Degradation of polyacrylamide (PAM) and methane production by mesophilic and thermophilic anaerobic digestion: Effect of temperature and concentration

• PAM degradation in thermophilic AD in comparison with mesophilic AD. • PAM degradation and its impact on thermophilic and mesophilic AD. • Enhanced methane yield in presence of PAM during thermophilic and mesophilic AD. • PAM degradation and microbial community analysis in thermophilic and mesophilic AD. Polyacrylamide (PAM) is generally employed in wastewater treatment processes such as sludge dewatering and therefore exists in the sludge. Furthermore, it degrades slowly and can deteriorate methane yield during anaerobic digestion (AD). The impact or fate of PAM in AD under thermophilic conditions is still unclear. This study mainly focuses on PAM degradation and enhanced methane production from PAM-added sludge during 15 days of thermophilic (55°C) AD compared to mesophilic (35°C) AD. Sludge and PAM dose from 10 to 50 g/kg TSS were used. The results showed that PAM degraded by 76% to 78% with acrylamide (AM) content of 0.2 to 3.3 mg/L in thermophilic AD. However, it degraded only 27% to 30% with AM content of 0.5 to 7.2 mg/L in mesophilic AD. The methane yield was almost 230 to 238.4 mL/g VSS on the 8th day in thermophilic AD but was 115.2 to 128.6 mL/g VSS in mesophilic AD. Mechanism investigation revealed that thermophilic AD with continuous stirring not only enhanced PAM degradation but also boosted the organics release from the sludge with added PAM and gave higher methane yield than mesophilic AD.     

铜陵某富硫尾矿库周边土壤重金属污染特征及风险评价

铜陵某尾矿库堆积大量富硫尾矿,为研究其氧化状况及对周边土壤的污染情况,在尾矿库和周边采集尾矿及土壤样品,测试分析尾矿及土壤样品典型重金属(Hg、As、Cr、Cd、Pb、Zn)含量和赋存形态,并基于单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤污染状况进行了评价。结果表明:(1)尾矿中Fe_2O_3平均占比达到38.08%(质量分数,下同),S平均占比达到5.34%;(2)尾矿库周边土壤中Cd、As、Zn、Hg严重超标,分别为《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)风险筛选值的6.3、3.7、1.8、1.5倍;(3)土壤中重金属主要以残渣态形式存在,但Cd、Hg、Zn的非残渣态平均占比均达到25%以上,生物有效性较高,对周边环境存在潜在危害;(4)两种污染指数法评价结果表明,尾矿库周边土壤以Cd、As、Zn污染为主,该富硫尾矿库已对周边环境造成重度污染。     

长江三角洲城市群工业用水效率评价及时空差异研究

在水资源约束趋紧的背景下，选取长江三角洲城市群中26个城市2005~2014年的面板数据，运用SBM模型对工业用水效率进行测算，并基于可分解的泰尔指数分析长江三角洲城市群内部工业用水效率的空间差异。结果显示：（1）长江三角洲城市群工业用水效率水平整体偏低，在不考虑与考虑非期望产出的情况下，工业用水效率10a平均值分别为 0.591 8.和 0.519 7;（2）工业用水效率的地区内部差异是造成总差异的主要部分，并且有随时间递增的趋势，其中安徽省对于地区内部差异的贡献率最大，其次为浙江省，江苏省贡献率最低;（3）江苏省各城市工业用水效率虽然差异不大但整体水平较低，而上海市工业用水效率较高并处于稳步上升状态。因此，缩小地区内部差异是实现长江三角洲城市群工业用水效率整体上升的重要途径。     

长三角城市群工业生态效率空间溢出效应及其影响因素

工业生态效率能够反映经济发展、环境保护和资源节约之间的平衡关系，探究工业生态效率对于转变工业发展方式，实现可持续发展具有重要意义。该文测算长三角城市群工业生态效率，并对其时空演变、区域差异、溢出效应及影响因素的空间效应进行探索。研究发现：长三角城市群工业生态效率均值不断上升，绝对差异增加，而相对差异变化不大；具有正的空间相关性，在空间分布上具有一定的集聚性；呈现出“东高西低”的空间特征，具有显著的高-高和低-低集聚的空间俱乐部分布特征；在工业生态效率类型转移过程中存在着趋同的趋势，并且具有显著的空间溢出效应；科技投入和经济发展对本地工业生态效率的提升起显著的推动作用，而工业结构不利于本地工业生态效率的改善；本地城镇化的提升不利于邻近其它城市工业生态效率的提升；而本地科技投入和经济发展有利于邻近其它城市工业生态效率的提升。加强城市之间合作对提升工业生态效率具有重要影响。     

水质氨氮在线监测仪对污染源低浓度样品测定的研究

水质氨氮在线监测仪广泛用于各类水体中氨氮的在线监测,随着我国水质氨氮减排工作的开展,污染源废水中氨氮浓度逐渐降低,目前市场上的水质氨氮在线监测仪是否适用于低浓度氨氮样品的在线监测成为广大环保工作者关心的问题。选取3种不同类型的水质氨氮在线监测仪分别进行低浓度标样和实际水样测试,并对结果进行了讨论。     

