堆肥腐殖酸形成及其电化学活性

为探究堆肥腐殖酸形成过程及腐殖酸的氧化还原性能,以城市生活垃圾不同堆肥阶段提取的腐殖酸样品为研究对象,运用现代色谱学技术、光谱学方法和电化学分析,研究了堆肥过程不同形态氮和碳官能团形成腐殖酸的特征,探究了堆肥腐殖酸的氧化还原性能及影响因素. 结果表明:堆肥腐殖酸中50%~75%的氮为氨基酸态氮,检出的15种氨基酸中酸性氨基酸(Asp和Glu)含量(高于100 mg/g)最高、丝氨酸(Ser)含量(3.78 mg/g)最低. 与堆肥腐殖酸中其他组分和官能团相比,氨基酸易被生物降解和利用,其含量随着发酵的进行呈下降趋势,后期氨基酸态氮占比逐渐降低. 腐殖酸中碳有多种形态,包括苯环、羧基、脂肪族等多种官能团,随着堆肥发酵的进行,木质纤维素降解形成腐殖酸,脂肪族官能团亦被氧化降解;与之相反的是,腐殖酸中羧酸类、醛、酮及苯环等官能团不断增加,导致腐殖酸氧化还原性能增强. 氧化和还原过程中,腐殖酸得失电子均会造成部分官能团结构破坏,大分子腐殖酸被降解和转化为小分子有机物. 研究显示,堆肥腐殖酸活性较高,可利用腐殖酸修复环境过程,但需要适当补充活性腐殖酸,防止腐殖酸因修复氧化还原过程导致降解后只能作为碳源.      

基于产业细化和多要素约束的白洋淀流域水环境承载力系统动力学模拟与调控

为达到水环境承载力和区域经济协调发展的目的,运用系统动力学方法构建了包括17个细化工业类型在内以及受水资源、水污染、水生态多要素约束的白洋淀流域水环境承载力系统动力学模型,通过敏感性分析获得了32个敏感指标,同时结合当地实际发展需求,通过设置6种适用于白洋淀流域的水环境承载力调控情景,得到2017～2035年白洋淀水环境承载力情景模拟与调控结果：(1)如果维持现状,人口和经济的增长会导致各方面对水资源需求增多、水体污染加剧,2020年以后将出现水资源缺口,并且缺口将进一步增大,2021年以后同时会出现水污染加剧的状况。(2)与现状情景相比,单独采取产业结构调整措施或水环境保护措施可使得未来一段时间内白洋淀流域水环境超载情况改善10.78%或10.42%,GDP增加0.22%或0.26%;如果采取更严格的水环境保护措施,改善效果将更好为34.56%,但是GDP会减少5.06%,经济发展受到较大限制;因此,考虑经济和环境协调发展的可持续发展型情景方案更优,GDP增加0.22%时对水环境超载情况改善更为明显为16.23%。(3)综合以上分析,必须统筹规划,大力发展高端高新产业和服务业,合理调...     

基于RBI的输气站场分离器风险评估方法研究

通过对输气站场常用的风险评估方法与RBI的技术方法进行对比分析,提出采用RBI技术对输气站场的分离器进行风险评估.根据输气站场分离器的失效机理和运行环境,对其失效概率和失效后果进行了定量分析,建立了输气站场分离器RBI风险评估流程.然后通过一个实际案例验证了基于RBI的风险评估方法在输气站场分离器风险评估中的合理性和实用性,并根据评估结果提出了分离器的优化检验策略.本研究为输气站场设备的风险评估提供了一种新的方法.     

基于仿生学的一体式两相厌氧反应器的运行研究

反刍动物瘤胃对纤维素类物质具有强大的消化能力,在厌氧发酵领域备受关注.为了增加秸秆等物质的资源化利用途径,本文基于仿生学的原理,设计了一体式两相新型厌氧反应器,并以秸秆、猪粪和河道底泥为底物进行干式共发酵,研究了该反应器的水解酸化和产甲烷性能.结果表明：反应器在1～6 d的产气速率较快,单位体积累积产气量的增长速率为366.87 mL/d,最快产气速率为22.3 mL/(g·d)(以每g挥发性固体每天产生的沼气体积计);发酵过程挥发性固体的产气量为0.13 L/g;发酵过程中pH在7.3～8.2之间变化,p H与挥发性脂肪酸(VFAs)浓度整体上呈现相反的变化趋势,说明反应器内未发生氨抑制现象;第1～21天,主反应室产生的溶解性化学需氧量(SCOD)在次反应室中被充分利用,实现了水解过程和水解产物利用过程的分离;厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是反应器中最丰富的两个菌门,均具有水解和产酸能力.基于瘤胃设计的反应器既具有不同水解程度底物分层和持续吸收VFAs的效果,又有上部水解和产酸、下部产甲烷的一体式两相厌氧发酵效果.研究显示,该反应器可有效延长...     

