基于新型分层结构的污泥好氧堆肥处理

为了提高堆肥效率以及改进传统的堆肥方式,采用分层的堆置方式,以竹炭作为分隔材料,进行好氧堆肥实验,系统地分析了堆肥过程中常规理化特性的变化以及氮素损失情况。结果表明:木屑处理组(A)和竹炭处理组(B)中温度均经历了升温期、高温期以及降温期3个阶段,满足堆肥3阶段理论;以竹炭作为分层材料使高温期pH值降低至8.23,低于A组(8.98),而pH值的降低有利于控制氨气挥发;堆肥结束时,B组中DOC降解率为75.3%,明显高于A组(60.2%)。B组处理中氨气累积释放量为2 127.8 mg,小于A组的2 522.8 mg,可见竹炭作为堆体分隔材料对堆肥过程有机质的降解利用以及氨气挥发的控制均有一定的促进作用。     

基于AERONET典型污染天气下香河气溶胶光学特性研究

气溶胶光学特性是研究气溶胶气候效应的基础,气溶胶辐射强迫估算中最大的不确定性源于对气溶胶光学特性估算的不确定性,详细了解气溶胶光学特性尤其是典型污染天气下的光学特性对研究气溶胶辐射强迫估算具有重要意义。为深入了解香河地区大气气溶胶光学特性,利用AERONET数据资料研究了香河冬、春季节气团来向、气溶胶光学厚度(AOD)以及气溶胶的类型,对比分析了春季沙尘和冬季雾霾天气条件下大气气溶胶光学性质的差异。结果表明:移动速度较慢的气团伴随着高AOD(AOD1.0),而移动速度快的气团伴随着较低的AOD(AOD0.5)。Gobbi气溶胶图解法分析显示,香河站沙尘和细粒子气溶胶都会产生高光学厚度。香河沙尘和雾霾期间粗、细粒子消光占比差异明显,其中细粒子消光分别占总消光的40%和95%,说明雾霾天气发生时细粒子消光对总消光具有重要贡献。沙尘期间,平均AOD稍高于雾霾天气,其中高AOD(1.0)出现的频率达到86%,说明沙尘天大量的粗粒子对总消光具有强烈贡献。两种污染天气下的AOD和Angstrom波长指数(AE)的关系明显不同,其中雾霾污染下的AE随AOD增大表现出缓慢减小的趋势,而沙尘期间AE随AOD变化复杂,当AOD大于1.8时,AE约为0.05。沙尘期间,平均AE为0.45,其中低于0.1和大于0.6的AE分别占41%和32%,表明香河作为沙尘下游地区,沙尘发生时气溶胶主要源于长距离传输的粗粒子和局地产生的细颗粒的共同贡献。雾霾天气下平均AE(1.19)是沙尘天的2倍多,其中大于0.9的AE频率分布高达93%,说明香河雾霾期间气溶胶以细粒子为主。研究结果对香河地区大气污染控制具有重要作用,可为京津冀地区大气污染治理及气溶胶气候效应研究提供参考依据。     

中国水资源承载力时空变化与趋势预警

水资源是制约社会经济发展的重要因素,全面客观评价水资源承载状况,对促进水资源利用与人口、经济、社会、发展相协调具有重要的理论和现实意义.以中国31个省(自治区、直辖市)为研究单元,基于生态足迹模型测算2003～2018年中国省域水资源生态平衡供需情况,并利用ARIMA模型预测其未来变化趋势.结果表明:(1)2003～2018年中国人均水资源承载力年际波动较大,而人均水资源生态足迹呈现先增后降的小幅波动趋势,人均水资源供需总体盈余,但在降水量较少的年份逼近赤字边缘.(2)中国水资源承载状况保持南方地区水资源供需有余,北方地区水资源供需赤字的宏观格局,人均水资源以有余区和超载区为主,地区间水资源生态盈亏差异较大.(3)中国的农业用水在4类账户中占比最高,研究期内人均农业和工业用水足迹由增转降,人均生活和生态用水足迹逐年递增;除北京外,其余省份的主要用水账户为农业和工业.(4)中国人均水资源生态盈亏呈现出"整体平稳,局部变化"的地域格局.15年,20个省(自治区、直辖市)水资源生态超载加速.(5)人均水资源生态盈亏未来将在30°N～40°N部分地区呈现恶化,但在多数地区逐渐改善.其中东南和西北地区水资源生态环境改善潜力较大,青藏高原将呈现恶化趋势,晋、陕、豫、鲁、苏、辽地区可能形成重度预警区.     

