Purification, characterization and application of dual coagulants containing chitosan and different Al species in coagulation and ultrafiltration process

The objective of this study was to investigate the effect of different Al species and chitosan (CS) dosages on coagulation performance, floc characteristics (floc sizes, strength and regrowth ability and fractal dimension) and membrane resistance in a coagulation–ultrafiltration hybrid process. Results showed that different Al species combined with humic acid in diverse ways. Al_a had better removal efficiency, as determined by UV₂₅₄ and dissolved organic carbon, which could be further improved by the addition of CS. In addition, the optimal dosage of different Al species was determined to be 4.0 mg/L with the CS concentration of 1.0 mg/L, by orthogonal coagulation experiments. Combining Al_a/Al_b/Al_c with CS resulted in larger flocs, higher recovery, and higher fractal dimension values corresponding to denser flocs; in particular, the floc size at the steady state stage was four times larger than that obtained with Al species coagulants alone. The results of ultrafiltration experiments indicated that the external fouling percentage was significantly higher than that of internal fouling, at around 85% and 15%, respectively. In addition, the total membrane resistance was significantly decreased due to CS addition.     

Spatio-temporal variation of landfill gas in pilot-scale semi-aerobic and anaerobic landfills over 5 years

Variation of CH₄, CO₂, and O₂ concentrations in layers of different depths in semi-aerobic and anaerobic landfills was analyzed over a period of 5 years. The results showed that most of the municipal solid waste became basically stable after 5 years of landfill disposal. In the upper and middle layer, the concentration of CH₄ in the semi-aerobic landfill was significantly lower than that in the anaerobic landfill in different landfill periods, while in the lower layer, there was little difference in the CH₄ concentration between the semi-aerobic and anaerobic landfills. The average concentration of CH₄ and CO₂ in the anaerobic landfill was always higher than that in the semi-aerobic landfill, while the O₂ concentration showed an opposite variation in different landfill periods. This was related to the aerobic reaction of landfill waste around the perforated pipe in the semi-aerobic landfill, which inhibited effective landfill gas generation.     

活性污泥胞外聚合物的组成与结构特点及环境行为

在活性污泥处理系统中,微生物大多以污泥絮体的形式悬浮在水中。胞外聚合物(EPS)作为污泥絮体的重要组成部分,以其独特的聚合结构和化学组成,在污水生物处理系统中起到重要作用。为了更好的描述EPS的环境行为,文章综合了近年来国内外相关的研究成果,首先分析了EPS的来源、化学组成及结构分布,得出EPS中包含蛋白质、多糖、腐殖酸、核酸、糖醛酸及脂类大分子等化学物质,其中蛋白质和多糖之和占总有机物含量的70%~80%;在结构上,EPS分为SB-EPS、LB-EPS和TB-EPS,三者与细胞结合的紧密程度递增,其中所含化学成分比例的不同将使其具有不同的理化特性。其次,文章对EPS的理化特征对污水处理系统的影响,如对系统中微生物降解特性的影响、磷和重金属的吸附等进行了讨论,并总结了EPS中相关的官能团对上述环境行为的贡献。同时,文章还论述了EPS中官能团的亲疏水特性及化学成分对污泥絮体的脱水性、絮凝沉降性能的影响。     

水污染源在线监测比对中存在的问题研究

结合环境监测工作的实际情况,从评价标准体系、仪器性能指标和其它等3方面对中国污染源水质在线监测比对中存在的问题进行分析,建议质控样考核以标准品自身的不确定度为依据评判;考虑到实际水质的复杂性,实际水样比对相对误差统一设定为20%,同时取消低浓度质控样代替实际水样进行试验,引进新的实际水样考核指标,如标样加入试验、精密度试验等,让所有的实际水样考核数据都参与到最终的结果评估中.     

基于Seam型裂纹的复合型裂纹起裂角预测的有限元法

目的对处于多轴应力状态下的复合型裂纹起裂角进行预测。方法考虑材料的弹性性能,利用商业有限元软件ABAQUS中的Seam裂纹模拟穿透型裂纹损伤,建立双轴载荷作用下中心带孔边裂纹板的三维有限元模型,通过位移外推法得到裂纹尖端的应力强度因子(Stress Intensity Factor,SIF),并利用求得的SIF基于最大周向应力断裂准则预测孔边裂纹的起裂角。结果通过与相关文献结果进行对比,发现通过该有限元方法计算得到的应力强度因子与文献结果的最大误差在2%以内,预测的裂纹起裂角与文献结果的最大误差在3%以内。结论该有限元方法计算的裂纹起裂角与文献结果一致,因此文中求解复合型裂纹起裂角所使用的有限元方法是可靠有效的。     

垃圾处理设施周边居民风险感知与邻避行为倾向研究

风险感知是邻避问题研究的一个重要视角.通过对北京市六里屯和高安屯两个垃圾处理场的实地调查,分析了垃圾处理设施周边173个家庭的风险感知、公平认知、受偿意愿与邻避行为倾向之间的关系.研究表明,多数居民认为垃圾处理场的存在对自己的生活造成了一定的负面影响,超过半数的居民有邻避行为倾向,居民的邻避行为倾向与风险感知有正相关关系,与公平认知和货币受偿意愿有负相关关系.因此,加强宣传和沟通,避免风险认知片面夸大也是化解邻避风险的重要手段.     

