废弃水基钻井液固相物与蚯蚓粪协同土壤化研究

将废弃水基钻井液中的固相物质(以下简称固相物)与蚯蚓粪按不同比例混合制成试样土壤,用其种植景观植物空心菜和黑麦草,测定试样土壤的物理性质,分析种植过程试样土壤有机质、氮素、磷素的变化,对比植物种植前后试样土壤重金属含量的变化。结果表明,蚯蚓粪能够有效改善试样土壤物理性质,提高试样土壤肥力;为使试样土壤用于景观植物种植,固相物所占比例(以质量比计)宜在1∶8以下,固相物∶蚯蚓粪为1∶10时植物长势更佳;试样土壤在种植景观植物后重金属含量均有降低。可见,利用固相物与蚯蚓粪协同土壤化并通过种植重金属超富集植物降低试样土壤重金属,是固相物无害化处理的可行方法。     

规模化奶牛养殖粪水还田对土壤理化性质及微生物群落特征的影响

规模化奶牛养殖粪水还田可实现资源化利用,但其对土壤环境的影响尚待明晰。通过完全随机区组设计试验研究了粪水还田量分别为0、0.32、0.64、0.96 t/m²时对土壤理化性质及微生物群落特征的影响。结果表明：养殖粪水还田可以提高土壤养分和作物生物量,最合适的粪水还田量应为0.64 t/m²,此时对土壤微生物的丰富度和多样性影响也最小。土壤细菌中的优势细菌属斯克尔曼氏菌属(Skermanella)可生物固氮,减少土壤氮素流失;芽孢杆菌属(Bacillus)能分泌纤维素酶,有利于土壤中纤维素类的降解。子囊菌门(Ascomycota)为最主要的优势真菌门,它们有助于植物纤维素和木质素的降解。     

不同种牛粪干发酵产气特性比较试验研究

采用干发酵技术处理3种不同种类的牛粪,比较了各种牛粪发酵的日产气量、累计产气量和产甲烷比例的差异.结果表明,相对于水牛粪和黄牛粪,奶牛粪干发酵产气的启动更快;累计产气量和平均容积产气率均以水牛粪为最高,黄牛粪次之,奶牛粪最低;3种牛粪干发酵过程中的产甲烷比例变化趋势大体上相似,在发酵初期由低到高逐渐增加,之后趋于平稳,其中水牛粪的产甲烷比例相对于奶牛粪和黄牛粪略高;总体来看,水牛粪干发酵的产气效果优于奶牛粪和黄牛粪,这为以后的相关研究或沼气工程设计中的原料选取提供了参考.     

粪秆混合厌氧发酵渗滤床工艺的消化性能

以玉米秸秆-牛粪为原料,利用自行设计的渗滤床反应器(Leach bed reactors),对比研究了渗透液回流喷淋时间、喷淋量、发酵温度及粪秆比4因素对原料物能转化率的影响。结果表明:发酵结束后罐内物料的TS浓度在13%~15%之间,属于高浓度发酵范畴;9样品产气峰值出现在发酵后的10~14 d,物能转化率排序为L6L2L9L7L1L8L4L5L3;TS产气率相对较高的共同特点主要为35℃中温、较高的渗滤液回流量以及较高的粪秆比。通过TS产气率的直观分析,4因素对实验结果影响大小排序分别为发酵温度粪秆比喷淋量喷淋时间间隔,得到的最佳工况参数为喷淋时间间隔2 h、喷淋量4 L、发酵温度35℃、粪秆比1∶1,此条件下得到的平均TS产气率为(98.4±3.5)mL·g~(-1)。方差分析结果表明,发酵温度、粪秆比及喷淋量对产气结果影响极显著,为控制渗滤床发酵工艺的主要参数。     

