海积平原区某非正规垃圾填埋场地下水氨氮污染模拟研究

本研究结合天津市海积平原区水文地质条件,构建了某非正规垃圾填埋场地下水溶质运移模型,并将该模型用于预测分析垃圾填埋场地下水氨氮污染迁移规律.采用敏感性分析研究了渗透系数、孔隙度和弥散度等参数的变化对模拟结果的影响.模拟评价了地下水氨氮污染抽出处理效果.研究结果表明,氨氮污染羽在10年内最大迁移距离为648 m,污染面积达到368667 m~2,高浓度氨氮污染羽主要分布于南部浅层潜水含水层.抽出处理方案效果不佳,易导致氨氮污染羽的拖尾和反弹效应.本研究可为海积平原区地下水氨氮污染治理、修复提供理论参考和依据.     

湿热水解预处理对餐厨废弃物液相物质转化的影响

设计湿热水解预处理温度(80、120、150和200 ℃)、时间(40、50、60和70 min)、加水量(40%、60%、80%和100%)的三因素四水平正交试验,研究湿热水解预处理对餐厨废弃物液相可浮油脱出量、ρ(COD_Cr)、糖类、ρ(VFA)(VFA为挥发性脂肪酸)等的影响. 结果表明:餐厨废弃物经湿热水解预处理后可浮油脱出量明显提高. 在150 ℃、加水量40%、处理60 min的湿热水解条件下,可浮油脱出量(67.7 mL/kg)最高,比未经预处理的对照组提高了2.65倍;同时,ρ(还原糖)和ρ(总糖)也达到最高,分别比对照组增加了16.29%和38.92%.随着温度升高和处理时间的延长,ρ(COD_Cr)不断升高,在200 ℃、加水量40%、处理70 min的湿热水解条件下,ρ(COD_Cr)最高为109.729 g/L,比对照组提高了1.39倍. 经湿热水解预处理后,ρ(VFA)也呈显著增加,在200 ℃、加水量100%、处理40 min的湿热水解条件下,ρ(VFA)达到最高,比对照组增加了66.26%.预处理后,ρ(乙酸)、ρ(丁酸)升高,ρ(乙醇)降低. 方差、极差综合分析表明,在湿热水解过程中,温度是影响餐厨废弃物液相物质转化的主控因子,其次是加水量和时间.      

预处理方法对香蒲厌氧发酵联产H2-CH4效能的影响

通过厌氧发酵动力学分析、还原糖及其他代谢产物变化情况,结合香蒲微观结构解析,系统研究酸(HCl)、碱(NaOH)、酶(纤维素酶R-10)3种预处理对水生植物厌氧发酵联产H₂-CH₄的影响. 结果表明:香蒲分别经酸、碱、酶3种预处理后,厌氧发酵联产累积H₂、CH₄产量及含量均显著提高,c(HCl)、c(NaOH)均为1.0mol/L, w(纤维素酶R-10)(以底物计)为10mg/g时,预处理最佳. 其中1.0mol/L NaOH预处理香蒲效果最佳,φ(H₂)(H₂含量)达30.09%,累积产H₂量(以香蒲干质量计)达11.39mL/g;φ(CH₄)(CH₄含量)最高达67.48%,累积产CH₄量(以香蒲干质量计)达41.87mL/g;还原糖利用率达50.87%,sCOD(溶解性化学需氧量)利用率达66.17%. 纤维素酶预处理后香蒲产CH₄能力显著提高,产CH₄阶段φ(CH₄)最高为71.39%,累积产CH₄量达46.32mL/g,还原糖利用率达72.10%. 扫描电镜微观结构分析表明,碱预处理对香蒲纤维素结构破坏程度最大,可有效增加香蒲与微生物接触面积,有利于厌氧发酵联产H₂-CH₄工艺的快速启动和稳定运行.      

