下的脱氮效能、污泥形态及微生物群落结构,多维分析上流式ANAMMOX反应器氮负荷提升过程中的运行性状。结果表明,在进水NO_3~--N和NO_2~--N质量浓度均为200 mg/L、总氮质量浓度为400 mg/L、水力停留时间为6h的运行工况下反应器可获得最佳处理效能,NO_3~--N、NO_2~--N和总氮去除负荷分别达到0.76 kg N/(m3·d)、0.75 kg N/(m3·d)和1.32kg N/(m3·d),三者去除率分别为95.0%、93.8%和82.5%。氮负荷提升过程中的污泥形态和微生物群落结构动态变化显示,相较于水力停留时间的缩短,进水总氮质量浓度增加对上流式ANAMMOX反应器运行过程的影响更为显著,其不仅导致了颗粒污泥解聚,还显著降低了微生物种群的多样性和均匀度。核酸测序结果表明,反应器中分布着3种潜在的ANAMMOX优势功能菌,且三者丰度会随进水总氮质量浓度增加而发生明显演替。研究表明,在上流式ANAMMOX反应器氮负荷提升过程中,进水总氮浓度的控制更为关键。     

厌氧发酵连续运行中有机负荷与工艺参数相互作用研究

以餐厨垃圾为研究对象,在高温(55±1)℃条件下,采用连续湿式厌氧发酵技术研究发酵过程中进料有机负荷、日产气量、pH值、挥发性有机酸(VFA)质量浓度等参数的变化情况及相互作用关系.结果表明:厌氧消化过程中出现了4个阶段,即适应阶段、提高阶段、稳定阶段和超负荷阶段;反应达到稳定阶段时,反应器运行有机负荷为3.9 kg/(m3·d),系统pH值稳定在7.8左右,平均产气速率达到5.26L/d;负荷达到4.2 kg/(m3·d)时,对系统产生明显抑制作用.     

深床过滤应用于垂直流人工湿地净化效果与堵塞研究

在序批式工况下,研究了深床过滤型垂直流人工湿地(深度1.5 m,C系统)相对常规0.5 m(A系统)和1.0 m床深(B系统)湿地对进水中主要污染物的净化效果和堵塞过程。结果表明,C系统污染物整体去除效果最优。A,B,C系统分别在运行约140,155,175天后严重堵塞,各系统总处理水量A B C=1.0 2.1 3.2,深床过滤垂直流人工湿地能一定程度延缓湿地堵塞,增加水处理量,水力负荷一定时,可有效减少湿地建设面积。     

漆酶/HOBT体系对苯胺蓝的脱色条件及机理研究

研究了Pleurotus sp.N3固态发酵所得漆酶对三芳基甲烷类染料苯胺蓝的脱色条件和机理.通过可见光光谱扫描和非变性凝胶电泳的分析发现漆酶能够对苯胺蓝进行脱色,介体可以显著增强脱色效果,提高脱色率.分别考察了介体、酶活和温度对苯胺蓝脱色的影响,结果表明,在酶活为200 U/L、1-羟基苯并三唑(HOBT)浓度为4mmol/L、温度为40℃的条件下,反应6h后苯胺蓝(24 mg/L)的脱色率达到90.42％.对脱色0、4h、11h和23 h的产物进行了超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)分析,推断出漆酶/HOBT体系对苯胺蓝的脱色过程中有显色基团碳氮双键(C=N)的断裂.     

动量探头对流化床中簇团运动特性的研究

在很多工业生产过程的气固两相流动中,固体颗粒多以簇团的形式存在,而在目前已投产运行的流化床设备中,能够有效获取床内簇团特性的设备尚较少见。使用动量探头在一循环流化床锅炉冷态试验台上,以玻璃微珠为床料,采集了炉内不同空间位置不同工况下的簇团压力波动信号,并对信号进行滤波处理,得到相应周期内的簇团频率。通过试验证实了基于簇团频率测量的动量探头能够有效获取炉内簇团运动特性,从而了解床内流化状态的改变、床内磨损状态、床内物料量变化等信息。该方法正确反映了炉内工况的变化,并可直接用于实炉热态测量,为设备安全稳定运行提供了参考。     

