石墨烯修饰碳毡电极与微生物相互作用过程中的电化学特征

在希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)呼吸驱动下,成功制备了生源性还原态的氧化石墨烯(r-GO)修饰的碳毡电极,进一步研究了r-GO修饰碳毡电极与微生物相互作用的电化学特征.结果表明:经r-GO修饰的碳毡电极与微生物的相互作用程度得到显著提升,这主要是由于修饰后电极的扩散内阻(R_(dif))得到快速降低的结果.将r-GO修饰后的碳毡电极作为阳极应用于微生物燃料电池(MFC)中,经微生物呼吸驱动下的石墨烯修饰电极,由于R_(dif)降低导致电极的电化学活性增强,使得电极和微生物相互作用程度得到提升,从而缩短了MFC启动时间,提高了MFC的产电能力.研究进一步表明,r-GO对电极的修饰,调控了对电极电化学活性及生源性电子向电极表面的传递过程.     

复合人工湿地在水处理中的应用进展

该文收集和对比了自2001年至今的22个国家有报道的75个复合人工湿地的运行参数和去除效果,构建了复合人工湿地系统的数据库。在这75个复合湿地中,28个用于处理生活污水,12个用于处理农业废水,17个用于受污河流和湖泊的净化处理,13个用于工业废水或水厂尾水处理,另外,还有5组用于处理灰水和黑水。通过综述研究显示,复合人工湿地能有效去除有机物(BOD_5、COD)和悬浮固体,而氮和磷等营养物的去除效率与湿地的组合类型和湿地运行的条件有关。VF-HF复合型人工湿地对氨的去除效率高于FWS复合型人工湿地和VF与HF组合的其他类型复合人工湿地;FWS复合型人工湿地对TN的去除率相对于其他类型复合湿地最高,然而所有类型的复合人工湿地对TN的去除率均高于单一的HF或VF人工湿地。此外复合人工湿地在去除来自废水中的重金属和药物污染物也非常有效。     

水平搅拌下低高径比SBR中好氧活性污泥的颗粒化

在设有水平机械搅拌、高径比（H/D）为1.2的圆柱形鼓风曝气SBR中,考察了活性污泥的颗粒化情况,对成熟颗粒污泥表面所受水力剪切速率进行了定量研究,分析了水平搅拌在颗粒化过程中的作用.结果表明：有水平搅拌存在下污泥逐渐颗粒化,形成了均值粒径为1.12mm的好氧颗粒污泥,污泥沉降速度为21.41m/h;计算结果表明污泥表面所受的平均剪切速率为27.25s^-1,剪切应力为3.38×10^-2N/m²;污泥表面所受平均剪切速率与机械搅拌速率和表观气速均呈正相关关系;实验条件下机械搅拌对剪切速率的贡献要远大于表观气速的贡献,前者指数约为后者的37.48倍.研究认为水平搅拌在反应器中形成的具有足够剪切强度的旋涡二次流是促使低高径比反应器好氧污泥颗粒化的关键水力条件.     

安康水库分级超蓄的洪水资源化方法及其风险

汛限水位动态控制是水库洪水资源化的一种重要策略，其核心是在合理权衡风险和效益这一对矛盾的基础上确定可行的水库超汛限水位调度方案。为实现相对较大效益的同时降低水库防洪风险，考虑利用流域降雨预报信息，采用预泄能力约束法，以不同的降雨预报量级为依据，提出分级超蓄的洪水资源化方法，并结合安康水库实例，求得其基于 24 h 小雨和无雨预报的分级超蓄上限分别为326 m和 328 m。通过风险分析得知：在不考虑降雨预报信息的情况下，水库超蓄上限不宜超过 327.5 m；而依据 24 h 降雨预报信息的水库超蓄风险小到可以忽略。最后，应用该超蓄方案对实际洪水进行调度，实现了在减少弃水量069亿m3的同时，增加发电收入约361万元人民币.     

基于博弈论的突发性水污染事件治污决策模型

针对当前严重的水污染问题,采用博弈论对突发性水污染事件治污决策进行了研究,为事件应急管理提供理论支撑与决策支持。基于经典博弈论构建了信息不对称下突发性水污染事件中管理部门与企业之间的信号博弈模型,对信号发送方企业的类型空间、信号空间和信号接收方管理部门的行动空间进行假设,求得了模型的精炼贝叶斯均衡解,并对不同参数取值下的均衡解进行了分析。基于有限理性建立了企业群治污决策进化博弈模型,通过求解模型复制动态方程得到了不同参数取值下的进化稳定策略,并对模型进化趋势进行了分析。结果表明:对突发性水污染事件进行治污决策时,通过公开企业信息与信誉,提高对企业是否采取治污策略的奖惩力度,采用现代先进信息技术降低企业治污与管理部门检查的成本等方式有助于企业采取治污策略。     

