城市有机垃圾间歇厌氧消化pH控制动力学研究

对厌氧消化系统的物料及电离平衡进行分析,利用底物降解和微生物生长动力学建立城市有机垃圾间歇厌氧消化pH值控制模型,并研制开发了间歇厌氧消化过程pH值与产气量最优化计算机软件.运用该模型可预测不同厌氧消化过程的最佳pH值,从而通过控制厌氧系统的pH值使系统产气量达到最大,通过2组对比实验验证模型的有效性.结果表明,在相同的实验条件下厌氧系统的pH控制在最佳值时系统产气较未对pH值控制时稳定,且总产气量平均提高20%左右.     

好氧堆肥高温期的嗜热真菌和嗜热放线菌群落结构

使用传统的培养方法和PCR-DGGE技术对好氧堆肥高温期的嗜热真菌和嗜热放线菌群落结构进行了研究.分别采用园林垃圾和餐厨垃圾作为堆肥原料,进行了20d好氧堆肥.高温期(≥50℃)持续了10d和8d.分别对2堆体高温期样品进行稀释平板混菌培养,真菌总数和放线菌总数均分别呈"降低-升高"和"升高-降低-升高"的趋势.同时提取微生物总DNA.分别使用真菌引物对(GC-NS7/NS8)和放线菌引物对(F243/GC-R513)从总DNA中成功扩增得到目标产物,对目标产物进行DGGE分离.传统培养法和DGGE图谱结果显示,不同堆体高温期的嗜热真菌和嗜热放线菌均表现出相似的变化规律,嗜热真菌优势菌比嗜热放线菌明显,但菌群总数比嗜热放线菌少.聚类分析结果表明,堆肥高温期嗜热真菌和嗜热放线菌分别以升温时56℃和58℃为界,分成2个明显的变化阶段,每阶段内部聚类关系较近.阶段间关系较远.温度对高温期真菌和放线菌具有明显的筛选作用.     

含乐果废水的循环电-Fenton氧化过程及其影响因素

为克服传统Fenton(Conventional Fenton,简称CF)法中存在着Fe2 在反应初始时即被氧化且反应过程中产生大量铁泥(Fe的复杂络合物)的不足,研究了循环电-Fenton(Circulating Electro Fenton,简称CEF-FeRe)法氧化降解自配乐果废水的过程及其各影响因子的作用机制.CEF-FeRe反应所需的H2O2通过蠕动泵缓慢加入到电解池中,而被氧化了的Fe2 又在阴极被还原,使得Fenton反应能持续进行.在乐果浓度为200mg·L-1时,通过多个单因素试验确定最佳CEF-FeRe反应条件为:常温、pH值为3.0、H2O2/Fe2 的摩尔比为10、H2O2的加入量为理论剂量、恒流0.5A.结果表明,在此条件下反应120min后COD去除率为81.67%,乐果在25min内去除率为99.4%.通过测定CEF-FeRe以及CF反应过程中Fe2 和H2O2的变化情况验证了CEF-FeRe反应的机理.动力学研究结果表明.乐果废水的CEF-FeRe反应符合一级动力学反应规律.CEF-FeRe法处理实际乐果废水也可以得到91.16%的乐果去除及68.53%的COD去除,这表明CEF-FeRe法处理乐果废水效率高且运行费用较低的特点.     

磷矿与石灰双循环脱硫的工艺性能

采用磷矿、石灰2种脱硫剂在同一吸收塔中完成2次循环4次吸收的过程.吸收塔的下部为第1级循环,采用环栅式喷射鼓泡塔,以磷矿为脱硫剂,磷矿吸收SO2后加适量浓硫酸制成磷肥,以减少烟气脱硫除尘的运行成本.吸收塔上部为第2级循环,在传统的喷淋和浮阀板技术上进行了改进,以石灰为脱硫剂,以解决第1级循环中因磷矿所含脱硫成分少于石灰而导致的脱硫效率较低的问题,保证了较高脱硫效率.结果表明,塔的压降、脱硫剂的pH值是影响脱硫效率的关键因素,在第1级循环中磷矿浆液pH值在4.5～3.5时,脱硫效率趋于稳定;通过调整石灰水的pH值可使整个工艺脱硫效率达到80%.     

接种白腐真菌堆肥处理含Pb垃圾

选取未污染土壤、家庭厨余、稻草、麸皮加入Pb(NO3)2溶液配成模拟含高浓度Pb垃圾,采用接种白腐菌堆制处理和不接菌堆制处理2种方法分别进行室内模拟堆制.通过监测理化因子(pH、挥发性固体、水溶性有机碳/有机氮、木质素、粗纤维)与生化因子(呼吸量、微生物生物量碳)以及生物毒性分析因子(种子发芽指数、重金属含量)随时间的变化,系统地研究了重金属对垃圾堆肥过程的影响和白腐菌堆肥处理重金属污染垃圾的可行性.结果表明,接种白腐菌处理Pb污染垃圾的堆肥过程能顺利进行,较好地减弱了Pb的迁移性从而降低其生物有效性,降低了堆肥潜在的重金属危害性.此堆肥工艺下,堆肥成品pH为7.9,水溶性C/N达4.01,挥发性固体含量降至36.1%,木质素余量22.4 g,粗纤维余量30.1 g;且堆肥中Pb主要以残留态存在,约为63.38%,水溶交换态Pb含量则降至0%,种子发芽指数高达121%.     

