天然橡胶乳清废水与菌渣堆肥的研究

针对天然橡胶加工废水与食用菌菌渣产生环境污染的问题,为寻求一种废弃物治理和资源化利用的有效方法,以高浓度乳清和牛肝菌菌渣为研究对象,将二者混合后添加发酵菌剂(EM)进行好氧堆肥处理,对不同处理堆肥过程中的温度、C/N比、有机质、腐殖酸、pH值及含水率变化趋势进行分析,并用发酵完全后的处理A进行种子发芽指数(GI)试验.结果表明,与未加入乳清的堆肥处理B相比,加入高浓度乳清的处理A可快速提高堆体温度,最高温度达60℃,C/N比可下降至20以下.处理A和B有机质含量较发酵前分别下降16.1％和7.4％,发酵前后处理A腐殖酸含量无明显化,处理A发酵后pH值为5.79,含水率为25.5％.处理A堆体温度变化与微生物数量变化趋势相符.种子发芽指数(GI)结果表明,乳清与菌渣堆肥发酵后均能完全腐熟无毒性.     

一种污泥半静态强制通风堆肥系统的设计

为了提高堆肥效率,设计了一套半静态强制通风堆肥系统,并对其进行了堆肥应用试验。研究表明,该堆肥系统各部件设计较为合理,堆肥实验进程顺利,升温迅速,通风、保温等系统运行良好,堆肥产品腐熟度较好,性质稳定。     

利用木薯渣进行纤维素分解菌混合发酵工艺研究

从自然界中筛选出6株相互间无拮抗作用的纤维素分解菌进行混合发酵,研究了该混菌以工业废弃物木薯渣为原料发酵的最佳产酶条件是:培养基配方为木薯渣4 g,黄豆粉0.75 g,KH2PO40.20 g,NaCl 0.02g,MgSO4·7H2O 0.015 g,蒸馏水1 000 mL;发酵工艺为初始pH=7.0,培养温度40℃,每250 mL锥形瓶装培养液140mL,接种量3%,在140 r·min-1转速下发酵72 h.结果表明,混合菌的发酵可大幅度提高纤维素酶活力及对还原糖的耐受力.     

好氧堆肥反应器设计及实验研究

设计了具有气液固三相收集功能的强制通风自动搅拌好氧堆肥反应器,并对其进行了好氧堆肥性能试验,通过监测温度、p H、含水率、COD、BOD_5、重金属(Cu)、种子发芽率、热值等指标来判定堆肥效果。实验结果表明,反应器使堆肥周期大大缩短,COD、BOD_5及生物毒性降低明显,45 d后堆体基本腐熟且稳定,堆体减量30%,堆肥效果良好。独有的"耙形"搅拌有利于减少物料温度、湿度和氧气浓度的差异,加快了反应进程。底部二级过滤系统有利于改善渗滤液质量,方便渗滤液的收集及回灌。该反应器可为小型禽畜粪便堆肥反应器的研发和推广提供参考。     

两种抗生素菌渣热解及燃烧特性对比研究

以华北某药厂链霉素、庆大霉素菌渣为原料,研究其资源化途径。通过工业和元素分析可知,两种菌渣C,O质量分数较高,H,N,S质量分数较低;链霉素菌渣中灰分和挥发分含量高于庆大霉素菌渣,而固定碳含量低于庆大霉素菌渣。通过热解实验可知,随热解温度升高,热解气产量增加,可凝结相和焦炭产量降低。热解气中H_2含量最高,庆大霉素菌渣热解时体积分数最高可达到57.6%,其次依次为CO_2,CO,CH_4等。两种热解气属于中热值气体,其低热值在10~15 MJ/m~3之间。链霉素和庆大霉素菌渣及其热解焦炭的热值分别为16.144,24.589,11.460,14.382 MJ/kg。     

