大型中试厌氧膜生物反应器处理城市污水的稳定运行与物料平衡分析

为推进节能减排低碳化社会的进程,验证了利用厌氧消化新技术处理城市污水的可行性,在日本仙台市搭建并成功运行了目前世界上最大的中试浸没型一体式厌氧膜生物反应器,实现了在25℃左右的常温条件下对实际城市污水的高效厌氧处理。该中试反应器从2019年5月运行至2020年1月,历时217 d,最短水力停留时间缩短至6 h, COD去除率高达90%以上,BOD₅去除率为95%。1 m3城市污水中可回收沼气0.09~0.10 m3,每处理1 g COD可回收沼气约0.25 L,沼气中甲烷平均含量可达到75%。每处理1g COD中有0.19~0.26 g转化为污泥,污泥产率小于传统好氧活性污泥法。研究采用的微滤膜可实现最大膜通量为17.75 L/（m2·h）,稳定运行最大跨膜压量可达到23.5 kPa。该中试工程的成功运行再次验证了厌氧消化技术与膜分离技术结合在低浓度城市污水处理中的可能性与实用性,实现了节能减排与生物质能源利用,是一项可持续性发展的革新工艺。研究在大型中试规模实现了厌氧膜生物反应器的长期稳定运行,也为后续污水处理研究提供了基本运行参数和工程可靠性基础。     

表面沉降对填埋场加速稳定化进程的宏观表征

基于生活垃圾填埋的室内模拟实验,通过4种不同工况下垃圾表面沉降规律的分析,研究了表面沉降对填埋场加速稳定化进程的指示作用.结果表明,垃圾稳定化进程中,表面沉降量S随时间相继呈线性、幂函数和双曲线分段变化,可在宏观上表征垃圾填埋场的稳定化进程及生物反应器填埋技术对稳定化进程的加速作用.在此基础上,将垃圾填埋场稳定化进程划分为3段:不稳定段,S27%.     

污泥生物炭对矿区河道受污染疏浚底泥中重金属的固化效果

为研究污泥生物炭对矿区河道受污染的疏浚底泥中Cu、Pb和Cd的固化效果,以市政污泥为原料在500℃缺氧条件下制备污泥生物炭,结合扫描电镜、FTIR和XPS等表征手段,分析污泥生物炭投加比对疏浚底泥中3种重金属形态分布和固化效果的影响。结果表明：污泥生物炭的投加可提高疏浚底泥中重金属的稳定化形态,投加比为1.0%时,疏浚底泥中Cu、Pb和Cd稳定态(可氧化态和残渣态)占比分别提高了37.7%、42.9%和42.4%。污泥生物炭主要通过络合反应和沉淀作用固化重金属,经污泥生物碳固化后,底泥中Cu、Pb和Cd的浸出浓度分别由处理前的0.8763,0.0574,0.0185 mg/L降低到0.2527,0.0106,0.0013 mg/L,浸出浓度低于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅲ类标准限制,处理后的疏浚底泥可进行资源化利用,基本不会产生重金属二次溶出的风险。     

高效反渗透工艺处理电厂废水

采用“机械加速澄清—重力式过滤—离子交换—除碳—高效反渗透” 工艺处理某电厂废水,将反渗透产水作为冷却塔补水。运行结果表明：弱酸阳离子交换器出水碱度≤0.10 mmol/L、硬度≤0.02 mmol/L、浊度≤0.2 NTU,满足高效反渗透对进水水质的要求;高效反渗透产水浊度<0.1 NTU,COD_Mn≤0.08 mg/L,硬度≤1.12 mg/L,碱度≤8.40 mg/L,ρ（总铁）<10 μg/L,ρ（总硅）<0.5 mg/L,电导率<45 μS/cm,出水水质满足回用要求。针对该系统存在的自用水率高、过滤器污堵以及水量不平衡等问题提出了相应的建议。     

长寿命电子设备加速寿命试验技术研究

针对工程实际中长寿命电子设备寿命评估困难的问题,基于派克（Peck）模型建立电子设备寿命消耗与温、湿度复合应力的物理化学关系,获得电子设备在加速试验应力下相对于正常工作环境下的加速因子,结合指数分布以及可靠性鉴定和验收试验理论,利用加速因子建立寿命消耗等效折算关系,计算电子设备加速寿命试验时间,通过提高经受的应力量级,刺激薄弱环节,提高试验效率,在较短的试验时间内验证了电子设备寿命满足研制的可靠性要求。     

