矿物棉填料孔隙率对生物滴滤池水处理效果的影响

针对生物滴滤池因接触时间短而导致出水不达标的问题,采用3种容重(80、100、120 kg·m−3)的矿物棉作为滤池填料,考察了填料孔隙率对保水性的影响,分析了不同容重填料的生物滴滤池去除污染物的效能,探究了填料孔隙率对微生物群落特征的影响。结果表明,矿物棉载体的吸水、保水性能随其孔隙率增加呈现先增加后减小的趋势;孔隙率较小的矿物棉载体在稳定运行后对COD、${\rm{NH}}_4^ + $-N有更好的去除效果,平均去除率分别可达99%和72%,且具有一定的抗冲击负荷能力。高通量测序结果显示,随着矿物棉载体孔隙率的减小,微生物群落物种丰富度增加,而其多样性减少。比较而言,当容重为100 kg·m−3时,矿物棉的吸、保水性高,微生物种群结构适宜,出水水质可达一级A标准,且具有一定的抗冲击负荷能力。     

水泥窑协同处置含锌粉尘对水泥熟料性能及环境安全性的影响

利用水泥窑协同处置技术对含锌粉尘进行了处置。通过掺入不同量的含锌粉尘煅烧成水泥熟料,探讨含锌粉尘中重金属离子对水泥熟料性能和环境安全性的影响。结果表明,含锌粉尘中的Zn离子可以被有效固化在水泥熟料中,固化率最高可达98.11%;Zn离子在水泥净浆中的浸出浓度低于工业固体废弃物浸出毒性鉴别标准的规定限值,故水泥熟料固化的危险废物在使用中不会对环境造成二次污染。此外,含锌粉尘的加入降低了f-Cao的质量分数,改善了水泥生料的易烧性;在熟料中,各矿物相对重金属元素的固化存在选择性,Zn离子在中间相中的固化率至少为73.04%,远高于其在硅酸盐相中的固化率;同时,背散射图像也表明,Zn离子主要存在于中间相。以上研究结果可为水泥窑协同处置含锌粉尘提供参考。     

溶解氧分区控制的一段式自养脱氮工艺的性能及其中微生物的特征

针对一段式自养脱氮工艺普遍存在脱氮性能较差或不稳定的问题,提出了溶解氧分区控制的策略,研发了一种内外分层、溶解氧分区的新型自养脱氮反应器。通过改变反应器的进水氮负荷和调控曝气量,考察其溶解氧分区效果和脱氮性能变化,并探究长期运行过程中微生物群落结构特征。结果表明：在为期250 d的连续实验中,新型反应器能实现良好的溶解氧分区效果,可有效强化氨氧化速率和厌氧氨氧化速率,总氮去除率到达84.3%,氮去除速率为0.84 kg·(m³·d) ⁻¹,自养脱氮性能得到了提升;反应器中微生物群落结构趋向单一,浮霉菌门始终维持较高丰度（7.6%~10.5%）,厌氧氨氧化菌的优势菌属则发生了由Candidatus Kuenenia向Candidatus Brocadia的演替,而亚硝酸盐氧化菌生长受到抑制。本研究结果可为自养脱氮工艺的应用提供参考。     

基于甘蔗渣衍生碳量子点的荧光适配体探针的制备及其对17β-雌二醇的检测效果

为实现灵敏、快速、特异性地检测水环境中的17β-雌二醇 (E2) ,以甘蔗渣衍生的碳量子点作为荧光信号,核酸适配体 (aptamer) 作为识别元素,构建了一种可以特异性检测E2的荧光探针,通过荧光强度的变化来定量检测E2并对检测效果进行分析。结果表明：核酸适配体能成功修饰在碳量子点的表面形成稳定的荧光探针;200 mg·L⁻¹的碳量子点与1 μmol·L⁻¹的aptamer为荧光探针的最佳构建比例;相对荧光强度与0~10 μg·L⁻¹质量浓度的雌二醇成正比,且最低检测限为0.42 μg·L⁻¹;该荧光探针可成功应用于水体中E2的检测,回收率为93.6%~106.5%。与传统的仪器检测方法相比,该荧光探针检测E2具有良好的选择性和重现性,还具有操作简单、成本低的优点。本研究成果可为核酸适配体构建的荧光探针在水环境检测中的推广应用提供参考。     