微生物絮凝剂与聚合氯化铝复配处理涂料废水的响应面优化

采用响应面分析法对聚合氯化铝(PAC)与污泥生产的微生物絮凝剂复配处理涂料废水的过程进行了优化,设定的响应值为COD和色度去除率。实验分别拟合了关于COD去除率和色度去除率的二次模型,根据响应值的分布情况,确定涂料废水的最佳絮凝条件为微生物絮凝剂浓度47 mg/L,PAC浓度39 mg/L,pH为8.2,CaCl2浓度0.38 g/L,搅拌速度210 r/min。最佳絮凝条件下,微生物絮凝剂对涂料废水中COD和色度的去除率分别达到77.6%和68.9%。     

有序介孔碳载金/L-赖氨酸/纳米金修饰电极的制备及其对邻苯二酚、对苯二酚的检测响应研究

通过化学还原的方法合成有序介孔碳负载纳米金粒子,并构筑有序介孔碳载金/L-赖氨酸/纳米金复合膜修饰玻碳电极;利用扫描电镜观察介孔碳和介孔碳复合膜的微观结构,并用循环伏安法、电化学阻抗谱表征自组装电极的过程.在此基础上用差分脉冲伏安法研究对苯二酚和邻苯二酚混合物在该电极上的电催化氧化,研制了一种基于有序介孔碳载金/L-赖氨酸/纳米金复合膜修饰电极分别检测对苯二酚和邻苯二酚的传感器.在最优的实验条件下,该传感器在对苯二酚和邻苯二酚浓度为1×10-6～8×10-4mol·L-1的范围内具有良好的线性关系,检出限分别为3×10-7mol·L-1、7×10-7mol·L-1.     

基于随机模拟与三角模糊数耦合的重金属污染评价模型

基于河流环境系统中随机性、模糊性等多种不确定信息共存的特性,采用蒙特卡罗方法模拟三角模糊数,并将其应用到沉积物重金属污染评价领域,通过将各重金属实测含量及地球化学背景值三角模糊化,然后进行随机模拟,并结合各等级概率水平加权进行综合污染等级分析,建立了基于随机模拟与三角模糊数(SS-TFN)理论的沉积物重金属地累积指数评价模型.采用该模型对湘江长沙段沉积物中重金属污染状况进行评价.结果表明,Cd的污染程度最大,处于严重污染级别;其次为Zn和Hg,处于重度污染级别,并有向严重污染恶化的趋势;而其他重金属污染程度则较低.相对于确定性评价方法,该模型能够得出评价区域重金属地累积指数的可能值区间及其相应的概率水平,客观真实地综合表征沉积物中重金属分布及污染情况,为科学决策提供更多全面合理的信息.     

翼形上进风长袋脉冲袋式除尘器气流特性研究

袋式除尘器对超细颗粒物的净化效果较好,增加袋长是提高过滤面积的有效方法,但随滤袋加长,气流均匀性变差,滤袋容易破损,局部积灰严重,滤袋不能得到充分的利用。文章对翼形上进风长袋脉冲袋式除尘器建立几何模型并进行网格划分,基于计算流体动力学(CFD)理论,选取过滤速度为0.5~1.3 m/min和压力出口为-350~-2 000 Pa为边界条件,采用压力-速度耦合的SIMPLE算法,模拟包含Φ130 mm和Φ150 mm,长10 m滤袋的翼形上进风长袋脉冲袋式除尘器的气流分布,考察气流在滤袋空间分布的均匀性。结果表明:翼形上进风方式使得长袋脉冲袋式除尘器内气流分布较均匀;通过Φ150滤袋的气流速度大于Φ130;靠近壁面的滤袋的气流速度大于相应中心滤袋的。该研究可为上进风袋式除尘器的优化设计提供指导和依据。     

掺杂聚乙烯醇的壳聚糖小球对铜离子-腐殖酸的单一和连续吸附行为

以三聚磷酸钠作为离子交联剂,合成了一种掺杂聚乙烯醇的壳聚糖小球,采用SEM和FTIR表征了小球的表面性能及官能团分布情况,进一步研究了这种小球对腐殖酸和铜离子的单独吸附行为、连续吸附行为及两者共存状态下的吸附行为,并通过XPS能谱分析了吸附过程的机理.结果表明:在单独吸附过程中,壳聚糖小球与腐殖酸和铜的作用方式主要是通过静电引力和络合作用;在连续吸附过程中,先吸附了腐殖酸的小球,后续对铜离子的吸附效果变弱;而先吸附了铜离子的小球,后续对腐殖酸的吸附能力变强,说明这种小球在吸附过程中可以被连续使用.而在腐殖酸和铜离子共存的吸附实验中发现,壳聚糖小球除了会吸附溶液中的铜离子和腐殖酸外,还导致它们的聚集沉降.