微生物强化MBR工艺剩余污泥的好氧消化过程

为了考察原位污泥减量技术产生的长污泥龄污泥好氧消化可能性,以某污水处理厂MBR工艺产生的剩余污泥为研究对象(污泥龄为60 d),将实验筛选得到的强化效果最佳的3种菌种(分别为B4、H4和N2)分别投加到MBR剩余污泥好氧消化反应器中。经过58 d的好氧消化后,投加B4、H4和N2的3个反应器MLSS消解率分别比污泥对照提高了13.2%、11.7%和6.2%,其中投加B4菌种MLSS消化效率提高最多。MLVSS消解率分别比污泥对照提高18.8%、20.0%和11.0%。研究表明原位污泥减量技术产生的长污泥龄污泥具有污泥好氧消化的可能性,同时筛选出来的3种菌种在消化过程中有明显的强化效果。随着消化反应的进行到52 d,反应器中出现大量的硝酸盐氮和总磷的积累。观察反应过程中氨氮、硝酸盐氮、p H和总磷的变化,大量的硝酸盐存在时诱导以硝酸盐为电子受体的反硝化除磷的进行。在消化过程中,磷溶出情况取决于污泥的水解程度,投加菌种加速了总磷溶出和提高了污泥的水解程度。同时投加菌种强化好氧消化显著降低污泥的SVI,投加菌种在强化好氧消化过程中能更多地消耗污泥中有机物,进而提高消化效率。     

粉煤灰合成沸石应用风险评估研究

以粉煤灰为原料通过改良水热法合成了粉煤灰合成沸石,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积等技术手段对其进行了表征;对粉煤灰合成沸石浸出毒性以及出水部分重金属离子浓度进行了实验研究;将使用后的粉煤灰合成沸石与土壤混合用于玉米盆栽实验,同时设置不加粉煤灰合成沸石的对照组,研究使用后粉煤灰合成沸石农用的效果。结果表明:(1)粉煤灰合成沸石主要物相成分为P型沸石,BET比表面积比粉煤灰增加了53倍(从0.867m2/g增加到45.804m2/g)。(2)粉煤灰浸出毒性均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)规定的浸出毒性鉴别标准值,其中铬、铜、镍未检出;出水部分重金属离子浓度低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中相应标准值,其中镉、铅、镍均未检出。(3)粉煤灰合成沸石添加于土壤中,对土壤pH影响不大(从6.81升至6.99),但实验组玉米根茎叶长势均好于对照组。     

油茶果壳对水溶液中结晶紫的吸附性能

研究了油茶果壳(COS)对结晶紫的吸附特性,考察了COS用量、p H值对COS吸附性能的影响。结果表明,在COS用量为0.30 g、结晶紫初始浓度为50 mg/L、p H=8.00溶液条件下,室温振荡3 h达到吸附平衡,平衡状态下油茶果壳对结晶紫的去除率达到98.01%。用拟一级动力学模型、拟二级动力学模型和内扩散模型分别对动力学数据进行拟合,结果发现,COS吸附结晶紫的动力学数据符合拟二级动力学模型,结晶紫初始浓度为40 mg/L时速率常数和相关性系数分别为0.0436 L/(mg·min)和0.9999。吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,随温度在一定范围内升高,最大吸附量增大,且相关性系数均高于0.99,当T=293 K时COS对结晶紫的最大吸附量为26.932 mg/g。热力学计算结果表明,该吸附过程是一个伴有物理吸附的吸热反应,可自发进行。此外,再生实验结果发现,油茶果壳再生7次后,对结晶紫的去除率仍为95%以上。     

精准扶贫视角下生态系统服务与多维贫困耦合协调差异:以甘肃秦巴山贫困核心区为例

促进贫困地区生态保护与经济建设协调发展是新时代国家扶贫开发的重要策略之一,是如期实现2020年全面建成小康社会的基础。以甘肃秦巴山贫困核心区为例,采用InVEST模型、市场价值法和影子工程法综合评估以水源供给、土壤保持、水质净化和固碳释氧为主的区域生态系统服务价值。运用参与式农村评估法,基于农户多维贫困测度指标体系,核算多维贫困指数。在综合测度两者耦合协调差异的基础上,分析其耦合协调差异的主要影响因素并针对性地提出分类指导策略。结果表明:(1)甘肃秦巴山贫困核心区25个特困片区生态系统服务价值为1 525.05亿元,其中,固碳价值最高。在各地类中,园地平均生态系统服务价值最大,耕地最小;(2)在25个特困片区的多维贫困中,基本物质需求相对充裕,健康状况贫困、文化教育贫困和社会关系贫困次之,经济收入贫困最严重;(3)由耦合差异分析可知,车拉、藏族等9个片区为生计资本落后型,经济收入、社会关系和文化教育是制约生态系统服务价值显化的主要因素。南阳、崖城等12个片区为生态资产落后型,林地、园地等高生态系统服务价值地类缺乏制约了多维贫困的持续改善。临江、新寨和大桥3个片区为协调发展型,仅理川片区为衰退失调型;(4)依据不同耦合差异类型及制约因素针对性地提出了分类指导策略,为精准扶贫战略决策提供科学参考。     

基于对数平均迪氏指数法的天津市能源消费碳排放分解分析

根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)2006年版碳排放计算指南中的计算公式和碳排放系数缺省值计算了天津市2000-2008年能源消费的碳排放量,然后对人均GDP、人口和能源强度与碳排放量作相关性分析,运用对数平均迪氏指数(LMDI)法对天津市能源消费碳排放量和碳排放强度进行分解分析,最后探讨了其主要影响因素的...     

天然气增压站压缩机运行安全风险与控制

本文通过对气田典型集气站增压站压缩机工艺安全现状进行分析研究,查找现场工艺安全的薄弱环节,对增压站压缩机的工艺安全、火灾性提出了防范安全措施,提出工艺、安全管理改进意见和建议,促进天然气压缩机的运行安全管理。