多点交替进水阶式A2/O工艺强化脱氮除磷

为强化CMICAO(多点交替进水阶式A2/O)工艺的脱氮除磷性能,通过调整进水C/N〔ρ(COD_Cr)/ρ(TN)〕、进水端厌氧池和缺氧池的进水流量比对CMICAO工艺参数进行优化,考察其对氮、磷去除的影响. 结果表明:试验条件下,C/N的提高可增强SND(同步硝化反硝化)作用,氮的去除效果也随之提高,C/N≥7时,前好氧池同步硝化反硝化率达到61%,出水ρ(TN)≤9.0 mg/L;在相同工况下,较低的C/N下反硝化除磷现象更明显. 综合考虑,C/N在5~7范围内,可取得较好的整体脱氮除磷效果. 优化工艺进水碳源分配可提高碳源利用效率,氮、磷的去除效果受进水流量比的影响较大,当厌氧池和缺氧池进水流量比为2.0时,可强化缺氧池的反硝化除磷作用,TN和TP去除率分别为75%和92%,出水ρ(COD_Cr)、ρ(NH+₄-N)、ρ(TN)和ρ(TP)分别为28.7、1.9、9.2和0.27 mg/L,通过优化实现了CMICAO工艺对氮、磷去除的强化.      

水分及凋落物对若尔盖泥炭土CH4排放的影响

通过野外采样和室内培养试验,设置了饱和水分(100％田间持水量)、非饱和水分(60％田间持水量)和干湿交替处理3种土壤水分条件,以及添加和未添加凋落物2种处理,研究了若尔盖泥炭土CH4排放对不同土壤水分条件以及凋落物添加的响应.结果表明,不同土壤水分条件和凋落物添加及其交互作用对泥炭土CH4排放均有显著影响.相对于非饱和土壤水分,干湿交替促进了泥炭土CH4排放,而在持续的饱和水分条件下,泥炭土CH4排放量最高.凋落物添加促进了泥炭土CH4排放速率和累积排放量.饱和水分条件下,泥炭土CH4排放对凋落物添加响应最为迅速,干湿交替次之,非饱和水分条件下的响应最慢.     

腐蚀疲劳交替环境下0Cr16Ni5Mo1不锈钢的损伤行为研究

目的 研究腐蚀疲劳交替环境下0Cr16Ni5Mo1不锈钢的损伤行为。方法 通过开展0Cr16Ni5Mo1不锈钢在不同腐蚀疲劳交替次数下的试验,分析腐蚀疲劳交替频率对疲劳寿命、表面形貌等的影响规律,明确其腐蚀疲劳交替损伤机理。结果 腐蚀时间一定时,0Cr16Ni5Mo1不锈钢试验件的疲劳寿命随着腐蚀疲劳交替频率的增加而增加。交替频次较低时,疲劳断裂部位主要发生在试验件表面或侧面的腐蚀损伤处;交替频次较高时,疲劳断裂部位开始内部缺陷处出现。试验件表面附着的腐蚀产物随着交替周期的进行而减少,但随着交替次数的增加,基体截面深处出现腐蚀产物。结论 0Cr16Ni5Mo1不锈钢试验件的疲劳寿命随交替次数的增加呈现指数函数规律的增长趋势。腐蚀-疲劳交替作用下,0Cr16Ni5Mo1不锈钢的表面腐蚀损伤形式主要为点蚀,裂纹主要萌生于试件表面的缺陷处,腐蚀加速了裂纹萌生的进程。交替次数的增加促进了表面和缺陷处钝化膜的生成,以及腐蚀产物在缺陷内部的堆积,从而使试验件寿命增大。     

交替冻融对东北典型土壤腐殖质的影响

以受季节性冻融过程影响显著的东北地区的黑土、暗棕壤和水稻土为例,采用实验室模拟的方法,研究交替冻融循环过程（分别在-20℃和20℃下处理）对土壤腐殖质的影响。研究表明：交替冻融后,黑土和暗棕壤松结态腐殖质质量分数分别增加了39%和28%,HA/FA分别上升了45%和35%;水稻土松结态腐殖质质量分数和HA/FA分别下降了18%和31%。三维荧光结果进一步验证,黑土、暗棕壤在交替冻融中土壤芳香化程度增高,HA/FA上升,而水稻土则相反。黑土和暗棕壤松结态腐殖质和HA/FA升高,主要是微生物分解作用和土壤大团聚体破坏等原因造成,水稻土松结态腐殖质和HA/FA降低,主要是水稻土的缺氧环境造成。     

