污水生化处理系统中的智能算法及其应用

污水生化处理过程机理复杂,具有强耦合性、非线性、时变性等特征,传统的优化控制方法难以有效应用,智能算法的引入有力推动了污水生化处理研究的发展。本文综述了智能算法在污水生化处理系统中的应用研究进展,概述了智能算法在污水生化处理系统中的应用现状及其存在的问题,主要包括异常数据检测、水质预测、模型参数估计和解耦控制四个方面,并指出了今后进一步研究的方向。     

G20峰会期间宜兴市大气VOCs特征及来源分析

2016年G20杭州峰会期间,应用TH-300B挥发性有机物在线监测仪对江苏省宜兴市大气VOCs进行监测,烷烃、烯烃、芳香烃、乙炔、氯代烃、OVOC、乙腈体积混合比分别为11.00×10~(-9)、1.93×10~(-9)、5.78×10~(-9)、1.23×10~(-9)、4.16×10~(-9)、10.37×10~(-9)、0.27×10~(-9),应用臭氧最大生成潜势系数计算,烯烃和芳香烃为OFP贡献最大的活性组分,VOCs中臭氧前体物NMHCs主要来源为工业排放(42.2%)、机动车尾气(17.9%)、油气挥发(20.8%)、溶剂挥发(7.0%)、植物源贡献(12.1%),结合条件概率函数分析,其中的人为污染源与西北、东南方向的污染源分布有关,植物源与西南山地丘陵区域有关.在大气污染物排放严格管控期(2016-09-01~2016-09-06),主要源于一次排放的大气污染物浓度均有所下降,NMHCs中工业源占比下降至30.5%,植物源占比上升至16.8%.     

钦州湾表层海水中总溶解态氮磷分布特征及季节变化

2015~2016年对广西钦州湾进行4个航次的调查,采集海水样品分析该港湾总溶解态氮（total dissolved nitrogen,TDN）、总溶解态磷（total dissolved phosphorus,TDP）,以及溶解态有机氮（dissolved organic nitrogen,DON）和溶解有机磷（dissolved organic phosphorus,DOP）一年的浓度分布特征及季节变化。结果表明,2015~2016年间钦州湾海域TDN浓度为9.37~77.52 μmol/L,TDP的浓度为0.20~4.08 μmol/L。受河流径流的影响,钦州湾的TDN和TDP总体上都呈现出从内湾向外湾递减的空间分布特征。DON平均浓度在8月、11月和3月,DOP在8月和3月,都分别高于无机形态的氮、磷。其中,8月份DON和DOP分别占TDN和TDP的72.0%±19.7%和58.4%±20.1%,DON和DOP是钦州湾溶解态氮、磷的重要组成部分,为浮游植物的生长提供营养条件。     

江苏省化工园区环境风险及应急管理研究

随着江苏省工业化程度的不断提高,化工园区的大量涌现带来的环境风险不容忽视。通过资料收集,分析了江苏省化工园区环境风险的现状以及目前化工园区环境风险应急预案存在的不足,并从园区环保基础设施建设、园区环境风险应急管理、园区对企业的环境风险管理、提高园区环境风险应急响应能力四个方面,提出了加强化工园区环境风险应急预案建设的主要对策与措施,可为化工园区环境风险应急机制体系的建设与完善提供理论基础。     

碳源胁迫下脱氮除磷颗粒污泥性能变化及其机制

在SBR反应器中,逐步提高颗粒污泥反应器进水葡萄糖比例(醋酸钠/葡萄糖比分别为1∶0、3∶1、1∶1、1∶3和0∶1,以COD计)研究碳源胁迫下,5个阶段污泥的物理性能、生化反应性能、胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)、磷组分以及反应器脱氮除磷等变化.反应器运行705 d结果表明,阶段Ⅳ污泥结构松散,平均粒径仅为0.5 mm,污泥释/吸磷速率、反硝化速率及总磷(total phosphorus,TP)含量最低,系统脱氮除磷效果最差;阶段Ⅰ和Ⅱ,污泥释/吸磷速率和反硝化速率较快,TP在72.36 mg·g~(-1)以上,EPS高达350 mg·g~(-1)左右,系统氮和磷去除率在94%以上;阶段V中,生化速率略慢于阶段Ⅰ和Ⅱ,污泥TP 69.60 mg·g~(-1),糖原高达224.18 mg·g~(-1),EPS约为200 mg·g~(-1),系统表现出良好的脱氮除磷性能.各阶段污泥中,与Ca结合态磷(Ca-P)是污泥中磷的主要构成,无机磷(inorganic phosphorus,IP)对颗粒污泥除磷有重要影响.     

混合吸附剂对吸附-间歇低温等离子体氧化甲苯的影响

常温常压下,以γ-Al_2O_3小球、13X分子筛或者两者的混合物为吸附剂,采用吸附-间歇等离子体氧化系统去除模拟干燥空气中的甲苯.结果表明,仅以γ-Al_2O_3小球为吸附剂,碳平衡较高,其中CO_2产率为50%,但吸附穿透时间短,且有甲苯解吸出来.仅以13X分子筛为吸附剂,吸附穿透时间较长,放电阶段无甲苯解吸,且副产物O_3和N_2O较少,但碳平衡较低,其中CO_2产率仅41%.不同比例混合的吸附剂中,13X和γ-Al_2O_3质量比为1/2时,碳平衡最高可达到96%,其中87.7%为CO_2.最后结合吸附剂的吸附性能和放电特征分析了混合吸附剂CO_x产率较高的原因.     