溶氧对好氧颗粒污泥同步硝化反硝化脱氮的影响

好氧颗粒污泥外表和内在的不同溶氧(dissolved oxygen,DO)水平分别适合硝化和反硝化微生物的生长,形成具有同步硝化反硝化功能的脱氮体系.DO水平对颗粒污泥内部厌氧好氧区域的构成有影响,改变DO可以研究氧对好氧颗粒污泥同步硝化反硝化过程的影响.结果显示,反应系统在一定DO参与下对有机物的去除效率较高,各种条件下均能达到90%左右;高DO(≥3.0 mg/L)提高硝化速率,但易造成反应过程中NO2-和NO3-的积累;低DO(≤2.0mg/L)下反应积累的硝化产物少;在颗粒污泥同步硝化反硝化反应过程中适当控制供氧,可减少运行过程中N2O的排放.实验条件下,控制DO在1～2 mg/L为佳;在低DO情况下,NO2-通过短程反硝化反应直接还原为气态的N2O和N2;高DO情况下,大部分NO2-以全程反硝化方式还原为气态氮.好氧颗粒污泥具有良好的硝化反硝化能力,而DO对硝化反硝化过程有很大的影响,且低DO更有利于氮的去除和N2O排放量的降低.     

一株异养硝化-好氧反硝化菌JY78的筛选及其脱氮特性研究

从水源水库沉积物中筛选出一株高效异养硝化-好氧反硝化细菌JY78,以乙酸钠为碳源,分别以硝酸钠、氯化铵为唯一氮源研究菌株JY78的好氧反硝化、异养硝化特性。结果表明,经过72 h的反硝化过程,JY78对硝氮的去除率达到83.65%,总氮去除率达到58.46%;经过36 h的硝化过程,菌株对氨氮的去除率达到93.53%,总氮去除率达到76.15%。通过形态观察、生理生化分析及16S rRNA测序分析,JY78为不动杆菌Acinetobacter oleivorans。利用响应曲面法研究了p H值、温度、溶解氧和C/N比四因素交互作用对菌株反硝化特性的影响。结果表明,菌株JY78脱氮的最优条件为:C/N比8.0,温度22.57℃,转速37.94 r/min,初始p H值8.15。在此条件下硝氮能够达到最大去除率89.79%。同时,菌株JY78可以耐受低C/N比及低温条件。研究表明,菌株JY78具有突出的异养硝化-好氧反硝化能力,在处理微污染水源水方面具有应用潜力。     

餐厨垃圾厌氧干发酵处理产甲烷潜力及动力学研究

研究采用中温厌氧干发酵反应器,针对餐厨垃圾厌氧干发酵过程中p H,VFA,COD和产气量的变化,结合修正Gompertz方程分析厌氧干发酵产甲烷的动力学过程。在中温厌氧干发酵系统负荷和初始条件下,分析厌氧干发酵产甲烷过程变化,建立厌氧干发酵产甲烷模型,对其预测和试验验证及误差进行分析。结果表明,在中温厌氧干发酵过程中p H先下降后上升,VFA浓度先增加后减少,COD去除率保持在76.02%~90.28%之间;修正Gompertz动力学模型,可以较好地分析餐厨垃圾厌氧干发酵产甲烷过程(决定系数R~20.99),经拟合,具有较高的产甲烷能力,且与试验结果显著相关;在检验水平a=0.05条件下,其方差分析的P值为0.938,大于0.05的显著性,表明模型能较好地预测厌氧干发酵累积产甲烷量。     

Mine rescuers’ heat load during the expenditure of physical effort in a hot environment,using ventilated underwear and selected breathing apparatus

Mine rescuers’ heat load under the same physical effort load (25% of the maximal oxygen uptake), using three types of breathing apparatus, in newly developed heat-removing underwear and outerwear was assessed for typical work conditions of mine rescuers, under milder and harsher ambient conditions of 32 and 38?°C, respectively, both at relative humidity of 85% and air velocity of 1.0?m/s. Expending physical effort at the same load while using different kinds of breathing apparatus resulted in a similar heat load. Under both milder and harsher ambient conditions, heat storage and sweating intensity were greater than the average limit value recommended by hygienic standards, which indicates that the use of breathing apparatus significantly hinders heat exchange with the environment. The developed clothing for mine rescuers was highly rated, and was considered by most people to be better than that used currently.     

