皂素工业废水CODCr排放限值的研究

皂素工业是近几年来迅速发展的一个重要生物医药化工行业,我国皂素主产区位于南水北调中线工程水源汉江上游,其排放的大量高浓度含酸有机废水给水源保护带来严重威胁,急需制定我国的皂素工业水污染物排放标准.采用三段式两相厌氧为核心的二级生化组合工艺技术从实验室试验、现场工业性试验和示范工程三方面对皂素工业废水COD_Cr排放限值进行了研究,皂素废水二级生化处理出水中残留COD_Cr总量(以质量浓度计)约为400～500 mg/L,其中溶解性微生物代谢产物(SMP)质量浓度约为240～280 mg/L.综合考虑技术可达性和经济可行性,将现有企业COD_Cr排放限值规定为400 mg/L;为引导企业对废液综合利用,推进皂素行业清洁生产,规定新建企业和现有企业的第二时段的限值为300 mg/L.提出了丹江库区相应的COD_Cr总量指标及皂素规模限额.执行该标准后,全国每年可削减COD_Cr 71　400 t,其中南水北调中线工程水源汉江上游至少可削减60　690 t,可以满足中线调水水源区的环境保护要求.      

超声波辅助提取雨水管道沉积物中磷的存在形态

在SMT法的基础上采用超声波技术对实验条件进行优化,用于雨水管道沉积物中磷的提取。通过对提取时间、提取温度等影响提取效率的因素进行分析,确定了提高闭蓄态磷提取效率的条件,从而建立了管道沉积物中磷形态分析的最佳条件。在确定的最佳提取条件下对北京城区雨水管道内沉积物中磷的存在形态进行提取,并对不同形态磷的污染水平和分布状况进行分析,结合环境状况等因素对不同形态磷的污染特性进行了综合研究。     

氯自由基介导的BDD电极选择性氧化脱氮

为实现氨氮的高效选择性转化,设计了一个氯自由基介导的电化学体系。该电化学体系以稳定性好、氧化能力强的掺硼金刚石(BDD)电极为阳极,以Pd-Cu修饰的泡沫镍材料(Pd-Cu/NF)为阴极,以氯化钠为电解质,对BDD电极选择性电催化氧化性能与机理进行了研究。结果表明：在4.0 V电压下,体系中的Cl⁻原位可转化成氯自由基(Cl·),Cl·可选择性地将氨氮转化为N₂和少量$ {\rm{NO}}_3^ - $,副产物$ {\rm{NO}}_3^ - $在Pd-Cu/NF阴极被高效还原为N₂;分别探究了阴极材料、电场强度、电极间距、溶液pH和电解质种类对氨氮转化性能的影响。通过电子顺磁共振和自由基捕获实验,证实了Cl·在氨氮转化过程中发挥了重要作用。在最优条件下,可实现40 min内100%的氨氮转化率和25 mg·L⁻¹的N₂生成量,以上研究结果可为解决水体中氨氮的污染问题提供参考。     

厌氧动态膜生物反应器处理冷轧平整液废水

平整液废水作为碱性含油废水,一直是冶金行业较难处理的废水之一。搭建了一套厌氧动态膜生物反应器（AnDMBR）,通过梯级驯化的方式,处理COD为2 500 mg·L-1左右的平整液废水。经过88 d的启动驯化,在膜通量为6 L·（m2·h）-1,HRT为2.5 d的条件下,出水稳定在500 mg·L-1左右,甲烷产率约0.151 L·g-1,动态膜的一个运行周期可以分为成膜阶段、稳定阶段和堵塞阶段3个阶段。成膜阶段出水浊度随动态膜的逐渐形成而下降;而后动态膜形成,出水浊度稳定,为稳定阶段;最后为堵塞阶段,跨膜压差激增,出水浊度上升。同时对驯化及稳定运行阶段的污泥进行了微生物菌群分析,在细菌群落中主要的微生物菌群为Clostridia（梭状芽胞杆菌纲）、Bacteroidia（拟杆菌纲）、Anaerolineae（厌氧绳菌纲）、OP8_1和Spirochaetes（螺旋体纲）,其中拟杆菌纲是处理平整液废水的优势细菌菌群。在古菌群落中,Methanolinea（甲烷绳菌属）和Methanosaeta（甲烷鬃毛菌属）为主要菌种,随着反应器的长期驯化和运行,甲烷鬃毛菌逐渐成为反应器中优势菌群。     

地下水位变化对边坡稳定性影响的模拟分析

降雨引起边坡地下水位变化、降低岩土体抗剪强度进而引起边坡失稳产生滑坡是电网工程灾害中最常见的地质灾害之一。文章在现场详细工程地质勘察的基础上,基于恢复山体极限平衡法和强度折减法,利用数值分析方法对降雨引起地下水位变化条件下某电网工程边坡稳定性进行了分析。模拟结果表明,现今地下水位条件下,该边坡整体处于极限平衡状态;在最高洪水位条件下边坡则处于失稳状态。边坡的最大变形位于边坡中上部,并呈现出由上部逐渐向下部扩展的趋势。边坡潜在破坏模式为边坡后缘张拉破坏和中下部剪切破坏的复合破坏模式。最后基于数值分析结果,对该边坡的工程治理提出了建议。     

新型环糊精聚合物对Zn2+的吸附研究

以β-环糊精(β-CD)和聚酰胺-胺(PAMAM)为原料,合成了新型环糊精聚合物(PAMAM-CD),并用元素分析、扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对其进行了表征.提出了PAMAM-CD与Zn2+最可能的5种配位方式,研究了PAMAM-CD对Zn2+的吸附动力学及等温吸附特性.结果表明:吸附平衡时间为300min,最佳pH值为5~6.5,吸附量达0.78mmol/g.吸附过程符合伪二级动力学模型,速率控制步骤为粒内扩散控制,吸附等温线符合Freundlich模型.在288,298,303,308K时,ΔG分别为-2.139,-2.417,-2.188和-2.218 kJ/mol,表明PAMAM-CD对Zn2+的吸附是一个自发过程.     

