河南省畜禽养殖污染调查及时空特征分析研究

根据2003年-2012年河南省统计年鉴相关数据和各种估算参数,对河南省2003年-2012年18个地级市五个畜种——生猪、肉牛、奶牛、蛋鸡、肉鸡的污染物排放总量及其污染物排放负荷进行调查分析,以期为河南省畜禽养殖污染的综合治理工作提供科学依据。研究结果表明:河南省2003年-2012年间污染物排放整体呈现平稳状态,2007年波动较大;五个主要畜种中,肉牛的污染物排放平均负荷最大为48.15%,其次为生猪39.70%,肉鸡8.67%,奶牛2.65%,蛋鸡0.83%;不同地区中以南阳市污染物排放量最大,其次是驻马店市,周口市,商丘市,信阳市,五市的COD、总氮、总磷排放量分别占到了全省相应污染物排放总量的54.49%,52.36%和48.51%。     

污水处理厂SNAD工艺小试

在污水处理厂室外,以A/O除磷工艺出水为基质,启动全程自养脱氮(CANON)生物滤柱反应器.反应器启动成功后,进水中投加葡萄糖作为有机碳源,启动同步短程硝化、厌氧氨氧化耦合反硝化(SNAD)工艺,研究SNAD生物滤柱处理城市生活污水的效果.结果表明,第119～128 d,CANON工艺氨氮去除率大于95%,最大出水总氮浓度为13. 0 mg·L~(-1),超过了北京市地标一级A排放标准.第129 d在进水中投加葡萄糖30 mg·L~(-1)启动SNAD工艺,第133～187 d时SNAD工艺总氮去除率在85%左右,出水总氮浓度为5. 5～7. 3 mg·L~(-1).第195d观察到滤柱出现堵塞现象,在第196 d对反应器进行反冲洗,反冲洗后的30d期间,反应器总氮去除率大于85%,出水总氮浓度维持在6. 2～7. 2 mg·L~(-1).与CANON工艺相比,SNAD工艺提高了总氮去除率,将出水总氮浓度降低了6 mg·L~(-1),使出水氨氮和总氮浓度达到北京市地标一级A标准.     

梯度淋洗离子色谱法同时测定雨水中12种有机酸和无机阴离子的研究

研究了用离子色谱梯度洗脱-抑制电导检测器同时分离12种有机酸和无机阴离子的规律和色谱务件,建立了最佳梯度程序.在所选实验务件下,方法对所测有机酸和无机阴离子的线性相关系数为0.9929～0.9998,相对标准偏差为4.2%～9.3%,加标回收率为91.4%～107.0%,最低检测限为0.0069～0.34mg/L.方法用于雨水样品的测定,结果令人满意.     

孔道结构对柴油机微粒捕集器工作特性的影响

针对柴油机微粒捕集器中灰烬颗粒的沉积特征,设计了一种非对称孔道微粒捕集器,基于非对称孔道微粒捕集器对微粒捕集器再生模型进行修正,分析了非对称孔道对微粒捕集器再生特性的影响。研究结果表明,增大过滤体进出口截面比能减少微粒捕集器的压力损失,降低碳烟再生时过滤壁面的最大温度,且非对称孔道能减少灰烬沉积对再生时壁面最大温度的影响,因此根据过滤体壁面厚度适当增大进出口孔道截面比可以有效提升过滤体的碳烟承载量,延长微粒捕集器的车载使用寿命。     

美人蕉有机酸组分对铜绿微囊藻的化感作用

对美人蕉叶片水浸提液进行液液萃取得到美人蕉有机酸组分,研究了美人蕉有机酸组分对铜绿微囊藻化感抑制作用,实验结果表明,美人蕉有机酸组分对铜绿微囊藻生长具有低促高抑作用,13.3 g/L和20.0 g/L处理组6 d 后抑制率分别达到98.57%和99.37%,铜绿微囊藻在高浓度美人蕉有机酸组分下,叶绿素含量逐渐降低,总超氧化物歧化酶(T-SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性出现先增大后减小,说明美人蕉有机酸组分可能通过对铜绿微囊藻抗氧化酶系统逐渐损伤,最终藻类死亡.通过气相色谱-质谱(GC-MS)分析,鉴定出美人蕉有机酸组分共含有32种有机酸成分,其中饱和脂肪酸18种、不饱和脂肪酸7种、芳香酸5种以及酚酸2种.     

