潜流人工湿地经济植物根际微环境相关指标的研究

通过对潜流人工湿地中经济植物根际土壤微环境一些相关指标的测定,探究了这些指标在湿地中水平方向和垂直方向的变化趋势与湿地NH4＋－N ,TN去除率之间的关系。研究结果表明,硝化作用强度、土壤脲酶活性在水平方向和垂直方向呈逐渐降低的趋势;反硝化作用强度呈中间高,两端低的趋势,垂直方向则沿程降低。湿地土壤硝化作用强度、反硝化作用强度、脲酶活性与湿地氮素去除能力相关性明显,且与栽种植物种类有关。     

磁性多孔陶粒生物膜反应器处理垃圾渗滤液的试验研究

对多孔陶瓷进行磁化改性获得磁性多孔陶瓷载体,并将该载体应用于垃圾渗滤液的处理试验.对比试验结果表明:在反应器的曝气量为3 L/h,曝气时间为16 h/d,温度为20～30℃时,垃圾渗滤液经磁性载体生物膜反应器30d处理后,上清液中COD、NH3-N的去除率均在90％以上,出水浓度达到国家生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)的指标要求.     

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。     

HBH-Ⅱ微生物制剂与生物膜法联合处理垃圾渗滤液的效果试验

将复合微生物制剂(HBH-Ⅱ)与生物膜法相结合,以重庆市某垃圾填埋场的渗滤液为研究对象,探讨了HBH-Ⅱ制剂在3种不同条件下对渗滤液的处理效果.结果表明,HBH-Ⅱ对垃圾渗滤液COD和NH3-N的去除有明显影响.反应72 h、低流量间歇曝气36 h、接种量1/10 000(HBH-Ⅱ与水的体积比)、进水pH=8.5条件下,处理效果最佳.HBH-Ⅱ中的复合微生物具有生物增强剂的作用,能明显促进污染物的降解.采用HBH-Ⅱ制剂时克服了以往处理工艺中气味恶臭的弊端,还具有产泥量小、色度去除效果好等优点.与单独使用HBH-Ⅱ处理渗滤液相比,以陶粒为填料的HBH-Ⅱ生物膜系统能够为HBH-Ⅱ的生长繁殖提供良好环境.挂膜成功运行5 d后,COD和NH3-N的去除率分别达到70.58%和72.99%.     

操作条件对膜生物反应器运行经济性的影响

以运行费用作为膜生物反应器(MBR)运行经济性的考核指标,建立了MBR运行费用的计算模型,重点考察了膜通量、曝气强度、抽停时间、混合液悬浮固体质量浓度等操作条件对MBR运行经济性的影响.结果表明,膜通量在临界值5 L/(m2·h)时运行费用处于最低值;曝气强度过高或过低都会使系统运行费用增加,而经济曝气强度(气水比)为30:1;当抽吸时间≤12 min、停抽时间≥3 min时,运行费用变化缓慢,但抽吸时间或停抽时间超过临界值后,运行费用迅速上升;混合液悬浮固体质量浓度高于5.0 g/L时,运行费用随混合液悬浮固体质量浓度增加迅速递增.工程运行表明,运行费用模型预测值与实际值具有较好的一致性.     

不同填料生物反应器中脱氮微生物群落比较分析

为比较填充不同填料(悬浮填料和弹性填料)生物反应器的抗冲击负荷能力,研究了不同水力停留时间(14.80 h、11.90 h、9.89 h和7.99 h)下两组反应器的处理性能及附着生物膜的特性,通过提取基因组DNA,采用PCR扩增与高通量测序技术对水力停留时间为7.99 h工况下两者菌群测序并进行了操作单元(OTU)聚类分析、多样性分析和分类学分析。结果表明,不同水力停留时间下弹性填料附着的生物膜量和胞外多聚物(EPS)质量比均高于悬浮填料,生物膜结构较为稳定;弹性填料和悬浮填料富集微生物菌群的高通量测序分析均得到优化序列23 129条,测序覆盖深度都在99%左右,经过97%相似度归并后分别得到375个OTUs和307个OTUs,与悬浮填料相比,弹性填料附着的生物膜内硝化菌和反硝化菌丰度均较高,这在一定程度上表明弹性填料在处理污染河水时具有较强的抗冲击负荷能力。     

