基于MIKE 11的河网区域小型闸坝调控的水质响应模拟研究

闸坝运行是流域开发和利用中河流调节的主要形式之一,它改变了河流自然结构、流水过程及其相关环境.然而,目前很少有关于河网区域小型闸坝运行对水环境影响的分析.本研究利用MIKE11建立一维水动力与水质模型,以无锡市主要的污染物高锰酸盐指数,氨氮为指标,模拟闸坝调控模式下与无闸坝情景下无锡河网水质响应.研究表明：多个小型闸坝运行对河网区域内河流水质产生了负面影响,使城市河流高锰酸盐指数(COD_Mn)和氨氮(NH₃-N)浓度都有所上升;其中,闸坝调控对区域内河流上游水质的负面影响更为明显,对下游的则相对较小.在多小型闸坝运行下,河流上游的COD_Mn和NH₃-N总体浓度分别上升了12.89%和11.11%,下游的二者浓度分别上升了5.38%和7.27%.研究结果可为今后小型闸坝群的生态调控以及相关水环境响应研究提供了理论支撑和新思路.     

温度对自养型同步脱氮工艺处理猪场废水厌氧消化液性能及微生物群落的影响

通过运行4个不同温度条件下(30、25、20和15℃)的自养型同步脱氮反应器,研究了不同温度下自养型同步脱氮工艺处理猪场废水厌氧消化液的性能差异及其微生物机制.结果表明,30℃条件下反应器脱氮性能最佳.当温度由30℃降为25℃时,反应器总氮去除率从73%降低到66%,总氮去除速率从2. 29 kg·(m~3·d)~(-1)降低到1. 72 kg·(m~3·d)~(-1),污泥的形态和粒径变化不明显(SMD由80. 85μm降为79. 95μm).当温度低于20℃时,总氮去除率降低到42%,总氮去除速率降低到1. 18 kg·(m~3·d)~(-1),同时发现污泥出现解体现象,粒径减小(SMD为63. 21μm).而当温度为15℃时,总氮去除率降低至37%,总氮去除速率低至1. 00 kg·(m~3·d)~(-1),反应器运行困难.微生物群落结构分析表明,温度对厌氧氨氧化细菌的影响明显大于氨氧化细菌,因此低温条件下反应器脱氮性能下降的主要原因是厌氧氨氧化细菌对温度更敏感.     

固定化解脂耶氏酵母处理油脂废水研究

利用海藻酸钙包埋固定的解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)分别降解以色拉油为惟一碳源和以葡萄糖为惟一碳源的污水,结果表明,在最佳处理条件下,固定化细胞在50 h内,能较好地降解废水中浓度为2 000 mg/L的色拉油和浓度为2 000 mg/L 的COD,降解率都在80%以上;固定化细胞对色拉油、COD降解效率随着时间的延长而增加、随着底物浓度的增加而下降;与未固定菌株相比,固定化细胞有着更好的储存稳定性和可重复使用性,结果进一步提示固定化解脂耶氏酵母适于含油废水以及高COD含量的生活污水处理。     

生活垃圾填埋场封场后种植植物中重金属迁移研究

在上海老港生活垃圾填埋场填埋单元封场的覆盖土中掺混了矿化垃圾种植植物,分析Cd、Pb、Cu、Zn 4种重金属在土壤和植物中的迁移变化,研究表明:(1)覆盖土土质从一般耕作土变成肥沃土壤;覆盖土和种植混合土重金属Cd、Pb、Cu、Zn中Cd、Pb含量相近,但种植土的Cu含量略大于覆盖原土,Zn含量远大于覆盖原土;(2)植物能富集土壤和垃圾中的重金属,木本植物的根部富集重金属的能力强于草本植物,但重金属在草本植物根、茎、叶中的迁移速度大于木本植物;(3)植物根、茎、叶的Cu、Zn含量均远大于未受污染土壤种植植物相应部位的Cu、Zn含量,种植的植物不能供家养动物食用,以免通过食物链作用危及人体安全.     

净化烹饪油污微生物菌种的选育

利用正交试验方法优化了净化烹饪油污菌种选育的环境和营养条件 ,即 :油 :2 0mL、NaNO3( 2g L) :4mL、KH2 PO4( 0 .5g L) :3mL、微量元素溶液 (CuSO4·5H2 O 0 .0 3g L ,ZnSO4·7H2 O 0 .1g L ,MnCl2 ·4H2 O 0 .0 5g L) :1mL和温度 3 7℃ ;而且得出氮源是影响菌体增长的最重要因素 ,温度是影响微生物降解的重要因素 ,而微量元素和磷源对菌种培育结果影响较小。在此优化条件下选育出了合适降解烹饪油污的c种子菌液 ,其每天可降解油 2 2mg L以上 ,并鉴定出主要的微生物是嗜水性气单孢菌 (Aeromonashydrophila 4AK4)、黄丝藻属 (Tribonema)和多甲藻属 (Peridinium)等菌体 ;分析了选育过程活性微生物、目标污染物和微生物的代谢产物三者之间的关系 ,发现所选微生物能利用油类物质作为碳源进行生长代谢     