堆放垃圾渗滤液水溶性有机物的荧光特性

为揭示堆放垃圾渗滤液物质组成特性及其变化规律,采用三维荧光光谱,对4个不同垃圾堆场渗滤液水溶性有机物(DOM)进行了研究.结果显示,堆放垃圾渗滤液样品S1中含有2类蛋白荧光峰:类酪氨酸荧光峰和类色氨酸荧光峰,其他3个样品(S2、S3及S4)只含有类色氨酸荧光峰,此外还出现了类腐殖质荧光峰,且不同样品中该峰的数目、类型及位置均存在差异,显示渗滤液样品S1只含有类蛋白类物质,而其他3个样品除此之外还含有类腐殖质物质,且腐殖化程度各异.类蛋白类物质-Hg(II)配位研究显示,与类色氨酸荧光峰相比,类酪氨酸荧光峰更易受介质微环境改变影响;室温培养模拟研究显示,与类腐殖质物质相比,类蛋白类物质更易发生降解.三维荧光光谱可以有效表征堆场渗滤液DOM物质组成及其变化规律.     

预处理方法对香蒲厌氧发酵联产H_2-CH_4效能的影响

通过厌氧发酵动力学分析、还原糖及其他代谢产物变化情况,结合香蒲微观结构解析,系统研究酸(HCl)、碱(NaOH)、酶(纤维素酶R-10)3种预处理对水生植物厌氧发酵联产H2-CH4的影响.结果表明:香蒲分别经酸、碱、酶3种预处理后,厌氧发酵联产累积H2、CH4产量及含量均显著提高,c(HCl)、c(NaOH)均为1.0 mol/L,w(纤维素酶R-10)(以底物计)为10 mg/g时,预处理最佳.其中1.0 mol/L NaOH预处理香蒲效果最佳,φ(H2)(H2含量)达30.09%,累积产H2量(以香蒲干质量计)达11.39 mL/g;φ(CH4)(CH4含量)最高达67.48%,累积产CH4量(以香蒲干质量计)达41.87 mL/g;还原糖利用率达50.87%,sCOD(溶解性化学需氧量)利用率达66.17%.纤维素酶预处理后香蒲产CH4能力显著提高,产CH4阶段φ(CH4)最高为71.39%,累积产CH4量达46.32 mL/g,还原糖利用率达72.10%.扫描电镜微观结构分析表明,碱预处理对香蒲纤维素结构破坏程度最大,可有效增加香蒲与微生物接触面积,有利于厌氧发酵联产H2-CH4工艺的快速启动和稳定运行.     

典型场地地下水污染源强分级评价方法研究

地下水污染程度评价是地下水研究领域的研究热点。以场地浅层地下水为研究对象,基于目前国内工业场地有无防渗措施的分类原则,综合考虑污染源和场地包气带特征因子,构建了地下水污染源强分级评价指标体系。将修正的内梅罗污染指数法应用于污染源危害性分级,并将改进后的DRTAS模型应用于包气带阻控性分级,利用矩阵法构建两方面多因素耦合模型,最后形成了适合典型工业场地的地下水污染源强分级评价的方法。选择4个典型污染场地对评价方法进行实地验证,分析结果表明,对于已建的或拟建的有防渗措施的项目,污染源危害性是造成场地地下水污染的主因;对于已建的无防渗措施项目,污染源危害性和包气带阻控性共同决定地下水污染源强。场地评价结果与水质监测报告结论相符,说明本研究建立的分级评价方法对于地下水污染的预防和控制具有借鉴意义。     

荧光光谱技术在堆肥腐熟度评价中的应用

高温好氧堆肥是世界各国资源化利用固体有机废弃物最重要的途径之一,堆肥腐熟度是评价堆肥过程及堆肥产品质量的重要尺度.荧光光谱(FS)技术具有诸多优点,目前已广泛应用于不同来源有机质结构特征的研究,其在堆肥腐熟度评价中具有广阔的应用前景.在分析了FS技术的原理及特点的基础上,从发射光谱、激发光谱、同步FS和三维FS方面详实综述了FS技术在有机固体废弃物堆肥物质转化及腐熟度评价中的应用原理及其国内外进展,并对FS技术在堆肥腐熟度评价中存在的问题及发展前景进行了评述.     

