利用给水厂污泥预处理畜禽养殖废水

实验考察了直接回用未脱水的给水厂污泥(undewatered water treatment sludge,UWTS)做絮凝剂进行畜禽养殖废水预处理的可行性.单因素实验结果表明,随着投加量和pH的增加,出水悬浮物浓度(suspended solid,SS)、化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和总磷(total phosphorus,TP)的去除率不断增加;随着快速搅拌速度的提高,UWTS的絮凝效果呈现先增强后减弱的趋势;随着沉淀时间的延长,出水中SS、COD和TP的去除率起初逐渐增大,但15 min后去除率变化不明显.进一步的正交实验分析结果表明,UWTS回用做絮凝剂的最佳反应条件为投加量2 800 mg/L,快速搅拌速度300 r/min,沉淀时间15 min,此时对应的SS、COD和TP的去除率分别为74.8％、54.6％和60.5％.最佳反应条件下的粒径分析结果表明,UWTS的投加使得粒径范围在40 ～ 180 μm的颗粒物得到了去除.尽管与商品化絮凝剂相比,UWTS的絮凝效果略差,但是,利用其预处理畜禽养殖废水具有成本优势,因而具有应用潜力.     

Biohydrogen production by Clostridium butyricum and Rhodopseudomonas palustris in Co-cultures

This study evaluated biohydrogen production by co-culture of Clostridium butyricum and Rhodopseudomonas palustris. C. butyricum and R. palustris were grown separately and together as batch cultures. Hydrogen production, growth, NH₄-N, total volatile fatty acid production, and sucrose degradation were monitored. The hydrogen production of the co-culture produced 562 ml, R. palustris 426 ml, and C. butyricum 333 ml. The co-culture produced 2.16 mol H₂/mol sucrose, C. butyricum and R. palustris produced 1.77 and 1.64 mol H₂/mol sucrose, respectively. The co-culture was more efficient in the hydrogen production. Therefore, the co-culture is a good method for biohydrogen fermentation.     

基于植被状态指数的干旱化特征及气候驱动因素分析——以江苏省为例

干旱是危害最大的自然灾害之一,给农业生产及地区经济造成了巨大的损失。以AVHRR和MODIS遥感数据集所计算的植被状态指数(Vegetation Condition Index,VCI)为监测指标,研究江苏省干旱的时空变化特征,并结合江苏省气象站台1982~2010年的实测气象资料,分析降水量、气温、相对湿度和日照时数这四个气候因子的变化趋势及其对干旱化的影响,不仅能够定量地描述植被干旱的空间变化,还可以反映长期气候对其起到的正反作用。研究结果表明:江苏省近30年的年均VCI值呈上升趋势,区域整体旱情有所缓解;四个气候因子中,年均温度逐渐升高,年均降水量基本保持不变,年均相对湿度和日照时数则呈下降趋势,其中气温和相对湿度与VCI的相关性达极显著水平,是影响江苏省旱情的主要因素。     

黑曲霉固态发酵三七渣产淀粉酶的研究

以三七渣为基质,采用黑曲霉固态发酵产淀粉酶,考察了硫酸铵(氮源)添加量、三七渣粒径、固体培养基含水率、发酵温度、发酵时间、菌悬液接种量等因素对产淀粉酶效果的影响,并采用正交实验对发酵条件进行了优化。单因子实验结果表明,黑曲霉固态发酵三七渣产淀粉酶适宜的硫酸铵添加量为40～60mg/g(以干药渣计),最佳三七渣粒径为100目,最适固体培养基含水率为55%,最佳发酵温度为34℃,最适发酵时间为7d,最佳菌悬液接种量为10%(质量分数)。正交实验多重比较的结果表明,优化的发酵条件为:硫酸铵添加量50mg/g,发酵温度34℃,发酵时间5d,在此发酵条件下,黑曲霉固态发酵三七渣产生的淀粉酶的酶活可达84.15U/g(以湿物料计)。     

强化混凝去除尖针杆藻

嘉陵江水系藻类暴发,水源水中的藻类在水厂前处理工艺中难以去除,造成该流域附近10余个水厂发生滤池堵塞现象,其中个别水厂滤池反冲洗周期由正常情况的24 h缩短至2~3 h,严重影响净水厂的正常运行,使得制水能力大幅降低。针对藻类（优势藻为硅藻中的针杆藻）暴发问题,通过对比PAFS、PAC和PFC3种混凝剂的除藻除浊效果,选取PAFS为最佳混凝剂;通过添加预氧化剂和助凝剂强化混凝除藻效果,其结果表明,使用助凝剂PDMDAAC的对PAFS的助凝效果最好,其余药剂结合PAFS的除藻效果为PPC〉ClO2〉PAM〉H2O2〉HCA-1,并将其应用到现有水厂,结果表明,0.6mg/L PDMDAAC＋25 mg/L PAFS在水厂混凝沉淀,尖针杆藻含量降至49×104~55×104cells/L,其除藻率可达70%~75%,大大减轻了滤池的运行负荷,使得水厂运行恢复到正常水平。     