不同装煤方式和炭化室高度的焦炉周边环境空气总悬浮颗粒物碳组分特征

研究了山西省4座典型焦炉周边环境空气中总悬浮颗粒物(TSP)碳组分特征,分析了不同装煤方式和炭化室高度对其的影响。结果表明:(1)焦炉周边环境空气中TSP质量浓度为711.95～2 938.41μg/m3,其中有机碳(OC)、元素碳(EC)的质量浓度分别为189.45～595.90、285.38～806.71μg/m3,总碳占TSP的质量分数为44.81%～67.45%;捣固焦炉周边的TSP及其碳组分浓度高于顶装焦炉,炭化室高度越高的焦炉周边环境空气中TSP及其碳组分浓度越低。(2)4座焦炉周边环境空气TSP中OC和EC质量比为0.66～1.04,说明焦炉周边环境空气中碳组分以一次污染为主。(3)4座焦炉周边环境空气TSP中碳组分的分歧系数为0.092～0.490,均小于0.5,总体来说装煤方式和炭化室高度都对焦炉周边环境空气TSP中碳组分的分布有一定影响,特别是装煤方式和炭化室高度都不同的焦炉周边环境空气TSP中碳组分差异较大。     

以废塑料为基材的大孔型离子交换树脂的制备、表征和吸附性能

以废旧电视机外壳(WTVS)为原料,通过磺化反应和溶胀-渗透方法来制备大孔型离子交换树脂(SMD001),并将其作为CO_2吸附材料的载体,采用N_2吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、压汞法等手段对大孔型离子交换树脂(SM-D001)进行表征。考察了不同正庚烷的量、不同乙醇/水质量比和不同致孔时间下制备的SM-D001对CO_2吸附能力的影响。结果表明,当致孔剂正庚烷的量为25 g,乙醇/水质量比为90∶10,致孔时间为5 h时,制备的离子交换树脂对CO_2的平衡吸附量达到1.87mmol·g~(-1)。以SM-D001为载体,五乙烯六胺(PEHA)为改性剂,采用配位法制备的固态胺吸附剂对CO_2的吸附能力达到3.61 mmol·g~(-1),并对其进行吸附动力学研究。上述研究结果为进一步证明固态胺吸附剂对CO_2吸附过程是物理吸附和化学吸附共同作用的结论提供参考。     

改性蒙脱石对正态磷酸盐和非正态磷酸盐混合体系的吸附特性

为研究吸附剂对正态磷酸盐、非正态磷酸盐的吸附特征,以及正态磷酸盐和非正态磷酸盐混合体系下的竞争吸附行为,制备出3种改性蒙脱石SWy-焙烧、SWy-Al、SWy-Fe,将其分别用于对不同形态的磷酸盐吸附实验中。结果表明,制备的3种改性蒙脱石对磷的吸附效果均有所提升。SWy-Fe的吸附效果最佳,对正态磷酸盐和非正态磷酸盐4 h吸附去除率分别提高了56.1%和55.3%,实验结果符合Ho拟二级吸附动力学方程。根据Langmuir吸附热力学方程,对正态磷酸盐和非正态磷酸盐的饱和吸附量分别为21.9 mg·g~(-1)和18.8 mg·g~(-1)。此外,在初始总磷浓度高于3.0 mg·L~(-1)的条件下,正态磷酸盐和非正态磷酸盐混合体系中的非正态磷酸盐吸附量显著高于正态磷酸盐,二者单位平衡吸附量之比为2.9∶1.0。改性蒙脱石对正态磷酸盐和非正态磷酸盐的吸附结果均表现为吸附外部液膜扩散、表面吸附、颗粒内扩散等多种过程的综合作用,可交换阳离子Ca~(2+)/Fe~(3+)/Al~(3+)的引入通过吸附络合作用提高了蒙脱石对磷酸盐的吸附能力。在初始总磷浓度高于3.0 mg·L~(-1)的条件下,正态磷酸盐和非正态磷酸盐混合体系存在吸附竞争现象,这为实际处理含磷废水吸附技术的发展和应用提供了理论依据。     

汽车用聚合物材料火灾燃烧特性研究

为研究车用聚合物材料的燃烧特性，并对材料的火灾危险性进行全方位的评估，采用锥形量热仪，对汽车上常用的ABS，PP-PVC，PVC革-无纺毡以及无纺布-PVC聚合物材料进行分析表征，测得点燃时间、热释放速率、总热释放量、质量损失速率、烟气生成速率等参数。结果表明:ABS材料的点燃危险性相对最低，PVC革-无纺毡材料相对最高；随热辐射强度的增加，各样品的热释放速率和烟气生成速率明显加快；结合热释放速率峰值、均值和总热释放量可知，无纺布-PVC材料的热危险性相对最低；结合烟气生成速率和总烟释放量可知，ABS材料的发烟危害性相对最高，无纺布-PVC的相对最低；综合比较各样品的FGI和FPI值，安全等级由高到低依次为ABS，PP-PVC，PVC革-无纺毡，无纺布-PVC。     

基于IRBFNN和PCA的电网预想故障安全运行评估方法研究

为了更快速直观地监视、分析和评估故障后电网的安全运行状态,提出了基于径向基函数(radical basis function,RBF)神经网络和主成分分析法(principal component analysis,PCA)的评估模型。利用带衰减因子的吸引力传播(affinity propagation,AP)聚类算法选择RBF神经网络中心和隐含层节点数,同时提出了扩展的电网运行状态安全评估指标,利用越限指标权重和指数阶数避免了安全评估的遮蔽现象,利用主成分分析选取RBF神经网络的输入矢量特征,最后通过IEEE-30节点仿真算例验证了所提模型的有效性。