欧洲酸雨控制历程及效果综合评述

在分析大量文献资料的基础上,综合评述了欧洲酸雨发展和控制的主要历程. 20世纪70年代以来,欧洲酸雨控制主要经历了EMEP建立与达成共识,CLRTAP公约形成与实施平均减排方针,基于临界负荷与生态敏感性制定减排策略,以及多污染物协同控制与追求多重环境效应等4个发展阶段,并取得了显著的控制效果. 1980—2007年,欧洲硫排放减少了84%,NO_x排放减少了37%;大气中ρ(SO₂)从10.32 μg/m3降至1.26 μg/m3,ρ(NO₂)从10.38 μg/m3降至7.15 μg/m3;欧洲降水酸度呈不断下降的趋势. 最后,基于欧洲酸雨控制先进经验的分析,结合实际情况提出了未来我国酸雨控制建议.      

多级蚯蚓生态滤池处理生活污水研究

采用多级蚯蚓生态滤池对生活污水进行处理研究,考察多级蚯蚓生态滤池对污水中各类污染物的去除效果.试验结果表明,多级蚯蚓生态滤池连续运行80d,滤池对CODCr、NH4+-N和TP的去除效果良好,去除率分别为80.4%—98.6%、95.5%—99.5%和93.7%—99.7%,出水水质符合要求.但是滤池对TN去除效果不稳定,不加碳源TN去除率降低,最低为26.0%左右,添加碳源后TN去除率维持在60%左右.其中进水中C/N比为3.07,出水中一级滤池、二级滤池和三级滤池的C/N比分别为1.56、0.88和0.72,沿程水样C/N比呈逐级下降的趋势.运行22d后,在二级滤池出水中添加葡萄糖调节C/N比为3—6,总氮去除率上升.对TN去除研究分析,推断出碳源不足是TN去除率降低的重要原因.相比单级的蚯蚓生态滤池,多级蚯蚓生态滤池生活污水处理的更加彻底,应用前景更加广泛。     

半干旱黄土区自然恢复与人工造林恢复植被群落对比研究

为研究半干旱黄土区高效植被恢复途径,选取陕西省吴起县境内的合沟封禁流域和柴沟人工造林流域为研究区,在两流域内,沿顺坡和横坡方向,选择一系列20 m×20 m的样地,各组成2条样带。在每个样地内的对角线交点和对角线四分之一处选取5个样方进行植被调查,草本样方和乔灌样方的尺寸分别为1 m×1 m和5 m×5 m。共获得草本样方185个、乔灌木样方80个,其中,合沟封禁流域105个,均为草本样方,柴沟人工造林流域草本样方与乔灌样方各80个。运用植物生态学和植物群落学方法,调查各样方内的植物种类、株数、株高、盖度、地上生物量以及树木基茎、树高、冠幅等植被群落特征指标,并在此基础上对两流域的植被群落特征进行对比分析。结果表明：（1）两流域的植被种类共61种,其中柴沟人工造林流域46种,合沟封禁流域51种,共存物种36种;（2）经过10年生态恢复,柴沟人工造林流域已形成乔-灌-草群落,合沟封禁流域仍为草本群落,且两流域草本群落均以铁杆蒿（Artemisia sacrorum Ledeb.）和茭蒿（Artemisiagiraldii Pamp.）为主要建群种;（3）柴沟人工造林流域的植被盖度、平均高、生物量均明显高于合沟封禁流域的相应指标。两流域植物群落Simpson指数和Shannon-Weiner指数差异较小,Sorensen指数为0.742,主要草本植物种的指标差异不显著。以上特征反映出,在半干旱黄土区,适宜的人工造林可加速该区植被恢复的进程。     

复合立体生物浮床技术对微污染水体氮磷的去除效果

复合立体生物浮床技术是一种有效的水体污染控制技术。利用竹子制成网格状的立体框架,安放植物、螺蚌等,同时配以弹性材料,形成复合生物浮床。选用芋头、慈姑、荸荠、水芹、蕹菜和美人蕉作为浮床植物,研究其在夏季和秋季对微污染水体中氮磷的去除效果。结果表明,在夏季试验中,蕹菜浮床美人蕉浮床、荸荠浮床、芋头浮床慈姑浮床、水芹浮床;在秋季试验中,芋头浮床慈姑浮床、美人蕉浮床、蕹菜浮床荸荠浮床、水芹浮床。在夏季、秋季试验中,芋头浮床的除氮效果一直很好,对总氮的最大去除率分别达71%和62%;而蕹菜浮床的除磷效果一直很好,对总磷的最大去除率分别达30%和81%。比较了复合立体浮床与传统平面浮床对总氮、总磷处理效果的差异,指出复合立体浮床技术在微污染水体的生态修复方面具有较好的应用前景。