反硝化除磷污泥的厌氧释磷与缺氧吸磷特性研究

为研究厌氧释磷过程中的影响因素,以连续流A 2N双污泥中试污泥为样品,考察了碳源种类、碳源浓度、pH值以及温度对反硝化除磷污泥厌氧释磷的影响。结果表明:乙酸为碳源时释磷效果最佳,其次是葡萄糖,甲醇为碳源时释磷效果较差。MLSS为1 200 mg/L左右时,投加200 mg/L的COD即可保证充分释磷。pH值为6.3~8.8,对厌氧释磷效果影响不大,适当提高pH值有利于提高释磷速率。温度为20~30℃,释磷效果较好。另外,实验同时研究了反硝化除磷污泥分别利用不同电子受体(硝氮、氧气)的吸磷特性。以硝氮为电子受体的反硝化吸磷过程中,前15min的反硝化吸磷脱氮速率最高,吸磷速率与反硝化速率分别为11.5、10.4 mgN/gVSS·h;以氧气为电子受体的好氧吸磷过程中,前15 min的好氧吸磷速率最高,达到20.4 mgP/gVSS·h,大约为反硝化吸磷的2倍。     

SPSF共混Tröger’s base超滤膜制备及抗污染性能

以Tröger base （TB）和磺化度为20%的磺化聚砜（SPSF）为共混材料,N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）为溶剂,乙二醇单甲醚（EGM）为致孔剂,去离子水为凝固浴,采用非溶剂致相分离法（NIPS）制备了一种新型的SPSF/TB共混超滤膜,考察了共混比对膜结构、水接触角、孔隙率、水通量、BSA截留率和抗污染性能的影响.结果表明,共混之后原有的中性胺及磺酸反应生成了相应的铵盐及磺酸根,表面接触角得以降低,亲水性增强,水通量增加,显著改善了膜的抗污染能力;此外,SPSF/TB膜结构上变成了梯度海绵孔结构,特别是较大共混比时因有机高分子盐的形成,聚合物交联呈现了独特的网状结构.与纯TB膜相比,SPSF/TB^3~15膜水通量JWC达到274.92~343.21L/（m²·h）（操作压力为0.1MPa）,通量恢复率值（FRR）达到61.11%~67.45%,分别提升了42.88%~78.37%和67.4%~84.8%.在最优条件下,SPSF/TB⁵对废水中的乳化油截留率可达到98.52%以上,循环3次后水通量和FRR分别趋于199.1L/（m²·h）和61.6%.     

紫外活化甲酸产二氧化碳阴离子自由基还原Cr(Ⅵ)的研究

研究高效还原技术是去除废水中Cr(Ⅵ)的有效手段,本研究提出了一种新颖有前景的基于紫外(UV)活化甲酸(HCOOH)产还原性二氧化碳阴离子自由基(CO_2~(·-))去除Cr(Ⅵ)的方法.通过对比UV、HCOOH、UV/HCOOH三种体系对Cr(Ⅵ)还原效率和电子自旋共振(EPR)对体系中自由基的检测研究了其活化原理和还原机制.结果表明UV能显著活化HCOOH产生CO_2~(·-)(αH=19.08G,αN=15.86G,g=2.0036).此外,试验考察了主要影响因素对Cr(Ⅵ)去除效果的影响,包括初始Cr(Ⅵ)浓度、甲酸投加量、初始p H值、反应温度、有机污染物以及水中常见阴离子.结果显示当甲酸浓度为40mmol/L,Cr(Ⅵ)初始浓度为10mg/L,反应时间在60min内,UV/HCOOH体系对Cr(Ⅵ)的去除率能达到100%.在酸性条件下(pH≤3.5)能显著促进Cr(Ⅵ)的还原,且Cr(Ⅵ)去除效率随着初始HCOOH浓度和反应温度升高而增加.进一步研究表明,该体系下NO_3~-对Cr(Ⅵ)的还原有着显著的促进作用,而Cl~-、HCO_3~-和对硝基苯酚(pNP)则有抑制作用.不同温度下Cr(Ⅵ)去除率与时间关系的拟合结果表明,当反应时间t≥40min,UV/HCOOH体系去除Cr(Ⅵ)过程遵循准一级反应动力学,根据不同温度下对应的反应速率常数k,结合阿伦尼乌斯方程,计算求得准一级反应的活化能为15.9k J/mol.     

