城市生活垃圾焚烧灰渣资源化利用的研究进展

生活垃圾焚烧技术是减少垃圾体积和重量的一种非常有效的工程技术，并在国内大中城市得到推广应用。但是由于焚烧残留物的焚烧灰渣至少仍然占到原有质量的20％，如何处理处置焚烧灰渣已成为城市发展亟需解决的一个重要难题。文中对灰渣资源化利用的已有方法（生态水泥的主要原料；垃圾填埋场覆盖材料；水泥-混凝土的代替骨料；沥青的代替骨料以及飞灰作塑料橡胶的填料等）进行了总结和回顾，分析了各种资源化方法的优缺点、应用前提和研究进展，并针对资源化利用的现实问题，提出了一些规范和建议。     

水源水库污染底泥不同修复方法脱氮效果对比实验研究

总氮超标是大部分水源水库具有的共性水质问题.在外源污染得到有效控制,上游来水氮负荷较低的情况下,底泥內源氮释放对上覆水体水质影响巨大.因此,在泥水界面处对污染底泥进行合理修复以有效抑制底泥氮释放是解决总氮超标问题、控制水源水质的关键.本研究通过模拟实验对比研究了3种不同修复方法,即覆盖填料、投加功能微生物和投加铁粉在界面处的脱氮效果.结果表明,填料覆盖技术具有更明显的脱氮效果,对氨氮的平均抑制率为83%,最高时可达92%,对总氮的平均抑制率达73%,且效果稳定.     

基于提高乙醇产率的常压室温等离子体微藻诱变育种

以普通小球藻FACHB-25为研究对象,利用常压室温等离子体在不同功率条件下对其诱变处理,在功率100W、120W条件下筛选出3株优势藻株,依次编号为S100-7、S120-4、S120-9.其中S120-9藻株培养末期生物量增加明显且多糖产量是原始藻株产量的1.34倍,达到237.98mg/L;S120-4碳水化合物含量占比为37.55%,较原始藻株提高了43.48%.对比了各藻株在光合性能、细胞组分以及细胞形态等方面差异.通过同步糖化发酵（SSF）,碳水化合物含量最高的S120-4藻株乙醇产量达到1.58g/10g藻,但其生物量积累受到限制.考虑生物量积累情况,推算出S120-9藻株单位体积藻液乙醇产量最高达到0.1033g/L.     

分层水环境曝气诱导形成内波的过程与特性

采用分层水库模型,在平均温度梯度为0.37℃/cm条件下,开展了系统的曝气诱导内波的中试研究.分析了曝气诱导形成内波的过程,探究了曝气诱导形成内波的类型,重点揭示了曝气扰动源形式和跃温层厚度对内波形成过程和特性的影响.实验结果表明：扬水曝气产生的气水两相流是一种非定常的周期性扰动源,气水两相流的尾迹带动整个模型水体上下振动,这种振动在分层水体跃温层处诱导形成内波.从激发源角度上说,它是一种尾迹效应波.气弹释放周期在44.06～58.69s之间时,内波波高达到最大,当气弹释放周期达到180s时不能形成连续的内波;曝气器出流口增大,内波波高、周期呈增大趋势.分层水体的跃温层厚度也影响内波的形成,相同温度梯度条件下,随着跃温层厚度的增加,内波的波高、周期随之增大.     

曝气吹脱除嗅的影响因素及模型建立

针对饮用水原水嗅味问题,系统开展了曝气吹脱法除嗅问题的研究。实验中通过吹扫捕集-气质联用(P&T-GC/MS)方法测得任意时刻水体中的残余致嗅物质浓度。为确定影响曝气吹脱的最主要外因,通过对气源、曝气量、原水水质、温度几个主要影响曝气去除效果的因素分析发现,气源、原水水质对去除率无影响;不同曝气量相同气水比条件下小气量长时间曝气的去除率略高于大气量短时间的曝气;不同的环境温度对土臭素(GSM)和二甲基异莰醇(2-MIB)的曝气吹脱去除效果影响很大。相较于5℃,25℃条件下40 min内GSM和2-MIB的去除效果分别提升了1.7倍和2.5倍。曝气吹脱过程可用一级反应动力学表示,通过与现有实验数据的拟合,以及阿伦尼乌斯公式对模型内曝气吹脱系数的温度修正,得到具有现实指导价值的曝气吹脱模型。最终,模型预测值与实测值间的误差可控制在10%范围内。     

曝气诱导内波破坏水库水温分层的过程与效果

针对传统的水库破坏分层技术的低效率、高能耗等普遍问题,研制了能模拟基于自然对流而形成水温分层的中试模型水库,研究了曝气诱导形成内波混合破坏水温分层的可行性,过程和效果.扬水曝气产生的周期性出流能作为扰动源,在分层水环境中诱导形成内波.内波频率及波幅与曝气量有关.在曝气量0.07~0.28m3/(m2·h),跃温层温度梯度0.29~0.48℃/m的中试条件下,内波破坏分层过程主要以减小表层和底层水温差别、驱使跃温层下潜、等温层变薄为特征,破坏分层的速度与曝气量正相关、与温度梯度负相关.内波通过垂向振荡和横向传播,促进不同温度的水层之间的热交换.相对传统的循环水流混合,在温度梯度约0.32℃/m和0.46℃/m的条件下,当曝气量从0.07m3/(m2·h)逐渐增加到0.28m3/(m2·h)时,内波混合可分别将破坏分层效率提高25.0%~40.0%和41.2%~60.0%.     