以锯末为微生物载体的好氧堆肥反应器对人粪便降解特性的研究

以锯末作为好氧堆肥反应器的微生物载体,研究反应器对人类粪便的降解特性.在98 d的堆肥反应试验中,每天定时、定量投加粪便并混合均匀.控制含水率和反应温度,对载体的总固体(TS)、有机质(VS)、灰分(Ash)和水溶性COD、总氮(TN)和氨氮(NH4 -N)含量进行了定量分析.研究结果表明,在载体体积为0.16 m3、每日定量投加1 kg粪便(4～5人的日排泄量)的条件下,载体中VS含量逐渐降低;灰分含量不断增加;水溶性COD去除率在前10 d迅速提高.第10天达到83.5%.并一直保持到反应末期;水溶性TN和NH4 -N含量在反应过程中约有50%损失,但其含量在载体中不断增大,最终分别达到12mg/g和6 mg/g.在整个过程中,反应器无臭无味,具有良好的卫生条件.因此,好氧堆肥反应器是一种可行的粪便处理设施,能有效降解有机物和保持肥分;在缺水或供水困难条件下,好氧堆肥反应器是一种良好的卫生和堆肥设备.     

琯溪蜜柚施用漳州城市污泥堆肥的研究

通过大田试验研究施用漳州城市污泥堆肥对琯溪蜜柚产量、品质及蜜柚、叶片、土壤中重金属含量的影响.结果表明,在常规施肥的基础上,施用污泥堆肥可显著提高蜜柚产量、改善蜜柚品质;施用污泥堆肥的蜜柚果肉中Hg、As、Pb、Cd、Cr重金属含量均低于GB 2762-2005<食品中污染物限量>(水果)标准;蜜柚不同器官或组织的重金属含量有较大的差异,总体趋势为叶片＞果皮＞果肉,但铬含量为果肉＞果皮;在保证污泥质量指标安全的前提下,长期施用漳州城市污泥堆肥是安全可靠的,不会对土壤环境产生污染.     

镍渣制备建筑用微晶玻璃的初步研究

对从镍渣中提取铁同时制备建筑用微晶玻璃的进行了研究.结果表明,熔渣中铁的质量分数可以降到0.5%左右,满足制备微晶玻璃的要求.对微晶玻璃样品进行了显微镜、X射线衍射、扫描电镜分析.其主晶相是透辉石(CaO·MgO·2SiO2),晶体的形貌为短柱状,分布均匀.本文所介绍的制备工艺是可行的.     

木屑型香菇菌菌渣活性炭及其制备方法

以木屑型香菇菌菌渣为原料,采用微波辐照碳酸钾(K2CO3)活化法制备菌渣活性炭。探讨了活化时间、K2CO3与菌渣质量比、活化功率对活性炭得率及吸附性能的影响,得到适宜的制备条件为:活化时间16 min,K2CO3与菌渣质量比0.8∶1,活化功率520 W。该制备条件下所得活性炭碘值为729.94 mg/g,亚甲基蓝吸附值为163.47mg/g,得率为23.4%。SEM、N2吸附、零点电荷p H值的表征结果表明,微波辐照K2CO3活化起到了很好的造孔作用,菌渣活性炭的孔大多为直径介于3~6 nm的中孔。根据BET方程计算的菌渣活性炭比表面积(SBET)为674.2 m2/g,孔容为0.54 m L/g,平均孔径为3.7 nm,菌渣活性炭的p HZPC为5.23。     

硫酸铝渣和硫铁矿烧渣制聚硅酸硫酸铁的研究

研究硫酸铝渣和硫铁矿烧渣制聚硅酸硫酸铁的工艺流程及其主要参数.提取硫酸铝渣中的SiO2得到Na2SiO3溶液,提取硫铁矿烧渣中铁得到FeSO4结晶.用FeSO4结晶制备聚合硫酸铁.用含3.5% SiO2的Na2SiO3溶液,控制pH=4.0,制得聚硅酸,将聚合硫酸铁加入聚硅酸制得聚硅酸硫酸铁絮凝剂.红外光谱分析表明,聚硅酸硫酸铁结合了SO2-4.检测了聚硅酸硫酸铁对模拟浊水和垃圾填埋场渗滤液的絮凝效果,用铁和硅物质的量比为0.5、用量0.5 mL/L的聚硅酸硫酸铁,处理模拟浊水,除浊率可达90%以上.用铁和硅物质的量比为1.5、用量4.0 mL/L的聚硅酸硫酸铁处理垃圾填埋场渗滤液生化处理尾水,CODCr去除率可达60%.     

