添加晶种对沼气发酵液磷回收的影响研究

以畜禽养殖废水经厌氧消化处理后的沼气发酵液为研究对象,采用曝气吹脱调节pH的处理方式。晶种采用海泡石粉、沸石粉和凹凸棒石粉3种天然矿物材料。考察了不同pH条件、晶种添加量和不同初始磷负荷对磷回收的影响,并利用扫描电镜-能谱分析仪(SEM-EDX)对产物进行了表征分析。结果表明:3种晶种材料中,凹凸棒石粉对磷回收的促进效果最好。在pH从7.5到8.5之间海泡石粉、沸石粉和凹凸棒石粉均可将Rp(t)提高10%以上,8.5到9.5之间,添加海泡石粉和沸石粉对Rp(t)的提升幅度降低,添加凹凸棒石粉可以达到14%左右的提升幅度。海泡石粉和沸石粉添加量增大后Rp(t)有小幅的提升,但变化不规律,凹凸棒石粉的最佳添加量为0.92 g/L。初始PO43--P为90 mg/L时凹凸棒石粉对磷回收有最好的促进效果。添加凹凸棒石粉的产物在SEM图片上可看到明显有晶体覆盖,EDX图上出现了明显的强度较大的P组分峰,从微观的角度证实了添加凹凸棒石粉的促进作用。     

太子河着生藻类群落与氮、磷营养盐的定量关系研究

着生藻类是河流水生生物群落的重要组成部分,其与栖境水环境因子有着紧密的关联性。国内外关于着生藻类群落与栖息地环境因子关系的研究多是通过多元统计分析,评价影响着生藻类群落时空分布的环境要素,这种定性分析仅能判断环境驱动因子,而无法精确定量着生藻类群落与环境因子(如氮、磷)的响应关系。本研究以辽宁省太子河为范例,基于3次全流域的水生态调查所获得的141个站位的生态数据,运用临界指示物种分析法(TITAN)和加权平均回归分析(WA),定量评价着生藻类群落与河流水环境中氮、磷营养盐的定量响应关系(最适值和阈值)。结果表明,采用TITAN在太子河共确定了22种总氮(TN)指示物种,其中,13种为负响应物种,9种为正响应物种。TN负响应指示种中,普通等片藻(Diatoma vulgare)为出现频数较高的物种; TN正响应指示种中,小片菱形藻(Nitzschia frustulum)出现的频数最高。TITAN确定的太子河流域总磷(TP)指示物种为19种,其中,9种为负响应物种,10种为正响应物种。TP指示种中,负响应种近缘桥弯藻(Cymbella affinis)出现频数最高,TP指示种所对应的正响应突变点中,小片菱形藻和急尖舟形藻(Navicula cuspidata)出现频数最高。总体上看,太子河TN和TP对着生藻类最适值范围分别为0.025～0.47 mg·L~(-1)和0.65～12.14 mg·L~(-1),直链藻属(Melosira)和菱形藻属(Nitzschia)的种类,适宜栖息于TP较高的水环境中;异极藻属(Gomphonema)和桥弯藻属(Cymbella)适宜栖息于TP较低的水环境中;裸藻属(Euglena)和菱形藻属(Nitzschia)适宜栖息于TN较高的水环境中;而桥弯藻属和舟形藻属(Navicula)适宜栖息于TN较低的水环境中。通过定量分析水环境因子氮、磷对着生藻类群落的最适值和阈值,可以相对准确地评估着生藻类群落与河流营养盐含量的定量响应关系,对于在太子河开展对氮、磷等典型营养物的流域"污染物"排放的总量控制等流域生态管理决策和环境保护提供基础数据和科学依据。     

中美煤矿安全监察执法对比研究

我国煤矿安全生产事故呈现逐年大幅度下降的趋势,对比中美煤炭百万吨死亡率,显示,我国与美国相比还存在比较大的差距。继而,通过分析中美煤矿安全监察执法的特点,发现,中美在安全监察执法、职业培训、执法人员权责、煤矿监管监察技术方面存在不同,并针对这几方面提出了进一步完善我国煤矿安全监察工作的建议,可为完善我国安全监察执法体系提供参考和借鉴。     

基于温差的规模化生活垃圾干式厌氧发酵工艺的产气特征

以北京某生活垃圾干式厌氧发酵工程为对象,通过对厌氧发酵运行温度与环境气温之间的温差调控,分析了不同季节下中温干式厌氧发酵工艺的产气特征。结果表明,干式厌氧发酵运行温度受环境气温影响较大,夏季平均运行温度最高,VS产气率以夏季和秋季较高,容积有机负荷波动大,不同季节平均容积产气率从高到低依次为：夏季>春季>冬季>秋季。统计分析结果表明,该干式厌氧发酵工程的产气能力与运行温度显著相关(p<0.01),春、夏、冬3季的温差与VS产气率显著相关(p<0.05),秋季温差与缓冲能力显著相关(p<0.05)。因此,在具备较大pH缓冲能力的条件下,加强春秋季变温期的温差调控,通过加温和增加回流比等方式提升春秋季变温期、冬季低温期的厌氧运行温度,并提高夏季容积有机负荷,有助于提高该干式厌氧发酵工程的产气效能和运行稳定性。本研究结果可为工程规模干式厌氧发酵工艺的稳定运行及高效产沼气提供参考。     