土壤中苯系物的顶空气相色谱测定方法研究

目前土壤中苯系物还没有标准的测定方法.采用顶空气相色谱法建立了一种测定污染土壤中苯系物(苯、甲苯、乙苯、对(间)二甲苯、邻二甲苯、异丙苯)的方法.着重讨论了顶空平衡温度、平衡时间及基质修正液的加入量等因素对苯系物测定结果的影响,并优化了试验参数.结果表明,顶空平衡温度为70℃,平衡时间为20 min,基质修正液的加入量为3 mL是最优试验条件.在此试验条件下,苯系物各组分能够完全分离,线性较好,决定系数在0.990 5～0.996 1,方法的检出限在2.0～ 6.4 μg/kg,回收率为95.5％～98.6％,相对标准偏差小于11.1％.测定结果显示,该方法有很好的相关性,简单、准确、快捷,适用于土壤中苯系物的测定.     

前置反硝化生物滤池菌群功能恢复研究

在一定的反冲洗模式和强度下,用各功能菌群的生物活性、生物量及二者的乘积考察了反硝化生物滤池和曝气生物滤池菌群功能的恢复.结果表明,反洗后初期曝气生物滤池(CN 池)滤料上异养菌活性较低,总降解能力降低了约20%,而后迅速增加,约50 min恢复到最佳状态;亚硝化细菌生物活性变化与之相反;反硝化生物滤池(DN池)亚硝酸与硝酸还原菌生物活性曲线变化趋势相同,且反洗后前者生物活性略大于后者.CN和DN池生物膜量由滤料底部到顶部呈现由大到小的变化,在试验期内随时间延长稳步增长.CN池中反洗后80 min各功能菌生物量和生物活性较适宜,功能恢复到最佳,DN池中还原菌生物活性在反洗后 120 min接近最大值,功能恢复还需要较长的时间.     

MBBR的生物反硝化特性

在讨论生物膜反硝化原理的基础上研究了移动床生物膜反应器(MBBR)的生物反硝化特性.在NO-3-N负荷为0.32 kg/(m3·d)条件下,MBBR系统达稳态时的平均生物膜量为33.7 mg/g,生物膜厚为100μm左右;生物膜的COD降解速率为166.5 mg/(g·h),硝氮降解速率为32.1 mg/(g·h).     

不同环境温度和活动强度下人体出汗率测定

提出了一种测定人体出汗量的方法—衣物增重法,并利用该法分别测定20、25、28℃环境温度下,8名受试者在跑步机上分别以2、4、6mi/h(54、107、161 m/min)的速度跑步15min后的出汗量。运用配对样本t检验,并对出汗率测定结果进行分析后发现,环境温度和活动强度对人体单位面积出汗率均有显著影响,环境温度分别为20、25、28℃以及活动强度分别为2、4、6mi/h时,人体单位面积出汗率的范围为1.605～681.100 g/(h.m2)。     

活性炭纤维阴极产生H_2O_2的影响因素研究

考察了电流密度、pH值、曝气量、电解质Na_2SO_4浓度等工艺条件对活性炭纤维(ACF)阴极产生H_2O_2的影响规律。通过测定N_2吸附-脱附等温线和扫描电子显微镜(SEM)等手段观察了ACF的微观结构,从微观结构角度探讨了ACF阴极产生的优势与机理。结果表明,ACF孔隙结构丰富,比表面积大,有利于氧气分子在电极表面及孔道内的吸附-还原过程。当电流密度为5 m A/cm~2,pH=3,曝气量400 m L/min,电解质Na_2SO_4浓度为0.05 mol/L时,电解180 min还原产生H_2O_2的质量浓度高达27.86 mg/L。     

