响应面法优化甘蔗渣-污泥复合活性炭的制备工艺

为了提高污泥活性炭的吸附性能以提升其实际应用价值,提出在污泥中掺杂甘蔗渣制备复合活性炭,并采用Plackett-Burman联用响应面法对影响复合活性炭碘值的条件进行筛选优化。通过Plackett-Burman实验筛选出热解温度、热解时间和甘蔗渣与污泥干重比为主要影响因素,对这3个因素进行Box-Behnken实验,经响应面优化得到影响碘值的二次响应曲面模型,模型显示热解温度与热解时间、热解温度与干重比的交互作用显著,并确定了最佳制备条件:热解温度550℃、热解时间30 min和干重比50%,此时复合活性炭碘值为814 mg/g,优于未优化条件下制备的复合活性炭。通过比表面积、孔结构和碘值的测定以及元素和扫描电镜分析得出,甘蔗渣的掺杂提高了复合活性炭的比表面积、微孔体积、碘值及含碳量。研究结果表明,甘蔗渣掺杂和制备条件优化是提高污泥活性炭吸附性能的有效手段。     

A2O-MBR工艺处理城市污Z作农业灌溉用水中试研究

为开发一种污水再生利用于农田灌溉领域的新型技术,本实验以城市污水为研究对象,采用A2O—MBR工艺进行中试研究,并将系统出水水质与《农田灌溉水质标准（GB5084—2005）》的主要水质指标进行对比分析。结果表明,系统COD和BOD,出水浓度范围分别为3．2～59．6mg／L、1．0～7．6mg／L,系统出水pH为7．16～7．54,悬浮物浓度几乎为0,上述指标均符合标准;TP、TN和氨氮的出水范围分别为0．03～0．79mg／L、1．6～17．7mg／L和0．8～10．3mg／L。《农田灌溉水质标准》没有对上述3个指标提出具体要求,且少量的氮磷是植物生长的营养元素。该系统出水的主要水质指标符合标准兽求．     

3种运行模式下CAST工艺脱氮性能

以模拟城市污水为处理对象,采用循环式活性污泥法（CAST）反应器,对3种运行模式（M1：常规模式,M2：缺氧好氧模式、M3：缺氧好氧交替模式）下系统的脱氮性能进行了研究,比较了各模式下CAST反应器的氨氮和总氮的去除效率,并对各模式下典型周期内氮基质浓度变化进行了考察,以确定系统的脱氮模式。结果表明,在氨氮去除不成为限制条件（去除率〉90％）的条件下,3种运行模式下系统总氮的平均去除率分别为67．3％、70．6％和82．4％,以缺氧好氧交替模式下的最高;M1、M2和M3均可实现亚硝酸型硝化,但随着温度的升高,亚硝酸型硝化逐渐消失。静态实验分析表明,3种模式下系统的氨氧化速率大小次序为：vN：M1〉vN：M2〉vN：M3,反硝化速率大小次序为：vDN,M2〉vDN,M3〉vDN,M1。     

阿什河水系枯水期氮污染特征与同位素源解析

在阿什河水系设置20个采样点,采用水质监测技术和稳定氮同位素示踪技术,研究了枯水期阿什河氮污染特征和硝酸盐氮污染来源。结果表明:(1)阿什河枯水期大部分采样点氨氮浓度较低,大部分区域达到或优于《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中Ⅲ类。上游河段硝酸盐氮浓度较低,中游河段较高,到下游河段略有降低。总氮浓度较高,最高达19.4mg/L。(2)阿什河水系采样点15 N的丰度(δ15 N)主要处于0.11%~0.21%、0.42%~0.78%、0.83%~0.88%和1.09%~1.26%。稳定15 N同位素示踪解析阿什河硝酸盐氮污染来源表明,阿什河上游污染源主要为大气沉降、土壤有机氮和人工化肥;中游主要受畜禽养殖污水和生活污水污染;下游主要受城镇生活污水和工业废水影响。     

温度对正渗透工艺性能的影响

正渗透技术是一种以渗透压差为驱动力的新型膜分离工艺。温度是影响正渗透过程的关键因素。为考察温度在工艺运行中的重要作用,研究了温度对正渗透膜特性及工艺性能的影响,探讨通量衰减机制。结果表明,温度影响汲取液动态稀释、浓差极化和膜污染等的效应程度,进而影响正渗透性能。高温能够明显增加水通量和回收率,且汲取液温度影响比原料液显著。因此,合理优化温度条件是降低能耗提高正渗透性能的有效途径。     

前置反硝化曝气生物滤池的挂膜启动研究

为了解前置反硝化曝气生物滤池(BAF)的启动规律,构建了小试规模的前置反硝化BAF,采用快速排泥、逐步增大水力负荷的策略考察了其启动过程中的污染物去除情况及启动特性.结果表明,在好氧柱水力负荷为2.04 m3/(m2·h),厌氧柱水力负荷为4.08 m3/(m2·h),回流比为100%,气水比为5.6:1的情况下,前置反硝化BAF的启动需要49 d.启动过程中好氧池中硝化细菌的成熟是启动的关键.厌氧池中的反硝化细菌的成熟标志着启动的完成.启动完成后,前置反硝化BAF的出水COD、NH3-N及NO3--N分别稳定在50、15和5 mg/L以下,满足国家一级A排放标准.     