蚯蚓过腹处理对污泥中四环素降解及大量营养元素赋存的影响

针对污泥中大量抗生素残留对环境的威胁和污泥资源化利用的瓶颈等问题,采用微宇宙实验手段研究了蚯蚓过腹处理污泥过程中四环素的降解特征和污泥蚓粪中大量营养元素的赋存特征。结果表明,污泥中的四环素降解率与处理时间呈正相关关系;室温静置32 d后,污泥中9%～11%的四环素发生降解。蚯蚓过腹处理下,污泥中四环素浓度与四环素降解率呈负相关关系,随着污泥中四环素浓度的增加,四环素降解率逐渐降低,蚯蚓过腹处理32 d后,污泥中四环素的降解率提升了45%～64%。蚯蚓过腹形成的污泥蚓粪中总氮和有机质含量显著减低,而铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾和总钾含量以及pH和电导率均显著升高;随着污泥中四环素浓度的增加,污泥蚓粪中总氮和氨氮含量以及pH和电导率呈显著降低趋势;污泥蚓粪中铵态氮和硝态氮含量、pH和电导率与四环素降解率均呈正相关关系。蚯蚓过腹处理能够显著提升污泥中四环素的降解率及污泥蚓粪中速效氮磷钾的含量。     

湖州市中心城区饮用水源地粪大肠菌群污染特征及源解析研究

根据湖州市中心城区2家市级饮用水源地2005-2009年粪大肠菌群指标监测数据,分析湖州市中心城区饮用水源地粪大肠菌群污染特征,对饮用水源地周边污染源进行排查.结果表明,2家市级饮用水源地粪大肠菌群污染严重,城市污水处理厂出水、市政管网排水系统的雨污合流排放是粪大肠菌群的主要来源.     

蚯蚓粪改善紫花苜蓿修复重金属污染农田效果的研究

通过田间试验研究了蚯蚓粪施入对重金属污染农田土壤的理化性质及酶活性的影响,探究了蚯蚓粪对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长及其富集重金属Cu、Cd、Zn、As的影响,以及紫花苜蓿体内抗氧化酶活性的变化。结果表明,蚯蚓粪施入使土壤全磷、全氮、有机质分别提高30.6%、28.2%、13.2%,土壤pH由8.29下降为8.09,土壤阳离子交换能力增强。蚯蚓粪施入土壤后,土壤脲酶、过氧化氢酶活性也均提高。蚯蚓粪处理使紫花苜蓿植株株高和生物量提高,且可提高其重金属富集能力。蚯蚓粪处理下紫花苜蓿超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性显著提高,但过氧化氢酶活性降低。总体而言,蚯蚓粪肥施入可改善紫花苜蓿修复受重金属污染农田土壤的效果。     

蚓粪腐殖酸对Cd2+的吸附作用研究

以蚯蚓粪中提取到的腐殖酸为研究材料,采用傅里叶变换红外光谱仪分析了蚓粪腐殖酸的功能基团组成,考察了pH、Cd~(2+)初始浓度和吸附时间对蚓粪腐殖酸吸附Cd~(2+)的影响,得到蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)的最佳吸附条件。研究结果表明:蚓粪腐殖酸的红外光谱特征吸收峰主要位于3 300～3 600cm-1,主要功能基团为羧基、羟基和胺基;pH小于4.0时,蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)的吸附效果较差,近中性条件下吸附效果最佳;Cd~(2+)初始浓度对吸附效果影响较大,Langmuir模型模拟得到Cd~(2+)的最大饱和吸附量为4.47mg/g;蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)的吸附作用较为稳定,吸附40min后基本达到饱和;蚓粪腐殖酸对Cd~(2+)有较强的吸附能力,为土壤Cd~(2+)污染修复提供参考。     

蚯蚓粪净化硫化氢恶臭气体

为探究蚯蚓粪净化硫化氢恶臭气体的可行性及其微生物群落结构的构成,以蚯蚓粪为生物反应器的载体,考察了蚯蚓粪去除硫化氢的性能;采用Miseq高通量测序技术分析蚯蚓粪中微生物种群结构变化。结果表明,当进气浓度小于350 mg·m~(-3),气体流量为0.25~0.35 m~3·h~(-1)时,H_2S去除率可达100%。随着进气流量的增大,H_2S去除率下降。微生物种群结果揭示蚯蚓粪生物反应器的不同空间层次上呈现出明显的空间分布多样性差异。蚯蚓粪生物反应器的主要降解硫化氢的优势菌为:变形菌门(44%~85%),γ-变形菌纲(18%~76%);产黄杆菌属(6.1%~62.5%)、盐生硫杆菌属(2.8%~5.2%)、硫杆菌属(0.7%~6.9%)等优势菌属。通过分析可知,蚯蚓粪能高效处理硫化氢恶臭气体,蚯蚓粪中丰富且多样的微生物群落对其处理效果有着重要的作用。     

料液浓度对鸭粪中温厌氧消化的影响

在中温35±1 ℃、pH为中性条件下,采用10 L玻璃瓶作为反应器对料液浓度分别为2%、6%、10%和15%的4组鸭粪溶液进行厌氧消化实验,系统运行30 d,分析了厌氧消化过程中的COD、pH、挥发性脂肪酸(VFA)和产气量的变化.结果表明,调节料液浓度至合适的水平对鸭粪厌氧消化过程非常重要,调节鸭粪进料浓度至6%,可...     

