规模化农田土壤重金属污染修复的中试试验研究——以某镇土壤污染治理为例

农用地重金属污染长期以来一直是生态环境的热点和难点问题。2017年,对某镇农田土壤重金属污染开展详查,单项污染指数评价结果表明,镉超标率为67.60%(Pi>1),基于内梅罗污染指数法的评价结果显示,57.30%的点位受到不同程度的污染(PN≥1.0);2018年,分别选取钝化修复和植物修复进行中试试验,经钝化修复后土壤有效镉和总镉含量分别平均降低32.73%和5.64%。经超富集植物籽粒笕种植一季修复后,土壤总镉含量降低15%以上。本次中试试验修复效果良好,能为下一阶段的土壤镉污染修复方案的制定和优化提供科学的依据,为全国农用地重金属污染修复提供了有价值的借鉴意义。     

游离氨与游离亚硝酸对中试膜生物反应器短程硝化及微生物群落结构的影响

为探究FA(游离氨)与FNA(游离亚硝酸)对短程硝化及微生物群落结构的影响,采用中试MBR(膜生物反应器),以高浓度NH₄+-N废水为处理对象,考察MBR对NH₄+-N的去除效果,通过计算FA与FNA浓度,分析其对短程硝化的影响,利用16S rRNA基因高通量测序技术分析微生物群落结构并对功能基因进行预测. 结果表明:①通过将NH₄+-N容积负荷逐渐从0.11 kg/(m3·d)提升至0.75 kg/(m3·d),MBR在第18天实现了全程硝化向短程硝化的转变. ②MBR稳定运行过程中,FA和FNA浓度分别维持在1.03~3.52和0.033~0.118 mg/L,NAR(亚硝酸盐积累率)为65.70%~80.24%,实现了NO₂--N的稳定积累,此时NH₄+-N去除率为87.92%~97.18%. ③进水由模拟废水向实际工业废水的转变没有对NAR产生较大影响,表明中试MBR具有较强的适应能力. ④16S rRNA基因高通量测序分析结果表明,维持MBR内FA和FNA浓度能够富集AOB(氨氧化菌)Nitrosomonas(7.99%),抑制NOB(亚硝酸盐氧化菌)活性,进而实现短程硝化;MBR运行第50天时,Amo(氨单加氧酶)功能基因相对丰度为第0天时的371倍,进一步验证了短程硝化过程的实现. 研究显示,FA与FNA对NOB的抑制在维持中试MBR短程硝化中起重要作用,微生物群落结构的变化与MBR内FA和FNA浓度有关.      

UASB-BIOFOR滤池组合工艺处理柠檬酸废水的中试研究

采用UASB-BIOFOR滤池组合工艺处理柠檬酸废水,对其中的操作步骤及注意事项进行了详细介绍.实验结果表明,该组合工艺对柠檬酸废水处理效果良好,系统出水能够达到GB 8978-1996《污水综合排放标准》中的一级标准.     

石油污染土壤生物修复的中试系统构建与运行效果

构建了石油污染土壤生物修复中试系统,考察了中试规模下石油烃生物降解效率、矿化过程在生物降解中的作用.揭示生物修复过程中的系统微生物特性及其降解活性的关系,为现场污染土层生物修复工程评价和关键技术参数选择提供技术依据.结果表明,经过93d的运行,石油烃去除率达25.8%,其中典型轻质组分烷烃生物降解率最高,可达43.12%.中试系统运行稳定后,与现场调研的土壤微生物相比,其数量提高了1个数量级,活性提高了1.5倍.     