基于沼液的培养基及产油小球藻藻种选育

将产油小球藻培养与沼液污水处理结合,为小球藻生长提供营养和水源,同时实现了沼液污水的无害化处理.本研究利用4种产油小球藻,在沼液污水与绿藻培养基体积比为1∶9、1∶3、1∶1、3∶1形成的培养基中培养,以产油率为指标,选育出获得最高产油率时的沼液污水-绿藻培养基配比和小球藻藻种.结果表明,产油率最高的培养基体积比为1∶3,小球藻藻种为BJ05,该工况下产油率达到9.20 mg·(L·d)-1,高于纯绿藻培养基中的8.66 mg·(L·d)-1.在1/4污水比例培养基基础上,考查添加绿藻培养基中不同营养组分对BJ05产油率的影响,结果发现,在同时不添加碳酸钠和柠檬酸的情况下,BJ05的产油率为9.36 mg·(L·d)-1,COD、TN(总氮)、TP(总磷)、NH+4-N去除率分别达到59%、75%、61%、100%.而其他营养成分缺失则显著降低了BJ05的生物量,进而降低了产油率,所以进一步优化培养基为绿藻培养基中不添加碳酸钠和柠檬酸的体积比为1∶3的沼液污水-绿藻培养基.     

冬季低温下MBR与CAS工艺运行及微生物群落特征

研究了在冬季低温条件下,膜生物反应器(MBR)与传统活性污泥法(CAS)工艺运行效果及微生物群落特征的差异,对工艺出水水质和微生物活性进行了分析,并借助454焦磷酸高通量测序法对微生物群落组成和结构进行了解析.结果表明,三套对比工艺(MBR两套:高污泥浓度R1和低污泥浓度R2,CAS工艺R3)的出水总氮平均去除率分别为85.2%、56.1%、58.8%;NH+4-N的平均去除率分别为99.7%、99.7%、59.7%,比硝化速率由大到小依次为R2、R1、R3,比反硝化速率由大到小依次为R3、R1、R2,高浓度MBR污泥具有较好的耐寒特性和氨氮去除效果;从454焦磷酸测序结果看,相似性为97%时,菌群丰富度:R2>R3>R1,多样性:R2>R1>R3;MBR污泥微生物菌群的组成和丰度与CAS系统有较大不同;R1、R2、R3中主要的硝化菌为Nitrospira菌属,总相对度依次为:1.22%、1.64%、0.15%,主要的反硝化菌为Zoogloea菌属、Thauera菌属、Comamonadaceae菌属及Comamonas菌属,总相对丰度依次为:5.8%、4.52%、15.21%;低温环境下,泥龄长、污泥浓度高、TN负荷低的MBR系统有利于硝化、反硝化细菌累积,提升生物脱氮效果.     

利用微型后生动物进行污泥原位减量的试验研究

在A/A/O普通活性污泥工艺中引入非寡毛类微型后生动物考察其生长条件和对剩余污泥的减量效果及对系统处理效果的影响。结果表明,当进水负荷小于0.5 mg(/mg MLSS·d)时,非寡毛类微型后生动物可大量生长;当内回流比升高、外回流比降低时,更有利于虫体的繁殖。经过适时的运行工艺调整可使生化系统虫体密度和稳定性提高,污泥减量效果可达到40%以上。非寡毛类后生动物的活动与摄食作用提高了系统污泥的沉降性能,并对系统出水COD、NH3-N、TN、TP、SS没有影响。。     

基于PCR-TGGE技术的餐厨垃圾厌氧消化微生物群落结构解析

为了解不同负荷下单相餐厨垃圾厌氧消化反应器内微生物群落结构演替特征,在单相厌氧消化反应器负荷为2.0～8.5kg·m-·3d-1(以VS计)的不同负荷条件下取样,运用16SrDNA的PCR-TGGE技术对反应器内微生物进行动态追踪.同时,运用Dice系统和NMDS软件对PCR-TGGE图谱进行分析.结果表明,负荷为4.0～6.0kg·m-·3d-1时,微生物群落结构变化不大;负荷为6.0～7.0kg·m-·3d-1时,微生物群落结构变化较为明显;负荷分别为7.0～8.0kg·m-·3d-1及8.5kg·m-·3d-1时,微生物群落结构变化最为明显.纵观整个过程,在餐厨垃圾厌氧消化反应器有机负荷在2.0～8.5kg·m-·3d-1下厌氧反应器内的微生物群落结构存在明显的阶段性演替;负荷为7.0kg·m-·3d-1时微生物群落结构的丰富度最好.