新疆某石化污水库周边土壤对锶的吸附特征研究

以新疆某石化污水库周边土壤为例,采用静态吸附试验法研究土壤对Sr2+的吸附特征。通过单因素法研究初始pH值、反应温度、离子强度、时间、Sr2+初始质量浓度等因素对土壤吸附Sr2+的影响,并对吸附机理进行了初步探讨。结果表明,供试土壤对Sr2+有较强的吸附能力,溶液pH值对土壤吸附Sr2+的影响较显著。在3 h左右供试土壤对Sr2+的吸附量达到最大值,3 h后吸附量略有下降,并逐渐稳定。供试土壤对Sr2+的吸附量随溶液离子强度的增加而减小;但当离子浓度大于0.2 mol/L时,土壤对Sr2+的吸附量又呈增加趋势。试验数据拟合结果表明,供试土壤对Sr2+的吸附符合Henry和Fre-undlich方程;在吸附3 h内供试土壤对Sr2+吸附基本可以用一级动力学方程描述。     

土壤和植物中铅含量测定及分析

采用BCR连续浸提法提取土壤和植物中铅,对土壤中4种不同形态(酸可提取态(BCR1)、可还原态(BCR2)、可氧化态(BCR3)和残渣态)的铅进行了分析,结果表明,土壤中的铅含量呈现如下的趋势:BCR2BCR3BCR1;土壤的理化性质,如土壤含水率、pH值、有机质及微生物数量等对铅元素有效态以及铅元素迁移状态都有影响;对作物中铅进行测定,发现作物中铅浓度依次为根叶茎;另外土地上覆膜也能促进土壤中的铅元素转化为可供植物直接利用的有效态。     

生物膜填料塔净化含甲醛异味气体的研究

采用改进的排泥挂膜方式进行微生物挂膜,扫描电子显微镜观察生物膜表面生物形态,探讨进气速度、停留对间、液体喷淋量、容积负荷等主要因素对不同浓度甲醛气体去除效率的影响.结果表明,驯化30d脱除甲醛的生物膜已基本成熟,生物膜表面长有大量真菌丝、原生及后生动物;优势菌体形态为球状和杆状,其中球菌直径2～2.5μm,且为中空网状的多孔性球团.通过对生物膜填料塔净化效果的研究,得到最佳工艺参数.当甲醛质量浓度为10～40 mg/m3,停留时间为27s,液体喷淋量20～40 L/h,容积负荷1～ 7.5 g/(m3·h)时,生物膜填料塔对甲醛的去除效率达到94％以上.     

复合曝气生物滤池处理微污染源水的试验研究

采用复合曝气生物滤池工艺(生物活性炭BAC+曝气生物滤池BAF)将常规生化过滤、活性炭吸附与生物膜氧化技术相结合,对微污染源水处理进行试验研究,以期为其工程应用提供理论依据.结果表明,在源水为Ⅳ类水的情况下,复合BAF反应器对水中CODMn和UV254的平均去除率分别为25.8%和18.4%,对NH3-N及浊度的平均去除率分别为86.2%和53.6%.复合曝气生物滤池工艺作为微污染源水的预处理净水设施能有效改善饮用水处理水质.在进一步进行其他几项水质指标的试验研究以及优化运行参数后可应用于工程实践.     

铁碳微电解法预处理印染废水的正交实验研究

为了考察铁碳微电解法预处理提高印染废水的可生化性,先通过单因素实验探讨铁碳质量比、反应时间、反应pH值和曝气量等4个因素对废水COD降解效率及B/C比值提高的影响,再由单因素实验结果设计四因素三水平正交试验,确定最佳工艺参数。实验结果表明,铁碳比为1 1、反应时间2.5 h、pH值为3.25~3.50、曝气量为15.0 L/min为最佳工艺参数组合,出水B/C比值为0.5,各因素影响排序为铁碳比反应时间=反应pH值曝气量。     

SEPR技术对土壤中芘的强化去除机制研究

为探讨表面活性剂强化植物修复(SEPR)技术对土壤中芘的强化去除机制,选用延安市常见的紫花苜蓿为材料,以Tween 80为表面活性剂代表,通过室内栽培试验,系统分析研究SEPR技术对土壤中芘的强化去除效果和强化去除途径。结果表明：1)紫花苜蓿在一定芘初始质量比的土壤中能够正常生长,对污染土壤有一定的治理作用,而表面活性剂Tween 80能够促进植物的生长;2)表面活性剂Tween 80能够提高土壤中芘的去除率,其强化去除率为8.96%～14.02%;3)SEPR技术能够减少植物体内芘的富集量,对植物具有减毒效应;4)表面活性剂Tween 80可通过增强土壤中不同去除要素的去除效果以达到对芘的强化去除,其中最为明显为植物-微生物交互作用,且在中等污染程度去除效果最好。因此,SEPR技术对土壤中芘的强化去除可行、安全。     