基于MBBR的CANON工艺处理消化液中试启动

基于移动床生物膜反应器（MBBR）成功启动了自养脱氮工艺（CANON）处理污泥消化上清液.采用8.55m³中试系统,反应器内部填充SPR-Ⅲ填料,填充率44%,通过动态流接CANON污泥（接种比例<1%）,经过70d成功启动CANON工艺.运行至200d,TN去除负荷稳定在0.9kgN/（m³·d）,出水氨氮浓度均值63.9mg/L,氨氮和总氮去除率均值分别为91%和85%.进水中存在的少量有机物使系统同时存在反硝化和厌氧氨氧化两种脱氮途径,促进了总氮的去除,对总氮去除的贡献分别占5%~7%和93%~95%.通过对pH值和曝气强度的控制,防止了悬浮载体结垢,平衡了DO、曝气强度以及生物膜厚度三者之间的关系,使生物膜始终处于适宜的厚度,稳定了系统的处理效果.高通量测序表明悬浮载体上的优势菌种为氨氧化菌（AOB）和厌氧氨氧化菌（AnAOB）,其丰度整体呈增长趋势,至稳定运行期可达到17%和14%.系统无NOB存在,短程硝化效果良好,反硝化菌群丰度在2%~3%并相对稳定,进水中存在的少量有机物不会影响厌氧氨氧化菌的增殖.     

短程深度脱氮中试工艺的低温启动和维持

试验采用有效体积为7.0 m3的SBR中试反应器处理生活污水,考察了低温条件下短程深度脱氮工艺的启动方法及稳定性.利用基于鼓风机频率(BF)和pH的实时控制策略对SBR系统进行实时控制.结果表明,SBR系统在低温条件(11～16℃)和50 d内快速启动短程深度脱氮工艺,亚硝酸盐积累率从19.8%上升到90%.在中低温条件(9～28℃)下短程深度脱氮性能维持长达550 d,亚硝酸盐积累率始终维持在95%左右,出水TN浓度维持在3 mg·L-1,TN去除率维持在95%以上.由此可见,低温下启动SBR短程深度脱氮工艺并长期维持完全可行.     

化工废水的超临界水氧化研究

在超临界条件下,管式反应器中超临界水的各种参数是很难获得的。本文在管式反应器中,以空气作为氧化剂,以实际化工废水作为研究对象,开发设计了一套大型中试超临界水氧化(SCWO)系统,并将所有的反应过程都控制在623.2~793.2K和24MPa的条件下,对此套连续化SCWO中试设备对实际化工废水的处理效果进行了试验研究。试验结果表明:随着反应温度和停留时间的增加,COD的去除率明显升高;通过比较进、出水组分的GC-MS图谱可以看出,原水中存在15种主要难降解有机污染物,包括杂环化合物和多环胺类等,但在出水中仅发现一种有机污染物存在,且其浓度也仅仅约为初始浓度的10%。此外,还对整个SCWO系统的能量衡算进行了分析并得到了能量自平衡的曲面图,结果显示当化工废水的COD浓度在183~437g/L且流速控制在20.83~104.17kg/h的条件下,整个系统即能达到自平衡状态。     

煤化工废水处理技术试验研究

结合国电赤峰化工有限公司煤制尿素项目废水排放特性及现有废水处理工艺系统的实际情况开展试验研究,利用自主设计的一套规模为50 L/h的中试试验装置,采用HSBEMBM高效微生物投菌技术+A/A/O生化处理为主、辅以隔油气浮等预处理、混凝沉淀等深度处理的废水治理工艺,对煤化工废水进行了处理。试验结果表明:系统运行可靠稳定,出水ρ(COD)≤80 mg/L,去除率达98.4%;ρ(氨氮)≤1 mg/L或未检出,去除率达99%;ρ(挥发酚)≤0.2mg/L,去除率达99%;色度≤15倍,去除率达95%,出水水质完全符合排放标准。同时,根据试验提出煤化工类废水处理的设计污泥负荷率,为国电赤峰煤化工公司现运行的废水处理系统提供技术参数支持,并为该工艺在煤化工废水处理的工程化应用提供参考。     

有机硅废触体合成四氯化硅项目攻关成功

由中国石油天然气集团公司吉林石化分公司研究院与吉林石化分公司电石厂共同研发的有机硅废触体合成四氯化硅技术，中试装置已实现连续稳定开车550h，各项技术指标均达到预期要求。