N_2O微电极法测定污水生物处理系统中的羟胺

羟胺(NH_2OH)是一种重要的硝化中间产物,其与污水生物处理系统氧化亚氮(N_2O)的产生密切相关,但目前仍缺乏一种可以简便、快速测定污水生物处理系统NH_2OH的方法。该研究在酸性条件下,以Fe~(3+)为氧化剂,通过将NH_2OH氧化为N_2O,采用N_2O微电极对N_2O浓度进行测定,进而间接测定污水生物处理系统的NH2OH浓度,并研究了亚硝酸根(NO_2~-)对测定结果的干扰以及干扰的消除方法。研究结果表明:(1)NO_2~-会干扰N_2O微电极法的NH_2OH测定结果。由于NO_2~-在酸性条件下会生成N_2O,将导致测定结果偏大;(2)当样品中NO_2~--N浓度低于10 mg/L时,向样品中加入0.1 m L 40 g/L的磺胺溶液,可以消除NO_2~-对测定结果的干扰。该方法可以快速、准确地测定污水生物处理系统的NH2OH浓度,对揭示污水生物处理系统NH_2OH对N_2O产生过程的作用机制有重要意义。     

西安市城市主干道路面径流颗粒物沉降性能及粒径分布研究

在西安市城市主干道南二环路建立路面径流采样站,利用自制流量等比例采样装置,采集2009年4-9月的16场降雨路面径流,采用累积曲线法试验研究路面径流中颗粒物的沉降性能和粒径分布,并就降雨特征对径流中颗粒物粒径分布影响进行分析.结果表明,沉降可有效去除颗粒物,沉降60 min和2 h平均去除率分别为78.4%和86.3%. 要达到45%、60%和80%的沉淀去除率,表面负荷应分别为1.1～9.3 cm/min、0.6～5.9 cm/min和0.1～2.7 cm/min.沉淀去除率每提高10%,表面负荷相应减少1.3～3倍. 径流中颗粒物粒径分布呈宽幅变化,d10、d50、d90分别为3～23 μm、17～56 μm和40～65 μm,表明径流中颗粒物以粒径3～65 μm的细颗粒为主. 最大降雨强度与颗粒物粒径相关性较强,其他因子与颗粒物粒径相关性不强,降雨强度是影响径流中颗粒物粒径分布的主要因素.     

高盐高碱环境下硝化反硝化过程及N2O产生特征

采用稳定运行在高盐高碱环境厌氧/好氧/缺氧(A_n/O/A)模式下的序批式生物膜反应器(SBBR),考察在不同碳氮比(C/N)条件下,硝化反硝化过程及N_2O产生特征.结果表明,在C/N为5、2和对照组(C/N=0)时,总氮去除率分别为(98. 17±0. 42)%、(65. 78±2. 47)%和(44. 08±0. 27)%; N_2O的产生量分别为(32. 07±2. 03)、(21. 81±0. 85)和(17. 32±0. 95) mg·L~(-1); N_2O转化率(N_2O产生量在去除总氮中的比例)分别为(29. 75±0. 93)%、(30. 04±2. 17)%和(41. 69±0. 80)%.高盐高碱条件下,亚硝酸盐氧化菌(NOB)受到很强的抑制作用,硝化过程基本停留在亚硝酸盐阶段.由于高盐高碱环境对N_2O还原酶活性的抑制,使得异养反硝化过程产生了大量N_2O,随着碳氮比的增大,有更多的碳源用于反硝化过程,因而总氮去除率和N_2O产生量均随之增加.随着碳氮比的增大,N_2O转化率随之降低,这可能是由于异养反硝化过程氮素还原酶对电子的竞争所形成的,碳氮比越高,电子竞争越弱.高通量测序表明:在SBBR中,氨氧化细菌(AOB)被富集,而几乎不存在NOB;优势异养反硝化菌属主要是Thauera、Azoarcus和Gemmobacter.     

西安市道路雨水口截污挂篮试验研究

结合西安市路面径流水质、水量特征及道路雨水口设置,设计道路雨水口截污装置——截污挂篮,试验研究截污挂篮的透水性能、工作状态、截污效果及清洗更换周期.结果表明,为避免在5 a-遇暴雨下道路积水,截污挂篮上部溢流孔孔口面积应至少0.009 8 m2.土工布的过滤通量与过滤水头呈线性关系,随单位面积质量增加,土工布的透水能力下降.为确保在5 a(一)遇暴雨下截污挂篮不发生溢流,由300g/m2、150 g/m2和130 g/m2土工布制作的截污网袋需至少保证175 mm、94 mm、75 mm的有效过滤高度,且截污挂篮对路面径流颗粒物的平均去除率分别为76.5％、69.4％和56.0％.     