连续流双污泥工艺中反硝化除磷动力学研究

通过长期连续运行,文章研究了A2N/BAF中试工艺对低碳氮生活污水的处理效果,结果表明:出水COD、NH4+-N、TP浓度分别为38、8.81、0.41 mg/L,去除率分别为80%、75%、86%。基于工艺运行与莫诺特方程中关于底物去除的动力学模型,建立了工艺中反硝化除磷的动力学模型,包括COD去除动力学模型、厌氧释磷动力学模型,缺氧吸磷动力学模型、好氧吸磷动力学模型以及NO3--N去除动力学模型。并结合不同单元的除磷模型,建立了整个工艺的除磷模型。     

河北省怀来县可持续发展状况的生态足迹分析

生态足迹模型是一组基于土地面积的量化指标,通过测定现今人类为了维持自身生存而利用的生物生产性土地面积的量来评估人类对地球生态系统的影响,是一种用来衡量可持续发展程度的方法。论文基于对河北省怀来县生态足迹的测算,从供需平衡状况、供需结构和资源利用效率三方面定量分析了怀来县生态系统可持续发展的状况。结果表明:①2001年怀来县人均生态赤字0.7245hm₂/人,人类活动对区域生态经济系统的影响已超出了其生态承载力的阈值,区域生态经济系统的结构和功能亟需调整;②怀来县人均生态足迹的供需结构具有明显的不对称性,其供给以耕地为主,需求以化石燃料用地为主,可用于人类消费的可供生态空间类型结构较为单一;③人均生态赤字的存在,进一步揭示了当前人地关系紧张的现状;④万元GDP生态足迹需求的区域对比表明,当前怀来县资源利用效率还较低。     

近50年首都圈沙尘暴的变化趋势及其与气温、降水和风的关系

利用首都圈地区 11个基本和基准气象台站近 50年的观测资料 ,给出了这 11个台站自建站至 2000年沙尘暴发生日数的年际变化序列 ,并分析了其与气温、降水和风的关系 .结果表明 :首都圈沙尘暴具有很大的时空差异 ,西北部沙尘暴日数明显多于东南部 .沙尘暴发生日数的年际波动很大 ,同一站点最多年份与最少年份相差几十倍 .二连浩特、阿巴嘎旗、锡林浩特、丰宁、张家口、怀来和北京等 7个气象站自建站至 2000年的沙尘暴日数呈显著的下降趋势 ,其余 4个气象站没有显著的上升或下降趋势 .首都圈地区沙尘暴季节性显著 ,多集中在春季 .与沙尘暴日数相关性最强的是起沙风日数 ,有 6个站点的沙尘暴日数同起沙风日数呈显著的正相关 ;其次是气温 ,有 3～ 4个站点的沙尘暴日数与年均温、冬季均温和春季均温呈显著负相关 ;降水量与沙尘暴日数的相关性最弱 ,只有朱日和 1个站点与春季降水量呈显著负相关 .另外有 4个站点的沙尘暴日数与气温、降水和风均没有显著的相关关系 .根据上述研究结果就首都圈沙尘暴的时空变异性及其与气候因素的关系等问题进行了讨论 .     

好氧颗粒污泥形成与运行稳定性的影响因素试验分析

用普通絮状污泥作为接种污泥,用SBR作为反应器,分析了高径比、污泥容积负荷以及营养比例(BOD5:N:P)等因素对好氧颗粒污泥形成的影响.试验结果表明,高径比对好氧颗粒污泥的形成有直接关系;污泥容积负荷越高、碳氮比正常、磷源缺乏越易诱导好氧颗粒污泥的骨架丝状菌的生长,可以促进好氧颗粒污泥的提前形成,但是越易引起粘性膨胀的出现.在高径比为38;6,污泥容积负荷为1.67 kg/(m3·d).BOD5:N:P为100:5:1,沉淀时同为2 h时,其好氧颗粒污泥形成时间为17个周期,成熟时间为23个周期,粒径为2～3 mm,平均污泥沉降比(SV)为29.0%,对模拟废水COD的平均去除率达94.3%.     