负压排水真空便器冲水噪声的影响因素

真空便器噪声问题是影响负压排水用户使用体验的重要因素。通过改变真空便器系统的冲水量、气液比、真空度等工作参数,探究了各因素对真空便器产生噪声大小的影响,并据此提出了参数调整建议。结果表明：增加冲水量可降低真空便器的噪声,且冲水量的改变对真空坐便器噪声的影响更显著,冲水量增加1 L可使真空坐便器噪声最大值降低约5 dBA;真空便器噪声随气液比的增大而增大,气液比降低15可使真空便器噪声最大值降低约12 dBA;系统真空度越高,真空便器噪声越大,将系统真空度调低0.03 MPa,可使真空便器噪声最大值降低5~8 dBA;在相同条件下,真空坐便器噪声高于真空蹲便器。建立了便器噪声与冲水量、气液比和真空度的定量关系模型,得出系统真空度为-0.04 MPa、冲水量为1.7 L、气液比为2.5时噪声最小。此时,真空蹲便器噪声最大值降为79.8 dBA,真空坐便器噪声最大值降为81.9 dBA,噪声得到显著降低。本研究可为降低负压排水真空便器的冲水噪声、提升使用体验提供参考。     

辅料及工艺参数对干旱地区污泥堆肥物理指标动态变化的影响

针对我国西北干旱地区污泥堆肥过程中存在升温速度慢和缺少适宜堆肥技术参数的问题,通过大型条垛式污泥堆肥正交实验,研究堆肥过程中堆体的温度、pH、电导率、含水率的动态变化过程,以期明确适宜该地区的污泥堆肥技术参数。结果表明,当玉米秸秆配比为15%时,堆体的升温速度达17.3 ℃∙d⁻¹,最高温度可达75 ℃以上;当秸秆粒径为5 cm时,高温持续时间最长,达22 d;堆体的电导率随着秸秆配比的增加呈增加的趋势,堆肥结束后以秸秆配比15%的电导率值最大。从水分变化来看,堆肥10 d后,污泥先静置6 d后翻抛的堆体上层含水率高,而常规翻抛的堆体各层含水率在15 d后呈现下层>上层>中层的垂直空间分布。总体而言,玉米秸秆粒径对堆体温度影响最大,而玉米秸秆配比对堆体含水率影响最大。西北干旱区污泥条垛式堆肥最优技术参数为添加5 cm粒径的玉米秸秆15%,完全混合先静置6 d后进行翻抛。本研究结果可为我国西北干旱地区生活污泥高效堆肥提供参考。     

生物洗涤塔内产漆酶苯降解菌的分离鉴定及菌剂制备应用

从生物洗涤塔内循环洗涤液中分离鉴定得到3株苯降解菌Kocuria rosea sp. R(玫瑰色考克氏菌属)、Bacillus sp. W(芽孢杆菌属),以及Arthrobacter sp. Y(节杆菌属),通过研究其苯降解动力学,确定苯降解优势菌为Bacillus sp. W,优化其降解条件并探究其代谢途径。结果表明,添加皂角苷可促进苯的生物降解,但根据不同细菌的代谢特点,其影响存在显著差异。在产漆酶菌Bacillus sp. W的降解下,苯的半衰期为8.08 h,而皂角苷与苯共代谢时,苯的半衰期缩短为4.90 h。在最优条件下,即pH为7、起始苯浓度为50 mg·L⁻¹、皂角苷添加量为75 mg·L⁻¹,Bacillus sp. W的漆酶酶活最高为490.21 U·L⁻¹。在漆酶等参与下苯存在独特苯降解通路,苯在加氧酶作用下转化为邻苯二酚,漆酶可催化酚羟基邻位发生甲氧基取代,进而分子内加成为呋喃衍生物,再经一系列下游酶的作用降解成小分子。在生物反应器中添加由分离得到3株菌株复合而成的菌剂,苯去除效率在第5 d达最高81.21%,比常规驯化活性污泥提前了17 d,还增强了反应器的抗冲击能力。将菌剂接种到实验室的泡沫生物洗涤反应器中,实现了反应器快速启动,启动期仅为5 d。本研究可为生物技术治理疏水性和难降解性VOCs提供参考。     