饮用水水源突发性Cr(VI)污染应急处理实验研究

针对水源水突发性Cr(VI)污染进行了应急处理的实验研究.当原水中Cr(VI)质量浓度超过0.100 mg/L时,水厂现行处理工艺不能保证Cr(VI)达标去除.用硫酸亚铁还原法去除水中的Cr(VI),当原水中Cr(VI)质量浓度为0.1～2.0 mg/L,pH值在6.5～8.0时,硫酸亚铁和氯化铁的投量分别控制在3.0～16.0 mg/L和5～15 mg/L,可保证出水总铬质量浓度低于0.02 mg/L,去除率在99%以上,保障了饮用水水质安全.     

负荷及盐度对好氧颗粒污泥EPS的影响

研究了序批式反应器(SBR)内好氧颗粒污泥在不同有机负荷(1.6 kg COD/（m³·d）和8 kg COD/（m³·d)）和不同含盐(2.5%和5.0%)条件下胞外聚合物(EPS)的变化情况，并对EPS、比耗氧速率(SOUR)和孔隙率之间的关系作了进一步探讨。结果表明：在SBR反应器中，负荷较含盐量对好氧颗粒污泥EPS变化的影响要显著，且EPS糖成分和SOUR之间、EPS蛋白成分和孔隙率之间均呈负相关。另外，高负荷条件下的系统稳定性要优于低负荷。     

两种水质标准的再生水及补给后景观水对典型绿藻生长及生物质的影响

再生水回用于景观水体可以解决我国景观水体补水不足的问题，但也容易诱发水体富营养化.典型绿藻中的小球藻是水体富营养化的优势藻种，因此，了解影响小球藻新陈代谢的水质因素对控制富营养化非常重要.本研究以西安两处不同水质标准的再生水及其景观补水水体的水样对小球藻进行培养测定，采用冗余分析和显著性分析探究小球藻生长及生物质组分对水质指标响应程度.结果表明，再生水中氮、磷含量比景观水体高1.09%～12.5%，小球藻在杂用水水质标准和景观环境水质标准的再生水以及相应的补给后景观水中的比增长速率分别为0.469、0.438、0.362和0.289，而总生物质（脂质、多糖和蛋白质）的占比分别为49.98%、58.59%、76.59%和71.88%.通过冗余性分析发现TN和COD对小球藻的生长影响显著，总贡献率为57%;TN、COD和磷酸盐对微藻生化组成有显著影响，总贡献率为57.4%，显著性分析发现TN对藻类多糖的合成影响最显著，相关系数为0.669.基于此，可以采取化学混凝、生物种间竞争等方法降低再生水中营养物含量来有效控制水体富营养化.     

营养限制对厌氧序批操作反应器的影响及其恢复重建过程

研究了在厌氧条件下以葡萄糖为基质的序批操作反应器(ASBR)中营养物浓度限制对基质吸收和储存的影响及其恢复重建过程。结果表明,营养物限制条件下,发酵细菌表现为过量吸收基质并储存为糖原,形成隐性增殖以维持其细胞的正常结构和代谢功能;而甲烷菌由于无储存能力,其表现为活性逐渐降低。短期营养限制条件下(1个周期),基质中无磷时,储存量增加29%;基质中无氮时,储存量增加90%;基质中既无氮也无磷时,储存量增加26%。长期(31个周期)营养限制(基质中氮磷含量减小50%)下,胞内储存糖原量可高达正常状态下的4.8倍,但甲烷活性减少为正常状态下的17.78%。营养物限制对发酵细菌影响较小,对甲烷菌影响较大。将氮磷浓度恢复正常后,反应器的产甲烷能力恢复较快,出水COD经31周期后恢复正常,而胞内糖原在85周期后恢复正常。     

城市生活污水中志贺氏菌ipaH毒力基因的定量PCR检测

基于ipaH毒力基因的实时荧光定量PCR检测,建立适合城市污水中志贺氏菌的定量检测方法。使用从临床分离出的志贺氏菌构建重组质粒作为实时荧光定量PCR的标准品。在ipaH基因模板量2.58×100～2.58×106copy范围内具有良好的线性关系,每100 mL水样中含有2.58×101copy以上的ipaH基因即可被检出。从西安市生活污水分离得到2株野生型志贺氏菌,分析ipaH基因数量和菌体数量的关系,从而确定ipaH基因定量检测志贺氏菌的可行性。该方法灵敏、快速、特异性好,适用于城市生活污水中志贺氏菌的检测。