纳米沸石对大白菜生长、抗氧化酶活性及镉形态、含量的影响

通过土培试验研究了纳米沸石(NZ)和普通沸石(OZ)对2个品种白菜生长、抗氧化酶活性,镉形态和含量的影响.结果表明,施用沸石明显提高了大白菜地上部和根部过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性,使大白菜地上部、植株总干重分别增加了4.5%~96.5%、3.4%~88.4%.施用纳米沸石和普通沸石有效降低了2个品种大白菜地上部和根部镉含量,且降低幅度随沸石施用量的增加而增加.低镉(1 mg·kg~(-1)Cd)条件下,山东四号和新晋菜三号大白菜可食部位(地上部)镉含量较对照(Cd_1+Z_0)分别降低了1.0%~75.0%、19.5%~68.9%(除Cd_1+OZ_5/OZ_(10)处理).高镉水平(5 mg·kg~(-1)Cd)条件下,山东四号和新晋菜三号大白菜可食部位(地上部)镉含量较对照(Cd_5+Z_0)分别降低了7.2%~53.2%(除Cd_5+OZ_(10)处理)、0.7%~63.0%.与普通沸石相比较,纳米沸石处理大白菜可食部位(地上部)镉含量降低10.5%~65.7%.在镉污染土壤上(1 mg·kg~(-1)和5 mg·kg~(-1)Cd),施用纳米沸石和普通沸石使山东四号品种大白菜可食部位(地上部)镉提取总量分别降低了12.4%~68.8%和13.2%~55.6%(除Cd_5+OZ_5处理),使新晋菜三号大白菜可食部位(地上部)镉提取总量分别降低了9.4%~71.5%和3.1%~38.7%(除Cd_1+OZ_5处理),且随着施用量的增加,降低幅度更大.     

三峡库区城乡消落带人工植被恢复土壤放线菌多样性特征

为研究人工植被恢复后消落带土壤放线菌群落多样性特征,以三峡库区典型城市消落带重庆江北嘴大剧院消落带和乡村消落带忠县汝溪河流域消落带为研究区域,于2015年6月原位采集0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土壤,利用限制性末端长度多态性(terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)方法,对消落带人工恢复植被土壤不同土层的放线菌群落多样性进行研究.结果发现:(1)三峡库区城乡消落带人工植被恢复后的土壤放线菌多样性有差异,表现为城市消落带土壤放线菌多样性高于乡村消落带土壤(P0.05),特别是在表层土壤.(2)在城乡消落带中,林地土壤放线菌多样性高于草地,且在土层之间放线菌多样性无显著性差异.(3)三峡库区城乡消落带人工植被恢复后的土壤放线菌优势种有差异.(4)冗余分析(redundancy analysis,RDA)和蒙特卡罗置换检验(Monte-Carlo permutation test)表明,城市消落带中含水量、速效氮含量显著影响放线菌群落多样性;乡村消落带中土壤含水量、有机质、速效氮和速效钾含量显著影响放线菌群落多样性.结论表明在消落带人工植被修复后,城市消落带土壤放线菌多样性均高于乡村消落带,这有可能是人为干扰和土壤养分增加所致.     

新型射流曝气技术对脱硫浆液的氧化特性研究

通过比较射流曝气与鼓风曝气的氧化效果及能耗,提出了臭氧协同空气射流曝气的一种新型湿法脱硫浆液强制氧化技术,并探究了其在氧化脱硫浆液方面的工业应用前景,讨论了O_3浓度与传输距离、进气量、浆液循环量、温度、pH和液面高度对脱硫浆液氧化特性的影响。实验结果表明:臭氧协同空气射流曝气、空气射流曝气、鼓风曝气对脱硫浆液的氧化率(η)和能耗(E)的关系分别为:η_1=1.270η_2=3.175η_3(其中η_2=2.500η_3)、E_1=0.747E_2=0.249E_3(其中E_2=0.333E_3),其工业应用前景良好;通过提高O_3浓度、进气量、浆液循环量与液面高度、缩短O_3传输距离等方式均能进一步提高亚硫酸盐的氧化效果,从而提高脱硫效率。     

长期施肥酸性旱地土壤硝化活性及自养硝化微生物特征

构建微域培养结合梯度凝胶电泳(DGGE)、Illumina MiSeq高通量测序、生物信息学分析等分子生态学技术,以不施肥土壤为对照(CK),研究长期施化肥(NPK)和有机肥(OM)对酸性旱地土壤硝化活性及自养硝化微生物群落的影响,并认知其与土壤理化因子间的关系.结果表明,施化肥和有机肥显著提高土壤有机碳和无机氮含量,施有机肥提高土壤pH和总氮含量、降低C/N;供试土壤自养硝化作用占据主导(73.60%~85.32%),施肥显著提升土壤自养硝化活性,且施有机肥提升效果更为明显;微域培养后,OM土壤氨氧化古菌(AOA)和细菌(AOB)amoA基因绝对丰度及16S rRNA基因相对丰度显著上升,而CK和NPK土壤仅AOA相对丰度显著上升,即3种土壤AOA均有明显活性(主要类群为Nitrososphaera,99.30%),而AOB仅在OM土壤有活性(主要类群为Nitrosospira,99.99%),另外还发现OM土壤中亚硝酸盐氧化细菌(NOB)有较强活性(主要类群为Nitrospira,96.69%);逐步回归分析显示自养硝化活性显著受总氮含量影响,AOA和AOB amoA基因丰度分别受有机碳含量和pH影响,Nitrososphaera相对丰度与NO_3~--N含量显著正相关,而Nitrosospira和Nitrospira相对丰度则与C/N显著负相关.可见,长期施肥后土壤总氮含量的提升显著刺激自养硝化活性;以Nitrososphaera为主的AOA在酸性旱地土壤硝化作用中发挥了重要作用,施有机肥土壤pH上升及C/N下降刺激了Nitrosospira(AOB)生长,从而改变了酸性旱地土壤中活跃的自养硝化微生物类群.