Denitrification and biofilm growth in a pilot-scale biofilter packed with suspended carriers for biological nitrogen removal from secondary effluent

Tertiary denitrification is an effective method for nitrogen removal from wastewater. A pilot-scale biofilter packed with suspended carriers was operated for tertiary denitrification with ethanol as the organic carbon source. Long-term performance, biokinetics of denitrification and biofilm growth were evaluated under filtration velocities of 6, 10 and 14 m/hr. The pilot-scale biofilter removed nitrate from the secondary effluent effectively, and the nitrate nitrogen(NO_3-N) removal percentage was 82%, 78% and 55% at the filtration velocities of 6, 10 and 14 m/hr, respectively. At the filtration velocities of 6 and 10 m/hr, the nitrate removal loading rate increased with increasing influent nitrate loading rates, while at the filtration velocity of 14 m/hr, the removal loading rate and the influent loading rate were uncorrelated.During denitrification, the ratio of consumed chemical oxygen demand to removed NO_3-N was 3.99–4.52 mg/mg. Under the filtration velocities of 6, 10 and 14 m/hr, the maximum denitrification rate was 3.12, 4.86 and 4.42 g N/(m~2·day), the half-saturation constant was 2.61, 1.05 and 1.17 mg/L, and the half-order coefficient was 0.22, 0.32 and 0.24(mg/L)1/2/min,respectively. The biofilm biomass increased with increasing filtration velocity and was 2845,5124 and 7324 mg VSS/m~2 at filtration velocities of 6, 10 and 14 m/hr, respectively. The highest biofilm density was 44 mg/cm~3 at the filtration velocity of 14 m/hr. Due to the low influent loading rate, biofilm biomass and thickness were lowest at the filtration velocity of 6 m/hr.     

天津市某小学儿童个体PM_(2.5)暴露特征及来源解析

为探讨儿童个体PM2.5暴露水平及来源,分别于2010年5月17日—6月24日(夏季)和11月8日—12月3日(冬季)对36名9~12岁小学生进行个体PM2.5暴露样品的采集和分析.结果表明:天津市某小学儿童夏、冬两季个体PM2.5暴露浓度(以质量浓度计)分别为(74.7±29.5)和(122.4±42.3)μg/m3,冬季暴露水平高于夏季,可能与冬季取暖有关.两季PM2.5载带的Al和Si,Zn、Pb和Mn的质量浓度分别呈显著相关;夏、冬两季SO42-和NO3-质量浓度之和分别占个体PM2.5暴露浓度的43.3%和39.5%.夏、冬两季NO3-和SO42-质量浓度平均值之比分别为2.3和0.6,说明夏季机动车排放为主导源,冬季则为固定源(如工业源和燃煤源).冬季OC(有机碳)和EC(无机碳)质量浓度分别高于夏季,与PM2.5质量浓度的季节变化趋势一致.源解析结果表明,天津市儿童夏季PM2.5暴露的来源为二次源、机动车排放、土壤尘、工业源和机动车添加剂,贡献率分别为30.4%、28.9%、12.8%、20.8%和7.1%;冬季则为二次源、机动车排放、土壤尘、工业源、燃煤源和道路尘,贡献率分别为26.5%、24.5%、13.7%、10.3%、19.9%和5.1%.     

生物强化滤池-O_3-BAC系统对微污染河水的深度净化研究

为提高生物滤池-臭氧氧化-生物活性炭滤池组合工艺系统对微污染地表水中主要污染物的去除效率,文章考察了生物强化条件下该组合系统的性能。利用PCR-DGGE技术进行各单元中微生物多样性对比分析,并采用生物毒性效应测试进行该项组合工艺出水水质的生态安全性考察。此外,通过显微镜和扫描电镜进行生物单元填料中微生物膜形态研究。结果表明:生物强化滤池单元中高效工程菌的添加有效改善了系统内微生物浓度低的问题并提高了系统对主要污染物的去除效率,生物强化滤池填料中微生物多样性指数和物种数均高于其他工艺单元。生物滤池中生物膜形态、颜色和厚度具有沿水流方向渐变的特点。原水经生物强化组合系统深度处理后可有效降低水中生物毒性,包括部分急性毒性特征物质和致癌风险值的削减。     

