分类收集蔬菜垃圾与植物废弃物混合堆肥工艺实例研究

以分类收集的生活垃圾(主要为蔬菜垃圾)和破碎树枝为原料,采用条垛式堆肥工艺,在中试规模条件下考察了原料初始含水率、通风频率、翻堆频率、接种比例4种因素对混合堆肥效果的影响.同时,在试验的9种工况下,对温度、氧浓度、有机碳降解率、有机碳氮比(C/N)、腐殖质含量等指标进行测定.结果表明,堆肥42d时各堆体均已达到稳定化要求.经过比较肥分保持、腐殖化程度和能量投入等指标,获得的最优堆肥控制条件为:初始含水率65%,通风频率15min/60min(开/关),翻堆频率为每3d1次,产物接种比例5%.最优控制方案下的主发酵通风率仅为0.03L.min-1.kg-1(以VS计),可实现堆肥过程的低能耗,适合于我国村镇区域的应用条件.     

双酚A和邻苯二甲酸二正丁酯在纸类上的吸附特性研究

采用序批式实验,考察了报纸对双酚A(BPA)和邻苯二甲酸二正丁酯(DnBP)的吸附能力,用Freundlich、Langmuir、Dubinin-Radushkevich(D-R)、Flory-Huggins(F-H)、BET、Temkin 6种吸附等温线模型对实验数据进行了拟合.并选择了回归系数(R2)、均方根差(RMSE)和卡方检验(X2检验)3种非线性回归方法评价了模型拟合度.结果表明,Freundlich和Temkin吸附等温线模型能很好地描述BPA和DnBP在纸类表面的吸附,BPA和DnBP的R2均大于0.95(P<0.01),RMSE和X2分别小于0.05和0.02;吸附能力与吸附质的疏水性呈正相关.由D-R和F-H吸附等温线模型拟合结果可知,BPA和DnBP的吸附平均自由能分别为1.484和1.609 kJ/mol;Gibbs自由能分别为-6.559和-7.021 kJ/mol.说明BPA和DnBP在纸类上的吸附为自发的物理吸附.BPA和DnBP在纸类上的Freundlich吸附常数k分别为0.147和0.502 mg(1-n)·L"·g-1,均高于文献报道的底泥等的吸附常数,说明生活垃圾填埋场中纸类会阻碍BPA和DnBP的迁移和生物可利用性.     

pH和发酵时间对厨余垃圾发酵产乳酸及光学特性的影响

通过间歇实验探讨了在中温、非灭菌条件下,pH和发酵时间对厨余垃圾发酵产乳酸及其光学特性的影响.结果表明,采用非灭菌的厨余垃圾发酵产乳酸,发酵液中还原糖浓度低,pH调节到近中性和偏碱性（pH为6～8）的各组还原糖浓度高于偏酸性组（pH=5和pH=4的对照组）;在控制pH为7时,总乳酸产生速率达到0.59 g·(L·h)^-1,单位挥发性固体的乳酸产量达到0.62 g·g^-1;控制pH为7和8时,以有机碳表示的乳酸分别占发酵液总有机碳的78%和89%;控制pH为8时,L-乳酸是主要的异构体形式,单位挥发性固体L-乳酸产量达到0.48 g·g^-1;响应面分析结果表明,发酵时间在120 h前,随着pH升高和发酵时间的延长,发酵液中L-乳酸浓度增大,120 h后则下降;pH和发酵时间对L-乳酸占总乳酸的比例有明显影响：偏酸性条件(未调pH及pH=5),发酵前120 h,该比例随发酵时间逐渐增大,L-乳酸在总乳酸中的比例达到0.9,其后,则逐渐下降;偏碱性条件下(pH=8),L-乳酸在总乳酸中的比例在整个发酵时间段内都保持在0.86以上,在发酵时间48 h时达到0.93,而在pH中性条件下,该比例在发酵后期显著下降;控制pH为8时,可以同时获得高的乳酸产量和光学纯度.     

含固率和接种比对叶菜类蔬菜垃圾厌氧消化的影响

通过叶菜类蔬菜垃圾中温批式厌氧消化实验,比较了含固率(3%、5%、7%)和接种比(1.5、2.5、3.5)对产甲烷效果的联合影响.结果表明,在研究实验参数范围内,含固率越低、接种比越高,越有利于缩短产甲烷反应迟滞期,平均日产甲烷速率越快.经过52d的培养,在含固率为3%、接种比为3.5的工况中,平均日产甲烷速率最快,达到9.5mL/(gVS·d),日最大产甲烷速率最快,达到49.8mL/(gVS·d),最早进入快速产甲烷期.当接种比为3.5时,随着含固率的升高,产甲烷速率下降,迟滞期延长,但单位底物累计产甲烷量增大,含固率7%时单位底物累计净产甲烷量为481mL/gVS.而当接种比为1.5时,含固率为5%和7%的工况均无法启动甲烷化反应,含固率为3%的工况的产气迟滞期达15d.挥发性有机酸的累积抑制甲烷化反应的启动,迟滞期随着液相中有机酸浓度的增加而延长,当有机酸浓度低于1260mg/L,甲烷化反应没有明显的迟滞期.     