光催化和吸收组合工艺净化丙酮气体的研究

为了获得"光催化"与"吸收"联合净化VOCs气体的最佳组合工艺,首先以泡沫陶瓷为载体,羧甲基纤维素钠为黏结剂,采用浸渍-黏结法制得TiO2/泡沫陶瓷光催化材料,然后在自制的VOCs气体净化系统中,选择水溶性的丙酮气体为代表性VOCs气体,以水为吸收剂,考察了"光催化"与"吸收"不同组合工艺对丙酮气体的净化性能,并借助GC/MS和LC/MS手段对尾气和吸收液中的产物相进行分析测定。结果表明,纳米TiO2在泡沫陶瓷上的平均负载率为3.5%,且主要集中负载于陶瓷孔隙附近。不同组合工艺对丙酮气体的净化效率由高到低依次为"光催化+吸收""吸收+光催化""吸收""光催化",其中在"光催化+吸收"最佳工艺条件(液气比为5 L/m3、停留时间为6 s、光照强度为60W)下,丙酮气体的最高去除率达93.7%以上。气相和液相产物分析结果表明,丙酮气体经"光催化"处理后会产生O3和CH3COOH中间产物,但CH3COOH的产生量很少,在以"光催化"为末端工序的尾气中难以测出,而在以"吸收"为末端工序的循环吸收液中反而能检出。在此基础上,给出了"光催化+吸收"净化工艺的反应机理方程。研究得出,"光催化+吸收"工艺组合不仅可实现丙酮气体的高效净化,而且可避免"光催化"末端工序带来的O3和CH3COOH二次污染问题。     

Release characteristics and control of nitrogen,phosphate, organic matter from spent mushroom compost amended soil in a column experiment

Spent mushroom compost (SMC) is a co-product of edible mushroom which contains abundant nutrients including organics, nitrogen (N) and phosphorous (P). This study is related to the release potential of nitrogen, phosphate and organic matter from SMC amended soil in column-based experiments. Results showed that due to SMC application, NH₄⁺–N and NO₃⁻–N concentrations in leachate decreased by 92.5% and 76.3%, respectively, while EC and COD_Cr concentrations increased by 84.2% and 481.9%, respectively, as compared to chemical fertilizers. Moreover, a minor loss of TN_cum (65%) and TP_cum (almost equal value) exhibited good nutrient retention capacity. Leaching test results demonstrated that the mixed application of SMC and chemical fertilizers could alleviate excessive COD_Cr level in SMC leachate. The release process of nutrients in SMC amended soil could be described by first/first order mixed model, indicating that nutrients leached from SMC follow a two-stage pattern.     

曝气量及亚硝酸盐浓度对SBBR单级自养脱氮系统性能的影响

为了提高单级自养脱氮工艺的脱氮性能及稳定性,采用SBBR反应器,通过连续试验及间歇试验研究了曝气量对单级自养脱氮系统脱氮效率及脱氮负荷的影响,分析了反应器内不同曝气条件下氨氮降解特征、亚硝酸盐质量浓度与氨氮降解速率的关系,并探讨了污泥的亚硝酸盐氧化活性与SBBR反应器稳定性的关系。连续试验结果表明,曝气量从48 L/h提高到88 L/h,总氮平均去除率由72.46%增长至93.00%,总氮平均去除负荷由0.29 kg N/(m3·d)提高至0.57kg N/(m3·d)。间歇试验结果表明:氨氮降解速率随曝气量增加而提高,出水氨氮及总氮质量浓度随曝气量增加而降低;同时曝气期DO质量浓度随曝气量增加而有所升高;在整个SBBR周期内未出现亚硝酸盐积累的现象,亚硝酸氮质量浓度一直较低(低于2.00mg/L),向反应器中添加亚硝酸盐可以促进氨氮的降解;随曝气量增加,由于污泥的亚硝酸盐氧化活性较低,硝化作用产生的硝酸盐并未大幅增长,系统表现出了较好的稳定性;氨氮未完全降解时,反应器内DO质量浓度曲线缓慢下降或基本保持不变,当氨氮完全被去除时,系统不再耗氧,DO质量浓度迅速升高,曲线出现拐点,DO拐点对单级自养脱氮控制有重要参考价值。     

