胞外聚合物中蛋白质对好氧污泥颗粒化的影响

为确定胞外聚合物(EPS)中蛋白质(PN)对好氧颗粒污泥(AGS)形成的影响,研究了好氧污泥颗粒化过程,污泥EPS变化规律及其与污泥表面特性的相关性,分析了AGS和接种污泥EPS组分和相关官能团的差异并确定了EPS分布情况。结果表明,在好氧污泥颗粒化期间,EPS中PN含量由13.98 mg·g⁻¹增加到41.86 mg·g⁻¹,多糖(PS)含量维持在15.88~26.74 mg·g⁻¹,PN与PS的比值(PN/PS)由0.88增加到1.57。PN含量与污泥Zeta电位和污泥表面疏水性(RH)分别呈负相关和正相关,所对应的相关系数(r)分别为0.950和0.934。与接种污泥相比,AGS的EPS中代表酪氨酸和色氨酸类蛋白质的荧光强度增强,并且出现芳香族蛋白和富里酸类物质以及含有N—H官能团的蛋白质。因此,在好氧污泥颗粒化过程中,EPS中PN种类和含量均有所增加,污泥Zeta电位降低,RH升高,对微生物相互聚集形成AGS具有促进作用。     

常温下好氧颗粒污泥的形成过程及除污性能

接种产絮脱氮菌剂TN-14强化普通活性污泥在常温下实现快速颗粒化。研究了污泥颗粒化过程中污泥形态、浓度(MLSS)、体积指数(SVI)、粒径分布、胞外多糖(PS)和蛋白(PN)的变化规律,以及除污性能。结果表明,反应器污泥在45 d内完全实现颗粒化,成熟颗粒污泥粒径多在0.6~1.0 mm之间;颗粒化期间,系统内污泥浓度略有增加,而污泥体积指数SVI值呈下降趋势。污泥PS和PN含量均明显增加,成熟稳定期污泥PS和PN含量分别维持在84.22~90.46 mg/g MLVSS以及294.22~345.26 mg/g MLVSS。污泥颗粒化后对污水除污能力都有一定的提高,颗粒污泥稳定运行阶段出水COD、氨氮、TN和TP值都能满足一级A类排放标准(GB18918-2002)。     

不同状态下的同一污泥胞外聚合物提取方法研究

以由厌氧污泥向好氧污泥转变前后2种不同状态下的污泥为研究对象,采用5种不同方法对污泥胞外聚合物(EPS)进行了提取实验。实验结果表明,NaOH法提取的EPS含量最高,但会导致胞内物质泄漏。CER和离心提取法较温和,但EPS产量不高。甲醛-NaOH和H2SO4法提取的EPS含量较高,且无大量细胞自溶发生,是有效的EPS提取方法。厌氧污泥转变为好氧污泥后蛋白质/多糖(PN/PS)比例有所增加,表明EPS各组分含量发生改变。红外分析表明厌氧污泥转变为好氧污泥前后EPS中主要组成成分没有发生改变,但各成分含量有所增加,特征明显的峰表明EPS中存在蛋白质、多聚糖。     

废水生物处理领域中胞外聚合物的研究进展

胞外聚合物(EPS)是活性污泥的主要组成部分,可影响污泥的表面特性(污泥混合液疏水性和Zeta电位等)、生物絮凝、沉降及脱水等性能.就近年来国内外对EPS空间结构、组成成分、物理化学性质等方面的研究进行了归纳,并结合相关学者的研究成果,综述了EPS在生物膜形成、污泥颗粒化、重金属吸附、生物除磷、膜污染等废水生物处理领域中的研究进展.     

大分子有机物作用下胞外聚合物对除磷污泥颗粒化的影响

平行运行3组等工作体积推流式进水的序批式反应器,分别采用100% NaAc(R1)、60% NaAc+40%胰蛋白胨(R2)、60%可溶性淀粉+40%胰蛋白胨(R3)为碳源模拟生活污水,考察了大分子有机物作用下胞外聚合物(EPS)对除磷污泥颗粒化的影响。三维荧光光谱分析结果表明,大分子碳源使污泥疏松型EPS(LB-EPS)的组分更加丰富,R1系统污泥LB-EPS中含有芳香类蛋白物质Ⅱ、色氨酸类蛋白质和其他蛋白质类物质,R2、R3系统污泥LB-EPS中还增加了类腐殖酸物质。碳源的差异未对紧密型EPS(TB-EPS)的组分造成影响。随着大分子有机物含量的增加,LB-EPS和TB-EPS中多糖(PS)、LB-EPS中蛋白质(PN)含量依次减少,不利于污泥的聚集和颗粒化;TB-EPS中PN含量与污泥颗粒化间无显著相关性。随着大分子有机物占比的增加,TB-EPS Zeta电位的中位数依次降低,分别为−9.27、−12.32、−14.06 mV,大分子有机物使污泥聚集体内部斥力增大,导致污泥颗粒密实度降低。与之相反,LB-EPS Zeta电位的中位数依次升高,分别为−14.57、−12.57、−10.61 mV,大分子有机物使各污泥聚集体之间的斥力减弱,多个小聚集体相互融合,从而形成结构疏松并有多个核心的除磷颗粒污泥。此外,提出了大分子有机物作用下基于EPS的除磷污泥颗粒化模型。     