异养硝化-好氧反硝化粪产碱杆菌处理高氨氮污泥厌氧消化液

具有异养硝化-好氧反硝化特性的粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis No.4)直接处理污泥厌氧消化液中的高浓度氨氮时,在60 h内氨氮(原始浓度441 mg/L)去除率约为18%。沼液中碳源验证实验表明,乙酸可作为其优质碳源。因而,可以通过外加乙酸钠的方式来解决污泥厌氧消化液碳源不足的问题。当污泥消化液中添加足够的碳源-乙酸钠使得C/N为10时,Alcaligenes faecalis No.4的脱氮效果良好,氨氮的去除率达到了98%以上。研究结果表明,在利用粪产碱杆菌处理高浓度氨氮沼液时,酸化污泥作为外加碳源的方式具有其理论可行性。     

“原子能”下水处理装置

美国圣地亚国立研究所经过八年的研究,开发成功一种利用γ射线的废水处理技术。美国新墨西哥州阿尔巴卡契市引用了这项技术,制订了世界上第一个利用γ射线的下水处理装置的建设计划,约投入1800万美元的建设费,预计在1985年下半年开始运转。“原子能”下水处理装置是利用制造原子     

碳氮比对鸭粪中温厌氧消化的影响

在中温(35±1)℃、6%的料液浓度、pH为中性条件下,采用10 L玻璃瓶作为反应器对碳氮比(C/N)分别为15、20、25和35的4组鸭粪溶液进行厌氧消化实验,系统运行30 d,分析了厌氧消化过程中的COD(化学需氧量)、pH、VFA(挥发性脂肪酸)和产气量的变化。结果表明,碳氮比是影响鸭粪厌氧消化过程的重要因素,调节鸭粪碳氮比至25,可以使其厌氧消化获得最佳的产气效果,COD去除率为24.06%,原料干物质产气率为0.178 m3/kg,产气中甲烷含量为71.5%,产甲烷率为0.127 m3/kg。     

生物沥浸法去除猪粪中重金属的研究

探讨以猪粪为培养介质,驯化和加富培养获得硫细菌混合菌液,并研究其对猪粪中重金属的生物沥浸效果。结果表明：猪粪可以在18 d内完成驯化,经3轮富集培养的猪粪粪液可作为硫细菌接种菌液。采用此菌液对猪粪粪液接种并投加硫粉,经过9 d的生物沥浸,Cu、Zn和Cd的沥出率分别达到93.0%、90.1%和67.8%。     

厨余垃圾-粪渣-剩余污泥共堆肥研究及其在南海岛礁的适用性分析

针对中国南海离岸岛礁固体废弃物日益增多的问题,研究了以锯末和玉米秸秆作为调理剂,厨余垃圾、粪渣和剩余污泥进行好氧共堆肥的可行性,并分析了其在南海岛礁的适用性。结果表明,厨余垃圾-粪渣-剩余污泥共堆肥工程中的温度、含水率、p H、氮素转化和损失以及生物毒性的变化基本都符合堆肥要求,特别是厨余垃圾、粪渣、剩余污泥、锯末和玉米秸秆添加量分别为2.000、2.000、2.000、1.500、1.500 kg或者3.000、3.000、3.000、1.125、1.125 kg时。考虑到南海岛礁缺乏调理剂,后者更适合南海岛礁。     