机动车加油过程中气液两相流动特性的CFD数值模拟

随着环保法规的不断完善,机动车加油过程中所产生的油气排放污染问题越来越受到重视.国外自20世纪90年代中后期开始采用数值模拟手段对机动车的加油过程进行研究,而国内迄今尚处于空白阶段.对机动车加油过程所涉及的＂加油枪喷嘴＋加油管＋油箱＋回气管＂物理体系进行适当简化,采用商业计算流体动力学（CFD）软件Fluent中提供的VOF气液两相流模型和RNG k-ε湍流模型,在基于Gambit软件确定网格划分方案和进行适当的边界条件设置后,建立了合理可行的加油过程气液两相流动CFD数值模拟模型,讨论了加油速度对油箱内气相空间静压力的影响,揭示了汽油在加油管内的回流现象.结果表明,加油枪的流量越大,油箱内气相空间的静压总体上也逐渐增大;同时油箱内气相空间的静压总体上可以划分为3个较为明显的阶段.而当加油流量较大时,往往会引起汽油在加油管油帽段内回流,从而使得加油枪过早跳枪.本研究为国内自主开展机动车加油以及油气排放污染控制技术和设备方面的研究开发奠定了一定基础.     

基于参数实测的水中重金属暴露的健康风险研究

以位于长江和淮河流域交界处河南泌阳县为研究区,利用ICP/MS分析城镇和农村居民饮用水中14种重金属含量,抽样选取2 500名城镇和农村不同性别和年龄的受试者作为研究对象,详细记录受试者3 d内的饮水和皮肤接触水的活动频率,并对有关饮水和皮肤暴露参数进行了测量.用暴露和健康风险模型计算了城镇和农村居民对14种重金属的经...     

Aroclor1254对大鼠甲状腺结构及功能的影响

为探讨低浓度多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)商业混合物Aroclor1254对大鼠甲状腺结构及功能的影响,本文将12只雄性Wistar大鼠随机分为对照组和PCBs暴露组(Aroclor1254组),对照组腹腔注射Aroclor1254的溶剂玉米油,暴露组以2000μg·kg-1·d-1的剂量行腹腔注射Aroclor1254,每周注射5d,连续注射13周.采用HE染色、免疫组化及电镜技术观察PCBs对大鼠甲状腺组织结构的影响,酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清TSH、Free-T3、Free-T4水平,逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测甲状腺球蛋白(Tg)及钠碘转运体(NIS)mRNA表达水平.研究结果发现,与对照组比较,暴露组大鼠甲状腺组织内单核巨噬细胞(ED-1+细胞)浸润增多,甲状腺微观结构受损,血清TSH水平显著升高,甲状腺组织TgmRNA及NISmRNA表达显著下调.研究结果表明,低浓度PCBs长期暴露可导致大鼠甲状腺结构破坏及功能损伤.     

城市污泥电渗脱水实验研究

电渗脱水是一种能有效去除污泥中水分以实现减量的处理方法.本文采用自制电渗脱水装置进行了城市污泥的电渗脱水实验.通过监测脱水过程中电渗流量、电压梯度与剩余含水率的变化,考察了电压梯度、电极间距和处理时间的影响,并进一步分析了电渗处理过程中脱水效果变化的原因.处理中随着脱水效果由阳极向阴极发展,污泥可划分为已脱水污泥与未脱水污泥,已脱水污泥内电渗停止,电渗与水分的脱除发生在未脱水污泥内,并由未脱水污泥的电压梯度决定.已脱水污泥阻值上升,使未脱水污泥电压梯度逐渐降低,造成了电渗流量与脱水效果的衰减,并使得污泥剩余含水率由阳极至阴极逐渐增加.电渗脱水的整体效果随加载电压的增加而提高,脱水能耗亦随之增加,选取较小的电极间距时电渗脱水能效较高.     