纤维素不同途径水解酸化效果对比研究

农作物秸秆结构复杂,酸化效果可能与传统糖类物料不一致。为方便考察纤维素类物料厌氧酸化效果,文章选取成分相对单一的滤纸为原料,考察了酶活浓度、反应时间、酵母菌接种量(F/M)等因素对纤维素经纤维素酶和酵母菌联合作用后的乙醇、乙酸产量的影响,及对厌氧发酵过程的影响分析。结果表明,当纤维素酶单独作用时,酶活浓度120 U/g、温度50℃、pH值4.8、水解24 h时可获得最大葡萄糖产率:73.7 mg/g(转化率为24.9%);纤维素酶和酵母菌分步糖化发酵(separate hydrolysis and fermentation,SHF)工艺中,F/M值为2:1、反应96 h可得最大乙醇产率:119.3 mg/g(转化率为42%);纤维素酶和酵母菌同步糖化发酵(simultaneous saccharification andfermentation,SSF)工艺中,F/M值为1:2、反应120 h得到最大乙醇产率:396.0 mg/g(转化率为58.2%)。F/M值为2:1、反应120 h时,SSF工艺比SHF工艺的乙醇产量提高了34.91%。     

白洋淀流域水环境承载力多属性决策方法优选和方案评价研究

为有效解决白洋淀流域水环境承载力多属性复杂决策问题,提出了基于人口-经济-水生态-水资源-水污染五维复杂性质决策指标评估体系(包括28项指标),并将基于新的优势关系的理想点法(TOPSIS)、多准则妥协解排序法(VIKOR)和改进密切值法应用于白洋淀流域水环境承载力多属性决策方法和方案优选中。结果表明：1)变异系数属性赋权方法实现了白洋淀流域水环境承载力多层面和复杂因素影响作用的定量化,并且表明影响该流域水环境承载力的主要因素为地下水资源量、造纸和纸制品业比例、纺织业比例、调水入淀量等;2)3种多属性决策方法中,改进密切值法计算更简便、理论更简单,为优选决策方法,它能在处理水环境承载力管理决策问题涉及的经济、社会、环境、技术标准等多层面复杂性质的同时,更好地实现水环境承载力多属性决策方案评价和优选;3)3种方法得到的多属性决策方案优选排序结果一致性达到83.3%,均表明理想型方案(F₁₂)为最优,次优方案为可持续发展型(F₁₁),最劣方案为经济低速发展型(F₂)。结合白洋淀流域实际,可采取2030年适当降低第一、二产业规...     

在矿物油精制过程中排放废水的处理

本发明是关于在矿物油处理、精制过程中,排放的含有还原性物质、碱性物质、酚及矿物油的水的处理方法。过去,对这类排水的处理,首先是用含硫酸盐的酸进行中和,然后反提取,气体用吸收剂吸收,液体在把油分离后采用活性污泥法处理,或把排水浓缩燃烧,采用硫酸一类凝聚剂高的方法。但是,一般来说,这些方法都具有能量损失大、效率低的缺点。另外,对所含矿物油、酚高液态有机物的除去困难,同时还会引起三次公害。     

强酸性三价铁盐废液的处理方法

本发明是利用结晶性氢氧化物沉淀的生成反应,对强酸三性价铁盐废液进行处理的方法。三价铁盐溶液常在印刷版制造工程、集成电路用金属罩制造工程或湿式冶炼工业等被大量地使用,最后,成为含有大量     

分光光度法测定水和废水中硫化物实验条件的优化选择

在碱性介质中,水和废水中硫化物S2-可与碘反应,产物与CN-反应生成硫氰酸根,再与Fe3+反应,形成红色的硫氰酸铁,此生成物处于波长460nm处,可以通过对此红色液体进行分光光度法测定,根据吸光值大小确定水和废水中硫化物含量。     

厌氧颗粒污泥反应器对丙酸和丁酸冲击负荷变化的响应研究

采用升流式厌氧污泥床（UASB）反应器,对增大进水浓度和增大进水流量过程中,颗粒污泥对丙酸和丁酸冲击负荷变化响应进行了研究。实验表明,进水浓度从2 000 mg COD/L提高到5 000 mg COD/L,丙酸去除率骤降,而丁酸降解相对稳定;在保持进水浓度为3 000 mg COD/L的条件下,增大进水流量,负荷从7.5 kg COD/（m3.d）升高到15 kg COD/（m3.d）时,丙酸降解率骤降,丁酸降解率仍然相对稳定。实验结果符合降解热力学理论和传统抑制动力学的未解离挥发性脂肪酸理论,并发现改变反应器运行条件能够加剧未解离酸的抑制作用。同时提出了探讨厌氧过程中丙酸积累导致厌氧反应器运行失败的基础理论原因。