造纸白泥和粉煤灰的添加对污泥消化液中氮磷回收的影响

污泥厌氧消化液中含有丰富的氮磷,若直接排放到环境中,将会对附近水体造成严重污染。由于消化液中Mg^2＋和Ca^2＋的含量很低,严重影响了氮磷的回收效果。把造纸白泥和粉煤灰引入到污泥厌氧消化液氮磷的回收当中,可以明显地提升消化液pH和提高PO4^3-P和NH3-N回收率。实验结果表明：当造纸白泥添加量为4g／（L·h）时,曝气12h后,pH可达10．19,此时PO4^3-P和NH3-N回收率分别达到64％和45％;而当粉煤灰添加量为4g／（L·h）时,曝气12h后,pH达到9．63,PO4^3-P和NH3-N回收率分别为46％和41％。但仅用曝气方式处理,12h后,pH值仅为8．52,PO4^3-P和NH3-N回收率分别只有20％和18％。实验结果还表明,水力停留时间（HRT）越大,pH上升速度越快,幅度越大,氮磷的回收效果就越好。     

垃圾填埋场中不同填埋年限固体废弃物的抗生素抗性基因污染特征

为探究垃圾填埋场中不同填埋年限固体废弃物中抗生素抗性基因(ARGs)的多样性及变化规律,采集了内蒙古巴彦淖尔市某垃圾填埋场中不同填埋年限(2、5、8年)的固体废弃物样本,基于宏基因组测序技术(mNGS),并通过生物信息学分析,考察固体废弃物中ARGs的污染特征.结果表明,3种固体废弃中共检测出21类ARGs,填埋2、5...     

河岸缓冲带对氮磷的截留转化及其生态恢复研究进展

河岸缓冲带是河岸生态系统的重要组成部分,对农业非点源污染物起到有效的截留转化作用。对河岸缓冲带的定义、生态结构特性和功能,河岸缓冲带对氮和磷的截留转化作用以及河岸缓冲带的生态修复现状进行了综合评述。结果表明：草地和森林类型河岸缓冲带均能有效地控制氮和磷向水体中迁移;河岸缓冲带的宽度、水文特征、土壤性质、季节变化以及人为活动等是影响其截留效率的因素;加强退化河岸缓冲带的恢复重建工程,可以保证河岸生态系统的健康。针对目前研究中的不足,提出今后的研究方向,认为应进行长期的大尺度的野外实践研究,并从生态学的角度出发,建立合理的河岸缓冲带健康指标,为退化河岸缓冲带恢复重建提供科学依据。     

氟化工园区及周边地下水健康风险及脆弱性评价

以阜新市某氟化工园区为研究对象,对园区及周边地下水样品中的Cr、As、Cu、Hg、Mn及F 6种元素分季节进行测定分析,采用美国环保署（US EPA）推荐的人体健康风险评价模型对重金属Cr、As、Cu、Hg、Mn及F进行地下水环境的人体健康风险评价,并应用DRASTIC模型评价该区域地下水的脆弱性.结果表明,研究区地下水受到重金属和氟化物的污染.健康风险评价表明,总致癌风险数量级在10^-5~10^-4之间,处于Ⅱ~Ⅳ级风险评价标准区间,总非致癌风险大于1,经饮水摄入途径引起的非致癌危害比皮肤接触途径高3~4个数量级.脆弱性评价表明,研究区的脆弱性指数DI范围为4.30~5.91,整体脆弱性处于Ⅲ级中等脆弱性水平.     

Optimized pre-treatment of high strength food waste digestate by high content aluminum-nanocluster based magnetic coagulation

Coagulation-based pre-treatment efficiency of high strength digestate of food waste (HSDFW) anaerobic digestion is negated by organic ligand-catalyzed decomposition of coagulants. In this study, an efficient HSDFW pre-treatment method, magnetic seeds (MS) coagulation, was employed by using highly stable Keggin Al₃₀ nanocluster (PAC₃₀), MS and polyacrylamide (PAM), and its operation was optimized by evaluating the performance of removing turbidity, total suspended solids (TSS), chemical oxygen demand (COD), and total phosphorous (TP) phosphate. Results showed that at the optimum dosage of 4.82 g/L, PAC₃₀ demonstrated excellent removals as high as 98.93% ± 0.1% of turbidity, 98.04% ± 0.1% of TSS, 58.28% ± 0.3% of total COD, 99.98% ± 0.01% of TP and 99.50% ± 0.01% of dissolved phosphate, respectively. Apparent molecular weight (AMW) and three-dimensional excitation-emission matrix (3D-EEM) fluorescence spectroscopy analyses demonstrated more efficient removal of dissolved organic matter (DOM), particularly non-biodegradable and hydrophobic components by PAC₃₀ than commercial coagulant. The sedimentation was much improved from 40 min by coagulation/flocculation to about 5 min settling by MS coagulation. The PAC₃₀ based magnetic coagulation (MC) presents theoretical guidance on a cost-effective and much less footprint pre-treatment alternative for high strength wastewater.     

不同分子量聚乳酸的异养反硝化脱氮性能及脱氮反应机制

聚乳酸(PLA)是一种发展潜力巨大的反硝化固体碳源。为探究不同分子量PLA反硝化脱氮路径及机制,以不同分子量PLA为固体碳源研究了PLA的静态释碳性能和反硝化脱氮效果,考察了反硝化出水溶解性有机质(DOM)组分和微生物群落结构。结果表明：PLA释碳稳定,在清水和脱氮反应器中出水COD均能稳定在20 mg·L⁻¹;PLA分子量越低,脱氮效果越好,5 000 g·mol⁻¹分子量PLA的NO₃⁻-N去除率和反硝化速率达到100%和1.29 mg·L⁻¹·h⁻¹。PLA脱氮路径有2条：一是反硝化功能菌群利用水解微生物分解PLA释放的小分子碳源作为电子供体进行异养反硝化作用;一是微生物利用溶解性微生物代谢产物等有机物进行反硝化脱氮。该研究结果可为PLA固体碳源在反硝化脱氮工艺中的高效应用提供参考。