小麦与不同作物多样化轮作对土壤真菌群落的影响

为明确华北平原冬小麦与不同作物多样化轮作下的土壤真菌群落差异,为生态可持续种植制度的构建和优化提供理论依据,采用实时荧光定量PCR和高通量测序技术研究了连续冬小麦-夏玉米M、冬小麦-夏花生(夏玉米)PM和冬小麦-夏大豆(夏玉米)SM轮作处理的土壤真菌群落丰度、组成和多样性.结果表明,与连续冬小麦-夏玉米处理相比,轮作花生PM2和大豆SM2处理显著降低了土壤真菌ITS序列拷贝数,轮作花生或大豆处理增加了土壤真菌群落丰富度和多样性.非度量多维尺度分析(NMDS)结果显示,不同轮作茬口之间土壤真菌群落存在明显分离,轮作作物对土壤真菌群落结构的影响达显著水平.华北平原砂壤质潮土中不同作物轮作处理的土壤真菌群落均以Ascomycota为优势菌门,以Sordariomycetes和Eurotiomycetes为优势菌纲.不同轮作茬口土壤真菌群落组成存在差异显著的类群,Neocosmospora、Plectosphaerella和Gibellulopsis等潜在病原真菌在冬小麦-夏花生(夏玉米)轮作处理中显著富集,而Penicillium和Zopfiella等潜在有益真菌在冬小麦-夏大豆(夏玉米)轮...     

郑州市夏季大气VOCs污染特征及来源解析

采用GC5000在线气相色谱仪,于2019年和2020年夏季6~8月分别对郑州市城区中大气环境挥发性有机化合物（VOCs）进行监测,探究了VOCs的污染特征,并重点利用比值分析,PMF受体模型和条件概率函数（CPF）模型对比研究了其来源贡献.结果表明,2019年和2020年夏季ρ（VOCs）平均值分别为65.7 μg·m^-3和71.0μg·m^-3.2019年烷烃占比逐月变化幅度不大,占比在55%左右,芳香烃整体呈上升趋势,烯烃呈下降趋势;前10物种占总VOCs的65.5%,主要物种依次为异戊烷、乙烷、丙烷、甲苯、正丁烷和间/对-二甲苯等.2020年烷烃和烯烃占比呈逐月升高趋势,芳香烃呈逐月降低趋势;前10物种占总VOCs的71.1%,主要物种依次为乙烷、乙烯、丙烷、异戊烷、正丁烷、甲苯和间/对-二甲苯等.2019年夏季OFP平均值为224.9 μg·m^-3,其中芳香烃对OFP贡献率逐月升高,烯烃逐月降低;对OFP贡献的物种主要为间/对-二甲苯、异戊二烯、反式-2-丁烯、甲苯和乙烯等.2020年夏季OFP平均值为243.6 μg·m^-3,其中芳香烃对OFP贡献逐月降低,烯烃逐月升高;对OFP贡献的物种主要为乙烯、间/对-二甲苯、异戊二烯、甲苯和间-乙基甲苯等.PMF和CPF模型解析表明,2019年对VOCs贡献较大的是溶剂使用源和油气挥发源,贡献率分别为36.7%和25.1%,其对OFP贡献也较大,分别为39.9%和23.3%,需重点关注西南部区域.2020年对VOCs贡献较大的仍为溶剂使用源和油气挥发源,贡献率分别为24.9%和22.5%;对OFP贡献较大的为溶剂使用源和机动车尾气排放源,贡献率分别为33.6%和22.9%,需重点关注北部和南部区域.因此,今后应重点关注溶剂使用、机动车尾气排放和油气挥发源的排放,尤其监测点位的西南部、北部和东南部区域污染源.     

