响应面优化CCl4增强超声降解左旋氧氟沙星模拟废水

利用响应面优化实验设计方法对CCl4增强超声降解左旋氧氟沙星模拟废水的影响因素进行探讨和分析,考察了溶液初始pH值、超声功率、左旋氧氟沙星初始浓度的影响。应用Box—Behnken中心组合设计得到一个二次多项式数学模型,确定了US／CCl4降解左旋氧氟沙星的优化条件：初始pH值6．8,超声功率189W,左旋氧氟沙星初始浓度为5mg／L时,左旋氧氟沙星的去除率达到最大（82．99％）。经实验验证,实际值与模型预测值吻合性良好,偏差仅为0．036％。     

我国生态需水研究现状、面临挑战与未来展望

通过回顾生态需水研究发展历程及主要研究成果,从生态需水研究的典型区（流）域、研究对象、概念内涵、研究内容、计算方法及应用等方面系统归纳并总结了我国生态需水的研究现状与面临挑战,并提出若干关键科学问题。指出现阶段我国生态需水研究仍处于起步阶段,生态需水基础理论研究不足是导致目前生态需水计算方法不统一,可信度低,计算结果风险大,在水资源规划、配置与管理实践中难以达到预期结果的主要原因。今后生态需水研究的重点方向是基于流域生态系统完整性的流域生态系统需水研究,关键科学问题包括变化环境下气候变化和人类活动对生态需水影响机理及尺度转换中生态需水规律剖析等,在此基础上,需进一步加强生态需水基础理论研究,强调理论研究与管理实践的有机结合,以构建适合我国国情的生态需水研究理论方法和技术体系     

商洛市水资源供需分析及合理利用对策

随着人口增长和社会经济的发展,商洛市可利用的水资源已不能满足需水要求,供需矛盾更加尖锐。为了缓解商洛市水资源的供需紧张局面,在分析商洛市水资源开发利用程度的基础上,探讨了影响商洛市水资源开发的制约因素,主要包括供水工程供水能力不足、水污染严重及水资源利用效率低等原因,致使地区水资源不能有效地利用;以2005年为现状年,以2010和2020年为规划年,采用定额法对商洛市供需水量进行了预测,并对商洛市水资源进行了供需平衡分析,得出供水能力的不足是制约商洛市水资源供需平衡的关键;针对各制约因素,提出加快新修水源工程和供水工程建设、发展高效节水农业、建设节水城市及加大污水资源化等实现水资源供需平衡的有效对策,为商洛市的经济社会发展创造契机。     

黄土高原小流域坡沟系统降雨型滑坡侵蚀特征

通过野外对坡沟系统分峁坡和沟坡采样,及原状土室内干密度测定和不同含水量下抗剪强度力学实验,得到了峁坡和沟坡土壤干密度随高程的变化规律,建立了小流域坡沟系统土体的抗剪强度随含水量的变化规律,为小流域土壤侵蚀定量计算和降雨型滑坡侵蚀预报模型参数的确定提供参考.     

贫营养生物膜系统脱氮效果及影响因素实验研究

为了有效解决饮用水源氮源污染问题,采用贫营养生物菌剂对新型悬浮填料进行人工强化挂膜,在无需外加碳源及模拟原位条件下考察贫营养生物膜系统对微污染原水的脱氮效果及其影响因素。研究表明:在水温为25℃左右,溶解氧浓度为4 mg/L左右,水源水质为NH4+-N0.140 mg/L,NO2--N0.005 mg/L,NO3--N1.096 mg/L,TN1.450 mg/L,CODMn4.810 mg/L的条件下,该系统运行22 d后对原水硝氮及总氮具有较明显的去除效果,去除率范围分别为43%～75%和49%～76%,运行期间氨氮浓度基本保持在0.1 mg/L以下,系统稳定运行时的脱氮效果可满足地表水环境Ⅲ类水体的质量标准要求。另外,通过考察水温、填料填充率、C/N比等因素对贫营养生物膜系统脱氮效果的影响作用,说明在不同时期和不同环境条件下该系统对微污染水体的脱氮效果具有一定差异。     

改进污径比计算方法及应用

为了使现行污径比更加科学合理,提出底标比、排标比和危害系数并用来对原污径比进行改进完善.以东辽河为例,对新污径比进行检验.结果表明,新污径比不仅能作为生态水质评价的指标,还能量化反映河流环境容量盈亏度.新污径比还可以更广泛地应用到水资源水质评价、水资源承载力计算和区域可持续发展等研究领域.     

