厌氧氨氧化耦合反硝化工艺的启动及微生物群落变化特征

为了解厌氧氨氧化耦合反硝化启动过程中脱氮除碳性能与微生物群落的关系,通过逐步提高进水COD浓度研究了SAD启动过程中脱氮除碳性能和微生物群落变化.结果表明,随着进水COD浓度增加,出水NH_4~+-N和NO_2--N的浓度保持稳定,平均去除率均在98%以上; TN去除率逐渐升高,第3阶段TN平均去除率为95. 6%,比厌氧氨氧化理论TN去除率高6. 8%;ΔNO_3~--N/ΔNH_4~+-N明显下降,从0. 15～0. 17逐步降至0. 03～0. 07;厌氧氨氧化脱氮贡献率逐渐下降,反硝化脱氮贡献率逐渐上升,COD去除率逐步增加.污泥活性分析表明SAD启动后污泥反硝化活性明显增加,厌氧氨氧化活性略微降低.高通量测序结果表明,反应器内微生物的优势菌门为绿弯菌门、浮霉菌门、厚壁菌门、装甲菌门和变形菌门,微生物群落特征与SAD脱氮除碳性能密切相关,与脱氮除碳有关的功能微生物主要有厌氧氨氧化菌、厌氧消化菌和反硝化菌,SAD启动后反应器内厌氧氨氧化菌丰度减少,厌氧消化菌和反硝化菌丰度明显增加.     

3种典型多孔高温改性固废材料对磺胺二甲嘧啶的吸附特性

以畜禽粪便、农作物秸秆和采煤废弃物这3种典型多孔固体废料为原料,用低氧控温炭化法制成牛粪炭和秸秆炭以及用煅烧后的煤矸石炭对磺胺二甲嘧啶(SMZ)进行批处理吸附实验.通过吸附动力学和等温吸附平衡研究牛粪炭、秸秆炭和煤矸石炭对SMZ的吸附特性,并结合FE-SEM、 FT-IR、 Boehm滴定、 BET及Zeta电位滴定分析表征手段探讨了其吸附机制.结果表明, 3种炭材料对SMZ的吸附在24 h时基本达到平衡. 3种炭材料对SMZ的吸附动力学均符合准二级动力学方程,R~2在0.996 8～0.999 9之间,吸附速率随着炭材料表面有效吸附位点的减少而减小.吸附过程主要由膜扩散、颗粒内扩散和平衡阶段这3个步骤组成,颗粒内扩散和膜扩散共同控制吸附速率.等温吸附数据更符合Freundlich模型,R~2在0.987 4～0.999 7之间,主要为物理吸附,是自发的放热反应. 3种炭材料的最大吸附量依次为牛粪炭(19.64 mg·g~(-1))煤矸石炭(12.06 mg·g~(-1))秸秆炭(9.16 mg·g~(-1)).SMZ在3种炭材料上的吸附机制主要有:分子间的氢键作用、多分子层的表面静电吸附作用和孔隙填充等.其中,静电吸附为主要吸附机制.牛粪炭吸附性能最佳可能是由于其具有较为丰富的含氧官能团、较多的负电荷和较大的比表面积和孔容.     

水华藻斑漂移速度时变特征研究

以太湖水华藻斑为研究对象,采用自主研发的藻斑漂移原位观测技术,研究分析了不同时间尺度下太湖蓝藻水华易发区藻斑漂移速度的变化特征.结果表明：日内藻斑漂移速率在（0.0793±0.0135）~（0.146±0.0318）m/s范围内变化,藻斑漂移速度的北向分量在-0.0896~0.0247m/s之间,东向分量在-0.0157~0.0029m/s之间.漂移速率日均值变化呈现出锯齿式交替特征即增加-减少-再增加的往复循环,变化范围为（0.0499±0.0141）~（0.1580±0.0120）m/s,漂移方向以北向为主.藻斑漂移速度的月际变化明显,6月~8月,向东漂移的占比逐渐降低,而向西漂移的占比逐渐增加,此期间漂移方向均以北向为主.漂移速率6月上旬最小,均值为0.0680m/s,7月上旬达到最大,均值为0.1350m/s,7月中旬~8月下旬水华藻斑漂移速率在0.0800m/s附近波动.     