Influence of wheat straw addition on composting of poultry manure

Poultry manure is a significant source of nitrogen, but small amount of carbon needs to be added for faster degradation of organic matter in composting process. Composting of poultry manure mixed with wheat straw was carried out in specially designed reactors (32 L) under controlled laboratory conditions over 13 days. The aim of the study was to determine the influence of wheat straw addition to poultry manure on performance of composting process in terms of the following: the substrate temperature, carbon dioxide, ammonia, pH, electrical conductivity and organic matter. According to the results, the mixture of 83% poultry manure and 17% wheat straw (dw) among three different mixtures used in this research provided the best conditions for composting process.     

Effects of initial temperature and pressure on explosion characteristics of propane–diluent–air mixtures

The explosion characteristics of propane–diluent–air mixtures under various temperatures and pressures were investigated using a 20-L apparatus. The explosion limits of propane diluted with nitrogen or carbon dioxide were measured at high temperatures from 25 to 120 °C. The results showed that the upper explosion limit (UEL) increased, and the lower explosion limit (LEL) decreased with the rising temperature. The explosion limits of propane diluted with nitrogen or carbon dioxide were also measured at high pressures from 0.10 to 0.16 MPa. The results showed that the UEL increased, and the LEL almost remainedunchanged along with increased pressure. Under the same initial operating conditions, the concentration of nitrogen required to reach the minimum inerting concentration (MIC) point was higher than the concentration of carbon dioxide. Finally, the study investigated the limiting oxygen concentration (LOC) of propane under various initial temperatures, initial pressures, and inert gases. The LOC of propane decreased approximately linearly with increased temperature or pressure, and the LOC of propane dilution with carbon dioxide was greater than dilution with nitrogen from 25 to 120 °C or from 0.10 to 0.16 MPa, which indicated that the dilution effect of carbon dioxide was better than that of nitrogen.     

活性炭常温吸附实验研究

活性炭因有较大的比表面积和经济易得性,常作为气体吸附法净化气体的吸附剂。SO2是大气环境质量指示的一个重要大气环境因子,其排放被严格控制。SO2的吸附受多种因素影响,本研究选取商品粒状活性炭作为样品,在常温、常压、相对湿度RH=0%、用SO2标气和N2模拟配制气体的条件下,进行了活性炭物理吸附SO2的穿透曲线和吸附容量的研究,结果显示该商品活性炭实验吸附穿透曲线和吸附容量随其颗粒直径的减小而增加,吸附曲线也由陡峭变平坦。所得实验结果为商品活性炭的使用提供实验数据支撑。     

超临界CO2气爆致裂规律实验研究

针对我国低渗透性煤层增透困难的现状,研发了可控超临界二氧化碳气爆发生装 置,对不同强度的模拟煤体进行了不同温压条件下的超临界CO2气爆实验,结合孔内窥 镜观测和外观测量手段,对爆后宏观裂隙数目和长度等爆破响应信息进行统计分析。结 果表明:气爆裂纹起裂所需的最小爆破压力与介质的抗拉强度呈指数式增长的关系,主 要是固体材料在动力载荷作用下强度增大引起的;超临界二氧化碳气爆后产生宏观裂隙 的数目和累计长度与爆破压力满足Logistic函数关系,是裂隙面积超线性增加所消耗能 量也超线性增加的结果;超临界CO2对温压条件敏感,爆破有降温作用,是良好的物理 爆破原料,使用超临界二氧化碳作为爆破原料的爆破效果优于空气爆破效果。     

乌兰木伦矿辅运上山雾气成因分析及解决措施研究*

为研究神东集团乌兰木伦煤矿1-2煤辅运上山内雾气成因,采用数值模拟方法研究进风温度、湿度、风流量等对巷道气候参数的影响。研究结果表明:不同工况下巷道内空气温度均趋近于围岩温度;冬季工况沿巷道走向相对湿度先增加后减小,随进风温度的升高巷道内相对湿度变化幅度减小;夏季工况巷道内相对湿度增加后趋于稳定,随进风相对湿度的升高而升高;巷道内相对湿度随进风速度的增加略有减小。1-2辅运上山起雾是由于风流从进风井至巷道距离过长,造成风流大量吸湿,当风流在1-2辅运上山上行时风流温度降低,风流中携带的水蒸气析出,出现雾气;通过在风路分支设置风窗,风流方向由上行改为下行,可有效解决巷道起雾现象。     