干湿交替循环频率对生物膜特征及其微生物群落的影响

为研究干湿交替循环下生物膜的抗性机制,以天然水体生物膜为研究对象,基于室内控制实验,通过16S rRNA高通量测序和激光共聚焦显微成像等技术,探究干湿交替循环对生物膜形态结构及其微生物种群结构、多样性和功能的影响.结果表明,随着干湿交替循环频率从一轮(C1)增加到五轮(C5),生物膜厚度从9.10减小到6.46μm,胞外聚合物含量从2.64μm³/μm³(对照)减少到1.90μm³/μm³(C1),再增加到4.41μm³/μm³(C3),随后减少到1.54μm³/μm³(C5, P=0.004),活/死菌比例则从2.52(C1)增加到3.60(C3)再显著减少到0.72(C5, P=0.009),而比表面积和粗糙度系数无显著变化.与对照相比,干湿交替循环下生物膜内微生物群落丰富度和多样性下降,指示物种发生改变.当干湿交替循环的频率超过生物膜耐受程度(C5)时,生物膜内优势菌由变形菌转变为与蓝藻相关的菌群,且生物膜...     

固化/稳定化垃圾焚烧飞灰中的Pb在干湿交替环境中的溶出风险评估

评估了水泥+螯合剂协同处理垃圾焚烧飞灰中的铅(Pb)在干湿交替环境中的溶出风险。结果表明:在干湿交替环境中,水泥+螯合剂协同处理飞灰的矿物组成可保持稳定,水化程度有所提高。经过30次干湿交替后,由于飞灰颗粒受到更多水化产物的保护,Pb的浸出毒性从0.15 mg/L降低至0.05 mg/L。另外,协同处理与单独的水泥固化相比,对Pb的稳定化效果更好,Pb的浸出毒性更易达到GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》;经过同样的12次干湿交替后,协同处理飞灰中Pb的浸出毒性(<0.05 mg/L)远低于单独的螯合稳定飞灰(0.53 mg/L),溶出风险显著降低。因此,水泥+螯合剂协同工艺适用于干湿交替高发地区的垃圾焚烧飞灰中Pb的稳定化处理。     

复合人工湿地对陆基水产养殖废水中氮磷的净化及其微生物群落特征

高密度陆基水产养殖外排废水中的氮(N)、磷(P)浓度往往远高于传统的塘库养殖而对周边环境带来更大的压力。为探究复合人工湿地系统对陆基水产养殖外排废水中N、P的净化效果及其微生物群落特征,本文以“高效生态浮床单元-垂直流人工湿地单元-沉水植物池单元”三级不同类型湿地单元构成的复合人工湿地系统为研究对象,研究不同干湿交替时间下该系统对模拟高密度陆基水产养殖外排废水中N、P的净化效果,并揭示系统内各湿地单元植物根系和填料中微生物群落的结构特征。结果表明,复合人工湿地系统在不同干湿交替时间下对NO₃⁻-N、NO₂⁻-N、NH₄⁺-N、TN、TP的平均去除率分别为99.04%~99.43%、98.72%~100%、93.89%~95.26%、92.23%~98.60%、56.85%~77.50%。各湿地单元植物中不同类型植物分析结果表明,高效生态浮床单元中巨菌草的根系活力、POD酶活性、生物量均明显优于垂直流人工湿地单元中的美人蕉和沉水植物池单元中的狐尾藻(P<0.05),且植物中N、P含量呈现沿流向逐级减少的趋势,与各湿地单元排水中的污染物浓度所呈现的逐级降低的规律相一致。各湿地单元N、P去除途径的分析结果表明,一级单元微生物作用(74.42%)和一级、二级单元填料吸附 (13.05%和38.70%) 分别是N和P元素的主要归趋途径。各湿地单元植物根系和填料中微生物群落分析结果表明,植物根系及填料微生物的共同优势菌门主要有Proteobacteria、Chloroflexi、Actinobacteria、Bacteroidetes。属水平上各级湿地单元存在的优势菌属存在明显差异,其中生态浮床单元优势菌属相对丰度最高,主要有Chloronema、unclassified_p__Chloroflexi、Candidatus_Competibacter等。基于FAPROTAX数据库功能预测结果表明,各湿地单元植物根系和填料中化能异养型(12.43%~27.19%)和好氧化能异养型(10.11%~26.46%)细菌功能群占优势,且氮循环相关功能的发现表明细菌在复合人工湿地系统除氮过程中起着关键作用。以上结果说明,经不同类型湿地单元功能菌群与湿地植物的协同作用,可使该系统对高密度陆基水产养殖外排废水中的特征污染物N、P具有较好的生态净化效果。     