广东省从化温泉热矿水水化学与同位素特征

从化温泉位于广东省从化市东北,地处广从断裂带北东段,泉点沿NW及NE向次级断裂出露,热水出露于燕山期花岗岩中。温泉为中低温、偏碱性的低矿化水。热水中的阳离子以K⁺、Na⁺、Ca²⁺为主,阴离子以HCO^-₃为主,属于HCO₃-Na及HCO₃-Na·Ca水。热水中偏硅酸、氟含量较高,同时含有锂、锶、钡、硼酸等微量组分及放射性组分镭、氡。由D和¹⁸O组分表明热水起源于大气降水。根据玉髓温标计算的热储温度为82.14~93.52℃。由镭-氡法测定热水年龄,可知热水在地下滞留时间较短,循环较快,如开采量不大且采用采停交替的方式,有助于热水的可持续利用。     

CIBR污泥吸附有机物机理及应用

通过吸附实验考察连续流间歇生物反应器(CIBR)中污泥对有机物的吸附效果及吸附类型,分析好氧、缺氧和厌氧环境对污泥吸附有机物能力的影响,进而探讨污泥的吸附能力在CIBR实现有机物高效去除中的作用.实验结果表明,污泥对有机物的吸附主要是物理吸附.好氧/缺氧/厌氧环境对活性污泥及其灭活污泥吸附有机物能力影响不大,各环境下平均吸附率分别达到54.09％和48.62％.污泥良好的吸附能力及其先吸附后生物降解的特性,保证了CIBR混合液中COD值始终低于30 mg/L.     

滤料粒径对BAF小尺度下流场形态及挂膜速度的影响

为探讨颗粒粒径对曝气生物滤池(BAF)运行效果的影响,采用数值模拟和实验研究方法分析了滤料粒径对曝气生物滤池流场形态及挂膜速度的作用机理.选用5个颗粒尺寸结构空间作为计算区域,利用Fluent软件对相同颗粒间隙、不同颗粒粒径下BAF小尺度下的流场形态进行模拟分析,并通过对3种粒径下流线图、速度矢量图、压力分布及湍流强度变化的对比分析,发现颗粒粒径为3 mm时流场形态最好,最有利于气水混合及氧传质的进行.同时,为验证模拟结果的正确性,对同种材质、相同运行条件下3种不同颗粒粒径进行挂膜速度对比,通过考察挂膜启动28 d的COD去除率变化及污泥生物量的对比分析,发现颗粒粒径为3 mm时,运行最为稳定,系统运行第16 d时就达到了80%的COD去除效率.     

吉林西部农田生态系统氮平衡及其水环境影响研究

针对吉林省西部地区农田生态系统特点,以1997—2011年统计数据为基础,建立了基于物质守恒原理的氮平衡模型,估算了该地区农田生态系统的氮收支情况,并分析了其对水环境的影响.结果表明:近15年该区氮输入量平均值为56.98×104t·a-1,其中化肥输入氮占总氮的79.59%;氮输出量平均值为42.60×104t·a-1,以作物收获输出为主;氮平衡量变化范围为10.17×104~21.91×104t·a-1,均值为14.38×104t·a-1;氮平衡模型的各项呈增长趋势,受农业生产情况差异的影响,年际间时序变化较大,县市间空间分布差异明显.吉林西部农田生态系统氮平衡表现为盈余状态,氮素的盈余主要受氮肥施用和作物收获影响,农田生态系统氮素的持续盈余并累积对水环境构成一定程度的威胁,借助该区水环境监测数据进行综合分析,受盈余氮素的影响,该区地表水和地下水水质均体现出不同程度的氮超标.     

不同裂解温度稻壳生物炭对阿特拉津的吸附行为及机制

为探究不同裂解温度下稻壳生物炭的结构和性质差异及其对阿特拉津（AT）的吸附作用机制和构-效关系,以稻壳为原料在300、500和700℃下制备稻壳生物炭（分别记为RH300、RH500、RH700）,通过电镜扫描、元素分析仪、比表面积分析仪和傅里叶变换红外光谱分析仪等对3种稻壳生物炭进行结构表征分析,并采用批量等温吸附法研究稻壳生物炭对AT的吸附特性.结果表明:裂解温度由300℃升至700℃时,稻壳生物炭中w（C）由48.81%升至64.67%,w（H）、w（N）和w（O）则由3.22%、1.45%和34.66%分别降至0.89%、0.92%和16.29%,原子比H/C、O/C和（O+N）/C值均降低.可见,随着裂解温度升高,稻壳生物炭的芳香性增强,亲水性和极性降低,且比表面积和孔体积增大,平均孔径减小.3种稻壳生物炭对AT的吸附均可用Freundlich和Langmuir两种等温吸附模型进行较好地拟合（R≥0.948,P < 0.01）,吸附作用及非线性程度与生物炭的比表面积（SSA）、芳香性（H/C）、亲水性（O/C）和极性〔（O+N）/C〕呈良好的指数关系,大小表现为RH700 > RH500 > RH300.稻壳生物炭对AT的吸附机制主要包括分配作用和表面吸附,分配作用强度与生物炭的极性和炭化程度有关;而表面吸附作用与AT的分子大小有关,3种稻壳生物炭对AT的表面吸附除表面覆盖外,还存在多层平铺、毛细管现象和孔隙填充等.研究显示,裂解温度是影响生物炭吸附有机污染物的重要因素,在综合考虑成本和制备工艺的同时,适当提高裂解温度可增强生物炭对有机污染物的吸附作用.