沉积物对粪固醇的吸附行为研究

采用批量振荡法模拟粪固醇在沉积物-水两相中的迁移,考察了温度、盐度、pH值、浓度对沉积物吸附粪固醇的影响.结果表明,温度升高不利于沉积物对粪固醇的吸附,但有利于粪固醇溶解度的增加;沉积物有机质中亲水性基团向水体中释放,不利于粪固醇的吸附;盐度升高和水体中粪固醇初始浓度增大皆有利于沉积物对粪固醇的吸附;pH值增高或降低皆抑制沉积物对粪固醇的吸附;沉积物中粗胡敏素对粪固醇吸附贡献较大,矿物质对粪固醇吸附贡献较小;温度、盐度、pH值和粪固醇浓度的变化,对粪醇/(粪醇+加氢胆固醇)、粪醇/24-乙基粪醇、粪醇/胆固醇、24-乙基粪醇/谷甾醇、24-乙基粪醇/(24-乙基粪醇+加氢谷甾醇)5个质量比指标的影响较小,其质量比指标可以作为粪便污染的指示物.     

4,4’-二溴联苯在水溶液中光降解的动力学研究

多溴联苯作为溴代阻燃剂被广泛应用,从而广泛存在于环境。但少有对于多氯联苯环境行为的研究。文章以4,4’-二溴联苯为研究对象,模拟自然环境,探讨了光源强度、初始浓度、pH值和溶解氧等因素对4,4’-二溴联苯降解的影响,以及在模拟太阳光的照射下,研究了Fe3+和腐殖酸对4,4’-二溴联苯在水溶液中光降解速率的影响。结果表明,在高压汞灯照射下,4,4’-二溴联苯的光降解过程符合准一级动力学规律。提高光源强度可加速4,4’-二溴联苯的降解;初始浓度的增加使4,4’-二溴联苯降解速率减慢;反应液在高pH值和低pH值时,均促进4,4’-二溴联苯的光降解进程;体系中溶解氧增多也同样促进4,4’-二溴联苯的降解;小剂量的添加腐殖酸和Fe3+可以促进4,4’-二溴联苯的降解,但超过一定浓度则抑制其光降解。     

贵州铜仁汞矿区主要农产品重金属污染及其健康风险评估

在贵州省铜仁市汞矿区重要的粮油和蔬菜生产基地司前大坝,采集大米、蔬菜、鸡蛋、猪肉和鱼肉等农产品样品,分析了重金属Hg、Cd、Pb和Mn含量,利用单项污染指数和危害指数对农产品的重金属污染状况及其潜在的健康风险进行评估。结果表明,司前大坝农产品中Hg、Cd、Pb和Mn的平均质量比分别为大米9.53μg/kg、34.19μg/kg、33.16μg/kg、22 125μg/kg,蔬菜5.38μg/kg、24.76μg/kg、41.83μg/kg、2 299μg/kg,猪肉146.2μg/kg、8.32μg/kg、30.86μg/kg、2 757μg/kg,鱼肉155.5μg/kg、25.00μg/kg、16.66μg/kg、1 065μg/kg。鸡蛋中Hg和Mn的平均质量比分别为61.74μg/kg和71.33μg/kg,Cd和Pb质量比低于检出限。所有农产品Pb的污染指数小于1,没有受到Pb污染。但青菜、鸡蛋、猪肉和蒜苗Hg的单项污染指数分别为1.07、1.23、2.92和3.27,辣椒Cd的单项污染指数为1.29,表明青菜和鸡蛋受到Hg的轻度污染,猪肉受到Hg的中度污染,蒜苗受到Hg的重度污染,辣椒受到Cd的轻度污染。司前大坝居民经农产品摄入重金属的危害指数HI为3.26,当地居民长期食用这些农产品会对其健康造成不利影响。其中,大米的危害指数为2.14,占总危害指数的65.6%,是居民健康风险的主要来源。Mn和Hg的危害指数为1.57和1.03,分别占总危害指数的48.2%和31.6%,是影响居民健康的主要因素。