基于天然椰丝纤维填料的低氨氮废水SNAP系统自然挂膜构建

针对低氨氮废水单级自养脱氮工艺(SNAP)系统的构建需要接种特殊种源且工程应用复杂的问题,采用生物亲和性好的天然椰丝纤维为填料,开展了低氨氮废水SNAP系统自然挂膜构建实验,考察了进水COD/TN对系统脱氮效能及脱氮路径的影响。结果表明：在温度为(30±1) ℃、进水氮负荷为0.1 kg·(m3·d)−1时,采用自然挂膜以及进水${\rm{NH}}_4^{+} $-N质量浓度梯度递减(由(100±3) mg·L−1降至(50±2) mg·L−1)的运行方式,经过85 d的运行,初步构建出低氨氮废水SNAP系统;该系统${\rm{NH}}_4^{+} $-N和TN去除率分别为94.58%和70.07%;系统脱氮功能菌属主要有Nitrosomonas、Candidatus Brocadia。此外,进水COD/TN对系统脱氮效能及脱氮路径影响显著。当进水COD/TN分别为0、0.2、0.5、1、2时,系统TN平均去除率分别为70.07%、72.09%、75.18%、82.19%、62.19%;对于低氨氮废水,当COD/TN≤0.2时,系统主要脱氮路径为厌氧氨氧化;当COD/TN为0.5~1.5时,系统脱氮路径以短程硝化反硝化为主,厌氧氨氧化为辅;当COD/TN≥2 时,系统通过短程硝化反硝化、厌氧氨氧化路径脱氮能力进一步降低。     

基于CFD的超薄平板膜MBR流态模拟及优化分析

随着MBR的广泛应用,为控制膜污染导致高运行成本问题,优化新型平板膜MBR的曝气条件成为目前的一个研究热点。本研究通过使用CFD Fluent软件,结合多相流模型和湍流模型进行超薄平板膜MBR的高质量流态模拟,量化膜面剪切力,并从流场及膜污染角度分别对3种气水比(10∶1、15∶1和20∶1)工况下的MBR进行了优化分析,选择出超薄平板膜MBR的最优气水比。研究结果表明,膜片之间的流速分布均存在中间大、两侧小的不均匀性,且单个膜面剪切力分布与MBR流态特征密切相关,膜面颗粒沉积概率与剪切力均值呈负相关;对比了以0.1m·s^-1为临界流速的不同曝气下的流场形态分布特性,并综合考虑曝气能耗及膜面冲刷,确定3种气水比中的最优值为15∶1。     

城镇污水AAOA高标准除磷脱氮技术开发与应用

针对城镇污水在高标准除磷脱氮过程中碳源不足的问题,提出了基于多路径协同的AAOA除磷脱氮技术,探究了AAOA系统实现高标准除磷脱氮对进水C/N的要求,并对实际城镇污水处理进行了实验研究。结果表明：当进水C/N分别为6、7.5、9时,系统TN去除率分别为74.12%、84.90%、90.05%,TP去除率分别为48.29%、97.68%、98.50%;当进水C/N≥7.5时,系统可以实现高标准脱氮除磷。16S rRNA高通量测序结果表明：系统中脱氮除磷功能菌属主要有Aeromonas、Nitrospira、Aeromonas、Comamonadaceae_unclassified、Uliginosibacterium、Saccharibacteria_norank、Candidatus_Accumulibacter、Aeromonas、Pseudomonas、Dechloromonas,系统通过自养硝化、异养硝化、异养反硝化、反硝化聚磷、好氧反硝化等多条路径协同作用实现了高标准除磷脱氮。同时,采用AAOA系统处理城镇污水,当城镇污水进水C/N为7.5时,系统出水${\rm{NH}}_4^{+} $-N、TN和PO43--P平均质量浓度分别为0.40、3.57、0.21 mg·L−1,平均去除率分别达到98.76%、89.03%和95.55%,即无需外加碳源可实现城镇污水的高标准除磷脱氮。