Metabolic uncoupler, 3,3′,4′,5-tetrachlorosalicylanilide addition for sludge reduction and fouling control in a gravity-driven membrane bioreactor

• Effects of metabolic uncoupler TCS on the performances of GDMBR were evaluated. • Sludge EPS reduced and transformed into dissolved SMP when TCS was added. • Appropriate TCS increased the permeability and reduced cake layer fouling. • High dosage aggravated fouling due to compact cake layer with low bio-activity. The gravity-driven membrane bioreactor (MBR)system is promising for decentralized sewage treatment because of its low energy consumption and maintenance requirements. However, the growing sludge not only increases membrane fouling, but also augments operational complexities (sludge discharge). We added the metabolic uncoupler 3,3′,4′,5-tetrachlorosalicylanilide (TCS) to the system to deal with the mentioned issues. Based on the results, TCS addition effectively decreased sludge ATP and sludge yield (reduced by 50%). Extracellular polymeric substances (EPS; proteins and polysaccharides) decreased with the addition of TCS and were transformed into dissolved soluble microbial products (SMPs) in the bulk solution, leading to the break of sludge flocs into small fragments. Permeability was increased by more than two times, reaching 60–70 L/m²/h bar when 10–30 mg/L TCS were added, because of the reduced suspended sludge and the formation of a thin cake layer with low EPS levels. Resistance analyses confirmed that appropriate dosages of TCS primarily decreased the cake layer and hydraulically reversible resistances. Permeability decreased at high dosage (50 mg/L) due to the release of excess sludge fragments and SMP into the supernatant, with a thin but more compact fouling layer with low bioactivity developing on the membrane surface, causing higher cake layer and pore blocking resistances. Our study provides a fundamental understanding of how a metabolic uncoupler affects the sludge and bio-fouling layers at different dosages, with practical relevance for in situ sludge reduction and membrane fouling alleviation in MBR systems.     

反硝化生物滤池中生物膜量与脱氮效果和脱氢酶活性的关系

采用自主研发的中试反硝化生物滤池处理传统活性污泥法的二沉池出水,研究了稳定运行下生物膜量与脱氮效果和脱氢酶活性之间的关系。结果表明:根据VSS/SS=0.78、VSS/SS0.78、VSS/SS0.78,将SS分为3个区域,分别为区域1(232.5～1 246.6 mg·L~(-1))、区域2(1 246.6～2 542.7 mg·L~(-1))、区域3(2 542.7～3 523.9 mg·L~(-1))。在区域2内能获得最大的NO_3~--N和TN去除能力,去除率分别为95.0%和85.7%及最大的总脱氢酶活性(TDHA),为112.5 g;单位质量生物膜脱氢酶活性(DHA)与SS和VSS之间显著负相关,R~2分别为0.822和0.876;TDHA随SS的增加而增加,直至VSS/SS开始减小时随之减小。DHA能较好地从微观层面反应微生物的活性,TDHA可从宏观层面反映整个反应器的生物活性,为反硝化生物滤池运行提供参考。     

对氯气校正法测定高氯废水化学需氧量的方法研究

氯气校正法(HJ/T70-2001)是测定高氯废水化学需氧量的国标方法,为了减少样品测定过程带来的环境污染,研究在不改变HJ/T70-2001氧化体系及测试条件的情况下,将取样体积由20 mL减半为10 mL,试剂的使用量相应减半,对方法的检出限、相对误差、相对标准偏差等指标进行验证。结果表明,该方法的检出限符合要求,准确度较高,精密度较好,可用于高氯废水化学需氧量的测定。     

超高效液相色谱法测定土壤中微量阿特拉津

采用超高效液相色谱仪,建立了土壤中微量阿特拉津的快速检测方法.研究结果表明:采用反相C18色谱柱,以甲醇/水(70:30,v/v)为流动相,流速为0.2 ml/min,柱温为30℃,检测波长为220 nm条件下,在12.5～1000μg/L质量浓度范围内线性关系良好(r=0.9999),检出限0.18×10-3 mg/...     

荧光分光光度法测定土壤中石油类

建立了荧光分光光度法测定土壤中石油类.方法检出限为3 mg/kg,实际土壤加标回收率为95.5％ ～108％,精密度(RSD,n=6)为2.4％ ～8.7％.实验结果表明,该方法准确可靠、灵敏度高、选择性好、操作简便,与红外分光光度法有较好的可比性,满足土壤中石油类分析要求.     