好氧颗粒污泥的培养及其对污染物去除特性研究

采用序批式活性污泥反应器(SBR)进行好氧颗粒污泥(AGS)培养,比较仅接种普通絮状污泥培养(R1)与接种普通絮状污泥及部分厌氧颗粒污泥培养(R2)下污泥颗粒化进程、污泥特性及污染物去除特性。结果表明,通过逐渐缩短SBR沉淀时间、提高有机负荷,R1、R2分别在17、23d时出现乳白色颗粒,颗粒粒径较小(0.1～0.5mm),颗粒污泥成熟时由白色转变为黄色,污泥容积指数(SVI)均保持在40mL/g左右;培养60d时,R1、R2内污泥基本实现颗粒化,颗粒化程度分别为90.0%、84.4%;R1、R2中胞外聚合物(EPS)质量浓度均在56d时分别为84.75、64.05mg/g(以单位质量挥发性悬浮固体(VSS)中的质量计,下同),其中R1、R2中多糖(PS)在EPS中占主要比重;R1、R2中培养的AGS均具有密实的结构和良好的沉降性能,对污染物具有良好的去除效果,培养后期R1、R2对COD平均去除率分别为96%、94%,对TN平均去除率分别为60%、56%,对TP平均去除率分别为65%、61%。R2中接种的部分厌氧颗粒污泥可能对EPS的分泌起到一定抑制作用,从而影响污泥的颗粒化进程。     

混合碳源的好氧颗粒污泥培养及其除污效果分析

以葡萄糖和乙酸钠为混合碳源,采用调控耗氧有机污染物浓度(以COD计)、表面上升气速和污泥沉降时间的方法培养好氧颗粒污泥,对污泥颗粒化过程中的污泥特性变化和污染物去除效果进行研究。结果表明：第110 天,好氧颗粒污泥培养成功,颗粒粒径主要分布在1.43~2.26 mm,污泥容积指数(SVI₃₀)为28 mL·g⁻¹,沉降速度为94 m·h⁻¹,污泥挥发组分比例(MLVSS/MLSS)为0.72。通过对胞外聚合物(EPS)含量变化分析可知,在污泥颗粒化过程中,多糖(PS)含量变化不大,基本维持在25 mg·g⁻¹,蛋白质(PN)含量明显增加,由13.98 mg·g⁻¹增加到41.86 mg·g⁻¹,说明PN对好氧颗粒污泥的形成具有重要作用。好氧颗粒污泥对COD、TN和TP的去除率分别达到95%、80%、70%,具有良好的除污效果。以上研究结果可为好氧颗粒污泥的培养提供参考。     

有机负荷影响好氧颗粒污泥特性的研究

好氧颗粒污泥形成后,逐步提高进水有机负荷(OLR)至好氧颗粒污泥解体,分析OLR对系统运行特性、污泥表面特性及胞外蛋白和多糖的影响.进水OLR在4～8 g/(L·d)、污泥负荷(SLR)稳定在0.42～0.77 g/(g·d)、污泥龄为17.8～60.0 d时,好氧颗粒污泥系统处于最优运行阶段.好氧颗粒污泥形成后,随着进水OLR的提高,十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)能够直观地反映出胞外蛋白分泌量逐渐减少,而多糖分泌量呈相反趋势,导致蛋白/多糖(PN/PS,质量比)值从4.8降至0.9左右.当进水OLR从4 g/(L·d)增至12 g/(L·d)时,污泥表面相对疏水性从75.8%降至38.5%,这可能与胞外蛋白分泌量减少及多糖分泌量增加有关.PN/PS值的降低可能是好氧颗粒污泥在高OLR下解体的内在原因.因此,微生物分泌的胞外多聚物(EPS)中较高的PN/PS值利于好氧颗粒污泥的长期稳定运行.     

