水土匹配、空间效应及区域农业经济增长——基于中国2003-2013的经验分析

水资源和土地资源是非常重要的自然资源,是农业经济发展不可或缺的物质要素。水资源与土地资源的合理匹配能够促进区域的资源优势转化为经济增长,从而促进区域农业经济发展。我国是一个人口众多的农业大国,同时也存在水资源与土地资源短缺的问题。本文结合我国农业水土资源自然禀赋与实际利用情况,首先利用中国2003-2013年的分省数据,选取单位耕地面积的广义农业水资源量测度方法和当量系数描述了我国农业水土资源匹配的现实,发现我国农业水资源与土地资源在空间上匹配程度不高,农业生产受到水土资源约束较强,农业水土资源的形成区域与消耗区域在空间上不相匹配;然后,在邻接权重矩阵下采用Moran’s I指数验证我国区域农业经济增长的空间关联性,结果显示我国各省农业经济增长存在显著的空间关系,呈现出高度的集聚性和非均质性。为避免估计结果有偏,本文在此基础上采用空间计量建模及估计方法,加入农业生产人、财、物等控制变量,测度水土匹配度对区域农业经济增长的空间溢出效应。结果显示,水土匹配度对区域农业经济发展的区域内和区域间的溢出效应都显著为正,总体上水土匹配度对区域农业经济发展具有正向的溢出效应,即水土匹配度对本地区农业经济增长具有促进作用;同时,由于相邻区域的水土资源自然禀赋条件类似,而且农业生产中存在"示范效应"和"模仿效应",水土匹配度对相邻地区农业经济增长也具有一定的促进作用。因此,采取相关措施优化农业水土资源匹配关系,对促进我国区域农业经济增长,保障我国粮食安全非常重要。     

去腐蚀产物膏及氧化膏性能研究

目的研究自主研发的BT-2G钢腐蚀产物去除和快速磷化膏、ALT-1铝合金去腐蚀产物膏以及LYG-2铝合金局部化学氧化膏性能。方法观察并检测各种膏体的外观、流淌度、处理时间,并研究BT-2G处理样品的漆膜结合力及氢脆性能,ALT-1的去腐蚀效率和基体腐蚀性,LYG-2处理样品的漆膜结合力和耐蚀性。结果各种膏体均匀浓稠,流淌度均小于1 mm,在3 h内均可以完成处理过程,另外,BT-2G处理的样品可以通过漆膜结合力和氢脆测试,ALT-1的去腐蚀效率大于90%且对基体基本无腐蚀性,LYG-2通过漆膜结合力测试且中性盐雾72 h无腐蚀。结论各种膏体均满足飞机外场维修使用要求,可应用于维护/维修。     

基于UD-PLS对牛粪堆制Cu和Zn钝化预测模型的研究

选取钝化材料木醋液和影响堆肥质量的关键因素:含水量和C/N,每个因素安排6个水平,利用均匀设计进行多因素多水平试验,对试验结果进行偏最小二乘回归分析,建立对重金属的钝化预测模型.结果表明:木醋液添加比例为0.50%、含水量为40%和C/N为40时,Cu和Zn的钝化效果均达到最大值,分别为13.5%和30.2%;其中重金属Cu的钝化预测模型为 ,其中交叉有效性为 ,模型达到精度要求;重金属Zn的钝化预测模型为 ,其中交叉有效性为 ,模型达到精度要求.针对多因素多水平的复杂堆肥系统中,将均匀设计与偏最小二乘法有机耦合,有效地解决了试验次数多、因素间多重相关性的问题,从而使模型精度和实用性都得到提高.     

