再生水系统的可靠性:内涵及其保障措施

面对日益增长的社会经济可持续发展需求,污水再生利用已成为缓解水资源短缺和改善水环境质量问题的有效措施。随着集中式再生水系统应用规模的不断扩大和再生水利用途径的逐渐拓展,保障再生水系统的可靠性,即安全稳定高效运行显得越来越重要。目前,针对再生水系统可靠性的研究十分有限,尚未形成统一的认识和评价方法。面对再生水系统水质保障的复杂性和现有评价指标的局限性,提出了再生水系统可靠性的概念,并从冗余度、鲁棒性、弹韧性等多个维度详细阐释了再生水系统可靠性内涵、评价指标体系和保障措施。今后,需进一步深入探讨再生水系统可靠性评价方法,为构建安全可靠经济的再生水系统提供技术支撑。     

秸秆还田对冬小麦-夏玉米农田土壤固碳、氧化亚氮排放和全球增温潜势的影响

旱地农田温室气体净排放(以全球增温潜势表示)主要取决于土壤固碳速率和氧化亚氮(N2O)排放量.基于长期定位施肥试验,综合分析2010～2017年表层(0～20 cm)土壤有机碳含量和2014～2017年N2O排放通量的观测结果,定量评价秸秆还田对关中平原冬小麦-夏玉米农田土壤固碳速率、N2O年排放量和全球增温潜势的影响...     

城市排水管道内污染物迁移转化规律研究进展

城市排水管道内污染物随水流沿程降解转化,是造成管道腐蚀、有毒有害气体产生的重要原因,掌握污染物的迁移转化规律,对于优化排水系统运行、改善管网周边环境具有重要意义.在阐述污水和沉积物两相污染特性的基础上,着重综述了管道内污染物的迁移转化规律:①常量污染物（如氮、磷、硫）在管道内好氧-厌氧交替的条件下沿程降解释放,微量污染物难以完全降解,多发生形态结构变化或由水相向沉积相中迁移.②管道生物膜对污染物的降解转化起主导作用,管道内高基质浓度环境和水流冲刷作用为生物膜稳定状态的维持创造了有利条件.③污染物迁移过程中,气体的产生受有机物浓度、温度、水力停留时间及流速的影响,应结合管道内实际污染物的组成情况采用相应的有害气体控制措施.在污染物迁移转化规律研究中,模型模拟是重要的研究方法,现有模型多从生化反应过程和水力学的角度切入,随着人工智能等新兴技术逐渐应用于管道建模,模型的精确度不断提高.建议今后加强污染物在管道内污水、沉积物、空气三相间迁移转化规律的研究,尤其是针对微量污染物的研究应广泛开展;在实际应用中,应在全面分析管道内污染特性的基础上,实施针对性的污染物抑制策略,建立符合本地特征的污染物迁移转化模型.      

自来水厂污泥制得陶粒对污水中磷和氨氮的吸附

自来水厂在制水过程中使用了铝系、铁系无机混凝剂,故而污泥中含有较多的铝、铁成分。本研究从固体废物综合利用角度,结合自来水厂污泥成分特点,探索自来水厂污泥陶粒化后作为污水处理污染物吸附填料的可行性。通过对四种不同温度条件下煅烧制得陶粒填料的污染物吸附性能及物理化学特征的对比研究表明,4种陶粒填料对磷均有较好的吸附效果,其中以400℃条件下制得的吸附效果最好,去除率可达98%; EDS、XRD等物化表征显示了4种陶粒填料中均含有铝的氧化物,但纯度不高,含量因煅烧温度不同而有所不同,800℃条件下制得的最低;比较吸附前后填料中Al-P的含量变化,400℃条件下制得的陶粒填料Al-P吸附量最大,达448.23 mg/kg,而800℃的最低,仅为116.11 mg/kg,煅烧后陶粒中铝氧化物是这类陶粒填料对磷吸附效果主要因素。     

贡湖湾退渔还湖区的基底稳定性的时空特征

2012年11月至2014年5月期间季度性对无锡贡湖湾退渔还湖生态修复工程进行跟踪调查与检测,就贡湖湾湿地土壤环境退渔还湖修复工程前后的理化性质进行了分析比较,用以评估修复工程实施后退渔还湖区基底的改善效果.结果表明:退渔还湖区内基底化学性质,有机质、总氮、总磷比退渔还湖初期分别提高241.59%、98.61%和162.86%.其中,有效氮和有效磷的均值为102.31 mg/kg和15.10 mg/kg,满足土壤养分分级标准Ⅲ级标准.有关基底稳定性物理性质与退渔还湖初期相比,土壤容重减少17.84%,pH值稳定在5.8~6.5之间,土壤缓冲能力明显提高,修复区南部(人为种植植物)的土壤团聚体稳定性恢复状况最好,西部(自然恢复)次之,北部(基底状况差,无植物种植)恢复状况低于前述两区.总之,贡湖退渔还湖修复区在经过17个月后,其基底的整体质量趋于良好,土壤各项养分及团聚体稳定性指标逐步达到合理水平,土壤环境已具有良好的生态功能.     