园林废弃物与餐厨厌氧沼渣混合热解特性及动力学分析

为了探究园林废弃物和餐厨厌氧沼渣的热解特性以及2者混合热解的交互作用。采用热重分析法对餐厨厌氧沼渣、园林废弃物及其不同比例的混合样品热解特性进行了分析,并研究了混合比例和升温速率对热解过程的影响。结果表明,园林废弃物与沼渣单独热解时,园林废弃物热解反应活性高且能耗低,热解终温为400 ℃左右;沼渣热解反应活性低且能耗高,热解终温为600 ℃左右。混合热解实验中,随着园林废弃物添加比例升高,样品热解残余率不断下降,综合热解指数不断增大,园林废弃物与沼渣混合热解适宜的添加比例为50%,热解终温为600 ℃左右。采用Coats-Redfern积分法对园林废弃物、沼渣及混合样品进行动力学分析,园林废弃物和餐厨厌氧沼渣反应活化能分别为12.08和1.79 kJ·mol⁻¹,混合样品实际活化能均略高于理论值。这说明,2者混合热解过程中存在一定抑制作用,但对热解过程影响不大。本研究结果可为园林废弃物与餐厨厌氧沼渣混合热解处理提供参考。     

景观湖泊黑臭水体生态修复措施和效果——以武汉市金湖生态修复工程为例

为修复受到污染呈黑臭状态的金湖水体,建设金银湖国家湿地公园,在分析金湖水质、底质概况及黑臭水体成因的基础上,采取点源污染、面源污染、内源污染同步控制和边治理边修复的方法,在不进行大规模清淤、不扰动水体情况下建设湖滨缓冲带,对湖泊底质进行修复。结果表明：湖泊水质得到了明显改善,各项水质指标均低于《城市黑臭水体整治工作指南》中的轻度黑臭标准限值,修复后水质达到了地表水Ⅲ类标准;在中央环保督察组巡视反馈重点整治湖泊水质变化报告中被评为“好转”等级,实现了黑臭水体治理以及生态修复的目标。该治理修复案例可为城市内陆景观湖泊生态修复提供参考。     

混气悬浮磁化焙烧铁尾矿及其磁分选效果

为实现铁尾矿资源化回收利用,以H₂、CO、CO₂和N₂模拟还原混气对铁尾矿进行悬浮磁化焙烧,通过磁选获得铁精矿。探究温度、时间、H₂和CO占比对铁精矿铁品位和回收率的影响,采用X射线衍射、振动样品强磁计、X射线光电子能谱、BET表面分析和扫描电子显微镜X光微区分析方法,探究悬浮磁化焙烧磁选过程中晶相结构变化和反应机理。结果表明,铁尾矿在温度、时间和H₂∶CO∶CO₂∶N₂（体积比）分别为600 ℃、10 min和20∶15∶15∶50时,铁精矿铁品位和回收率最优分别为62.06%和98.03%。铁精矿饱和磁化强度由0.77 Am²·kg⁻¹提升到59.43 Am²·kg^-1。悬浮磁化焙烧能有效将赤铁矿针铁矿还原为磁铁矿,且BET表面积提升了13.1676 m²·g⁻¹,并能通过磁选有效分离Fe₃O₄和SiO₂等脉石。本研究可为从铁尾矿中回收铁资源提供参考。