基于月排放数据的北京3座区级污水处理厂年碳排放特征

以3座北京市某区代表性区级污水处理厂为研究对象,综合《城镇水务系统碳核算与减排路径技术指南》、《污水处理厂低碳运行评价技术规范》和《IPCC 2006 年国家温室气体清单指南 2019 修订版》碳排放核算方法,采用定量统计、相关性分析及敏感性分析等手段对污水处理厂正常运行状态下碳排放核算和影响因素进行特征分析和规律识别,并提出针对性减排路径建议。结果表明：C厂C-TECH工艺的吨水碳排放强度为三厂最低1.35 kg CO₂eq·m⁻³,处于我国较低水平,接近“双碳”目标要求;而B厂改良SBR工艺的单位污染去除碳排放强度较小,其COD碳排放强度为3.16 t CO₂eq·t⁻¹,TN碳排放强度为36.44 t CO₂eq)·t⁻¹,TP碳排放强度为176.69 t CO₂eq·t⁻¹,处于我国中上水平,从效能角度更接近“双碳”目标要求。不同工艺产生的温室气体、进水水质波动及用电消耗导致三厂碳排放强度上存在差异,但各工艺的主排碳因子均为间接碳排放 (A厂、B厂和C厂中分别占73%、59%和59%) ,间接碳排放的主贡献因子为电力消耗 (A厂、B厂和C厂中分别占33%、40%和40%) 。相关性分析发现,各水厂碳排放强度还与N₂O造成的直接碳排放有较大相关性,3座水厂年排放N₂O 2.48×10⁴ t CO₂eq,A厂、B厂和C厂中相关性系数值分别达到0.68、0.87、0.66。敏感性分析表明,整体碳排放强度对电力消耗、N₂O排放和药耗的变化更为敏感,药耗中葡萄糖溶液和多效高分子除磷剂对碳排放强度影响较大。以上结果表明,北京区级污水处理厂应从优化曝气系统、水泵效能等节电措施和调整水厂加药模式等节药措施上实现减排。     

河道藻源胞内有机质光化学-生物降解机制

藻细胞破裂后会向水体释放大量的胞内有机质 (intracellular dissolved organic matter, I-DOM) 。I-DOM在河道中将经历复杂的光降解和生物降解过程,影响其在河道中的迁移转化和环境效应。为了探明光照和微生物对I-DOM的降解机制,开展了光降解、生物降解和光-生物降解实验。结果表明,I-DOM经7 d光降解和生物降解后,溶解性有机碳 (dissolved organic carbon, DOC) 的去除率分别为70%和81%;虽然光照1 d能去除38%的DOC,但后续生物降解 (光-生物降解) 与无光照生物降解对DOC的去除效率一致。进一步的研究表明,生物降解过程中的呼吸商 (respiratory quotient, RQ) 低于光-生物降解过程,说明相比于生物降解过程,光-生物降解过程中经光照后生物呼吸时所利用I-DOM的性质发生了改变,进而影响了生物呼吸时O₂的消耗和CO₂的产生。生物降解过程中微生物主要利用原始的I-DOM分子;而在光-生物降解过程中,生物降解过程的微生物主要利用经光降解转化后的I-DOM分子。光-生物降解过程中,光照消耗了I-DOM中可生物降解的脂质、蛋白质和木质素类组分,导致I-DOM的生物降解效率降低;同时,光照将I-DOM中的大分子物质分解成高O/C的小分子物质,使微生物代谢需要的O₂减少,小分子物质则更易被生物降解矿化生成CO₂,导致RQ升高。本研究结果可为河道水质调控提供参考。     

SCR系统超洁净排放调整与出口NOx均匀性分析

针对典型SCR系统普遍存在的出口烟道与烟囱处NOx在线监测值不一致的问题与超洁净排放要求,选择2台流场与喷氨格栅结构不同的SCR系统进行性能与优化调整实验。通过对喷氨格栅区域烟气分布与喷氨调整前后出口烟道内NOx分布的测试,分析了导致问题的原因与调整方案的有效性以及不同喷氨格栅结构的优劣性。结果表明：喷氨格栅区域烟气流场分布与区域喷氨量的不一致性是导致不同点位NOx浓度在线监测值不一致的原因;依据调整方案能有效实现SCR出口烟道内NOx浓度均匀分布与超洁净排放的要求;改造后,能针对烟道宽度方向上烟气不均现象进行区域喷氨量调整的喷氨格栅结构Ⅱ与更均匀的烟气分布,促使调整后的2号机组A、B两侧出口NOx浓度分布相对标准偏差明显优于1号机组。     

基于寡培养可视化的铀污染检测的微生物组合

为了评估监测铀污染对环境影响程度,为环境治理提供参考依据,本研究通过筛选获得对铀胁迫敏感和抗性的2类微生物,用以响应土壤或水体的铀污染,并考察其对铀污染响应灵敏度。实验筛选得到的红色敏感菌与粉色抗性菌经鉴定分别为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）和玫瑰色考克氏菌（Kocuria rosea）,明显的菌落特征实现了微生物检测的可视化与简单化。通过寡培养基的应用,成功地以粘质沙雷氏菌：玫瑰色考克氏菌为1：2的比例构建了微生物检测体系。经验证,该体系在水体中能够检测出铀的最低浓度约为5 mg·L-1,在土壤中能检出的铀浓度高于10 mg·kg-1才有明显效果,表明本微生物组合对于监测水体和土壤铀污染是有效的。该体系为水体和土壤铀污染的微生物监测提供了前期技术基础。同时,寡培养方式的使用为外界因素对微生物的影响的"效果保真培养"提供了一定的参考。     

