风速对自然通风型人工湿地氧传质速率及污染物去除效果的影响

系统地研究了拔风管式自然通风型人工湿地(naturally-ventilated constructed wetland, CW_NV)在不同风速(u≤4.0 m·s⁻¹)条件下的氧传质速率(oxygen transfer rate, OTR)以及对有机物、氮、磷的去除效果。结果表明,外部空气可通过拔风管上的孔口有效地扩散并溶解到湿地内部。与无通风CW系统(CW₀)相比,CW_NV内部OTR(61.38~78.30 g·(m³·d)⁻¹)较CW₀高出19.3%~33.5%,从而强化了CW_NV中氨化、硝化和有机物好氧降解等过程。CW_NV内NH₃-N和COD的去除负荷分别为2.84~4.57 g·(m³·d)⁻¹和45.0~56.6 g·(m³·d)⁻¹,较CW₀分别提高了90.5%~119.6%和11.9%~23.2%。CW_NV出水中硝酸盐浓度为1.10~10.39 mg·L⁻¹,而CW₀出水中硝酸盐浓度仅为0.41~0.91 mg·L⁻¹。在适宜的风速条件下,湿地中可同时存在好氧与缺氧/厌氧环境,这既利于硝化作用又利于反硝化作用,从而可使湿地获得较好的TN去除效果。当风速u≤1.0 m·s⁻¹时,CW_NV系统中TN去除负荷6.70~6.77 g·(m³·d)⁻¹,较CW₀系统高出17.2%~23.1%。但是,自然通风对于TP去除效果的提高十分有限,仅能提高2.4%~4.8%的TP去除率。此外,CW_NV系统中风速与OTR、COD、NH₃-N和TN的去除负荷及其降解速率常数之间的关系符合二次方程。     

模拟陈腐垃圾掺烧过程中P/Cl/S对6种重金属迁移特性的影响

通过管式炉焚烧实验,探究了在陈腐垃圾与城市生活垃圾(MSW)掺烧过程中,P/Cl/S对6种重金属(Cd、Zn、Ni、Cu、Cr、Pb)迁移规律的影响,并考察了陈腐垃圾掺混比例、含特征元素的添加剂种类及焚烧温度对6种重金属挥发率的影响。结果表明,当陈腐垃圾掺烧比例与温度相同时,NaH₂PO₄和Na₂SO₄的协同作用对Cd挥发有显著的抑制作用,但对Ni、Cu的挥发起促进作用;NaCl对Zn的挥发有明显的抑制作用,但对Cr的挥发起促进作用;而NaCl和Na₂SO₄的协同作用促进了Pb的挥发。随着焚烧温度在设定范围(600~800 ℃)内的增加,Cd、Ni、Cr和Pb的挥发率整体呈增加的趋势。相比添加剂种类,陈腐垃圾掺混比例对Cd、Cr、Cu挥发率的影响更显著。本研究结果可为制定有效的重金属控制策略提供参考。     

Fe0/Fe3O4复合材料同时去除水中多种重金属的效果

零价铁(Fe0)具有中等还原性,可通过还原反应或通过铁腐蚀产物的吸附和共沉淀过程去除水中重金属.但由于铁表面易钝化,导致铁腐蚀反应难以持续,这是限制Fe0应用的关键.因此,本研究通过原位制备零价铁复合体系(Fe0/Fe3O4),并采用批处理和连续流的流化床反应器考察了该复合体系同时去除水中Zn2+、Ni2+和Cr(Ⅵ)...     

基于曝气方式控制的碳捕获预处理黑水部分亚硝化工艺

短程硝化是短程生物脱氮工艺的前提与难点,通过曝气控制实现短程硝化具有操作灵活、成本低等优点。本文采用序批式活性污泥反应器,对比分析了高氧持续曝气、间歇曝气和低氧持续曝气3种曝气方式实现碳捕获预处理黑水短程硝化的效果和微生物群落结构的差异。结果表明：相对于高氧持续曝气和间歇曝气,低氧持续曝气工况亚硝态氮累积率(NAR)更高,出水NO₂⁻-N/NH₄⁺-N更接近厌氧氨氧化进水的水质要求;高氧持续曝气工况能逐步洗脱Nitrospira,同时提高AOB和Nitrobacter的相对丰度;低氧持续曝气工况显著降低了Nitrobacter的相对丰度,但低DO条件下AOB丰度降低并出现了Nitrospira。以上研究结果表明,针对碳捕获后的黑水,采用高氧持续曝气与低氧持续曝气交替组合运行的控制策略有助于实现更好的短程硝化效果和运行稳定性。     