氨法脱硫工艺高氯吸收液净化研究

针对氨法脱硫工艺运行过程中,吸收液中Cl -不断富集,造成吸收效果降低,设备腐蚀加剧情况,采用水滑石工艺对高氯吸收液进行了脱氯研究。为保证氯离子脱除效果,采用钙盐沉淀法先将吸收液中的硫酸根脱除。在两种不同的水滑石工艺对比中,与合成水滑石相比,直接加入水滑石效果较好。在焙烧温度400 ℃,吸附1 h,水滑石与吸收液质量比为0.3时,氯离子脱除效果最好。     

偏转角影响磁纤维捕集Fe基细颗粒的数值模拟

为了研究磁性纤维对钢铁行业细颗粒物的控制效果,基于计算流体力学-离散相模型（CFD-DPM）对高梯度磁场中含尘气流方向与背景磁场方向夹角（偏转角）分别为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°时磁性单纤维捕集Fe基细颗粒进行数值模拟.分别研究高梯度磁场作用下颗粒粒径、入口风速、磁场强度对颗粒运动轨迹和捕集效率的影响.结果表明：高梯度磁场中偏转角影响磁性纤维捕集区域的位置,当角度为0°时,在纤维正对含尘气流方向区域形成颗粒捕集区,背风侧形成较大空腔;当角度为90°时,在沿气流方向纤维两侧形成面积相等的捕集区域.偏转角对小颗粒捕集效率的影响较小,当角度为0°时,对于0.5μm的颗粒捕集效率为4.1%,当角度为90°时捕集效率为3.9%.随着粒径的增大,捕集效率的增长速率先减小后增大,对于不同粒径的颗粒,当角度为0°时捕集效率最高.当风速在0.02~0.04m/s范围时,随着角度从0°增加到90°,捕集效率先降低,在45°附近达到最小值,然后升高.磁场强度的增加有利于提高捕集效率,但不同角度时的增长速率有所不同.当偏转角为0°和60°时,背景磁场强度为0.1~0.3T范围时增长速率明显大于0.3~0.9T范围内,而当偏转角为30°和90°时,背景磁场强度为0.1~0.5T范围时增长速率高于0.5~0.9T时的增长速率.     

青藏高压系统对川渝春夏臭氧污染的影响机制

为研究青藏高压系统对川渝地区春夏季臭氧（O₃）污染的影响机制,对2015~2018年每年4~9月的中国气象局高空全要素填图数据（Micaps PLOT High）、川渝14个城市的国控环境监测站点O₃监测数据及气象台站数据进行了研究分析.结果表明：O₃浓度的高低与青藏高压中心位置分布的状况和数量密切相关,中心分布越密集、出现的极值区域越多和中心个数越多时,同期地表温度越高,O₃浓度越高（尤其是中心位置出现在100°E和28°N的频数越多,地表温度越高,导致较多O₃极值的出现）.对比分析同年逐月与逐年同月高压脊线南北偏移情况对O₃浓度的影响,发现高压脊线越往北跳,对应日照时数越长,O₃浓度越高.综合分析高压中心和高压脊线对川渝地区O₃影响的共同作用,发现高压中心和高压脊线分别主要通过控制地表温度和日照时数来影响O₃浓度,且同一时段,二者对O₃浓度影响的效果和程度也存在差异,有时对O₃浓度的增加表现为协同作用,有时为拮抗作用.     

高盐度复杂染料废水脱色菌群的降解特性

从天津市市政污泥中筛选出复杂染料脱色菌群,其经16SrDNA基因序列鉴定,主要由Dokdonella（12.26%）、Dyella（10.19%）、Saccharibacteria genera（7.07%）、Rhodobacter（5.80%）、Pseudodoxanthomonas（3.61%）、Flavihumibacter（3.02%）组成.将其用于高盐度复杂染料废水的降解脱色,并研究共代谢基质和各种理化参数对染料废水脱色的影响.结果表明,最佳共代谢基质为葡萄糖和硫酸铵;最佳脱色条件：温度为35℃、pH值为9.0、菌群接种浓度为1.2g/L;在高盐度条件下（50g/L）,菌群能高效脱色复杂染料废水,72h脱色率达到（87.0±2.4）%.经高效液相色谱仪（HP-LC）、傅里叶红外光谱（FT-IR）及气相色谱质谱联用仪（GC-MS）分析,甲基橙首先被迅速降解,分散蓝次之,酸性品红的降解较慢;复杂染料的发色基团（-N=N-,-NH_2,-SO₃）和苯环结构被破坏;其降解产物为苯胺、乙酰胺及2-氨基-5-甲基苯甲酸等.     