DO浓度对间歇曝气单级自养脱氮系统N2O排放的影响

以单级自养脱氮系统为研究对象,采用有效容积为15 L的SBBR反应器,系统进水NH+4-N浓度约为360 mg/L,控制温度为(30±2)℃,采用间歇曝气方式运行,曝气段DO浓度从2.4~2.6 mg/L逐渐下降到0.9~1.1 mg/L,研究了单级自养脱氮系统的脱氮性能与N2O排放情况。结果表明,反应器曝气段DO浓度从2.4~2.6 mg/L下降到0.9~1.1mg/L,系统TN去除率均达到80%,但在相同运行时间内的TN去除率依次降低,NH+4-N平均反应速率从0.19 mg/(L·min)降低至0.05 mg/(L·min),NO-3-N累计产生量稳定于14.9~16.5 mg/L,NO-2-N浓度在反应器内未产生明显的积累。随着曝气段DO浓度的下降,最大N2O释放速率逐渐降低,N2O累计释放量从73.8 mg下降到61.0 mg,N2O转化率介于2.4%~2.9%。     

原铝生产流程温室气体排放主要影响因素的关联度分析

铝是国民经济建设和发展的关键基础材料,然而由其生产过程所产生的大量温室气体排放也逐渐成为政府关注的焦点。本研究计算了我国原铝生产不同年度的生命周期能耗和温室气体排放量,并分析了资源消耗和生产工序能耗等影响因素与温室气体排放的关联性。结果表明,在各年原铝生产的温室气体排放总量中,电力和阳极效应导致的排放所占比重分别为68.5%和7.9%,其他影响因素所占比重均低于6%;与温室气体排放关联度最高的3个影响因素依次是电耗、煤气燃烧和石灰石煅烧,其值分别为0.937、0.899和0.893;在目前铝电耗和阳极效应控制水平提升空间有限的情况下,降低煤气的消耗,提高石灰石的使用效率,是实现原铝生产温室气体减排的有效途径。     

Direct N2O decomposition over La2NiO4-based perovskite-type oxides

Direct decomposition of N₂O by perovskite-structure catalysts including La₂NiO₄, LaSrNiO₄, and La_0.7Ce_0.3SrNiO₄ was investigated. The catalysts were prepared by the Pechini method and characterized by x-ray diffraction (XRD), BET, scanning electron microscopy (SEM), and O₂-TPD. Experimental results indicate that the properties of La₂NiO₄ are significantly improved by partially substituting La with Sr and Ce. N₂O decomposition efficiencies achieved with LaSrNiO₄ and La_0.7Ce_0.3SrNiO₄ are 44 and 36%, respectively, at 400ºC. As the temperature was increased to 600ºC, N₂O decomposition efficiency achieved with LaSrNiO₄ and La_0.7Ce_0.3SrNiO₄ reached 100% at an inlet N₂O concentration of 1,000 ppm, while the space velocity was fixed at 8,000 hr^?1. In addition, effects of various parameters including oxygen, water vapor, and space velocity were also explored. The results indicate that N₂O decomposition efficiencies achieved with LaSrNiO₄ and La_0.7Ce_0.3SrNiO₄ are not significantly affected as space velocity is increased from 8,000 to 20,000 hr^?1, while La_0.7Ce_0.3SrNiO₄ shows better tolerance for O₂ and H₂O_(g). On the other hand, N₂ yield with LaSrNiO₄ as catalyst can be significantly improved by doping Ce. At a gas hour space velocity of 8,000 hr^?1, and a temperature of 600ºC, high N₂O decomposition efficiency and N₂ yield were maintained throughout the durability test of 60 hr, indicating the long-term stability of La_0.7Ce_0.3SrNiO₄ for N₂O decomposition.

Implications:Nitrous oxide (N₂O) not only has a high global warming potential (GWP₁₀₀ = 310), but also potentially destroys ozone in the stratosphere. Pervoskite-type catalysts including La₂NiO₄, LaSrNiO₄, and La_0.7Ce_0.3SrNiO₄ are applied for direct N₂O decomposition. The results show that N₂O decomposition can be enhanced as Sr and Ce are doped into La₂NiO₄. At 600ºC, N₂O decomposition efficiencies achieved with LaSrNiO₄ and La_0.7Ce_0.3SrNiO₄ reach 100%, demonstrating high activity and good potential for direct N₂O decomposition. Effects of O₂ and H₂O_(g) contents on catalytic activities are also evaluated and discussed.     

利用白云石石灰去除与回收污泥厌氧消化液中氮和磷

以白云石石灰为实验材料去除与回收污泥厌氧消化液中的氮磷,通过小试实验研究不同投药固液比S/L、初始pH值、反应温度、搅拌速度及反应时间对去除与回收氮磷效果的影响。实验结果表明,在最佳投药固液比S/L为300mg/L,最佳初始pH值范围为8.5~9.5,反应温度为25.0℃,搅拌速度为150 r/min,反应时间为24 h条件下,氨氮(NH+4-N)和磷(PO3-4-P)的去除率分别为37.26%和89.60%。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对沉淀产物进行了表征,通过分析可知沉淀产物中含有磷酸铵镁(MAP),可实现废水中氮磷经济有效的回收。