F和S共掺V2O5/TiO2催化剂对NH3-SCR活性的影响

在V2O5/TiO2催化剂基础上进行非金属改性载体的研究。采用溶胶凝胶法、浸渍法制备了一种新的氟、硫共掺杂氧化钒/氧化钛催化剂,探讨了新型催化剂对低温SCR活性的影响。并通过比表面积测试（BET）、X射线衍射实验（XRD）、H2和NH3的化学吸附特性测试（H2-TPR、NH3-TPD）等技术对催化剂的理化性能进行表征。研究结果表明,氟、硫掺杂催化剂提高了低温SCR活性,拓宽了活性温度范围,在F与S摩尔比为x3时,获得了最佳的脱硝性能。     

高有机物浓度下氨氮的好氧硝化

污水中往往同时含有较高浓度的有机物和氨氮,研究较高有机物浓度下氨氮的好氧生物硝化,以为工程应用提供实践和理论依据。考察了COD浓度为1 200 mg·L-1,好氧活性污泥处理氨氮废水过程中COD、NH4+-N的去除情况,硝态氮、亚硝态氮的生成情况。在整个驯化阶段,氨氮的最高去除率达到86.42%,COD最高去除率达到85.40%,同时亚硝态氮的最大生成量为15.97 mg·L-1,硝态氮的最高生成量为5.14 mg·L-1,且8 h的短期实验显示,COD、NH4+-N的去除可以同步进行。     

生物炭加速餐厨垃圾厌氧消化的机理

为考察生物炭对餐厨垃圾厌氧消化的影响并探究其影响机理,采用批次实验,以餐厨垃圾为基质,设置污泥空白组、餐厨垃圾对照组和生物炭实验组。检测系统的甲烷日产量、甲烷浓度、渗滤液pH、电导率、挥发性脂肪酸（乙酸、丙酸和丁酸）和氨氮浓度,并对生物炭进行了表征（pH、表面元素、表面形态和官能团）。结果表明,生物炭的添加使体系的最大日甲烷产量提高24.09%,并保持较高的pH,乙酸、丙酸、丁酸峰值分别降低了10.46%、9.96%和13.79%。生物炭丰富的孔结构为微生物提供了生长位点;生物炭的表面金属元素（K、Ca、Mg）和官能团（—OH、C≡C、—NH、C＝O（C—O）、 CO 3 2 - ）使其具有较高的碱度,从而提高厌氧消化系统的缓冲能力和产甲烷菌活性,进而提高产甲烷速率。     

我国畜禽养殖污染防治瓶颈问题及对策建议

近年来我国畜禽养殖规模化快速发展,畜禽养殖粪污资源化利用也取得明显成效,但依然有40%的粪污未能实现合理有效的利用。造成这种现状的瓶颈问题主要体现在:养殖布局不合理,种养规模不匹配,粪污资源化利用难度大;养殖污染防治有效的成套技术少,尤其是经济适用的技术少,许多技术存在成本过高或效率低下的问题。国家水体污染控制与治理科技重大专项(简称水专项)针对畜禽养殖污染防治技术的重点和难点,研发了一批实用技术,针对部分区域特点,研发了养殖污染防治成套管理技术,一定程度上解决了从源头到资源化全循环中的问题,并形成10余项技术规范(指南),为我国畜禽养殖污染防治提供了较好的支撑。针对我国畜禽养殖规模基数大、分散养殖比例高、基础设施及管理机制薄弱等问题,提出通过法律制度和分类施策管控养殖污染,强化畜禽粪污高效收集转化与利用技术体系创建,推进标准化、规范化的种养结合技术模式研究,强化第三方社会化服务组织的培育及加强政策支持等对策建议。     

基于kintecus模型的紫外/次氯酸降解MC-LR的自由基稳态浓度及反应动力学模拟

蓝藻代谢产生的微囊藻毒素-LR(MC-LR)会污染饮用水源,并对人类健康构成威胁。紫外/次氯酸技术能产生氯自由基(Cl·)和羟基自由基(HO·)等强氧化性物质来降解MC-LR。但该技术的最优参数尚不可知,已报导的实验结果仅能提供部分参数,亟需通过数值模拟来确定更多重要参数。因此,采用kintecus化学动力模型模拟了先前报导过的实验数据并对未报导数据进行了预测。结果表明,模型预测值与实验值的变化趋势一致,误差在1.5倍以内。在pH为6时,紫外/次氯酸技术对MC-LR的降解效果最好,7 min左右降解率可达到90%。HO·和Cl·的稳态浓度分别为6.59×10⁻¹⁴ mol·L⁻¹和1.22×10⁻¹⁴ mol·L⁻¹,与原文献实验结果较为吻合(7.89×10⁻¹⁴ mol·L⁻¹,0.93×10⁻¹⁴ mol·L⁻¹)。在次氯酸添加量超过40 μmol·L⁻¹之后,降解效果提升并不明显。当紫外光波长由257.7 nm增加到301.2 nm时,MC-LR的表观降解速率常数由5.07×10⁻³ s⁻¹下降到4.69×10⁻³ s⁻¹,下降了7.5%。而在波长为257.7 nm、pH由6提升至8时,表观降解速率常数由5.07×10⁻³ s⁻¹下降到3.84×10⁻³ s⁻¹,下降了24%。因此,改变pH对降解效率的影响大于改变紫外光波长的情况。