长春大气细颗粒物中多环芳烃的季节变化及健康风险评价

为研究长春大气细颗粒物(PM_2.5)中多环芳烃(PAHs)的季节变化及健康风险评价,于2020年9月至2021年4月采集大气PM_2.5样品,测定PM_2.5中16种优先控制PAHs的浓度。结果表明,除二苯并(a, h)蒽外,其他15种PAHs均有检出,总质量浓度在0～198.00 ng/m³,平均值为67.80 ng/m³,呈冬季(平均值71.90 ng/m³)>春季(平均值70.50 ng/m³)>秋季(平均值55.20 ng/m³)的特征,PAHs的苯并(a)芘毒性当量季节变化明显,冬季(平均值4.40 ng/m³)显著高于秋季(平均值1.26 ng/m³)和春季(平均值0.38 ng/m³)。成人和儿童在冬季的平均终生致癌风险(ILCR)值分别为2.15×10^-5、2.43×10^-5,显著...     

中试厌氧膜生物反应器处理养猪废水

猪场养殖废水是一类有机污染物浓度高、悬浮物多、性质复杂的废水,在传统厌氧处理中存在消化污泥流失及处理效率低等问题。本研究采用中试规模外部浸没式厌氧膜生物反应器处理猪场实际废水,设计处理水量为1 m³·d^-1,在HRT分别为8、5、3d的3个阶段连续运行4个多月,考察了厌氧膜生物反应器的沼气产量、运行稳定性、污染物去除效果及膜组件运行性能和清洗效果。结果表明,系统运行期间ORP在-486～-545 mV;随着HRT缩短,有机负荷由0.5～1.88 kg·(m³·d)^-1升高到5 kg·(m³·d)^-1,沼气产量逐渐增大,产率为0.38～0.45 m³·kg^-1。在整个运行过程中,VFA/ALK始终小于0.1,系统运行稳定。对TCOD、溶解性COD、氨氮、TN、TP去除率分别达到74%～86%、48%～68%、7%～12.8%、4.6%～16.7%、5%,其中溶解性COD去除率占总COD去除率的55%左右。系统运行期...     

室温条件下电场缓解高氮负荷抑制厌氧氨氧化性能的研究

以全混合厌氧反应器(CSTR)构建厌氧氨氧化(Anammox)系统,利用脉冲电源提供电场,考察室温条件下高氮负荷对Anammox脱氮效果的长期影响;通过酶标仪分析Anammox细菌中关键酶活性,阐释电场对Anammox细菌活性的影响。结果表明,电场能够强化Anammox细菌关键酶活性和脱氮效果,在11.38 kg/(d·m³)的进水氮负荷下仍能及时转化氮元素,增强脱氮效果,总氮去除率可以维持在85%以上。电场能够提升Anammox细菌活性,提高新陈代谢速率,降低高氮负荷对微生物细胞的毒性抑制作用,但过高氮负荷(15.93 kg/(d·m³))的抑制作用将超过电场的促进作用,使亚硝酸盐等毒性物质累积,破坏细胞活性,导致Anammox脱氮效果降低甚至崩溃。     

快速启动厌氧氨氧化用于老龄垃圾渗滤液脱氮及其机理分析

基于短程硝化处理后的老龄垃圾渗滤液,含有大量难降解有机污染物,且氨氮和化学需氧量浓度高,C/N比低等特点。本研究以厌氧硝化污泥作为接种污泥,采用升流式厌氧污泥床反应器(UASB),快速启动厌氧氨氧化反应,对其进行深度脱氮。探究启动厌氧氨氧化反应的最佳条件和脱氮性能,根据污泥形貌特征和微生物群落结构的变化,阐明厌氧氨氧化的作用机理。结果表明,厌氧氨氧化快速启动最佳条件：温度为(30±1)℃、初始pH为7.5、NO₂^-/NH₄⁺为1.25～1.50、无外加碳源和MLSS为4 200 mg·L^-1。历经60 d后,厌氧氨氧化成功启动,进水TN容积负荷最高为0.45 kg·(m³·d)^-1,TN容积负荷去除速率最高为0.36 kg·(m³·d)^-1,NH₄⁺-N、NO₂^--N和TN去除率超过80%。同时,UASB...     