基于模拟老化和同位素技术的生物炭砷钝化效率评估

为探究生物炭钝化砷长期效果,运用实验室模拟老化和稳定同位素技术,对饱和吸附砷 (As) 的¹³C标记生物炭分别进行60 d冻融老化和自然老化实验,通过老化前后生物炭材料、碳总量、碳形态、TCLP提取态As (TCLP-As) 、As形态变化,评估生物炭材料老化对钝化砷稳定性的影响。结果表明,老化作用未明显改变As的价态 (As³⁺,As⁵⁺) ,但降低了生物炭对As的钝化效果,TCLP-As由老化前的46%分别增加至60% (冻融老化) 和63.6% (自然老化) 。这主要归因于老化作用促进生物炭中部分不稳定碳转化为溶解性有机碳 (DOC) ,而DOC具有较强迁移性,其丰富的含氧官能团可以与As络合,形成DOC-As团聚体而发生共迁移;此外,老化后生物炭Zeta负电位、PO₄³⁻数量的增加,灰分质量分数、pH的降低,导致生物炭与As间静电斥力增强,离子交换、沉淀作用减弱,促进了As的解吸释放,故生物炭对As的钝化效果降低。对比2种老化,自然老化后,生物炭与As之间静电斥力、As与PO₄³⁻竞争生物炭表面吸附点位更强,沉淀作用减弱更为明显;而冻融老化后生物炭比表面积相对较大,可提供更多吸附点位,故自然老化后生物炭钝化As稳定性低于冻融老化。本研究结果可为生物炭钝化砷的应用提供参考。     

添加园林废物及冻融预处理对餐厨垃圾厌氧消化效率的影响

通过批处理试验,研究了三种不同类型园林废物〔小叶桉叶,美人蕉叶以及混合杂草(包括空心莲子草、猪毛蒿和胜红蓟)〕对餐厨垃圾厌氧消化的影响。结果表明,添加混合杂草处理表现出最佳的甲烷生产能力,甲烷产率达到827.0 mL/g(以挥发性固体计,下同);而添加小叶桉叶和美人蕉叶处理,甲烷产率分别为307.9和287.3 mL/g。冻融预处理可以使添加混合杂草处理和美人蕉叶处理的甲烷产率分别提高25.0%和85.4%,混合杂草处理的产能效益由6 106 kW·h/t提高到7 633 kW·h/t,美人蕉叶处理的产能效益则由1 694 kW·h/t提高到3 141 kW·h/t。     

季节冻土区冻融期黄土滑坡基本特征与机理

在我国北方大部分地区滑坡灾害的发生有两个高峰期,即雨季和冻融期,而目前对冻融期滑坡的研究尚处在起步阶段,导致对冻融期滑坡的防治效果远不及雨季滑坡。本文以甘肃黄土滑坡为研究对象,探索季节冻土区冻融期黄土滑坡的基本特征和形成机制。结果表明,季节性冻融作用是季节冻融期黄土滑坡滑坡发生的主要因素,其不但在斜坡表层产生强烈作用,而且可引起斜坡深处地下水富集、土体软化范围扩大和静、动水压力增大等冻结滞水效应,促使斜坡整体性大规模变形破坏,导致滑坡发生。