厌氧消化中硫酸盐毒性的控制

探讨了厌氧消化中硫酸盐还原菌与产甲烷菌对分子氢的两种竞争作用及硫酸盐的致毒机制，归纳分析了目前对含硫酸盐有机废水厌氧处理可能采用的几种毒性控制对策及其存在问题。     

呼吸计量法对甲醇和葡萄糖为基质的ASM1参数测定

污水水质和污泥特性不同,活性污泥1号模型(ASM 1)参数的测定结果也不相同。研究以甲醇和葡萄糖为基质,对分别经过甲醇和葡萄糖驯化的活性污泥,通过呼吸计量法测定高食微比、中食微比和零食微比下的氧利用速率(OUR)随时间变化的曲线。确定了异养菌产率系数(YH)、异养菌最大比增长速率(μ^H)和衰减系数(bH),并根据YH、μ^H和bH的测定结果和对中食微比下OUR曲线的数值拟合确定了异养菌半饱和常数(ks)、最大比水解速率(kh)和慢速可生物降解底物水解的半饱和常数(KX)。研究结果表明,在20℃下,采用甲醇和葡萄糖为基质测得的YH、bH、μ^H、ks、KX和kh分别为0.53、0.48、5.75、0.9、0.03、3.0和0.87、1.03、2.27、4.45、0.01、7.0。YH、bH、μ^H和ks的值与ASM1中城市污水的推荐值0.67、0.62、6.0、20.0不同,反映了不同基质对参数测定结果的影响。对于慢速可生物降解有机物(Xs)含量低的水质来说,KX和kh对生化反应过程影响不大,可采用ASM1模型的推荐值。     

铁氰化钾对双室微生物燃料电池曝气阴极性能的改善

为研究铁氰化钾对双室微生物燃料电池(MFC)阴极性能的改善效果,以碳毡和碳棒作为复合电极材料,乙酸钠为阳极电子供体,分别以氧气、铁氰化钾和氧气交替作为阴极电子受体.通过测定使用铁氰化钾作阴极电极液之前和之后的曝气阴极MFC的功率密度及极化曲线,比较曝气阴极MFC的内阻、开路电压(OCV)和最大输出功率的变化情况.实验结果表明,当以铁氰化钾作为MFC阴极电子受体时,MFC的内阻、开路电压和最大输出功率分别为24.2 Ω、744.2 mV和33.7 W/m3.曝气阴极MFC在采用铁氰化钾作电极液对阴极性能进行改善之前和改善之后的内阻由77.2 Ω降低到40.1Ω,OCV和最大输出功率分别由517.9 mV和2.1 W/m3提高到558.2 mV和4.4 W/m3.研究表明,铁氰化钾本身不仅具有优良的接受电子的能力,而且对电极材料(碳毡和碳棒)的电化学性能具有明显的改善作用,使得使用铁氰化钾之后的曝气阴极MFC的产电性能有了明显且持久性的提高.     

SBBR工艺反硝化过程中N_2O和NO的产生情况

利用序批式生物膜反应器(SBBR),以葡萄糖为碳源(COD为500 mg/L),考察了不同碳氮比(COD与TN之比)、不同电子受体(NO_2~-或NO_3~-)、不同投加方式(碳源与氮源同步投加或投加碳源60 min后再投加氮源的异步投加)对N_2O产生情况的影响,以及碳氮比为2时NO的产生情况。实验结果表明:不论同步投加还是异步投加,两种电子受体的N_2O-N生成率均随着碳氮比的增大而下降;不同碳氮比下,投加NO2-时的N_2O-N生成率均高于投加NO3-时,异步投加时的N_2O-N生成率均大于同步投加时。说明低碳氮比、高浓度NO2-和胞内贮存物作碳源是反硝化过程中N_2O产生和大量积累的关键因素。此外,NO2-为电子受体时的NO-N生成率高于NO3-为电子受体时。     

城市路面径流污染负荷及采样次数对其估算准确性的影响

在西安市城市主干道南二环路建立路面径流原位采样站,利用自制流量等比例采样装置,采集2009年3月-2010年2月的36场降雨径流,测试各场次径流SS、COD、溶解性COD、NH4-N、Pb、Zn和溶解态Pb、Zn的事件平均浓度(EMC),计算径流年污染负荷,并采用随机抽样方法研究采样次数对污染负荷估算准确性的影响.结果...     

西安市城市主干道路面径流污染负荷研究

在西安市城市主干道南二环路建立路面径流原位采样站,利用自制流量等比例采样装置,对2009年3-11月的34场降雨径流进行径流过程连续采样,测试各场次径流SS、COD、NH4+-N、Pb和Zn的事件平均质量浓度(EMC),计算径流次污染负荷,并在分析次污染负荷影响因素的基础上,采用多元回归方法建立径流次污染负荷数学模型.结果表明,西安市城市主干道路面径流SS、COD、NH4+-N、Pb和Zn的次污染负荷分别为4.56～778.39 kg/hm2、2.22～308.7 kg/hm2、0.01 ～ 1.39 kg/hm2、0.05 ～ 33.09 g/hm2和1.38～115.82 g/hm2,不同场次径流事件携带入受纳水体的污染物量差异大,对受纳水体造成冲击影响.表征降雨特征的各因子中,降雨量与路面径流次污染负荷呈显著正相关,在显著性水平0.01时相关系数为0.734～ 0.943,最大降雨强度和降雨历时也与次污染负荷显著正相关,而前期晴天时间与次污染负荷不相关.所建立的径流污染负荷模型一致通过拟合优度检验和方程显著性检验,可用于对路面径流次污染负荷的预测.