新型微氧反应器对沼液的处理性能

针对现有微氧反应器存在回流能耗高、工程放大困难等问题,设计了2类新型曝气沉淀一体化微氧反应器。根据污泥滞留能力、污染物去除性能初步测试,优选出升流式矩形反应器和改进型圆形反应器作为沼液处理实验的微氧反应器。结果表明：2个反应器的平均NH₄⁺-N去除负荷为0.410 kg·(m³·d)^-1,平均TIN去除负荷为0.105 kg·(m³·d)^-1,出水SS均小于0.10 g·L^-1,都拥有优良的滞泥能力和污染物去除能力,无显著性差异(P>0.05)。在污泥浓度相近的情况下,升流式矩形反应器中污泥的VSS/SS由64.4%增至78.0%,这说明生物量明显增加,而改进型圆形反应器中污泥的VSS/SS降至62.1%;污泥指数显示升流式矩形反应器的污泥沉降性能更好。从污泥性状和工程放大可能性考虑,升流式矩形反应器更适合在工程上应用。     

AnMBR对高浓度餐厨废水的处理效能

餐厨废水是一类高油、高盐、高氮等较为复杂的废水,在传统厌氧处理中面临污泥漂浮流失、有机负荷低及COD去除效果差等问题。通过构建中试规模厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane reactor, AnMBR)处理餐厨废水,考察了3个运行阶段(污泥驯化阶段、容积负荷(volume loading rate, VLR)提升阶段和污泥停留时间(sludge retention time, SRT)缩短阶段)的厌氧消化性能、稳定性能、污泥性质和膜性能变化。结果表明,在污泥驯化阶段,低负荷(1.5kg·(m³·d)^-1)污泥驯化方式能够实现AnMBR的快速启动,甲烷产率由227mL·g^-1(以COD计)迅速提升至267 mL·g^-1,COD去除率达到99%。在VLR提升阶段,当负荷由3.0 kg·(m³·d)^-1逐渐增加至12.0 kg·(m³·d)^-1时,甲烷产率由283 mL·g^-1升...     

天津工业区冬春季大气PM2.5的组成特征及来源分析

选择2020年12月(冬季)和2021年3月(春季),对天津工业区大气细颗粒物(PM_2.5)中的半挥发性有机物(SVOCs)、水溶性无机离子(WSIIs)进行检测,分析其组成特征、季节变化及来源。结果表明,天津工业区冬春两季PM_2.5中SVOCs的质量浓度均值分别为(276.23±197.56)、(180.30±94.46) ng/m³,主要成分是酯、含杂原子化合物,且冬季SVOCs的浓度大于春季。WSIIs均以SO₄^2-、NO^-₃和Na⁺为主,冬春季二次无机气溶胶SO₄^2-、NO^-₃、NH⁺₄(SNA)的平均质量浓度分别为(34.60±21.61)、(30.88±16.46)μg/m³,且春季SNA在总水溶性无机离子(TWSIIs)中的占比大于冬季。冬春两季大...     

两种不同基质的垂直潜流人工湿地对尾水的处理效果研究

为提高人工湿地对污水处理厂尾水的处理效率,采用以黄铁矿和砾石为基质的两种垂直潜流人工湿地处理武汉某污水处理厂尾水,研究了不同水力负荷下人工湿地去除污染物的效果,并分析了基质的微生物群落结构。结果表明,在低水力负荷(0.4～0.7 m³/(m²·d))下,两种人工湿地对尾水化学需氧量(COD)、总氮(TN)、NO^-₃和总磷(TP)具有较好的去除效果;在高水力负荷(1.0～1.3 m³/(m²·d))下,对氨氮去除效果较好。黄铁矿人工湿地对尾水COD、TN、NO^-₃和TP的去除效果好于砾石,分析基质微生物发现,黄铁矿人工湿地中反硝化脱氮菌属主要为硫杆菌属(Thiobacillus)和硫氧化菌属(Sulfurifustis),相对丰度分别为16.68%和4.62%,且硫杆菌属具有提高磷去除能力的功能;而砾石人工湿地中反硝化脱氮菌属主要为类固醇杆菌属(Steroidobacter),相对丰度为4.56%,采用黄铁矿为基质...     

生活垃圾填埋场渗滤液处理工程实例分析

本文通过实例阐述了“混凝沉淀+两级A/O(缺氧/好氧)-MBR系统(膜生物反应器)+SWRO(海水淡化反渗透)”组合工艺在生活垃圾渗滤液处理中的应用。实际运行结果表明,当进水平均COD浓度为2668.7 mg/L、NH₃-N质量浓度为2910 mg/L时,出水平均COD浓度为7.6 mg/L、NH₃-N质量浓度为1.9 mg/L,水质可满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)要求,运行成本合计约为60元/m³.本工程实例将为我国生活垃圾填埋场渗滤液处理提供技术支持与经验参考。     

