复合沸石滤床修复北方景观水体的实验研究

以天然矿物质沸石、细砂及煤渣取代传统滤料构建复合基质生态床,表面种植景观植物,采用下向流-上向流运行方式修复北方景观水体。分别进行静态实验及不同循环速率下的动态实验,考察对水体污染物去除过程。结果表明,2种运行方式下对水体NH⁺₄-N去除率都在85%以上,其中以1 h为循环周期的运行方式去除率达97%,较静态提高12.8%;TN去除率最高为84%;TP去除不稳定,过程缓慢。煤渣层对NH⁺₄-N的去除效果差,硝化作用不彻底与反硝化作用的加强使下层出水NH⁺₄-N 、NO^-₂-N及NO^-₃-N浓度均高于上层。提高循环速率有利于对氮的去除。     

三级串联人工快渗系统处理养殖废水

人工快速渗滤系统（constructed rapid infiltration,CRI）是在传统的污水快速渗透系统上发展起来的一种新的生物处理方法。采用猪粪浸泡污水模拟实际猪场处理系统的厌氧出水,研究三级串联人工快渗系统对其污染物的去除效果。试验结果表明,三级串联系统对废水COD、NH3N的去除率稳定在81%和94.5%,出水均满足了《畜禽养殖行业污染物排放标准》（GB18596-2001）的要求,同时三级串联系统还可以有效预防系统的堵塞。     

微量金属元素及其配合物对厨余垃圾甲烷发酵的影响

生物可利用的微量金属元素不仅能够保证污染物以最大的速率转化,而且还可以使某些特殊的转化得以发生,并提高微生物对有毒污染物质的耐受能力。在研究厨余垃圾总固体浓度(total solid, TS)、接种量和C/N比对厨余垃圾厌氧发酵影响的基础上,重点探讨微量金属元素钴及其配合物丝氨酸对厨余垃圾厌氧发酵甲烷产量及关键酶含量的影响。结果表明,当TS为0.5%、接种污泥量为100 mL/L和C/N比为20∶1时,厨余垃圾厌氧发酵的甲烷产率较高,为367 mL/g COD;添加2 μmol/L的微量金属元素钴-配合物丝氨酸时,甲烷产率则提高到432 mL/g COD,相应地,辅酶M的含量由空白实验的41.21 μmol/g VSS提高到54.64 μmol/g VSS,辅酶F₄₂₀的含量由0.31 μmol/g VSS提高到0.48 μmol/g VSS。     

土壤中零价铁还原3-氯硝基苯的作用

利用零价铁在常温常压下对土壤中的3-氯硝基苯的还原,对反应物和产物随时间的变化及反应的各个影响因素进行了研究。实验结果表明,零价铁能够有效地将3-氯硝基苯还原为3-氯苯胺,反应过程中没有检测到脱氯产物。其反应速率随铁粉用量、反应体系含水量的增加以及反应温度的升高而升高,随土壤初始pH值的升高而降低。在土壤中3-氯硝基苯含量约为2.5×10^-6 mol/g,铁粉使用量为25 mg/g,反应体系中含水量为0.75 mL/g,pH值为6.8时,在恒温生化培养箱(25±1)℃反应5 h后,3-氯硝基苯的还原率达到92.75％。     

红萍净化水产养殖水体的研究

利用红萍(Azolla)对富营养化水产养殖水体进行净化研究。结果表明,红萍能显著增加水体中的DO,增氧幅度随流量在16.88%～70.46%之间变化,随着养殖水体流经的层数增多或者处理的时间延长,红萍对水体的增氧量加大,水中DO最终趋向一个常数值K;同时,红萍对水体中的NH₃-N和TP都有明显的去除效果,NH₃-N去除率随流量在9.86%～38.90%间波动,TP的去除率则随流量的变化在5.80%～38.43%之间波动。可见,红萍是净化水质的良好材料,能有效改善水产养殖水环境。利用红萍净化水体将为解决高密度集约化水产养殖的瓶颈提供新途径,实现水产养殖用水的封闭循环利用。     

蜂窝煤燃烧氟污染的控制

以碳酸钙为固氟添加剂,以炉渣及粉煤灰等低氟材料取代全部或部分粘土作为粘结剂来制作蜂窝煤,进行了燃煤降氟的试验研究.结果表明,添加碳酸钙能有效降低蜂窝煤燃烧时候的氟排放,当煤:粘土:CaCO3的质量比为70:17:13时,碳酸钙的固氟效果最佳,氟的排放率可降低64.1%.以炉渣为粘结剂制作蜂窝煤能够显著降低燃烧时向外界排放的氟化物量,当煤:炉渣:CaCO3为80:8:12时,蜂窝煤燃烧排氟量较小且趋于稳定.已拌有一定剂量粉煤灰粘结剂的煤中添加15%的粘土后碳酸钙的固氟效果明显改善,当煤:粘土:粉煤灰:CaCO3为70:15:9:6时固氟效果最佳,此时蜂窝煤氟逸出率仅为18.2%,氟的减排率达到77.9%,显著优于未添加粘土时碳酸钙的固氟效果,蜂窝煤添加碳酸钙固氟剂进行高效固氟时,需同时适当增加粉煤灰加入量,以稳定固氟剂的高温固氟效果.     