酒精废水部分亚硝化-厌氧氨氧化脱氮的可行性

采用一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化反应器研究了酒精废水脱氮的可行性.结果表明,在pH 7.8±0.5,温度30~35℃,好氧区ORP值120~150 mV的条件下,历时40 d成功地启动了一体式PN-ANAMMOX反应器,总氮去除速率由0.125kg·(m~3·d)~(-1)上升至0.75 kg·(m~3·d)~(-1)左右,说明接种成熟的亚硝化生物膜和厌氧氨氧化颗粒污泥可达到快速启动的效果;在酒精废水处理的研究中表明,酒精废水对PN-ANAMMOX反应器的影响主要是由其中可生物降解的TOC导致,短期内可生物降解TOC的加入,ANAMMOX反应区首先受到影响;酒精废水中100 mg·L~(-1)可生物降解TOC浓度可以使总氮去除速率由0.75 kg·(m~3·d)~(-1)降低至0.25 kg·(m~3·d)~(-1)左右,降低约66%,这种抑制是可以恢复的;采用不同浓度梯度酒精废水驯化PN-ANAMMOX反应器内功能菌群,随着进水浓度梯度的增加,总氮去除速率均出现了先下降再上升的趋势,通过延长HRT和适当提高PN阶段的溶解氧的方式,有利于反应器整体脱氮效能的提高,完全以酒精废水作为进水时,总氮去除速率稳定在0.65 kg·(m~3·d)~(-1)左右,脱氮效果较好,说明一体式PN-ANAMMOX可用于回用酒精废水的处理.     

污水处理厂SNAD工艺小试

在污水处理厂室外,以A/O除磷工艺出水为基质,启动全程自养脱氮(CANON)生物滤柱反应器.反应器启动成功后,进水中投加葡萄糖作为有机碳源,启动同步短程硝化、厌氧氨氧化耦合反硝化(SNAD)工艺,研究SNAD生物滤柱处理城市生活污水的效果.结果表明,第119～128 d,CANON工艺氨氮去除率大于95%,最大出水总氮浓度为13. 0 mg·L~(-1),超过了北京市地标一级A排放标准.第129 d在进水中投加葡萄糖30 mg·L~(-1)启动SNAD工艺,第133～187 d时SNAD工艺总氮去除率在85%左右,出水总氮浓度为5. 5～7. 3 mg·L~(-1).第195d观察到滤柱出现堵塞现象,在第196 d对反应器进行反冲洗,反冲洗后的30d期间,反应器总氮去除率大于85%,出水总氮浓度维持在6. 2～7. 2 mg·L~(-1).与CANON工艺相比,SNAD工艺提高了总氮去除率,将出水总氮浓度降低了6 mg·L~(-1),使出水氨氮和总氮浓度达到北京市地标一级A标准.     

基于物元可拓法和偏好熵权的饮用水源水质评价——以天津市大港区为例

文章根据天津市饮用水受氟化物影响较大的现实情况,以物元可拓法为基本方法,利用偏好熵设置权重,一方面在无偏好情况下客观地确定各指标的权重进行水质评价,另一方面重点考虑了氟化物对水质的影响再进行评价,分析水质评价结果对氟化物的敏感程度。结果表明,在无偏好情况下,文章涉及的两个饮用水源地的水质较好,多为Ⅰ类水和Ⅱ类水;而在对氟化物偏好设置的情况下,2005～2006年初的水质评价结果偏差,说明此阶段水质评价结果对氟化物比较敏感,而后至2007年末则并未表现出此特征。     

环境温度下SBR实现稳定部分亚硝化研究

采用SBR反应器建立了一套通过特定pH终值调控曝气停止点,以实现稳定部分亚硝化的策略,整个运行过程分为3个阶段,阶段Ⅰ启动亚硝化,阶段Ⅱ在稳定亚硝化的同时探索pH终值的设定规律,阶段Ⅲ采用pH终值设定规律实现稳定部分亚硝化,通过跨越夏、冬季（7~35℃）共148d的运行,考察SBR系统内有机物、氮素的转化规律,并分析不同温度（23、18、13℃）对部分亚硝化反应过程的影响.结果表明,在低DO（0.2~0.4mg/L）和MLSS为4000mg/L的条件下,控制pH终值为（7.73±0.02）,使出水FA在0.5~1.2mg/L,可稳定部分亚硝化期间的出水NO₂^--N/NH₄⁺-N值在1~1.4之间,出水亚硝积累率（NAR）维持在85%以上,有机物去除率在60%以上.比氨氧化速率、比亚硝态氮氧化速率、比COD去除速率均随温度下降而降低,但降低趋势较缓,且反应均能稳定完成.     