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。     

A/O双污泥工艺脱氮性能

针对传统A/O(anaerobic/oxic)工艺中反硝化细菌对有机物的利用效率低、A2N(anaerobic/anoxic-nitrification)工艺工序繁琐和出水氨氮浓度较高的问题,提出了一种泥水分离反应器,将双污泥体系与A/O工艺结合构建A/O双污泥工艺。对工艺运行过程的脱氮性能、微生物群落变化及氮素转化规律进行了研究,根据研究结果评估泥水分离反应器和A/O双污泥工艺在实际应用中的开发潜力,并总结工艺和反应器需要优化的问题,提出解决问题的思路。结果表明：在进水氮负荷为0.11 kg·(m³·d)^-1条件下,工艺的氮去除负荷可以达到0.089 kg·(m³·d)^-1,NH_⁴+-N去除率超过95%、COD去除率超过90%,TN去除率达到80%以上,该工艺能够实现长期稳定运行。反硝化过程反应速率是提升A/O双污泥工艺脱氮效率的限速步骤,强化有机物在缺氧池中的接触停留是有机物利用率提高的关键。因此,需要对现有碳源的投加方式、污水的进水方式或工艺的反应器数量进行优化,进一步...     

基于二次有机气溶胶和臭氧生成潜势的河北挥发性有机物优控物种研究

为研究河北大气中挥发性有机物(VOCs)对臭氧(O₃)及二次有机气溶胶(SOA)生成的影响,利用2021年4—10月河北11个地市VOCs的监测数据,对河北VOCs污染特征及其关键活性组分进行分析研究。结果表明,观测期间河北VOCs平均体积分数为36.16×10^-9,低碳的醛酮类和低碳的烷烃是河北VOCs的主要构成物种。VOCs高值区主要集中在河北中南部沧州、衡水、邯郸、石家庄等地,北部城市秦皇岛、张家口VOCs浓度较低。监测期间,河北O₃生成潜势(OFP)为259.67μg/m³,SOA生成潜势为0.61μg/m³,其中衡水OFP最高,达302.96μg/m³,石家庄SOA生成潜势最高,达0.92μg/m³。甲苯、间/对二甲苯和邻二甲苯对OFP及SOA生成潜势的贡献均较大,是O₃和大气颗粒物协同控制的优控VOCs物种。     

青岛市菜市场垃圾的高温厌氧消化研究

在中试规模下进行菜市场垃圾高温厌氧消化试验,通过监测消化过程中的产气情况和消化液的pH、可溶解性COD(SCOD)、挥发性脂肪酸(VFA)、NH3-N、碱度等变化,确定菜市场垃圾厌氧消化的最大有机负荷,并分析对菜市场垃圾进行高温厌氧消化处理的可行性.结果表明,在中试规模下,菜市场垃圾高温厌氧消化的最高有机负荷可达6.2...     

酵母菌对厨余垃圾厌氧发酵产乙酸的影响

研究了酵母菌对厌氧发酵过程中垃圾水解速率、挥发性有机酸(VFA)产量、乙酸产量的影响。结果表明：控制反应器中pH值为7时,接种酵母菌后,垃圾的水解速率明显提高,产酸速率和产酸量都明显高于不接种酵母菌的反应器,乙酸浓度能够达到9 458 mg/L,占挥发性有机酸总量的58.2%。垃圾本身含有的微生物对产酸也有促进作用,酵母菌和垃圾本身含有的微生物共同作用才能使得乙酸的产生最大化。     

餐厨垃圾半干法厌氧发酵工程运行分析与污泥回流调控研究

以上海某餐厨垃圾处理厂半干法厌氧发酵工程为研究对象,对2018年下半年和2019年同期的工程运行监测数据进行了比较分析,结果表明,工程运行1年,挥发性脂肪酸浓度增加2倍,溶解性化学需氧量增加95.88％,平均进料有机负荷(以挥发性固体计)从2.44 kg/(m3·d)降低至1.63 kg/(m3·d).采用全自动产甲烷...     

连续流好氧颗粒污泥技术处理低浓度市政污水的中试研究

基于河北省某污水处理厂原厌氧池构建了中试规模3 000 m³·d^-1 (Ⅰ、Ⅱ系列)的微氧-好氧耦合沉淀一体式反应器,以低浓度市政污水为基质、接种活性污泥,成功在连续流模式下培育了好氧颗粒污泥,并研究了颗粒污泥的形貌、结构特性、污染物去除性能及微生物群落结构变化。结果表明：中试系统形成的颗粒污泥轮廓清晰、呈规则球形和椭球形,平均粒径由接种污泥的28.9μm增至90.1μm,其中粒径>100μm的占47.8%,>200μm的占9.4%;中试系统培养的颗粒污泥机械强度远高于接种污泥的;Ⅰ、Ⅱ系列平均出水NH₄⁺-N分别为1.3和1.0 mg·L^-1,平均出水TN分别为9.9和9.1 mg·L^-1,系统具有良好的脱氮效果。此外,高通量测序结果表明中试系统大量富集了好氧反硝化菌Methylophilaceae和Methylotenera,好氧反硝化途径可能在脱氮中起重要作用。本研究可为连续流好氧污泥工艺的升级改造,以及在现有污水处理厂工艺基础上发展高效...     