Fenton强化微电解工艺处理靛蓝牛仔布印染废水研究

研究了铁炭微电解-Fenton试剂作用下靛蓝牛仔布印染废水的脱色和COD去除行为,通过正交试验和单因素试验确定了微电解-Fenton反应的最佳操作条件,分析了各影响因子的作用机理。结果表明:在铁炭质量比为2∶1,pH值为3的条件下反应90 min,铁炭微电解出水COD的去除率在49.20%,色度去除率达到80%,BOD5/COD值由0.248上升至0.436,可生化性提高;微电解出水在pH值为5,H2O2投加量为0.3%条件下反应60 min后,COD去除率可达84.1%,色度去除率达90%,BOD5/COD值上升至0.525;铁炭微电解-Fenton组合工艺COD的总去除率为87.26%。     

污水生化处理过程中N2O的产生特征研究进展

N2O是大气中重要的温室气体之一,而污水生化处理已被报道是导致N2O产生的潜在人为源之一。大量研究表明,污水生化处理过程中N2O主要产生于微生物的硝化和反硝化代谢过程中。从微生物学和生物化学反应角度,阐述了硝化和反硝化过程中N2O的生成机理,同时给出了几种典型污水处理工艺N2O的产生量和相关影响因素,并对A/A/O工艺中不同处理单元N2O的释放情况进行重点论述。研究发现,对于几种典型的污水处理工艺,由于工艺条件和主要影响因素的不同,N2O的释放量存在较大的差异;对于同一污水处理工艺,不同处理单元N2O的释放量也存在很大差别。污水处理厂中,好氧处理单元是N2O的主要排放单元,而在好氧单元中,DO质量浓度及NO2--N质量浓度是影响N2O释放量的主要因素。在综合分析硝化和反硝化过程N2O产生机理的基础上,进一步总结了污水生化处理过程中DO质量浓度、NO3-和NO2-质量浓度、pH值、C/N比、污泥龄等对N2O释放的影响。     

基于自适应神经网络的通风系统故障过程及其规律研究

首先对影响通风系统故障过程特征量进行了定义;然后通过对矿井通风系统故障过程及其改善和劣化状态的分析,建立了基于两参数的Weibull过程故障率函数,给出了系统故障过程改善和劣化的判别式;最后,基于自适应神经网络技术对通风系统的故障规律进行了仿真研究,并应用C 语言和Matlab语言强大的解算及绘图功能,求出了故障过程特征参数值,绘制了故障曲线.     

鸡粪除臭菌的筛选、培养条件优化及其应用

为了筛选出具有高效除臭能力的菌株,采用驯化富集、平板划线的方法从鸡粪中筛选除臭微生物,采用初筛、复筛相结合的方法检测所筛选微生物的除臭效果。初筛采用嗅阈值法,复筛以氨气和硫化氢的去除率为检测指标,最终获得除臭效果最好的菌株CCJZ022。经过形态学观察、生理生化鉴定和16S rRNA基因序列分析,确定菌株CCJZ022为红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)。对其初始pH值、培养温度及接种量进行优化,发现该菌株在初始pH值为7.0、培养温度为30℃、接种量为12%时除臭效果最好,对氨气和硫化氢的去除率分别可达66.73%和54.51%。利用该菌株进行鸡粪除臭的小试也取得了很好的效果,表明该菌株可以应用于鸡粪除臭。     