基于PLC控制的内循环回流式流化床反应器的设计

针对传统反应器在有机废水处理中存在的问题,在结合UASB和IC反应器特点的基础上,通过设置布水器进行均衡布水,引进固定化微生物填料防止反应器堵塞,改进三相分离器提高回流比,设置内循环回流管减少水头损失及布置多级取样口方便采样,设计可自动控制的厌氧/好氧一体化内循环回流式流化床反应器,并且采用PLC控制器控制进出水水量、水流上升速度、曝气量、进气时间及水力停留时间等参数,用于处理高氨氮有机废水.屠宰废水室内试验结果表明:在进水流量为1 m3/d,水力停留时间为3h,pH值7.2,25℃的条件下,好氧微曝气使溶解氧为2 mg/L,厌氧好氧自动交替运行,水流上升速控制在约1.0 m/h,约40％的污水无动力回流处理,填料无堵塞,采样方便.经50d驯化后,出水CODcr、NH+4-N、油脂及色度的去除率分别达到了87％、63.6％、74.7％和84.7％,且每天能获得生物质气体约0.32 m,平均处理费用为0.15元/t,比传统处理工艺费用要低.这说明内循环回流式流化床反应器较传统反应器在高氨氮有机废水处理,特别是脱氮方面有较大提高,可用于高氨氮有机废水的处理.     

含瓦斯煤低温取芯过程煤芯温度变化规律实验研究

为避免现有的煤层瓦斯含量井下测定方法在取样过程中出现瓦斯损失量较多的情况,提出了低温(0℃及以下)取芯的方法。煤芯温度是影响取芯过程瓦斯损失量的主要因素,使用自制模拟装置,对含瓦斯煤低温环境取芯过程温度变化规律进行了实验研究。研究结果表明:在定量冷冻剂的条件下,保持初始吸附平衡压力不变,随着外加热源热量输出强度的增加,煤芯在低温环境(0℃及以下)持续时间和升温时间均减小,降到所需低温环境的速度很快,均在8 min以内;保持外加热源热量输出强度不变,改变初始吸附平衡压力,煤芯温度降至所需低温环境时间在8 min以内,且低温环境持续时间都能稳定在130 min以上。在实验过程中,煤芯温度呈"U"形变化,经历快速下降、低温维持、温度回升3个阶段。     

外置植物碳源型人工湿地系统反硝化脱氮效果及N2O释放

人工湿地系统在处理低碳氮比污水时,通过外加碳源来提高系统的脱氮效率。碳源是反硝化过程中重要的影响因素,对N_2O释放必然也产生影响。采用芦苇(Phragmites australis)和二球悬铃木(Platanus acerifolia)树叶为碳源的外置碳源型的人工湿地系统,以葡萄糖作为对比碳源,研究有机碳源对脱氮效果及N_2O释放量的影响。结果表明,芦苇和悬铃木树叶作为碳源,在植物分解稳定后,脱氮效果稳定,TN平均去除率分别为90.3%和92.5%,比空白组高出15%左右;单批次试验中,芦苇组和树叶组N_2O平均释放量分别为40.91μg/(m~2·h)和34.16μg/(m~2·h),略高于葡萄糖组的6.20μg/(m~2·h),但显著小于空白组的127.45μg/(m~2·h),累积释放量与TN去除量的比值小于0.1%且显著小于空白组;芦苇和树叶组基质微生物的反硝化作用强度及PLFAs总量均显著高于空白组,细菌PLFAs占PLFAs总量的比例均接近50%,而真菌PLFAs仅大于7%,细菌为优势种群。因此,向处理低C/N污水的人工湿地系统补充适宜的植物碳源材料,可以有效提高脱氮效率并降低N_2O释放。