河北省中南部对流层CH4时空分布特征的飞机探测研究

为研究河北省中南部对流层内CH₄时空分布特征,2018年6~7月利用空中国王350飞机搭载高精度CH₄分析仪和相关辅助设备,对河北中南部城市上空（600~5500m）CH₄浓度进行飞机探测.探测期间共飞行4架次,取得7组CH₄浓度垂直廓线数据.结果表明：探测期间CH₄浓度最小值为1884×10^-9,最大值为2038×10^-9,多架次垂直方向上平均浓度为（1915±90）×10^-9.不同探测架次CH₄浓度随高度变化趋势有较好的一致性,随高度增加,均出现先增大后减小,后稳定不变的趋势,且在混合层顶以下（约1000m）存在明显分界线.1000m以下,同高度层CH₄浓度变化较大,不同架次间浓度相差最大值达124×10^-9,同一架次CH₄浓度的垂直梯度变化受大气层结影响明显,位温垂直梯度接近零时,CH₄浓度的垂直梯度变化不明显.1000m以上,CH₄浓度垂直随高度增加呈指数减小,同高度层CH₄浓度变化较小,变化偏差在平均值的5%以内,4000m以上,同高度层CH₄浓度振幅最小,差值<15×10^-9,此时浓度可代表该区域背景大气的平均浓度.石家庄上空同高度层CH₄浓度白天整体大于夜间,随高度降低差值变大,说明石家庄白天CH₄排放源强度大于夜间.     

灞河流域DOM荧光光谱特征及其对细菌组成的影响

为了探讨溶解性有机质（DOM）来源组成对细菌群落结构和多样性的影响,以及细菌群落结构在控制DOM组成及降解中的作用,本研究基于三维荧光光谱-平行因子分析（EEM-PARAFAC）技术研究了灞河水体枯水期（12月）DOM的荧光组分特征及空间分布变化;采用高通量测序技术分析了水体中细菌群落特征.结果表明：灞河水体DOM荧光组分中含有3个腐殖质类组分（C1：240,320/400nm;C2：260-295/478-504nm;C5：240/480nm）和2个蛋白类组分（C3：240,272~284/350~360nm;C4：255~275/326~336nm）,5组分之间相关性较好,表明这2类荧光组分具有相似的来源属性;灞河水体门水平中相对丰度最高的为变形菌门（Proteobacteria,54.22%）,其次为拟杆菌门（Bacteroidetes,19.40%）、厚壁菌门（Firmicutes,12.28%）、蓝藻菌门（Cyanobacteria,6.46%）和放线菌门（Actinobacteria,3.13%）;河流水体中的营养盐含量、水温、电导率及pH值均对细菌群落组成有一定影响.DOM各组分与浮游菌群表现出一定相关关系,且腐殖类和蛋白类组分沿河流纵向梯度对比明显,不同细菌群落对DOM的质量和不稳定性可能有不同的反应.本研究可为河流生物地球化学过程对微生物种群组成和功能影响的研究提供一定的基础数据.     

高质量发展条件下中国城市环境效率评价

构建NSUSBM-SFA-NSUSBM-Tobit的4阶段分析框架,并基于中国213个城市的截面数据,运用NSUSBM模型,计算了可分离与不可分离假设下城市的环境效率,同时运用3阶段DEA模型,引入了自然因素.并使用Tobit模型,结合新发展理念,分析了城市环境效率的影响因素.研究表明,中国城市环境效率均值为0.49,整体效率不高,地区差异明显.对部分高质量发展城市而言,相对优异的自然环境在一定程度上弥补了管理低效率,其管理效率仍有较大的改进空间;对低质量发展城市而言,GDP与污染的不可分离性是造成环境效率低下的重要原因.创新能力对城市环境效率有模型的促进作用;第二产业比重与环境效率明显负相关,同时城乡差异越大,环境效率越低;政府的环境投资与环境规制有助于提高城市环境效率;开放和引进外资对城市环境效率有显著的提升效果;城镇化有助于提升环境效率.