甲基橙废水的常温常压催化湿式氧化实验研究

以Fe、Mn、Cu和Zn的金属氧化物为活性组分,以γ-Al2O3为载体,制备了负载型催化剂,并分别以H2O2和NaClO为氧化剂,对比了在常温常压条件下催化湿式氧化工艺中处理甲基橙模拟废水的效果.结果表明,Fe/y-Al2O3催化剂较其他催化剂表现出较好的催化活性和稳定性,H2O2为适宜的氧化剂.在Fe/γ-Al2O3加入量为10g/L,氧化剂H2O2加入量为5 mL/L的条件下,处理甲基橙质量浓度为500 mg/L的模拟废水,其脱色率和COD去除率在3 h内均能达到70%以上.与传统的Fenton试剂法相比,以Fe/γ-Al2O3为催化剂的催化湿式过氧化氢氧化工艺具有矿化程度高,催化剂易回收再用的优点.     

污泥转移对SBR工艺微生物群落结构及其除磷效能影响分析

采用污泥转移SBR工艺处理以生活污水为基础的合成废水。污泥转移能够强化厌氧生物选择器中聚磷菌的筛选,从而显著提升传统SBR工艺的除磷性能。对比传统SBR,应用荧光原位杂交(FISH)和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)考察了污泥转移SBR中微生物种群结构的变化及除磷特性。结果表明,污泥转移SBR中磷的去除率总体呈上升趋势,稳定在93%左右;而传统SBR中磷的平均去除率为50%。DGGE试验表明,污泥转移SBR首尾样品的相似性系数为36.8%,传统SBR的则为54.7%;污泥转移SBR的香农指数下降率为5.6%,而传统SBR的香农指数下降率为4%。微生物种群在驯化过程中发生了变化,即微生物种群的优势菌在反应器启动阶段被筛选和富集。对比传统SBR,污泥转移SBR中微生物种群的这一驯化现象表现得更为明显。FISH试验表明,污泥转移SBR的聚磷菌占全菌比例在反应器稳定后可达到46%,聚糖菌则稳定在22%;传统SBR稳定后的聚磷菌比例为35%,聚糖菌比例为30%。传统SBR和污泥转移SBR的聚磷菌比例都先沿程增加最后稳定,且聚磷菌是优势菌。污泥转移SBR的聚糖菌沿程减少,聚磷菌抑制了聚糖菌的生长。因此,污泥转移SBR工艺具有筛选大量聚磷菌且抑制聚糖菌的除磷优势。     

乌梁素海芦苇枯落物分解动态及营养元素释放研究

乌梁素海是内蒙古高原干旱区最典型的浅水草型湖泊,湖滨带芦苇分布广袤,其收割方式是在冬季湖泊结冰后将冰面上芦苇收割,冰面下芦苇则留存在水中,而水下部分的分解是造成湖泊生物淤积的重要原因,且分解过程中营养元素的释放亦加剧了湖泊富营养化。通过分解袋法研究了湖泊水面下芦苇枯落物的分解动态及营养元素的释放过程,并探讨了芦苇枯落物分解的影响因素。结果表明:1)芦苇枯落物分解270 d后质量残留率为52.44%,分解速率常数为0.002 68 d~(-1),其分解50%需要0.83 a,分解95%需要3.19 a;2)芦苇枯落物分解过程中,N元素的分解状态呈现释放-分解-再释放的规律,P元素和C元素均处于持续释放的分解状态;3)芦苇枯落物分解期间,分解速率和营养元素含量动态受枯落物自身质量和环境因子共同影响,且环境因子(温度、溶解氧、pH值)与芦苇枯落物分解速率及元素释放动态相关性显著。研究表明,芦苇枯落物分解释放大量营养物质,对湖泊富营养化有一定的贡献,要进一步加强芦苇植物的收割以减轻植物腐烂分解对湖泊造成的二次污染,减少生物淤积作用。