污泥厌氧发酵产酸关键影响因素的函数模型研究

本研究以城市剩余污泥预处理液作为底物,调节底物不同C/N比,测定了厌氧发酵过程中几种关键酶的酶活及发酵产物乙酸、丙酸及丁酸的浓度.同时,利用Matlab软件通过回归分析和函数拟合构建了C/N比-关键酶活-酸产量之间的多项式函数模型,发现所建立的二元三次多项式模型的拟合优度R2均大于0.9,且残差平方和较小,因此,判定二元三次多项式更适合描述C/N比-关键酶活-酸产量的数学关系.最后,建立了关键酶活、C/N比和产酸量三因素间的曲面模型,发现该模型能够很好地描述污泥厌氧发酵中C/N比条件对关键酶和产酸类型的影响,并能进一步预测C/N比所对应的酶活和产酸发酵类型,可为今后的实验研究及工程放大提供理论参考.     

红树林湿地希瓦氏菌W3的分离及腐殖质还原特性研究

从红树林湿地沉积物中分离到1株具有腐殖质还原能力的菌株W3,通过细胞形态、生理生化以及16SrDNA的分子生物学亲缘关系分析方法,确定该菌为希瓦氏菌属,命名为Shewanella sp.W3.W3菌能够利用乳酸钠、甲酸钠和丙酮酸钠作为电子供体进行腐殖质还原,在48h内对1mmol/LAQDS的还原率分别为96%、40%和10%.另外,菌体的生长与AQDS还原表现出相同的趋势,菌体数在60h达到最大值,约为1.77×108CFU/mL,比初始接种值约增殖了100倍,而未添加乳酸钠实验组的基本没有观察到AQDS的还原和菌体的增长.该菌进行腐殖质还原的最适pH范围为7～9,最适的NaCl浓度范围为5～30g/L,而最适温度范围为30～35℃.实验结果表明,该菌的腐殖质还原过程是生物化学反应过程,且能够在还原腐殖质的同时偶联能量的产生,支持菌体的生长.推测具有腐殖质还原的希瓦氏菌在元素的生物地球化学循环和环境微生物治理中具有潜在的应用价值.     

分形理论及其在环境科学中的应用

为使环境系统科学理论及其相关实用工具在环境科学领域得到更好的应用,本文在简要介绍分形、分形维数基本概念的基础上,通过对分形理论在环境科学中应用情况的回顾、分析与总结,进一步对分形理论在环境科学领域中的应用前景进行了展望。     

城市雨水利用探讨

分析了我国城市雨水利用的必要性和可行性,比较了国内外雨水利用现状,列举了雨水收集、处理和回用技术,最后说明了雨水利用对城市发展的重大意义.     

基于强化微型动物捕食作用的污泥减量技术研究

阐述了当前基于强化微型动物捕食作用的污泥减量技术的基本原理,介绍了现阶段利用该技术的污泥减量工艺,并针对现有研究中存在的问题,提出了今后研究的重点与方向.     

江苏盐城地区水产品重金属含量与安全评价

为初步了解江苏盐城地区水产品重金属污染现状及摄入风险,于2012年5月采集了该地区海水鱼类、淡水鱼类、甲壳类、贝类、头足类5类22种主要水产品,采用原子吸收分光光度法检测肌肉中Cd、Cu、Zn、Pb、Cr等5种重金属含量,并采用单因子污染指数(P i)、重金属污染指数(MPI)、每周可耐受摄入量(PTWI)及致癌与非致癌年风险(Rc ig、Rn ig、R’总)指标分别评价其污染程度、食用安全性和健康风险.结果表明,目前盐城地区水产品均受到一定程度的重金属污染,其中Cd、Pb、Cr超标较为严重,超标率分别为31.8%、31.8%、40.9%;P i结果显示,各水产品Cd、Pb、Cr含量均超过轻污染水平,其中淡水鱼类Cd、Pb含量,贝类Pb、Cr含量,头足类Cr含量达到重污染水平,Cu、Zn含量尚处于正常范围内;MPI结果显示,贝类、甲壳类重金属污染高于淡水鱼类、头足类和海水鱼类,污染程度为贝类>甲壳类>淡水鱼类>头足类>海水鱼类;总体而言,盐城地区水产品重金属的食用安全性尚在可接受范围内,但贝类和头足类的Cr摄入量已接近PTWI值,个别海水鱼类Cr的摄入量已超过PTWI值,存在较高风险;健康风险模型结果显示,各类水生生物总重金属摄入健康风险数值(R’总)均未超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受水平5.0×10-5a-1,但贝类和头足类的Cr摄入健康风险均已接近该数值,值得关注.当前,盐城地区水产品存在较严重的重金属污染,尤其是Cr污染,其污染等级、摄入风险和健康风险均较高,需引起高度重视.     

分离高浓度污泥产酸发酵液的自生动态膜形成机制

采用自生生物动态膜分离高浓度污泥发酵液,研究了动态膜的形成过程及其对污泥发酵液的分离效果.结果表明,自生动态膜的形成过程受污泥浓度的影响较小,污泥浓度仅影响初始膜通量,不影响稳定时的膜通量.膜通量随着滤布孔径和搅拌速度的增大而增大.动态膜的形成过程符合死端过滤模型,分别由以下4个过程构成:先通过与膜基材孔径相似的污泥颗粒堵塞膜基材孔,其后在膜基材上形成单层污泥,进而在膜基材上形成多层污泥,最后,大颗粒污泥继续沉积到污泥层上.动态膜形成后,对污泥颗粒和溶解性COD(SCOD)的截留率分别为98%和28%,对挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFAs)的渗透率在82%以上,胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)中的蛋白质是动态膜的主要成分.     

C/N比调控污泥厌氧发酵产酸的数学模型研究

采用改进粒子群算法对ADM1模型中的关键参数进行了估计,经敏感性分析,确定了Monod最大比吸收速率、半饱和值、产物对底物的产率等3种参数对产酸速率具有较大影响.应用修正后的动力学参数对ADM1模型在不同C/N比调控下污泥厌氧发酵产酸结果进行了模拟.结果表明,模拟产酸数据和实测数据误差较小,说明修正后的ADM1模型能够很好地描述污泥厌氧发酵中C/N比条件对产酸的影响.