磷石膏基胶结材固结磷尾矿性能及浸出特征

以磷石膏基材料代替水泥作为磷尾矿充填胶结材,研究了磷尾矿固结浆体和硬化体性能、浸出液污染特性和固结机理。结果表明,在同样条件下,磷石膏基材料固结磷尾矿浆体比水泥泌水量要小、浆体流动性能更优;磷石膏基材料胶结磷尾矿硬化体除3 d抗压强度略低外,其他龄期的强度是水泥的1.21~1.95倍。3 d之后,磷石膏基材料和水泥胶结尾矿硬化体浸出液总磷含量基本相近,但pH明显远低于水泥,总磷也低于污水综合排放标准限值,对环境危害低。硬化体SEM和XRD分析发现,磷石膏基材料水化生成的水化硅酸钙凝胶、针状钙矾石晶体和磷尾矿中白云石、含磷矿物生成的透钙磷石等,是整个磷尾矿固结硬化体具有较高强度、较低总磷含量和pH值主要原因。该研究表明,磷石膏基材料固化磷尾矿比水泥更有应用前景。     

餐厨垃圾高温中试两相厌氧发酵的稳定性

为了考察在高负荷条件下餐厨垃圾厌氧发酵的稳定性,采用餐厨垃圾为发酵原料,以某污水处理厂脱水污泥为接种污泥,在中试规模条件下,采用产酸相中温（35℃,0.33 m3）产甲烷相高温（55℃,1.6 m3）进行连续式发酵。结果表明,餐厨垃圾厌氧发酵的产酸相有机负荷可达29.27 kg VS·（m3·d）-1,产甲烷相有机负荷为6.04 kg VS·（m3·d）-1,容积产气率平均为5.61 m3·（m3·d）-1,原料产气率平均达0.913 m3·（kg VS·d）-1,甲烷浓度平均为73.07%,总菌数为2.41×109个·mL-1,产甲烷菌最高为7.08×108个·mL-1,产甲烷菌数占总菌数的29.4%。两相厌氧发酵工艺可实现餐厨垃圾高负荷条件下的稳定运行。     

基于表层沉积物污染状态的环保清淤范围划定：以长荡湖为例

为确定长荡湖环保清淤范围,通过对表层沉积物TN、TP和8种重金属的监测来确定空间分布差异及高污染区域,并结合实际操作情况确定具体清淤范围。结果表明,研究区域TN为419~2 920 mg·kg⁻¹,均值为1 186 mg·kg⁻¹,无明显空间差异和分层差异。长荡湖表层(0~15 cm)沉积物TP均值为499 mg·kg⁻¹,上层0~5 cm的 TP略高于底层。沉积物TP具有一定的空间差异性,不同深度的TP空间差异性相似,均为北部中间湖区、西部湖区、南部及东侧湖区较高。长荡湖表层沉积物Cr、Cu、Ni、Zn、As、Cd、Pb和Hg的平均质量分数分别为：53.3、26.1、30.6、88.4、6.20、0.467、18.3、0.050 mg·kg⁻¹。其中,Cd污染较为严重,平均值为背景值的3.71倍,其余重金属污染较轻。8种重金属在表层沉积物0~5 cm质量分数明显高于底部,高质量分数区域主要集中在大浦港、新河港入湖湖区。通过对TN、TP、重金属进行污染评价,以TN>1627 mg·kg⁻¹,TP>625 mg·kg⁻¹,RI>300为清淤界限并扣除沉积物小于10 cm的区域和鱼类养殖区,确定主要清淤区域为西部、东南部及部分东北部、南部中心湖区。该研究结果可为类似环保清淤工程的清淤区域确定提供参考。     

工程案例研究在河湖库环保清淤决策中的重要性 (代序言)

环保清淤是清除河湖库淤积物、削减内源污染负荷、修复受损水生态系统的重要工程措施,从20世纪90年代引入我国以来,已经成为河湖库治理的主要技术手段之一。环保清淤工程技术要求高、投资总额大、涉及方面多,有必要基于已经实施工程案例的启示开展系统性总结分析,进一步提高我国环保清淤工程决策的前瞻性和科学性。本文通过对现有工程案例前期论证、实施过程监测、效果评价、底泥处理处置方法及资源化利用等方面系统总结,讨论了当今具有挑战性的环保清淤决策科技问题,提出了未来工程案例研究应包括的主要发展方向。     

单级与多级AO-SBR工艺对黑水的处理

针对大小便和冲洗水所组成的黑水具有有机物浓度高、悬浮成分多、碳氮磷比例失调等问题,开展单级与多级AO-SBR工艺处理黑水的小试实验,为黑水的达标排放提供参考。研究结果表明：单级AO-SBR工艺处理黑水,在中温条件下,HRT为28 h,COD、氨氮、TN、磷酸盐平均去除率分别为79.9%、81.5%、51.5%、0%;外加碳源（醋酸钠）提高C/N至4.83,COD、氨氮、TN、磷酸盐的平均去除率分别提高到89.1%、97.9%、81.3%、30.3%,出水COD、氨氮、TN、磷酸盐分别为116、4.4、42.4、16.4 mg·L-1;采用多级AO、分时进水的运行方式,未加碳源的条件下TN去除效率达到87.8%,较单级AO运行方式提高了26.0个百分点,仅略低于理论除氮效率。研究发现,碳源和碱度不足是影响SBR处理黑水生物脱氮除磷的关键因素。