黄土高原能源富集区水—能源—粮食纽带系统安全时空耦合协调关系分析——以榆阳区为例

黄土高原能源富集区是我国重要的能源基地和粮食主产区,其水资源匮乏使区域水—能源—粮食纽带系统可持续发展面临严峻挑战。为研究黄土高原能源富集区能源、粮食与水资源之间协调发展状况,本研究以水—能源—粮食纽带系统安全为核心,通过构建水—能源—粮食纽带系统安全评价指标体系,采用TOPSIS模型和耦合协调度模型,分析了典型案例地榆林市及榆阳区水—能源—粮食纽带系统安全水平及其耦合协调关联特征。结果表明：从水—能源—粮食纽带系统耦合协调关系来看,榆林市各区县水—能源—粮食纽带系统耦合度整体较高且近年来呈现缓慢下降趋势,耦合协调度呈现“北高南低”格局且近年来表现出轻微下降趋势。从榆阳区层面来看,榆阳区水—能源—粮食纽带系统耦合度较高,耦合协调度呈现由中度协调向优质协调发展态势,水资源系统制约水—能源—粮食纽带系统安全发展,能源子系统波动性较强。为协调能源富集区水—能源—粮食纽带系统可持续发展,政府应健全跨部门协调机制,因地制宜、合理规划产业布局,同时构建节约高效的资源管理体系,提升资源使用效率。     

薄膜扩散梯度技术在重金属生物有效态监测中的应用

重金属生物有效性是评估重金属元素迁移性、生物可利用性和生态影响的关键参数。薄膜扩散梯度技术(DGT)是一种原位被动采样技术,因其具有原位富集性、形态选择性,可提供被监测物质在监测时间段内的平均浓度等优点,可作为生物对重金属摄取的模拟替代物对环境介质中重金属的生物可利用度进行预测,已被广泛应用于环境介质中重金属生物有效性的测定。研究主要介绍了DGT技术的原理、组成和特点,评述了其近年来在水体、土壤、沉积物中重金属生物有效态应用方面的新进展,提出了DGT技术未来要提高抗生物污染能力及寻找可与DGT技术联用的相关技术的观点。     

水母暴发的生物修复对策

近年来,霞水母(Cyanea nozakii)、口冠水母(Stomolophus nomurai)在我国的东海、黄海、渤海以及韩国、日本沿岸均出现过大范围暴发现象,且暴发次数、暴发范围以及持续时间呈上升趋势.本文分析了海域富营养化以及N、P营养盐比例失衡等为水母暴发的主要原因,在此基础上,提出了植树造林、防止水土流失;保护湿地,增殖植物,以吸收N、P等营养盐类;近岸增殖大型海藻等生物修复对策.     

面向重大危险源监控监管信息化的SaaS应用研究

重大危险源监控监管信息化建设应充分吸收信息技术的最新理念和成果。SaaS是信息化建设的发展趋势,本文根据SaaS的技术特点,完成了SaaS在重大危险源监控监管信息化中应用的可行性分析,指出了专业性海量数据支持、投入不足、标准化数据采集和管理、不间断有人值守和跨区域监管等重点应用领域,研究了具体应用模式,提出SssS系统开发应采用基于REST、AJAX和API等的Web Service技术,并对多层安全保护策略及技术的应用进行了论述。     

西北地区水资源—生态可持续发展的若干问题探讨

基于对西北地区大开发的关键性难题与一些违背自然规律的不良倾向的讨论 ,认为大开发的实施需要在系统科学思维的基础上综合考虑资源—环境—经济的协调发展。近年来 ,许多科学家从各种角度揭示了我国西北乃至北半球中纬度地区持续干旱的发展规律 ,对干旱化趋势与水盐失衡的分析表明 ,西北地区气候干旱化将长期存在 ,生态将继续退化 ,这种趋势是人力不可抗拒的。人为活动尤其是水资源的开发利用 ,对土壤生态的影响是非常明显的 ,应该在严格控制水资源利用总量的前提下 ,调整用水格局 ,发展节水经济 ,科学确定社会经济用水和生态用水的比例 ,保证必须的生态用水 ,大力发展生态植被。指出在分析西北生态环境问题时过于强调人为活动而忽视自然因素作用的倾向 ,讨论了水库兴修、灌溉、土地利用与改良、深层水利用、水环境脆弱性等水资源—生态建设与可持续发展中的若干关键性问题