城镇污水AAOA高标准除磷脱氮技术开发与应用

针对城镇污水在高标准除磷脱氮过程中碳源不足的问题,提出了基于多路径协同的AAOA除磷脱氮技术,探究了AAOA系统实现高标准除磷脱氮对进水C/N的要求,并对实际城镇污水处理进行了实验研究。结果表明：当进水C/N分别为6、7.5、9时,系统TN去除率分别为74.12%、84.90%、90.05%,TP去除率分别为48.29%、97.68%、98.50%;当进水C/N≥7.5时,系统可以实现高标准脱氮除磷。16S rRNA高通量测序结果表明：系统中脱氮除磷功能菌属主要有Aeromonas、Nitrospira、Aeromonas、Comamonadaceae_unclassified、Uliginosibacterium、Saccharibacteria_norank、Candidatus_Accumulibacter、Aeromonas、Pseudomonas、Dechloromonas,系统通过自养硝化、异养硝化、异养反硝化、反硝化聚磷、好氧反硝化等多条路径协同作用实现了高标准除磷脱氮。同时,采用AAOA系统处理城镇污水,当城镇污水进水C/N为7.5时,系统出水${\rm{NH}}_4^{+} $-N、TN和PO43--P平均质量浓度分别为0.40、3.57、0.21 mg·L−1,平均去除率分别达到98.76%、89.03%和95.55%,即无需外加碳源可实现城镇污水的高标准除磷脱氮。     

废铅蓄电池回收的节能降碳案例分析

为了解我国废铅蓄电池回收过程的节能降碳现状,以典型废铅蓄电池回收工艺为研究对象,分析了废铅蓄电池回收过程的产品综合能耗和碳排放情况。结果表明,案例企业的单位产品综合能耗 (当量能耗) 为98.35 kgce·t⁻¹;天然气消耗是最大的能耗来源;铅膏熔炼工序是废铅蓄电池回收过程中产品综合能耗和碳排放量最大的工序;焦粉作为还原剂进入熔炼工序的排放是最主要的碳排放源。在燃料燃烧、能源作为原材料、净购入电力和热力方面,能耗和碳排放量核算是线性相关的,在上述方面寻求节能措施可使废铅蓄电池回收企业实现同时降碳。此外,碳酸盐引起的过程排放和耗能工质也会影响企业的节能降碳效果,建议在后续的核算指南中进行统一规定。本研究结果可为废铅蓄电池回收过程的节能降碳提供参考。     

UASB处理高硫酸盐二元酸废水的效果及硫化物控制技术

长链二元酸生产废水具有高有机物和硫酸盐含量的特点。本研究探索了在控制出水硫化物的条件下厌氧生物处理工艺对二元酸废水的处理效能。实验在空白对照(R0)、添加Fe⁰抑制剂(R1)和微曝气(R2)3组UASB反应器中进行。经过93 d的连续运行后发现：添加Fe⁰和微曝气均可提高UASB的运行性能;在稳定期,R1和R2的COD去除率相比R0分别提升了104%和77%,并减少了48%和78%的出水硫化物含量。添加Fe⁰有助于产生甲烷,但微曝气降低了沼气产率和甲烷含量。微生物群落分析表明,AUTHM297、Desulfovibrio、Macellibacteroides、Longilinea是厌氧生物处理二元酸废水中的优势菌属。硫酸盐还原和产甲烷过程可共同作用于二元酸废水中有机物的去除。     

水体中27种有机磷阻燃剂(OPFRs)的检测及风险评价

有机磷阻燃剂(organophosphorus flame retardants,OPFRs)具有致畸、致癌、致突变风险以及神经毒性作用。为了更好地研究其存在水平和健康风险,建立了固相萃取与高效液相色谱-串联质谱仪和气相色谱-质谱联用仪检测水体中27种OPFRs的分析方法,并对OPFRs进行了健康风险评价。20种OPFRs采用MCX固相萃取柱预处理和LC-MS/MS进行检测,以甲醇和含10 mmol·L⁻¹的甲酸水溶液作为流动相进行梯度洗脱,7种OPFRs采用HLB串联Envi-18固相萃取柱进行预处理并利用GC-MS进行检测。检测结果表明,27种OPFRs的检出限为0.02~2.53 ng·L⁻¹;定量限为0.06~8.43 ng·L⁻¹;回收率为65.82%~108.48%。2021年4月份,采集北京市潮白河地表水和地下水8个水样并检测其OPFRs。实测结果表明：除磷酸三(2-异丙基苯)酯、磷酸异癸基二苯酯、磷酸叔丁基苯二苯酯、磷酸二苄酯外,其余23种OPFRs均有不同程度检出,质量浓度为0~973.17 ng·L⁻¹;磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三异丙酯含量相对较高,分别高达973.17、459.90、315.47、298.41 ng·L⁻¹。采用USEPA模型对水样中的OPFRs进行了健康风险评价, 13种OPFRs的非致癌风险值为0~6.17×10⁻⁴,4种OPFRs致癌风险值为1.37×10⁻⁹~1.07×10⁻⁷;在高暴露条件下,OPFRs的非致癌风险值为1.61×10⁻⁵~6.17×10⁻⁴,致癌风险值为1.00×10⁻⁸~1.07×10⁻⁷,均低于风险阈值。上述结果说明,水体中OPFRs产生的健康风险处于较低水平。此次采集的潮白河地表水和地下水水中OPFRs的致癌风险和非致癌风险均处于较低水平。本研究结果可为地表水和地下水水体中OPFRs的检测及风险评价提供参考。     