厌氧/好氧SNEDPR系统处理低C/N污水的优化运行

为实现同步硝化内源反硝化除磷（SNEDPR）系统的优化运行,以实际生活污水为处理对象,采用厌氧（180min）/好氧运行的SBR反应器,并通过联合调控好氧段溶解氧（DO）浓度（0.3～1.0mg/L）和好氧时间（150～240min）,考察了该系统脱氮除磷特性.并结合荧光原位杂交（FISH）技术对系统优化过程中各功能菌群的结构变化情况进行了分析.试验结果表明,当系统好氧段DO浓度由约1.0mg/L逐渐降至0.3mg/L,且好氧时间由150min逐渐延长至240min后,出水PO₄^3--P浓度稳定在0.4mg/L左右,但出水TN浓度由14.3mg/L降至8.7mg/L,TN去除率由75%提高至84%.此外,随着好氧段DO浓度的降低,SNED现象愈加明显,SNED率由34.7%逐渐升高至63.8%.SNED的加强,降低了出水NO₃^--N浓度,并提高了系统的脱氮性能和厌氧段的内碳源储存量.FISH结果表明：经127d的优化运行,系统内PAOs,GAOs和AOB（氨氧化菌）仍保持在较高水平（分别全菌的29%±3%,20%±3%和13%±3%）,其保证了系统除磷、硝化和反硝化脱氮性能;但NOB（亚硝酸盐氧化菌）含量减少了50%,为系统内实现短程硝化内源反硝化提供了可能.     

好氧条件下CANON工艺的启动研究

为揭示厌氧氨氧化细菌对于DO的适应性及缩短CANON(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite)工艺的启动时间,以海绵为填料,采用小试研究了CANON工艺直接在好氧条件下的启动启动过程中,控制温度在35％℃±1℃,pH 7.39～8.01 之司部分亚硝化在60 d得以建立,亚硝酸盐积累率(NO₂^--N/NO_x^-;-N)达到98％,并保持长期稳定;连续运行至160 d时,厌氧氨氧化作用开始逐步显现,到210 d时,TN去除负荷达到1.22 kg/(m³·d),TN去除率维持在约70％,成功地在好氧条件下启 动了CANON工艺启动过程中发现,以不含有机碳源的氨氮废水启动CANON反应器时,CANON反应器启动成功的标志为：①填料内部开始产气;②总氮损失与硝酸盐增加的比值趋于稳定,理论值为8,在本试验中,二者的比值平均为8.61     

DO/NH4+-N实现短程硝化过程中生物膜特性

实验探究了短程硝化实现过程中生物膜特性的变化情况.采用比值控制(DO/NH+4-N)实现短程硝化,分别取亚硝酸盐积累率为10.27%、52.12%和93.54%时生物膜样品,利用荧光原位杂交(FISH)和激光共聚焦显微镜(CLSM)联用技术观察总菌、氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)数量和空间结构的变化,通过三维激发发射矩阵(EEM)观察胞外聚合物分泌和成分变化情况.比值控制成功富集AOB,并可在NOB未洗脱完全的情况下实现短程硝化.异养菌和硝化菌共存于生物膜内上,异养细菌在外层,硝化菌分布在生物膜表面6~25μm.短程硝化实现的过程中,AOB/NOB值逐步增长,稳定运行时期比值高达15.56.反应器运行过程中,EPS和微生物菌群变化息息相关.微生物活性下降,EPS分泌减少;短程硝化稳定运行时期,NOB等不耐高亚硝酸的菌群衰亡,芳香性蛋白质荧光强度降低.但三维荧光光谱显示,短程硝化实现过程中EPS化学成分变化不明显.