菌藻共培养对栅藻去除生活污水中氮磷和脂质积累的影响

对栅藻分别进行自养和菌藻共培养.自养利用BG11液体培养基，菌藻共培养则采用生活污水，对生活污水I和生活污水Ⅱ进行高压灭菌和未灭菌处理.测定栅藻的生长、去除污水中氮磷能力、甘油三酯积累、光合作用和菌群多样性等.结果显示，自养比菌藻共培养表现出更高的生长速率和更多的色素含量，但菌藻共培养条件下有更高的氮磷去除和油脂积累.特别是生活污水Ⅱ中，甘油三酯浓度比自养提高了140.05 mg·L^-1、107.65 mg·L^-1，总脂含量分别提高了6.62%、19.46%，但在自养情况下碳水化合物含量达到了45.05%.菌藻共培养中氮磷的去除率较高，其中氨氮的去除率均达到了90%以上.利用高通量测序对未灭菌污水的菌群多样性进行测定，结果显示，YG-2群落丰富度和物种多样性最高，对于抵抗外界环境变化较有利.主导菌群为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)，有助于污染物的降解.脂质积累较多的污水中菌群物种组成相对丰度在脂肪酸合成起始途径、脂肪酸延伸饱和、霉菌酸盐生物合成等脂肪酸生物合成的二级途径都较大，说明细菌对脂肪酸...     

超声活化过硫酸盐降解甲基橙的影响因素研究

利用频率为40 kHz的超声（US）活化过硫酸盐（PS）氧化降解甲基橙.系统研究了超声（US）声强、过硫酸盐（PS）浓度对US/PS组合工艺降解甲基橙的影响.采用单独超声（US）或单独过硫酸盐（PS）时，甲基橙的降解率随US声强和PS浓度的增加而增大.在PS浓度为0.5~3 mmol·L^-1和US声强为0.22~0.54 W·cm^-2条件下，60 min时甲基橙的最大降解率分别为52.22%和16.7%.采用US/PS高级氧化工艺时，甲基橙的降解率也随PS浓度和US声强的增加而增大，60 min时甲基橙的最大降解率高达87.38%，比单独US和PS提高70.68%和35.16%.同种条件下，TOC的降解率小于甲基橙的降解率.甲醇和叔丁醇（自由基抑制剂）的加入降低甲基橙的降解率，且甲醇对甲基橙降解的抑制程度更明显.US/PS高级氧化工艺对甲基橙的降解主要依靠硫酸根自由基.     

破坏水库水温分层系统的能量效率估算:以金盆水库为例

为指导高效节能的破坏水库水温分层技术及系统的选择,需建立统一的能量效率基准.根据质量守恒和热量守恒定律,求出分层水库水体完全混合后的水温,计算水库水体混合前后的重心;采用库容以及与水温相关的密度等数据,对水深方向各微小水层的势能进行积分得到水体总势能,混合后水体总势能的增加量即为破坏分层所需的最小理论能量,应用耗电量估算法得到破坏分层所产生的最小碳排量;破坏分层系统的能量效率为破坏分层的最小理论能量与实际输入能量之比.以西安金盆水库为例,采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,应用该方法估算了水库不同季节破坏分层所需最小能量和扬水曝气破坏分层系统的能量效率.采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,计算破坏分层所需最小能量.结果表明随水体垂向温度梯度的增加而增大,在6~10月期间相对较高,7月达到最大值2432.08kW?h;该水库扬水曝气破坏分层系统的能量效率约为4%;在水温分层开始阶段运行破坏分层系统可有效降低破坏分层所需的能耗,减少碳排放量.     

分层水库水深对扬水曝气原位控藻效果的影响

扬水曝气是分层水源水库原位藻类控制的有效技术.针对西安金盆水库扬水曝气水质改善工程典型设计工况,采用商业化Fluent软件模拟计算了不同水深条件下扬水曝气器的外围流场,分析了水深对扬水曝气控藻区域和效果的影响.结果表明,当扬水曝气器外围流场稳定时,进水口附近的顺时针环流和其他区域的逆时针环流共存,进水口顺时针环流范围和强度不受水深影响,水流速度沿扬水曝气器径向减小.当水深从50 m逐渐增加到110 m时,扬水曝气核心控藻区域的百分比从12.5%增大到30.6%,核心控藻区域半径从60 m增加到175 m,藻类完全混合的时间从16 d增加到30 d.当水深不浅于65 m时,藻类在补偿点以下的停留时间均大于48 h,且随水深的增加而延长.非核心控藻区域内的藻类随逆时针环流被动迁移至核心区域,最终悬浮并滞留在扬水曝气器底部附近.分层水库中扬水曝气器合理设计间距为水深的1.2~1.6倍.