SMAD-BBR组合工艺在高浓度洗涤废水处理中的应用

针对当前化工行业洗涤废水COD高、毒性强、表面活性剂多导致难处理难降解的问题,以青岛市某化工厂生产车间的设备清洗废水为对象,在实验室小试的基础上,设计并建立了处理规模为2.0 m³·d⁻¹的SMAD-BBR组合工艺系统用于处理该洗涤废水。经过4个月的现场调试运行,研究了SMAD-BBR组合工艺对洗涤废水的处理效果。结果表明：SMAD-BBR组合工艺能够有效地降解该化工厂的清洗废水,其中COD去除率为99.1%、NH₃-N去除率为95.6%、TP去除率为82.5%;在稳定运行期间水质波动较大时,出水仍能稳定达标,表明组合工艺具有较强的抗冲击负荷能力;通过增加BBR曝气区中的MLSS,从而提高了生物量,使洗涤废水在曝气处理时泡沫严重的情况得到了有效的解决;经计算,SMAD-BBR组合工艺处理洗涤废水,每年可为该化工厂节约140×10⁴元。通过分析可知,SMAD-BBR组合工艺在处理洗涤废水方面有良好的应用前景。     

东湖通道工程沙滩浴场围堰施工对水中胞外碱性磷酸酶动力学行为的影响

城镇化过程常伴随市政建设面积与强度的大幅度增加,但其与湖泊富营养化的关系尚未得到充分的研究。2014年3-5月在武汉东湖通道工程沙滩浴场围堰施工区与相关湖区（郭郑湖、汤菱湖、团湖）的19个位点分5次采集水样,分析了水中胞外碱性磷酸酶的动力学参数及其与溶解有机磷和溶解反应性磷比值的关系。结果表明,施工致使酶的最大反应速度与底物亲和力均显著降低,有机磷酶促再生为生物可利用性无机磷的周转时间明显延长。这一结果指示施工区磷营养的相对充足,施工干扰可能有效促进了沉积物磷向水柱的补给。     

干化污泥制备节能烧结墙体材料

以干化污泥作为替代燃料和造孔剂加入到以页岩为主体的原料体系中,制备出具有节能效果的多孔污泥页岩烧结墙体材料,这是提高污泥利用效率和满足村镇建筑节能建材制备的有效手段,探究了城市污泥掺量、烧结温度和烧结保温时间对烧结墙体材料试样的物理性能、力学性能的影响规律。结果表明,在采用污泥和瘠性页岩为主要原料时不能满足多孔节能烧结墙体材料挤出成型要求,而应采用压制成型工艺,当污泥掺量为15%时,烧结温度为1 050 ℃,保温时间为6 h,可以制备出性能指标优异并满足工程实用的烧结墙体材料,且污泥中的重金属可有效固溶于材料内部,气体排放也可满足国家标准中的相关指标要求,研究结果对干化污泥的利用具有较好的指导意义。     

Molecular composition of recycled organic wastes,as determined by solid-state 13C NMR and elemental analyses

Using solid state ¹³C NMR data and elemental composition in a molecular mixing model, we estimated the molecular components of the organic matter in 16 recycled organic (RO) wastes representative of the major materials generated in the Sydney basin area. Close correspondence was found between the measured NMR signal intensities and those predicted by the model for all RO wastes except for poultry manure char. Molecular nature of the organic matter differed widely between the RO wastes. As a proportion of organic C, carbohydrate C ranged from 0.07 to 0.63, protein C from <0.01 to 0.66, lignin C from <0.01 to 0.31, aliphatic C from 0.09 to 0.73, carbonyl C from 0.02 to 0.23, and char C from 0 to 0.45. This method is considered preferable to techniques involving imprecise extraction methods for RO wastes. Molecular composition data has great potential as a predictor of RO waste soil carbon and nutrient outcomes.     

Accelerated carbonation of different size fractions of bottom ash from RDF incineration

This paper investigates the effects of accelerated carbonation on the characteristics of bottom ash from refuse derived fuel (RDF) incineration, in terms of CO₂ uptake, heavy metal leaching and mineralogy of different particle size fractions. Accelerated aqueous carbonation batch experiments were performed to assess the influence of operating parameters (temperature, CO₂ pressure and L/S ratio) on reaction kinetics. Pressure was found to be the most relevant parameter affecting the carbonation yield. This was also found to be largely dependent on the specific BA fraction treated, with CO₂ uptakes ranging from ～4% for the coarse fractions to ～14% for the finest one. Carbonation affected both the mineralogical characteristics of bottom ash, with the appearance of neo-formation minerals, and the leaching behaviour of the material, which was found to be mainly related to the change upon carbonation in the natural pH of the ash.     

Co-digestion of sewage sludge with glycerol to boost biogas production

The feasibility of adding crude glycerol from the biodiesel industry to the anaerobic digesters treating sewage sludge in wastewater treatment plants was studied in both batch and continuous experiments at 35 °C. Glycerol addition can boost biogas yields, if it does not exceed a limiting 1% (v/v) concentration in the feed. Any further increase of glycerol causes a high imbalance in the anaerobic digestion process. The reactor treating the sewage sludge produced 1106 ± 36 ml CH₄/d before the addition of glycerol and 2353 ± 94 ml CH₄/d after the addition of glycerol (1% v/v in the feed). The extra glycerol-COD added to the feed did not have a negative effect on reactor performance, but seemed to increase the active biomass (volatile solids) concentration in the system. Batch kinetic experiments showed that the maximum specific utilization rate (μ_max) and the saturation constant (K_S) of glycerol were 0.149 ± 0.015 h^?1 and 0.276 ± 0.095 g/l, respectively. Comparing the estimated values with the kinetics constants for propionate reported in the literature, it can be concluded that glycerol uptake is not the rate-limiting step during the process.