好氧硝化颗粒污泥膜生物反应器性能和膜污染研究

实验研究了好氧硝化颗粒污泥膜生物反应器AGMBR的处理性能,并将其与活性污泥膜生物反应器ASMBR进行对比,考察了颗粒污泥在减缓膜污染中所起的作用.好氧硝化颗粒污泥膜生物反应器AGMBR连续稳定运行102 d,系统具有良好的去除有机物和同时硝化反硝化能力,在进水COD和NH+4-N浓度分别为500和200 mg/L时,COD、NH+4-N和TN的去除率分别稳定在86%、94%和45%以上.颗粒污泥有效减缓了膜污染,延长了膜清洗的周期,AGMBR中的膜污染以膜孔堵塞为主,占总阻力的64.81%;滤饼层的阻力为2.1×1012m-1,远小于ASMBR中的16.07×10"m-1;膜清洗周期是相同条件下ASMBR的2.43倍以上;而且AGMBR内不断有新颗粒生成,维持了AGMBR系统性能和运行的稳定.     

基于生态安全的DAT-IAT城市污水处理工艺改进研究

通过正交试验,得到了DAT-IAT工艺和A/DAT-IAT工艺处理城市污水的常规指标去除和生态毒理指标削减的最优运行条件。结果表明,在正交试验的同一工艺中,COD去除最优运行条件的出水COD值优于生态毒性削减最优运行条件的出水COD值,但前者出水的生态毒性较大。由于厌氧池的水解酸化作用,A/DAT-IAT工艺对COD和生态毒性的处理效果均优于DAT-IAT工艺,并且回流总能耗低于DAT-IAT工艺,但是出水COD仍不达标。为了降低进入工艺的COD的总量,以絮凝沉淀做为预处理工艺,并采用Al残留量最小的絮凝剂投药量以降低出水中残留Al带来的生态风险。结果表明,在COD去除最优运行条件下,具有絮凝预处理的工艺对COD的去除效果优于没有絮凝预处理的工艺。絮凝-A/DAT-IAT工艺在COD去除最优运行条件下出水COD为104.46 mg/L,满足排放标准。在毒性削减最优运行条件下,具有絮凝预处理的工艺的出水生态毒性有所上升,但是污染物的总量得到了大幅削减。絮凝-A/DAT-IAT工艺与DAT-IAT工艺相比,在污染物去除效率得到大幅增加的同时,生态毒性得到有效控制,生态安全得到了有效的保障。     

强化生物通风修复过程中柴油衰减规律及其影响因素研究

强化生物通风技术对于修复因地下储油罐泄漏引起的土壤污染具有很大的应用前景。通过室内土柱模拟柴油泄漏污染土壤,从土柱中总石油烃（total petroleum hydrocarbon,TPH）剖面分布随时间的变化及降解模式角度,分析了其自然衰减和强化生物通风过程。结果表明：初始柴油浓度直接影响着各柱在自然衰减和强化生物通风过程中柱内的残余TPH平衡分布曲线的形状和浓度峰值位置;在前期自然衰减过程中（约1个月）,当土壤中的柴油浓度为5 000～40 000 mg油/kg土时,整个柱内TPH变化的主要原因是重力扩散迁移的结果;当土壤中的柴油浓度≤5 000 mg油/kg土时,其TPH的变化不仅是重力扩散迁移作用的结果,生物降解作用也存在;通风约2个月后,抽提作用对于保持土柱上部柴油浓度稳定变化的意义较为突出。     

高锰酸钾降解地下水中PCE的研究

以氯代有机污染物中常见的PCE为目标污染物,以自制高锰酸钾溶液为氧化剂,采用批实验方法,探讨了高锰酸钾降解PCE的反应动力学、影响因素以及反应机理。反应结果表明,高锰酸钾降解PCE的反应符合一级动力学方程,反应活化能E为57.119 kJ/mol,在30℃条件下,反应速率常数为0.0076 min^-1,半衰期为91.20 min。在pH在3～10,离子强度在0～0.1030 mol/L之间变化时,反应速率不受明显影响。