升流式污泥床对无机废水中氮硫转化及相互影响

采用无机含氨和硫酸盐(SO₄^2-)废水作为升流式污泥床(USB)反应器进水,研究了其对铵(NH₄⁺)和SO₄^2-的去除以及不同高度污泥层含氮、硫元素的转化途径.结果表明在反应器进水口处由于进水自含氧(外源性氧)和兼性厌氧菌受到氧化应激产生过氧化氢(内源性氧),两种“氧”共同存在下,反应器内生物脱氨量(以氮计)最高达40mg/L左右,且在USB反应器不同高度污泥层含氮化合物和含硫化合物的转化途径不同.在反应器底部污泥层,颗粒污泥表面氨氧化菌利用O₂将氨(NH₄⁺)氧化成亚硝酸盐(NO₂^-),在颗粒污泥内部厌氧氨氧化菌利用NH₄⁺和NO₂^-生成氮气(N₂)和硝酸盐(NO₃^-);同时,O₂的存在使得反应器底部污泥层部分厌氧颗粒污泥裂解,产生少量有机物,在颗粒污泥内部硫酸盐还原菌利用有机物将SO₄^2-还原生成硫离子(S^2-);硫自养反硝化菌利用NO₂^-/ NO₃^-将S^2-重新氧化为SO₄^2-.在反应器上部污泥层,由于只有少量内源性氧的存在,硫自养反硝化菌只能利用少量NO₂^-/ NO₃^-将S^2-氧化为硫单质(S₀);在USB反应器底部污泥层实现NH₄⁺的去除和SO₄^2-的循环,在上部污泥层实现了SO₄^2-的去除.     

Fe3+对MBBR系统脱氮途径及关键酶性能影响分析

为考察Fe³⁺对移动床生物膜系统（Moving-bed Biofilm Reactor， MBBR）脱氮途径及相关酶活性的影响，以15 ℃下长期运行的移动床生物膜为研究对象，确定Fe³⁺的最佳投加浓度，在此基础上，启动运行MBBR1（添加 Fe³⁺）与MBBR2（不添加Fe³⁺），对比分析了两反应器脱氮性能、相关酶活性、微生物群落结构及脱氮途径.结果表明，添加10 mg·L^-1 Fe³⁺的MBBR1与MBBR2相比，氨氧化、亚硝酸盐氧化、硝酸盐还原及亚硝酸盐还原的速率分别增加了75%、3%、10%和6%，氨单加氧化酶（Ammonia Monooxygenase， AMO）、羟胺氧化酶（Hydroxylamine Oxidoreductase， HAO）、亚硝酸盐氧化酶（Nitrite Oxidoreductase， NXR）、硝酸盐还原酶（Nitrate Reductase， NAR）和亚硝酸盐还原酶（Nitrite Reductase， NIR）的活性分别增加了10%、13%、2%、108%和3%，总氮去除率提高了11.17%.Illumina MiSeq测序结果表明，MBBR1中Nitrosomonas与Thauera相对丰度均高于MBBR2，NOB相对丰度接近.模型计算结果显示，MBBR1主要脱氮途径为同步短程硝化反硝化，而MBBR2主要脱氮途径为全程硝化反硝化.综上，Fe³⁺可通过影响脱氮过程中关键酶活性及生物群落结构，强化MBBR系统同步短程硝化反硝化能力以提高MBBR系统脱氮性能.