芳香型偶氮污染物紫外光谱量子力学指认及不同共轭态偶氮键电子激发研究

偶氮化合物是重要的工业化学品,也是常见的环境污染物,其紫外激发特征及"分子结构-紫外吸收"的构效关系暂未完全明确.本研究借助量子化学计算,通过对波函数与激发态"电子-空穴"的分析,描述偶氮化合物紫外吸收光谱和激发态特征.结果表明:反式偶氮苯实验紫外光谱的第一主要吸收峰应指认为π→π^*跃迁,对应其S₀→S₂激发,电子从最高占据轨道(HOMO)跃迁到最低未占据轨道(LUMO);它的第一激发过程(S₀→S₁)振子强度很小(f=0.031),对光谱贡献可以忽略.反式偶氮苯吸收峰位置与顺式相比普遍红移,表明反式结构中偶氮键通过"桥接效应"形成全局共轭,降低了激发能,对偶氮化合物的紫外吸收产生显著影响;在水溶液中,钠离子对偶氮键的电荷分布存在显著扰动,因此,孤立阴离子模型计算得到的甲基橙光谱与实验存在较大误差."推拉"电子官能团促使甲基橙分子高度极化,与钠离子和水分子作用较强,正确处理偶氮键附近的阳离子扰动是建立预测模型的关键.通过量子化学计算指认偶氮污染物紫外可见吸收光谱能为污染修复、环境工程技术开发、光学材料合成提供理论依据,具有重要意义.     

紫外活化过硫酸盐/甲酸体系还原水中Cr(Ⅵ)机理及影响因素

采用紫外活化过硫酸盐/甲酸体系所产生的还原性二氧化碳阴离子自由基(${\rm{CO}}_2^{\cdot -}$),研究了水溶液中高浓度Cr(Ⅵ)的去除效果;使用电子自旋共振(ESR)技术,鉴定识别了体系中产生的活性自由基;分析了体系的活化机理及其对Cr(Ⅵ)的还原机制;考察了过硫酸盐投加量、初始pH、腐殖酸、无机阴离子(Cl⁻、${\rm{HCO}}_3^{-} $和${\rm{NO}}_3^{-} $)及初始Cr(Ⅵ)浓度等对Cr(Ⅵ)去除的影响。结果表明：紫外活化过硫酸盐/甲酸体系可以有效还原Cr(Ⅵ),当过硫酸钠与甲酸浓度分别为20 mmol·L⁻¹和40 mmol·L⁻¹,未调初始pH为2.4时,初始浓度为200 mg·L⁻¹ Cr(VI)在50 min内基本完全可被还原;此外,Cr(Ⅵ)还原去除率随过硫酸盐浓度升高而增强,在酸性条件下(pH=2.4),体系对Cr(Ⅵ)的还原效率最高,随着pH的增大,还原效率明显降低。进一步研究表明,Cl⁻、${\rm{HCO}}_3^{-} $和${\rm{NO}}_3^{-} $对Cr(Ⅵ)的还原都存在抑制作用,在相同浓度下,其抑制程度分别为${\rm{HCO}}_3^{-} $>${\rm{NO}}_3^{-} $>Cl⁻,腐殖酸也对Cr(Ⅵ)的去除存在抑制作用。紫外活化过硫酸盐/甲酸体系还原Cr(Ⅵ)过程符合零级反应动力学方程,其动力学常数为78.467 μmol·(L·min)⁻¹。本研究结果为Cr(Ⅵ)废水的处理提供了一种高效的还原新技术。     

固定化微生物深度降解垃圾渗滤液氨氮

采用固定化微生物深度处理垃圾渗滤液,研究水力停留时间（HRT）、溶解氧（DO）和进水pH对系统脱氮效果的影响。通过对厌氧出水和好氧出水的脱氮效果比较,探讨固定化微生物构筑物的合理位置。结果表明：固定化微生物处理厌氧出水时,最佳HRT为72 h,最佳DO为5 mg·L-1,最佳进水pH为7.5~8.5;处理好氧出水时,最佳HRT为84 h,最佳DO为5 mg·L-1,最佳进水pH为7.5~8.5;处理厌氧出水和好氧出水时氨氮平均去除率分别达到63.8%和92.6%,将固定化微生物构筑物单元设置在好氧处理之后更合理,可以充分发挥固定化微生物处理渗滤液脱氮方面的独特优势,切实解决渗滤液高效脱氮的问题。