开闭路条件下沉积物微生物燃料电池阳极细菌群落差异解析

采用Solixa高通量测序技术对比了沉积物微生物燃料电池(sediment microbial fuel cells,SMFCs)开闭路条件下启动阳极生物膜细菌群落结构差异.SMFCs开路条件下启动阳极生物膜获得优化序列3 936条,经过97%相似度归并后得到1 581个操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs);SMFCs连接5 kΩ电阻闭路启动阳极生物膜获得优化序列3 930条,聚类归并后产生1 551个OTUs,α多样性指数分析表明开路条件下启动阳极生物膜菌群多样性相对更丰富.SMFCs开、闭路条件下启动阳极生物膜优势菌均为Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes,它们在开路下阳极生物膜中的含量分别为59.79%、12.54%和9.02%,而在闭路条件下分别为63.02%、10.01%和3.60%,SMFCs闭路条件下运行,地杆菌Geobacter在阳极生物膜中含量高达16.55%.SMFCs开、闭路条件下启动阳极生物膜细菌群落结构的差异说明SMFCs启动过程电子的传递影响电极生物膜微生物群落结构.     

新型钛酸钠填料对Cu2+、Pb2+、Zn2+和Cd2+的竞争吸附研究

以钛酸钠纳米纤维为原材料制备新型钛酸钠填料,对水体中常见的重金属(Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)和Cd~(2+))进行竞争吸附实验研究,分析了四元、三元及双组分竞争吸附的选择性吸附特性,并探讨了4种金属离子在钛酸钠填料上的相互作用关系.结果显示,初始浓度较低时,4种离子之间的相互影响差异性不明显;随着初始浓度的升高,4种离子的竞争吸附分配系数都呈下降的趋势,竞争吸附系数大小顺序为:Pb~(2+)Cu~(2+)Zn~(2+)Cd~(2+),这与重金属离子的第一水解常数大小顺序一致.竞争吸附结果表明,水中存在Pb~(2+)时,其余3种离子的吸附都会被抑制,尤其对Zn~(2+)和Cd~(2+)的抑制更显著,即在钛酸钠填料上Pb~(2+)的竞争吸附能力最强,Cu~(2+)次之,而Zn~(2+)和Cd~(2+)的竞争吸附能力较弱,其吸附过程容易受到其他二价金属离子的抑制.     

高速铁路对国内民航旅客运输的替代效应测度

中国高速铁路的快速建设,对国内民航客运的发展产生了较大的影响。基于事后分析视角,从直达联系视角建立了国内高铁—民航运输的空间叠合网络,定量分析了高铁建设前后民航旅客运输的变化特征,并基于航空客流增速变化识别出高铁影响下的四种航段类型及其空间分布。在此基础上,基于2007-2014年全国277对高铁—民航运输重叠城市对的8年面板数据,以航空客流为因变量,建立随机效应模型,研究了高速铁路介入后对国内民航客运系统、北上广枢纽机场以及其他机场航线的替代效应。结论表明：（1）高速铁路对重叠网络的民航旅客运输产生了较强的替代效应,且高铁列车速度越快、城市间距离越短,替代效应越明显。（2）由于航班网络联系的多元化、旅客出行偏好选择以及对时间敏感性不同,枢纽机场航线较非枢纽机场航线受高铁建设的影响相对较小。未来随着高铁网络的进一步完善,其对航空客运的影响仍值得持续关注。     

我国畜禽粪便污染的区域差异与发展趋势分析

随着我国畜禽养殖业的快速发展,畜禽生产所导致的粪便污染问题日趋严重,甚至威胁到农业可持续发展.本研究结合宏观统计数据和实地调研数据,对我国总体和各省2010年畜禽粪便排放和污染情况进行了分析,并通过中国农业可持续发展决策支持系统(CHINAGRO)对2020年我国总体和各省畜禽粪便排放和污染的发展趋势进行了预测分析.结果表明,2010年我国畜禽粪便排放总量为19.00亿t,形成污染的畜禽粪便量为2.27亿t,平均每公顷耕地的畜禽粪便污染量为1.86 t,我国东南地区的广东、福建等省是畜禽粪便污染较重的区域.模型预测结果表明,如果不进行政策干预,全国畜禽粪便总污染量将大幅增至2020年的2.98亿t.东部地区畜禽粪便污染将更为严重,中部和西部地区污染程度相对较低且增幅低于东部地区.建议通过税收和补贴等政策措施控制畜禽粪便的污染排放,鼓励畜牧业生产向中西部地区转移.