开封市秋冬季大气细颗粒物化学成分及来源解析

为研究开封市秋冬季大气细颗粒物(PM_2.5)的化学组分及主要来源,分别于2017、2018年秋冬季在开封市设置了3个点位采集大气PM_2.5样品。采用X射线荧光法(XRF)、离子色谱法(IC)与热光反射法(TOR)分别测定了PM_2.5中元素、水溶性离子及碳质组分特征,并运用正定矩阵因子分解(PMF)模型解析PM_2.5来源。结果表明,2017、2018年秋冬季开封市大气PM_2.5平均质量浓度分别为124.38、111.48μg/m³,水溶性离子平均质量浓度为分别为54.48、58.16μg/m³,其中3种二次无机离子(NO^-₃、NH⁺₄、SO₄^2-)是主要组分。2017、2018年秋冬季NO^-₃与SO₄^2-质量比分别为1....     

基于k-Means算法的生活垃圾焚烧设施烟气二恶英防控

为深入探究生活垃圾焚烧设施二恶英的防控方法,采用k-Means算法对华南某生活垃圾焚烧发电厂焚烧设施的运行状态和不同炉内状态下二恶英排放特征及控制机理进行研究。结果表明,该厂3台焚烧炉具有显著不同的运行状态(类别1和2)(p<0.05),在不同状态下,其常规污染物及二恶英排放特征差异显著(p<0.05),类别1炉内状态较差,其排放的CO质量浓度是类别2状态下的2倍,二恶英的质量浓度是类别2状态下的1.5倍。类别1和类别2状态下二恶英的主导生成机理分别为“前驱物合成反应”和“从头合成反应”。为降低二恶英的排放,该厂首先应保证烟气流量大于10.5×10⁴ m³·h^-1 (均值11.8×10⁴ m³·h^-1),其余参数最优范围为：烟气含氧量大于7.0%(均值8.6%)、CO质量浓度低于9.0 mg·m^-3 (均值3.5 mg·m^-3)、烟气湿度小于23.7%(均值21.3%)、烟气温度为140～154℃(均...     

低负荷运行对中试ANAMMOX活性维持的影响和工艺性能恢复特征

基于前置反硝化部分亚硝化耦合部分亚硝化(PN)/厌氧氨氧化(A)垃圾渗滤液中试处理系统,研究了系统无法正常运行时维持PN/A单元低负荷运行保持ANAMMOX微生物活性的可行性,并探究了系统性能恢复特征。结果表明,低负荷运行10 d后PN/A单元总无机氮去除负荷(TINRR_PN/A)仍有0.227 kg·(m³·d)^-1,达到稳定运行阶段的43.3%,氨氮和总无机氮去除率都达到89.5%以上,说明低负荷运行可以有效缓解ANAMMOX污泥活性的衰减。采用逐步提高进水氨氮负荷结合控制DO的恢复策略,经过9 d系统性能得到完全恢复。TINRR_PN/A恢复到0.513 kg·(m³·d)^-1,达到稳定运行阶段的97.7%。高通量测序结果表明,Ca＿Anammoxoglobus菌属更能适应老龄垃圾渗滤液水质,其稳定运行阶段和恢复后的相对丰度分别为12.41%和11.19%。以上研究结果有望为厌氧氨氧化工艺的工程应用提供有益的技术指导。     

微电解强化微生物菌种对高氨氮低碳氮比黑臭水的脱氮研究

针对高氨氮低碳氮比(C/N)黑臭水进行脱氮研究,通过硝化菌和反硝化菌共同作用,并在后期耦合铁碳微电解(IC-ME)强化脱氮。单因素控制变量实验表明,硝化菌和反硝化菌在30℃硝化/反硝化效果较优,平均氨氮去除率为71.62%,硝态氮去除率可达到67.52%;在溶解氧(DO)为3 mg/L时硝化效果较好,平均氨氮去除率达到了70.08%;在后期投加150 g/L铁碳填料时,反硝化效果最好,2#和3#反应器硝态氮去除率最高分别提高到了81.78%和91.17%。长时间运行反应器后,氨氮去除负荷达到0.193 kg/(m³·d),化学需氧量(COD)去除负荷达到1.786 kg/(m³·d)。单独的微生物菌种针对高氨氮低C/N黑臭水脱氮还有一定的局限性,通过后期耦合IC-ME,脱氮效率明显提升,总氮(TN)去除率可从45.65%提升到58.91%。