固态发酵法制备优势硝化菌固定化产品的工艺优化

为解决高效菌在工程应用中扩大培养、保存和接种等瓶颈,研究固态发酵法制备焦化废水优势硝化菌固定化产品.以TTC脱氢酶活性法作为固体发酵生物量测定指标,通过液态发酵单因素实验初步确定硝化菌发酵条件,再用响应面法对其固态发酵条件进行优化.结果表明,TTC脱氢酶活性法适合作为表征生物质载体固定化产品生物量的测定方法,不受载体和培养时间的影响,能较好地指示干燥前固态发酵生物量的变化.固态发酵主要影响参数依次为发酵时间、发酵温度、接种量和含水率.发酵时间的最佳值为47 h,发酵温度最佳为29.4℃,接种量的最佳值为9.9 mL/200 mL,最佳含水率为48.9％时,固态发酵固定化产品酶活达到17.091 μg TF/(g·h).与液态发酵参数相比其发酵温度、接种量最佳值接近,但发酵时间由1d延长至2d,产品酶活持平.     

温度和污泥浓度对碱性条件下剩余污泥水解酸化的影响

挥发性脂肪酸(VFAs)是脱氮除磷过程中易于利用的碳源。剩余污泥在碱性条件下发酵能产生大量的VFAs,而温度和污泥浓度是影响剩余污泥发酵的两个重要因素,为此考察了厌氧环境,温度15℃和35℃,pH为10的条件下,剩余污泥挥发性悬浮污泥浓度(VSS为1.708～11.049 g/L)对水解酸化的影响,为实现剩余污泥的资源化提供理论依据。研究得出如下结论:污泥浓度对剩余污泥溶解性化学需氧量(SCOD)溶出率影响不大。低污泥浓度和高污泥浓度均不利于剩余污泥产酸,最佳产酸的污泥浓度为8.540 g/L。各污泥浓度条件下产生的6种挥发性有机酸中乙酸的比例总是最大,且低污泥浓度条件下乙酸的百分含量要高于高污泥浓度条件下。温度对高污泥浓度条件下污泥的最大SCOD溶出量影响较大,而对低污泥浓度条件下污泥最大的产酸量影响较大。无论15℃还是35℃,中等污泥浓度对氨氮的释放量影响不大,35℃条件下污泥浓度对正磷酸盐的释放要比15℃条件下大。     

厌氧产氢ASBR对氮的脱除

在厌氧序批式人工有机污水生物产氢反应器(ASBR)中发现氮"丢失"现象,并对此产氢系统发生脱氮作用的机理和主要影响因素进行了研究。结果表明,在以葡萄糖为发酵底物的厌氧产氢系统中,微生物分别以铵和硫酸盐为电子供体和电子受体发生了硫酸盐型厌氧氨氧化;进水有机物负荷和pH主要通过影响不同种微生物的活性而影响脱氮性能,氨氮和硫酸盐的浓度直接与氮素去除率有关。在最大产氢能力为16 m3/(m3·d)、氢气体积百分比为65%的生物制氢系统中,最大脱氮效率约为64%。产氢效率与氮脱除率呈现负相关关系。研究表明,在控制条件下,可以实现高有机物废水厌氧脱除氨态氮,为生活污水直接厌氧脱氮开辟一条新途径。     

鸟粪石法回收制肥工业废水中氨氮的中试研究

制肥工业废水中氨氮浓度高,难以直接进行生化反应,采用鸟粪石沉淀法可有效去除并回收氨氮。利用中试反应器回收某制肥工业废水中的氨氮,采用氯化镁与氧化镁作为联用镁源,通过考察不同进料方式、搅拌速度、停留时间等因素的影响,确定了鸟粪石法回收氨氮的最佳工况:采用间歇进水、固体投加镁源的投料方式,搅拌速度300 r/min,停留时间2 h。最佳条件下,氨氮去除率达到93.5%,磷残余率小于0.3%,生成的鸟粪石纯度可达85.6%,砷和铅的质量分数分别为0.0036和0.0008,符合肥料中重金属限值(GB/T 23349-2009),其他重金属均未检出。因此,回收产品有很好的利用价值。经济分析表明磷源是此方法处理成本较高的主要原因。     

Characterizing Coral Condition Using Estimates of Three-dimensional Colony Surface Area

Coral reefs provide shoreline protection, biological diversity, fishery harvests, and tourism, all values that stem from the physically-complex coral infrastructure. Stony corals (scleractinians) construct and maintain the reef through deposition of calcium carbonate. Therefore, assessment of coral reefs requires at least some measurement endpoints that reflect the biological and physical condition of stony corals. Most monitoring programs portray coral quantity as live coral cover, which is the two-dimensional proportion of coral surface to sea floor viewed from above (planar view). The absence of the third dimension, however, limits our ability to characterize coral reef value, physiology, health and sustainability. A three-dimensional (3D) approach more realistically characterizes coral structure available as community habitat and, when combined with estimates of live coral tissue, quantifies the amount of living coral available for photosynthesis, growth and reproduction. A rapid coral survey procedure that coupled 3D coral quantification with more traditional survey measurements was developed and tested in the field. The survey procedure relied on only three underwater observations – species identification, colony size, and proportion of live tissue – made on each colony in the transect. These observations generated a variety of metrics, including several based on 3D colony surface area, that are relevant to reef management.