木质生物燃料与其半焦的混燃实验研究

生物质半焦作为生物质气化的副产物,其固定碳含量和热值均高于原生物质.若将生物质半焦充分利用将大幅提高生物质利用的能量效率,具有很大的经济和环境效益.在综合热分析基础上,考察了生物质半焦添加比例(掺烧比)对生物质微米燃料旋风炉燃烧炉膛温度、烟气及灰分的影响.试验研究发现掺烧比为20%(空气当量比为1.2,粉体粒径在0.177 mm以下,生物质含水率控制在8.1%以下),燃烧效果最好,燃烧效率高达98%,燃烧烟气中有害气体NOx和SO2的含量较少.     

Inorganic nitrogen removal of toilet wastewater with an airlift external circulation membrane bioreactor

Removal of inorganic nitrogen (inorganic-N) from toilet wastewater, using a pilot-scale airlift external circulation membrane bioreactor (AEC-MBR) was studied. The results showed that the use of AEC-MBR with limited addition of alkaline reagents and volumetric loading rates of inorganic-N of 0.19-0.40 kg inorganic-N/(m3·d) helped achieve the desired nitrification and denitrification. Furthermore, the effects of pH and dissolved oxygen (DO) on inorganic-N removal were examined. Under the condition of MLSS at 1.56-2.35 g/L, BOD5/ammonia nitrogen (NH/-N) at 1.0, pH at 7.0-7.5, and DO at 1.0-2.0 mg/L, the removal efficiencies of NH4 -N and inorganic-N were 91.5% and 70.0%, respectively, in the AEC-MBR. The cost of addition of alkaline reagent was approximately 0.5-1.5 RMB yuan/m3, and the energy consumption was approximately 0.72 kWh/m3 at the flux of 8 L/(m2·h).     

Efficient adsorption of Mn(Ⅱ) by layered double hydroxides intercalated with diethylenetriaminepentaacetic acid and the mechanistic study

In this study, greatly enhanced Mn(II) adsorption was achieved by as-synthesized diethylenetriaminepentaacetate acid intercalated Mg/Al layered double hydroxides(LDHsDTPA). The adsorption capacity of LDHs-DTPA was 83.5 mg/g, which is much higher than that of LDHs-EDTA(44.4 mg/g), LDHs-Oxalate(21.6 mg/g) and LDHs(28.8 mg/g). The adsorption data of aqueous Mn(II) using LDHs-DTPA could be well described by the pseudosecond order kinetics and Langmuir isotherm model. Thermodynamics study results also showed that the adsorption process of Mn(II) by LDHs-DTPA was exothermic as indicated by the negative ΔH value. Furthermore, based on the structural, morphological and thermostable features, as well as FT-IR and XPS characterizations of LDHs-DTPA and the pristine LDHs, the adsorption mechanism of Mn(II) was proposed. The carboxyl groups of DTPA were proposed to be the main binding sites for Mn(II), and the hydroxyl groups of LDHs also played a minor role in the adsorption process. Among the three common regeneration reagents, 0.1 mol/L Na_2CO_3 was the best for reusing LDHs-DTPA in Mn(II)adsorption. Besides, the Mn(II) adsorption performance could be hindered in the presence of typical inorganic ions, especially cations. Further specific modifications of LDHs-DTPA are suggested to get more selective adsorption of Mn(II) in practical applications.     

桂林会仙岩溶湿地水体与沉积物中有机氯农药污染特征

湿地对环境污染起重要的缓冲作用,但岩溶区岩溶管道的存在会导致污染物沿高度发达的岩溶管道对地下环境产生威胁.因此,认识岩溶地貌环境中的污染物分布特征是污染物生态风险评估与防范的前提.以24种有机氯农药（OCPs）为研究对象,分析了桂林会仙湿地枯水期和丰水期水体和表层沉积物中OCPs的含量组成特征,解析其来源,并开展风险评价.结果表明,水体中ρ（OCPs）范围为3.17~92.50 ng ·L^-1,沉积物中ω（OCPs）范围为1.16~219.52 ng ·g^-1,呈现以六六六（HCHs）和滴滴涕（DDTs）为主的污染特征,水中OCPs含量表现为丰水期高于枯水期,沉积物中OCPs含量枯水期高于丰水期.特征比值法表明OCPs主要为长时间降解残留,部分点位有林丹的新输入.基于蒙特卡洛模拟开展健康风险评价,结果表明,95%分位数水平上,水体中OCPs对人体致癌风险大于1×10^-6,存在潜在健康风险但可接受;非致癌风险均低于1,说明研究区水体中OCPs残留水平不足以对人体造成非致癌风险.     

分流比对土壤渗滤系统脱氮效果的影响研究

针对污染物浓度较高的养猪废水,开展了不同分流比条件下土壤渗滤系统处理效果的对比研究,并分析了分流比对系统中脱氮微生物数量及氧化还原电位(ORP)变化的影响.试验结果表明,分流比对土壤渗滤系统的脱氮效果影响较大,而对COD、TSS和TP的去除效果无明显影响,当水力负荷(HLR)为0.01m3·m-2·d-1且分流比为1∶2时,系统对TN的去除效果最好,平均去除率达80.20%,而对其他污染物的平均去除率均可达90%以上;分流比可影响土壤渗滤系统中脱氮微生物的数量,分流比的增大可促进系统中反硝化细菌数量的增加,强化系统的脱氮效果;另外,分流比还可影响系统填料层中ORP的变化.因此,根据系统进水水质选择合适的分流比,是强化土壤渗滤系统脱氮效果的关键因素.     