改性硅酸钙对养殖废水厌氧除磷过程中污泥特性的影响

采用化学沉淀-分散剂法制备改性硅酸钙(modified calcium silicate,MCS),以进一步提高养殖废水厌氧处理过程中同步脱碳除磷能力。首先,本研究采用沉淀溶解理论解析MCS磷吸附特性机理,再将MCS投加到厌氧反应装置中,并通过测定污泥的颗粒粒径、表面EPS和Zeta电位变化,以深入探讨MCS对厌氧污泥特性的影响。结果表明:MCS与磷酸钙的沉淀转化能力最强,平衡常数K值高达7.8×105,而且发生的吸附沉淀反应不受其他离子的干扰;MCS投加到反应装置中,污泥颗粒平均粒径和D80累计粒径增幅分别达到72.46%和72.97%、EPS量增加了约11%、Zeta电位值由-19.8 m V降到了-3.6 m V,因此MCS投加到反应器中不仅增大了污泥的颗粒粒径,还可缩短了污泥颗粒化的时间并增强污泥的活性。     

Ca~(2+)强化短程硝化颗粒污泥培养

利用SBR,以普通活性污泥为种泥,在好氧条件下(DO2 mg/L)研究了Ca2+强化短程硝化颗粒污泥培养的特性。结果表明,通过将进水氨氮浓度由110 mg/L升高至300 mg/L后30 d,出水亚硝酸盐累积率稳定在80%~85%,成功实现了短程硝化。通过添加50 mg/L Ca Cl2,污泥表面Zeta电位由-21.4 m V升高至-13.6 m V,胞外蛋白质的含量由26.82 mg/g升至51.99 mg/g,90 d后,粒径大于300μm的污泥体积分数约占68%,培养了短程硝化颗粒污泥。Zeta电位的升高减小了污泥间的静电斥力,增多的胞外蛋白在Ca2+架桥作用下可相互结合形成高分子生物聚合体,二者的共同作用是Ca2+强化短程硝化颗粒污泥形成的原因。     

Estimation of uncertainty of sampling for analysis of pesticide residues

Abstract

A computer model was used to take random samples from primary sample populations obtained from field trials to simulate the uncertainty of sampling for residue analysis of plant commodities and soil. The results indicate about 40%, 30% and 20% relative uncertainty when random samples of size 5, 10 and 25 are taken respectively, from a single lot. Therefore the sample size should be the same for establishing and enforcing legal limits.     

造纸废水混凝处理中SFT助凝替代性研究

中小造纸厂废水处理常用PAC作混凝剂 ,PAM作助凝剂。由于PAM成本很高 ,影响了处理设备的投运率。用超细滑石粉 (SFT)替代PAM助凝 ,与混凝剂PAC配合 ,其混凝处理效果基本相当 ,但是处理成本降低 0 .10元 /m3 。由于SFT属环境无害材料 ,不会给排泥带来二次污染     

An application of the theory of kinematics of mixing to the study of tropospheric dispersion

The most common technique used for numerical simulations of tracer mixing is that of the numerical solution of the advection–diffusion equation with the unresolved fluxes parameterized using the similarity theory. Despite correct predictions of the overall directions of transport, models based on a numerical solution of the advection–diffusion equation lack sufficient accuracy to correctly reproduce the coupling of mixing with small scale processes which are sensitive to the microstructure of the tracer distribution. The objective of this paper is to revisit the basic formalism employed in numerical models used to investigate atmospheric tracers. The main mathematical method proposed here is the theory of kinematics of mixing which could be applied effectively for simulations of atmospheric transport processes. At the beginning of the paper, we introduce simple mathematical transformations in order to demonstrate how complex topological structures are created by mixing processes. These idealistic flow systems are essential to explain transport properties of much more complex three-dimensional geophysical flows. An example of the application of the kinematics of mixing to the analysis of tracer transport on a planetary scale is presented in the following sections. The complex filamentary structures simulated in the numerical experiment are evaluated using some commonly applied statistical measures in order to compare the results with the data published in the literature. The results of the experiment are also analysed with the help of simple conceptual models of fluid filaments. The microstructure of the tracer distribution introduced in the paper is essential to increase our understanding of atmospheric transport and to develop more realistic parameterizations of small-scale mixing. The presented results could also be used to improve calculations of the coupling between microphysical processes and tracer mixing.     