响应面法优化香蕉秸秆与猪粪混合厌氧发酵工艺研究

将香蕉秸秆与猪粪混合后厌氧发酵,考察粪秸比(猪粪干物质占发酵原料干物质的质量分数)、厌氧污泥接种量(厌氧污泥占发酵料液的质量分数)和发酵温度对总产气量的影响。在此基础上,通过响应面法对厌氧发酵工艺进行优化,并建立总产气量与粪秸比、厌氧污泥接种量、发酵温度的二次回归模型。研究结果表明,建立的二次多项式数学模型具有高度显著性,模型拟合度、精确度高,数据合理。最佳工艺条件为:粪秸比为35.34%,厌氧污泥接种量为61.40%,发酵温度为40.27℃。在此条件下,总产气量的预测值为15 779.2mL,试验值为15 620.5mL,二者相对偏差为1.01%。可见,所得模型能够较好地优化发酵条件并预测总产气量,可为提高香蕉秸秆与猪粪混合厌氧发酵产气量及提高发酵效率提供一定参考。     

黄粉虫粪基吸附剂的制备工艺优化及其吸附性能

黄粉虫养殖过程中,会产生大量的虫粪。用黄粉虫粪为原料制成吸附剂,并用于亚甲基蓝模拟废水的处理。研究在不同磷酸浓度W、浸泡时间t1、活化温度T、活化时间t2等制备因素影响下,吸附剂对亚甲基蓝的吸附能力。结果表明,黄粉虫粪吸附剂最佳制备条件为:W=25 wt%,t1=10 min,T=400℃,t2=50 min。此条件下制备的吸附剂的比表面积为(589.6±2.1)m~2·g~(-1)。该吸附剂对亚甲基蓝的吸附动力学符合Ho-Mc Kay模型,吸附速度控制步骤为内扩散,吸附等温线符合Langmuir模型,最大吸附量可达117.65 mg·g-1,吸附过程为热力学自发行为。     

浮萍与奶牛粪混合厌氧干发酵研究

对浮萍和奶牛粪为发酵原料在中温条件下进行了半连续厌氧干发酵实验,研究物料配比对发酵过程的影响。实验设置奶牛粪与浮萍配比(质量比)分别为1.00∶0.33、1.00∶0.50、1.00∶0.67和1.00∶1.00,水力停留时间(HRT)均采用30d。结果表明,在HRT为30d条件下,奶牛粪与浮萍配比为1.00∶0.67时产气情况最佳,容积产气率和原料产气率(以挥发性固体(VS)计)分别为0.50L/(L·d)和0.33L/g。     

添加不同比例的石灰对污泥稳定化的模糊评价

在污泥处置策略中,污泥碱式干化被认同是一种安全可靠的处置方式。而我国由于大多采用较为原始的推送装置,不仅石灰消耗量大,而且污泥稳定化效果差,难以实现污泥性状的改善。利用自主研发的高效混合器,在脱水污泥中添加质量分数为5%、7%、10%、12%和15%的500目工业石灰后,分别测定添加后污泥的温度、pH、粪大肠菌值以及臭味强度的变化,并采用模糊数学法评价了添加不同比例的石灰对污泥的稳定化效果,结果表明:添加不同比例的工业用生石灰后,污泥的温度从原污泥的30℃分别升高到32.0、36.0、39.2、41.0和43.3℃;污泥中的pH从原污泥的6.5左右均升高到12以上;粪大肠菌值从原污泥的1.08×10-8 g/MPN均降为0.01 g/MPN以下;臭味强度从5级降为2级以下;污泥稳定化程度高,模糊综合评价结果都为一级。因此,添加5%的石灰即可实现污泥的稳定化。     

蚯蚓生物反应器污泥减量与稳定效果试验研究

蚯蚓生物反应器以蚯矧等微型动物和各种微生物为主形成生物降解系统.城镇污水经生物预处理后,经该反应器过滤,水质得到澄清和进一步改善,而水中含有的生物膜污泥则被滤床截留.通过蚯蚓的吸收、消化和分解转化为蚯蚓排泄物(蚓粪).中试运行结果表明,当蚯蚓生物反应器水力负荷为5.3～6.6 m3/(m2·d)时,在满足污水处理效果条件下,蚯蚓生物反应器对生物膜污泥挥发性悬浮固体(VSS)降解率为86.67%～96.20%.所产生的蚓粪VSS:SS为29.97%～31.20%,有机物降解率超过了厌氧消化与好氧消化处理污泥的效果.减量化和稳定化效果十分明显.该系统排出的蚓粪含有丰富的肥分,可用作农肥与土壤改良剂.