利用玉米浸泡液产电的微生物燃料电池研究

以玉米淀粉生产过程中的浸泡液（玉米浸泡液）作为接种液和基质,利用“三合一”膜电极的单室空气阴极微生物燃料电池进行试验,采用在线监测电压和废水分析方法对产电功率和化学需氧量（COD）、氨氮进行测定,探讨高COD、高氨氮有机废水产电及废水处理的可行性.结果表明,经过94 d（1个周期）的连续运行（固定外电阻为1 000 Ω）,17 d时输出电压达到最大（525.0 mV）,稳定期最大输出功率可达169.6 mW/m²,此时电池相应的电流密度为440.2 mA/m²,内阻约为350 Ω,开路电压619.5 mV;但燃料电池电子利用效率较低（库仑效率为1.6%）;1个周期结束时浸泡液的COD去除率达到51.6%,氨氮去除率25.8%.本试验利用玉米浸泡液成功获得电能,同时对浸泡液有效地进行了处理,为其资源化利用提供新途径.     

微氧条件下自养-异养联合反硝化工艺的电子平衡分析

自养-异养联合反硝化(integrated autotrophic and heterotrophic denitrification,IAHD)工艺可以同时进行硫化物,硝酸盐和有机物的降解,作为工业废水处理的关键单元近年来受到广泛关注.引入微量氧气作为电子受体的微氧技术已被证明是强化IAHD运行效能的有效策略.本研究关注于IAHD工艺的电子平衡计算并发现了IAHD生物反应器在微氧条件下运行时利用有限的硝酸盐可将硫化物和乙酸盐完全转化去除.在IAHD序批实验中,当电子缺失率达到峰值55. 1%时,硫化物、硝酸盐和乙酸盐去除效率和去除速率均最高.进一步的硫化物氧化间歇实验表明,电子得失不平衡现象发生在生物硫化物氧化过程中,当氧气含量为5 m L和10 m L时,电子缺失率分别为18. 7%和38. 2%. Illumina微生物群落测序结果表明,Thiobacillus、Thauera、Mangroviflexus和Erysipelothrix为硫氧化过程的主要占优属,其中Thiobacillus的相对丰度随着电子缺失率的增加而增加.本研究揭示了微氧条件下电子受体缺失现象与强化的IAHD运行效能之间的潜在联系,并为深入探讨硫、氮和有机碳的代谢机制提供了新的研究视角.     

渤海湾北部海域沉积物酸可挥发性硫(AVS)的研究

测定了渤海湾北部海域10个站位表层沉积物样品的酸可挥发性硫（AVS）和同步浸提重金属（SEM）含量,对AVS、SEM和SEM-AVS的平面分布和相互关系进行了分析,结果表明：该海域表层沉积物AVS含量范围为1．02～13．68μmol／g,平均值为3．43μmol／g;SEM含量范围为1.92～2．96μmol／g,平均值为2．22μmol／g。调查海域沉积物的SEM-AVS与AVS具有较好的线性相关性,SEM-AVS〈0的区域位于调查海域的东北部的养殖区,养殖区沉积物重金属是安全的。0〈SEM-AVS〈5的区域分布于调查海域的西北-东南方向海域,该方向海域沉积物可能存在重金属的中等毒性。     

不同城市功能区土壤中酞酸酯污染特征

对天津市和辽宁省鞍山市不同城市功能区以及不同工业类型所在地共计12个土壤样品进行采样调查,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对样品中15种酞酸酯类化合物进行分析测定,研究了两市土壤样品中酞酸酯的污染水平,分析了不同城市功能区以及石化、化工、钢铁等工业行业所在地土壤中酞酸酯的浓度差异,研究了不同酞酸酯类化合物的单体污染特征,将两市土壤样品中DBP和DEHP的浓度与国内外部分城市进行了比较,分析了产生上述结果的原因。结果表明,天津市各采样点总酞酸酯(ΣPAEs)浓度在0.524～2.058 mg/kg之间,鞍山市各采样点ΣPAEs浓度在0.779~2.016 mg/kg之间;两城市不同城市功能区土壤ΣPAEs浓度均呈现风景区<生活区<工业区的趋势;15种酞酸酯中,DBP和DEHP在天津市和鞍山市各采样点土壤样品中均有检出,为两城市土壤中酞酸酯主要污染物,其浓度值与国内其它城市处于同一污染水平,略高于我国贵州地区。     

汽车尾气净化催化剂Ag/SAPO-34选择性催化还原NO

评价了Ag/SAPO-34分子筛催化剂选择性还原NO的活性,并运用漫反射红外光谱原位研究NO在Ag/SAPO-34催化剂上的选择性催化还原机理.结果表明Ag/SAPO-34有良好的低温活性,在氧气浓度为3.6%和温度为573K～673K时NO还原成N2的转化率达70%;催化剂活性随C3H6浓度的增加而升高,随空速的增加而稍有下降.基于漫反射红外光谱,认为反应机理为:NO、丙烯和氧反应,在Ag/SAPO-34催化剂上生成吸附的有机-氮氧化物,再由这些吸附物种分解成N₂,催化还原的关键是形成有机-氮氧化物中间体.氧的作用是充分促进丙烯活化以及增加NO_x吸附态含量,并且氧的存在是有效产生一系列中间物不可缺少的条件.