污水生化处理过程中N2O的产生特征研究进展

N2O是大气中重要的温室气体之一,而污水生化处理已被报道是导致N2O产生的潜在人为源之一。大量研究表明,污水生化处理过程中N2O主要产生于微生物的硝化和反硝化代谢过程中。从微生物学和生物化学反应角度,阐述了硝化和反硝化过程中N2O的生成机理,同时给出了几种典型污水处理工艺N2O的产生量和相关影响因素,并对A/A/O工艺中不同处理单元N2O的释放情况进行重点论述。研究发现,对于几种典型的污水处理工艺,由于工艺条件和主要影响因素的不同,N2O的释放量存在较大的差异;对于同一污水处理工艺,不同处理单元N2O的释放量也存在很大差别。污水处理厂中,好氧处理单元是N2O的主要排放单元,而在好氧单元中,DO质量浓度及NO2--N质量浓度是影响N2O释放量的主要因素。在综合分析硝化和反硝化过程N2O产生机理的基础上,进一步总结了污水生化处理过程中DO质量浓度、NO3-和NO2-质量浓度、pH值、C/N比、污泥龄等对N2O释放的影响。     

氮负荷波动下污水地下渗滤系统除污及释放N2O的特征

通过实验室模拟试验分析了进水氮负荷对污水地下渗滤系统出水水质及N2O产生的影响。结果表明:随进水氮负荷升高,系统对NH_4~+-N、COD等污染物的去除率呈下降趋势,而对TN的去除率呈先增加后降低的趋势;在低进水氮负荷(≤1.6 g/(m~2·d))和高进水氮负荷(≥6.4 g/(m~2·d))时,生物脱氮作用的N_2O气体产率相对较低,不超过(31.8±2.7)mg/(m~2·d);在中等进水氮负荷(2.4~5.6g/(m~2·d))时,N_2O气体产率最大值达到(60.6±2.0)mg/(m~2·d);N_2O的转化率也呈先升高后降低的变化趋势,在氮负荷为2.4 g/(m~2·d)时,转化率达到最大值,即1.33%±0.03%。综合考虑地下渗滤系统处理效果及N_2O产率等方面的要求,建议在工程应用中,污水地下渗滤系统的进水氮负荷为4.0~5.6 g/(m~2·d)。在该负荷区间下,N_2O主要产生在地下渗滤系统的下层,即厌氧区域是N_2O的主要释放源,占总体的70%以上。     

焊接作业厂房烟尘扩散规律研究与响应面分析

为研究焊接烟尘在多因素耦合作用下的扩散规律，通过在某小型焊接车间进行实验，将不同温度、湿度、风速3种影响因素进行耦合分析，测定不同环境条件下焊接车间内的烟尘浓度。采用Design Expert软件进行Box Behnken实验设计，构建电焊焊接烟尘浓度在3因素3水平条件下的二次回归响应曲面模型，通过研究二次模型实验因素间交互作用，了解二次项对烟尘浓度影响因素的排序，并简要分析电焊烟尘的治理措施。研究结果表明:温度、湿度、风速3个因素均为显著影响；二次项显示因素影响RhV（相对湿度与风速）>TRh（环境温度与相对湿度）>TV（环境温度与风速）。     

基于FLACS的CH4/CO2/air混合气爆炸参数分析

利用FLACS软件分析初始压力、初始温度对CH4/CO2/air混合气的爆炸温度、最大爆炸压力的影响;并与计算值对比。结果表明:①初始压力对爆炸温度、爆炸前后压力比影响可以忽略。常温变压条件下二氧化碳浓度增加,爆炸温度与爆炸前后压力比基本呈线性降低。常压变温条件较复杂,二氧化碳浓度升高爆炸温度降低;初始温度对低浓度（<15%）二氧化碳混合气爆炸温度几乎没有影响,而高浓度（>15%）二氧化碳混合气爆炸温度随初始温度增加而升高;最大爆炸压力随二氧化碳浓度以及温度升高而降低。②在设定条件下,低浓度（5%~10%）二氧化碳混合气爆炸温度计算值与模拟值相对误差小于5.5%,吻合较好;最大爆炸压力计算值与模拟值相对误差在6.5%～10.5%之间。