在线实时监测微气泡尺寸系统的构建及效果分析

为在线监测污水处理、水体增氧和气液相化学反应过程中的气泡粒径的实时变化情况,构建了一种在线测试微气泡群的测试系统,并进行气泡粒径的实时监测;将微细气泡发生装置产生的气泡水引入到粒度分析仪的测试区样品池,形成一个稳定的动态循环流动的系统;通过调节分流阀和分散剂阀同时实现样品的均匀混合和在线取样,再将样品输送至样品池进行快速检测,实现气泡尺寸的在线实时监测。结果表明：当遮光率为10%,从样品槽混合好的样品到样品池的距离为6 cm,测试时间为10 s时,可获得测试微细气泡粒径的最佳条件,精度为±6%;溶气-释气法产生的微细气泡粒径为10~150 μm;随着进气量的增加,气泡的尺寸逐渐增加,其对应的体积比逐渐较小;气泡的粒径还会受到液相水样的影响,当液相为循环水时,气泡粒径呈双峰分布;当液相为新鲜自来水时,气泡粒径呈单峰分布。微气泡尺寸在线测试平台具有具有重复性好、精度高、可控性强、操作简单等特点。本研究结果可为微气泡在污水处理、水体增氧和气液相反应等场合的应用提供参考。     

北方干旱地区非正规垃圾填埋场堆体特征及环境影响分析

填埋是我国垃圾处理的主要途径。处于不同气候条件的垃圾堆体对周边环境影响程度不同,在治理过程中要充分考虑填埋场特征选择适宜的污染防治及修复措施。以北方干旱地区典型非正规垃圾填埋场为研究对象,通过垃圾堆体理化性质、填埋气组成以及微生物群落结构的检测分析,研究干旱条件下垃圾堆体的特性。结果表明:场内垃圾呈弱碱性,有机质浓度为5.9%~17.4%,含水率为5.4%~7.8%;填埋气组成与准好氧填埋场相近,垃圾堆体中有机质浓度对CH₄、CO₂和CO生成量起到决定性作用;堆体内优势降解菌为Firmicutes(厚壁菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Actinobacteria(放线菌门)以及Bacteroidetes(拟杆菌门),物种丰度与垃圾降解进程及有机质浓度密切相关;在北方干旱地区垃圾填埋场渗滤液产生量小,堆体对周边环境影响较小;对于有机质浓度低于20%,pH呈弱碱性的垃圾堆体,在制定封场方案时可因地制宜地采用简易覆盖方式进行差异化治理修复。     

湖南郴州柿竹园矿区乡镇地下饮用水源重金属水质评价

采用单因子评价法和内梅罗指数法对湖南郴州柿竹园矿区乡镇地下饮用水源丰、枯水期重金属进行水质评价。结果表明,Fe、Mn、Ba、Zn、Cu、As、Pb、Ni、Cr、Cd和Hg等重金属在矿区乡镇地下水中普遍存在,其中Mn、Fe和As为该地区乡镇地下水中的主要重金属污染物,其检出浓度分别超过GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》限值的14.72、1.73和1.61倍。枯水期柿竹园矿区乡镇地下水水质相对丰水期差,该地区乡镇地下饮用水源水质评价结果为较差、良好和优良的在枯水期分别占饮用水源取样点总数的5%、10%和85%;在丰水期分别占饮用水源取样点总数的5%、5%和90%。     

地震损失经济学评估模型灾损参数的统计研究

地震应急管理有助于震后救灾工作的顺利进行。传统的灾损评估需要有关人员进入现场根据地震破坏情况进行评估,这会影响评估的时效性。通过对地震灾损参数进行统计学研究,利用现有的研究成果,以统计指数、数据包络分析为理论基础,将现有的基于不同房屋结构类型、不同破坏等级的震害矩阵进行降维,确定了灾损参数,并以青海玉树地震为例,运用灾损参数实现了灾损的快速评估。     

碱性介质中还原高浓度Cr(VI)细菌的分离及其特性

目前国内外处理含铬废水的微生物仅局限于酸性或中性环境,且处理Cr(VI)的浓度仅为200mgL-1左右,难以工业化应用,尤其是不可能处理诸如铬渣渗滤液之类的碱性含铬废水及铬渣.本研究从铬渣堆埋场附近取得菌样,经富集、分离、驯化,得到能在碱性介质中高效还原Cr(VI)的无色杆菌属(Achromobactersp.)菌株,该菌为G-,具有周身鞭毛及可运动性.对其生理及还原Cr(VI)的特性进行了研究,结果表明:该菌嗜碱,好氧,耐盐及高Cr(VI),在有氧、pH为10.30、30℃等条件下,含Cr(VI)1570mgL-1的废水经该菌处理16h后浓度降至0.6mgL-1.处理后的沉淀物中铬以Cr(OH)3的非晶形态存在,其中总铬含量为21.44%,Cr(VI)检测不出,具有很大的回收价值.图4表3参16     

原油降解微生物的16S rDNA序列研究

通过向原油中加入营养源的方法培养出降解菌体系,这些细菌能在21 d内将原油完全乳化降解,用红外光谱仪扫描降解后的原油,结果表明,图谱的4 000～4 500 cm-1和5 500～6 000 cm-1两处原油特征峰消失。采用细菌16S rDNA通用引物和PCR扩增等方法,构建原油降解菌体系16S rDNA克隆文库,从中随机挑选35个克隆子,进行序列测定(约800bp),测序结果进行BLAST比对。结果表明,变形杆菌纲(Proteobacteria)是原油降解体系中的优势微生物种群(65.7%),其中苍白杆菌属(Ochrobactrum sp.)、短波单胞菌属(Brevundimonas sp.)和无色杆菌属(Achromobacter sp.)是重要原油降解菌。因此对16S rDNA克隆文库的分析揭示了宁波港原油降解菌株的组成,为以后利用此类细菌处理原油污染提供了重要依据。