次氯酸钠发生器的研制

介绍了电解法生产次氯酸钠的原理 ,并在原有生产工艺的基础上进行了重新设计和对设备的重新选择、改造 ,得出了各个工艺参数的最佳值 ,生产出高品质的次氯酸钠     

地铁颗粒物特征分析及磁性过滤控制

通过SEM-EDX和XRD对采集来的地铁颗粒物（PM10和PM2.5）进行形貌和成分分析,研究结果表明：地铁颗粒物具有粒径大（可达10 μm）、形状不规则、表面具有明显的刮擦痕迹等特征,主要成分为Si、C、O和Fe;其中Fe主要以Fe3O4、Fe2O3等氧化物的形式存在。针对地铁颗粒物含铁磁的特性,采用磁性过滤控制方法对地铁颗粒物开展研究,构建的磁性过滤装置对该地铁颗粒物的捕获效果可达90%以上,在一定磁性强度范围内（0 ~ 0. 300 T）,滤网对颗粒物的捕获效果随着对其施加的磁性强度增加而提升,当施加的磁场强度为0. 300 T时,装置对地铁颗粒物的捕获效率接近100%,比相同条件下对飞灰的捕获效率高出10% ~ 15%,建议把磁过滤作为一种前处理装置用在含磁颗粒物处理上。     

不同泥源对厌氧氨氧化反应器启动的影响

采用2套上流式生物膜反应器,分别接种少量厌氧氨氧化污泥和大量硝化污泥,考察其对厌氧氨氧化反应器启动的影响。污泥接种入反应器后,测得接种厌氧氨氧化污泥的反应器(R1)内MLSS为0.22 g/L,另一个反应器(R2)MLSS为2.7 g/L。与直接接种厌氧氨氧化污泥相比,R1经过72 d的运行才显现出厌氧氨氧化特性。经过114 d的培养,前者氮去除速率由0.23 kg/(m3.d)提升到5.29 kg/(m3.d),总氮去除率大于89%;R2的氮去除速率由0.01 kg/(m3.d)提升到1.1 kg/(m3.d),总氮去除率大于84.6%。说明普通污泥启动需要一个较长的筛选过程,直接接种少量的厌氧氨氧化污泥比接种普通的污泥能够更快启动厌氧氨氧化反应器。     

活性炭三维电极法对印染废水的处理研究

对三维电极方法处理印染废水进行了实验研究,初步探讨了活性炭三维电极法处理印染废水的机理,对影响处理效果的各种要素,如反应时间、槽电压和pH值等进行了条件实验,得出了活性炭三维电极法处理印染废水的最佳运行条件为:停留时间120-180 min,槽电压25～30 V,进水pH值6.5～7.5。结果表明,该反应器能有效地降低废水色度,有较高的COD去除效率,并能提高印染废水的可生化性。     

乌江汇入对三峡水库局部水体中磷质量浓度的影响

乌江水体中总磷与三峡水库相关水域存在差异。通过对相关水体中磷质量浓度变化特征的分析,结果表明：2008年前乌江TP显著低于三峡水库相关水域,其汇入对后者主要表现为“稀释”作用,可使清溪场断面TP年均值最大降低约0.02 mg·L⁻¹;2009年后乌江TP急剧升高,其汇入后清溪场断面2009—2013年TP年均值最大升高约0.057 mg·L⁻¹;2014年后乌江汇入基本不会使清溪场断面TP年均值明显改变;1998—2006年乌江TDP与三峡水库相关水域相近,乌江汇入对清溪场断面TDP年均值基本无影响;之后乌江TDP快速上升,2007—2013年乌江汇入最大可使清溪场断面TDP年均值升高约0.061 mg·L⁻¹;2014年后乌江TDP大幅回落,其对水库影响降低,最大可使清溪场断面TDP年均值升高约0.008 mg·L⁻¹;乌江汇入对三峡水库局部水体磷质量浓度的影响在不同时段其程度、趋势均不一致;乌江干流水电建设导致的水文条件变化和乌江上游区域磷矿开发过程中含磷废水排放使得乌江水体中磷质量浓度发生改变,进而间接、持续对三峡水库局部水体中磷质量浓度产生影响。该研究结果可为三峡水库的水生态环境监管提供参考。     

产油微藻培养与回收的关键技术研究进展

寻找廉价而高效的替代原料是实现生物柴油产业化的关键所在.微藻以含油量高、生长周期短、环境适应能力强、生物产量高等优点,有望成为一种极具潜力的生物柴油生产原料.然而,目前尚存在微藻培养低效成本高和微藻回收效率低两大难题.综述了微藻培养与回收过程中的关键技术,并对存在的两大难题及其改进技术进行了详细的探讨.最后,总结并展望了微藻培养、回收技术未来的发展趋势.     

生物质快速热裂解主要参数对生物油产率的影响

以松木木屑为原料,在自制的小型流化床上,开展了生物质热裂解温度、生物质粒径和进料速率对生物油产率的影响实验研究.结果表明,在热裂解温度分别为450、475、500、525和550℃条件下,当热裂解温度为500℃时,生物油产率最高,平均产率达到53.33%(质量百分比).反应温度越高,炭产量越低,不可冷凝气体产量越高,气体发热值越高;粒径＜1 mm的生物质其粒径对生物油产率影响不大;生物质进料速率增加时,生物油产率增加.本研究为生物能的利用提供了新的途径.