太湖五里湖底泥污染特性研究

五里湖是太湖污染最严重的水域。为对其治理提供依据,在该湖区设置了4个采样点,对底泥的表层样、柱状样、间隙水样和上覆水体作了重金属和营养盐分布测试,并作了数据统计分析。结果表明：以地积累指数评价,五里湖底泥的重金属污染程度为轻度,总体可达到《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）三级标准,根据超出背景值的倍数分析,五里湖重金属含量顺序为Cu>Cd>Pb>Hg>As>Cr。重金属含量表层（0～5 cm）相对较低,第二层（5～10 cm）和第三层（10～20 cm）是主要的污染沉积层,这与底泥沉积特征是相对应的。表层底泥总氮、总磷和有机质含量较高并具有明显的相关性,相关系数介于0.757 6～0.862 2之间,显示了污染物质的同源性。表层底泥和间隙水中营养盐含量明显高于湖水,相对于湖水呈可释放状态,是湖体内源污染之一。     

生物反应器填埋的沉降加速效应

通过实验室填埋柱模拟实验，研究了生物反应器填埋操作方式对填埋层沉降的影响。结果表明：与传统卫生填埋方式相比，回灌经厌氧生物处理后渗滤液的生物反应器填埋方式能够加速填埋层的沉降，140 d内沉降提高比例达10%以上。我国填埋垃圾高含水率、高易腐有机物含量的特性，使得其填埋层的次沉降系数高于文献值。填埋垃圾有机物降解量及其引起的垃圾水分排出量与填埋层沉降有显著相关性，表明有机物降解是引起填埋层沉降的重要因素，也是造成生物反应器填埋与传统卫生填埋方式初期沉降差异的主要原因。     

南京城市边缘带化工园区土壤重金属污染评价

为揭示城市边缘带强烈人为活动对土壤环境质量的影响,以南京化工园附近20km^2区域为研究区,网格化精确布点,采集表层土壤样品共计54个,并对其重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg、As含量进行了测定分析.结果表明,研究区表层土壤中除Hg外的其它6种重金属含量均未超过国家二级标准;Hg是本区表层土壤重金属污染的主要因子.另外,应用地统计学的克里格方法对研究区内表层土壤污染的空间变异特征进行了分析,并讨论了研究区域的潜在污染源及其污染途径.结果表明,研究区内局部土壤重金属污染主要由蔬菜土壤高强度利用及农化产品投入所致,同时不排除污染水灌溉的影响.     

填埋场内重金属总量及其形态分布对迁移性的影响

以杭州市天子岭填埋场为例,对不同深度填埋层中的重金属总量、重金属迁移率和重金属形态分布进行了研究．结果表明,尽管填埋层中的重金属总量是土壤背景值的数十倍,超出土壤环境质量标准,但是重金属的迁移率却很低．另外,重金属迁移率与可交换态含量相关;Cd,Cu,Pb,Cr,Ni和Zn在填埋层中均以残渣态为主,填埋场中重金属都得到了有效固定,迁移性很差;各元素的易还原态与难还原态是重金属除残渣态之外主要的结合态(除Cr),铁锰氧化物循环是控制填埋场中重金属转化行为的主要机制之一;Cu的酸可溶态与易还原态具有较好的相关性,说明cu这两种形态的转化行为相似．     

剩余污泥热水溶性有机物的提取方法优化研究

热水溶性有机物含量和组成是表征剩余污泥(简称为污泥)中有机质生物可利用性的重要手段.分析了不同热水淬时间(1~24h)和不同ρ(污泥)(0.7~36.0g/L)对热水溶性蛋白质和碳水化合物等溶出的影响,据此对剩余污泥中热水溶性有机物的提取方法进行了优化. 结果表明:污泥在60℃水淬8h时,水溶性蛋白质和碳水化合物的溶出率达到最大,分别为34.6%和36.1%;但是,随着水淬时间的延长,部分蛋白质被转化成氨氮,部分碳水化合物也发生了转化和降解,致使二者的浓度降低. 考虑测试分析的时间效率和溶出率稳定性,污泥热水溶性有机物最优水淬时间建议设置为5h. 研究结果表明,热水溶性有机物的溶出率随ρ(污泥)降低呈升高趋势,当ρ(污泥)为0.7g/L时,热水淬5h后蛋白质和碳水化合物的溶出率最大,二者分别为52.9%和36.6%.      

气体分离循环对高温厌氧消化过程的影响

采用厌氧序批式反应器,研究了气体循环(包括气体直接循环和脱除气体中的氢气后循环)对以葡萄糖和乙酸钠配制的模拟废水在高温厌氧消化过程中乙酸代谢速率、出水性质及微生物相的影响,并采用尺寸排除色谱和三维荧光光谱技术,对溶解性微生物产物(SMP)的分子量分布和荧光物质组成进行了分析.结果显示,气体循环使得出水中残余挥发性脂肪酸的浓度由238.2mg/L(未脱氢)和129.6mg/L(脱氢)分别减少至8.5mg/L和8.2mg/L,并最终降低了SMP产量,45d时分别降至气体循环前的36.8%和59.2%.脱氢气体循环促进了乙酸化和乙酸氧化,导致了微生态环境和甲烷化基质浓度的差异,促进了高分子量SMP向低分子量SMP的转化,污泥中的微生物形态亦发生了较大变化.可见气体循环改善了基质与微生物的混合状况,改善了出水水质,而脱氢气体循环加速了乙酸的代谢,有望更快速地解除易降解有机物高温厌氧消化过程中的酸抑制,提高厌氧消化效率.