湿热水解处理餐厨垃圾氮素转化规律

为了研究餐厨垃圾湿热水解过程中氮素的变化规律，设计了10、30、60、90和120℃5个温度水平以及30、60、90、120、150和180min6个加热时间水平，进行了30组完全实验，对不同湿热条件下餐厨垃圾粗蛋白、TN、NH4＋-N、NO3-N、有机氮及氨基酸等氮的不同存在形式的变化规律进行实验研究。结果表明，10、30及60℃条件下蛋白质的高级结构不会改变，利于粗蛋白的积累，且在温度120℃，加热时间90min条件下粗蛋白百分含量最高，占干物质的31．34％；随温度的升高和加热时间的延长TN、NHf-N和有机氮含量均上升；当温度达到120℃，由于水解反应，各温度处理下NHf．N浓度超过有机氮浓度，而NO3-N始终维持较低水平。氨基酸总量随温度的升高和水解时间的延长呈上升趋势，当温度达90％，加热时间达180min时，处理后餐厨垃圾总氨基酸百分含量最高，达164％，但温度达到120℃时，随着处理时间的延长，餐厨垃圾总氨基酸含量明显降低。     

多阶段生活垃圾接种堆肥水溶性有机物荧光特性表征研究

为提高堆肥效率，采取多阶段接种技术（MSIC）进行城市生活垃圾堆肥实验，并运用荧光分析技术，对不同堆肥阶段样品提取出的水溶性有机物（DOM）的变化进行跟踪分析。荧光同步光谱分析显示：堆肥过程中类蛋白峰发生红移，且在堆肥后期出现了类腐殖质峰，且类腐殖质荧光峰与类蛋白荧光峰荧光强度的比值‰‰不断增大，T2处理增长幅度最大。发射光谱分析显示：254nm激发波长下发射光谱中后1／4波段与前1／4波段的荧光强度积分面积之比A435-450/A300-345、465nm激发波长下发射光谱中470～640nm范围内荧光积分面积A协枷均不断增大，表明堆肥腐殖化程度不断增强，且T2处理在堆肥各阶段腐殖化程度均高于其他处理，T2处理物质结构最为复杂，腐殖化程度达到最高。三维荧光光谱显示：随着堆肥的进行，与蛋白质类物质有关的类蛋白峰荧光强度持续降低，而与腐殖质类物质产生的类富里酸荧光峰强度却不断增强；紫外区与可见区类富里酸峰荧光强度的比值r（A，C）随着堆肥的进行总体呈下降趋势；T2处理DOM中有机成分发生最为显著的变化，各阶段类蛋白荧光峰的发射波长明显发生红移，并且紫外、可见区域内类富里酸荧光强度明显高于其他处理，促进堆肥DOM中类富里酸物质数量的积累。结果表明：MSIC能够有效促进堆肥腐殖化进程，提高堆肥效率，是一种更加优良的堆肥技术。     

两室堆肥生物反应装置研究

以堆肥过程中物料平衡、热量平衡以及垃圾生物发酵特性为依据,设计了二室堆肥生物反应装置,并通过堆肥试验实际检验反应装置设计的合理性.装置主要结构包括:二室堆肥发酵仓、保温层、通风供氧系统、空气加热系统以及二次污染控制系统.装置的主要特点为:两发酵仓能够独立完成堆肥发酵,也可以实现堆肥一次、二次发酵串联工艺组合;通过二次污染控制系统,可以很好地减少堆肥过程中产生的废水臭气排放;采用空气加热系统,可以快速均匀地加热堆体,以满足不同堆肥工艺的需要.装置在试验研究以及小规模垃圾堆肥处理领域有一定的应用价值.