高氯酸盐还原颗粒污泥的快速培养及其特性分析

为实现高氯酸盐还原颗粒污泥的快速培养,以反硝化颗粒污泥为接种污泥,对高氯酸盐还原颗粒污泥的快速培养进行了研究。在降低进水硝酸盐(NO_3~-)浓度的同时,采用逐步升高进水高氯酸盐(ClO_4~-)浓度的方法,考察了高氯酸盐还原颗粒污泥培养过程中ClO_4~-的去除以及颗粒污泥的特性。结果表明:以反硝化颗粒污泥为接种污泥,经过50 d快速培养出高氯酸盐还原颗粒污泥,ClO_4~-去除速率达96%以上;其混合液悬浮固体浓度(MLSS)为50.68 g·L~(-1),混合液挥发性固体浓度(MLVSS)为40.58 g·L~(-1),主要粒径分布在0.60 mm和1.00～2.00 mm。NO_3~-浓度逐步降低的培养方式可缓解ClO_4~-对颗粒污泥中各类微生物的毒性,为高氯酸盐颗粒污泥的快速培养提供了新的方法,具有重要的理论和实践意义。     

暂存库填埋调质污泥的压缩与固结特性

污泥暂存库区面临减量增容的严峻问题。由于暂存库中的污泥已经发生了较大程度的降解,其固结性质与新鲜污泥相比已发生了较大的变化,可直接影响到原位处理效果,故选用FeCl_3和芬顿试剂对上海某污泥暂存库区的长期填埋污泥进行了调质改性,并对调质后污泥的固结压缩特性进行了研究。结果表明:经药剂调质后污泥的排水固结时间大大缩短,在初始低固结应力水平时压缩量较大,在后期高固结应力水平下沉降量较小;在初始低固结应力水平下,调质污泥的固结系数在10~(-3) cm~2·s~(-1)数量级范围内变化;添加FeCl_3的实验组对应的C_(v,max)=2.91×10~3 cm~2·s~(-1),芬顿调质实验组对应的C_(v,max)=9.88×10~(-3) cm~2·s~(-1)。渗透系数受固结应力影响较大,当FeCl_3的掺量为40%时,初级固结应力下样品的渗透系数k=4.439×10~(-6) cm·s~(-1);在400 kPa固结应力作用下,渗透系数减小为3.796×10~(-8) cm·s~(-1);经芬顿试剂调质的污泥在初级固结应力下,渗透系数k=6.48×10~(-6) cm·s~(-1);在400 kPa下,渗透系数k=9.94×10~(-8) cm·s~(-1)。以上结果对现场污泥真空固结法处理有一定的指导意义。     

基于硫酸盐还原菌的气提内循环反应器处理酸性矿山废水

针对硫酸盐还原菌(SRB)处理酸性矿山废水(AMD)易受酸、重金属、代谢产物硫离子等多重毒性抑制的问题,采用气提内循环反应器对AMD进行处理,研究了反应器内涉硫组分的演变、产碱效率、微生物群落结构、重金属的去除效果。结果表明:气体内循环反应器可有效解除多重毒性抑制,体系中硫酸盐去除率由36.5%提升至91.24%;且其产碱效率提升了3倍,明显优于传统反应器,脱硫弧菌属的相对丰度也由48%提升至73%;硫化氢与重金属反应得到金属硫化物纯度可达98.12%,出水中Cu~(2+)和Zn~(2+)浓度分别为0和2 mg·L~(-1),可达到《污水综合排放标准》二级标准。以上结果可为SRB生物技术处理AMD的高效控制提供参考。     

地球工程的全球治理:理论、框架与中国应对北大核心CSCDCSSCI

为应对气候变化的严峻挑战,科学家提出地球工程的概念,探讨通过超常规的大规模工程技术手段改变气候系统的可能性,成为气候变化领域研究的新热点。地球工程是诸多复杂技术方案的总称,根据不同作用机理,将其分为太阳辐射管理(SRM)和碳移除(CDR)两大类。地球工程在降低地球平均温度的同时也带来新的风险,引发全球治理的难题。面对影响人类共同利益的未知领域,各国纷纷启动相关研究项目,陆续开展多领域科学评估,且部分CDR项目已经开展商业化示范,地球工程全球治理的实践也拉开帷幕。地球工程影响的全球性、外部性决定了其治理需要全球共同努力,其综合影响的复杂广泛和不确定性决定了其治理是一个跨领域、多平台、多主体、多层次的治理体系,而其特殊的经济学属性使得全球治理面临着供给方案、两难选择、道德风险、区域和代际公平等诸多的困境和挑战。地球工程的全球治理框架需要明确原则、对象、目标、主体、平台、制度和机制等基本要素,需要在现有机制基础上,建立联合国框架下的多平台协同治理机制,以科学共识推动政治进程,并把握关键时间节点。面对地球工程议题,中国应以可持续发展理念和生态文明思想为指导,在正确认识其风险特性的基础上,科学地将其纳入应对气候变化大框架,并坚持多边主义立场,深度参与地球工程的全球治理,维护人类命运共同体。     

CaO2及H2O2类Fenton降解土壤石油烃污染

采用H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系和CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系修复土壤石油污染,考察了氧化剂种类、氧化剂投加量、 Fe(Ⅲ)浓度和柠檬酸浓度对柴油降解效果的影响,并进一步研究比较了CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸和H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸2种修复方式对土壤原著微生物群落变化及豌豆植株生长所带来的生态毒性效应。单因素实验结果表明:在其他条件相同的情况下,CaO_2类Fenton降解柴油效果优于H_2O_2类Fenton降解效果;柴油降解率随着氧化剂投加量、Fe(Ⅲ)和柠檬酸浓度的增大呈现先增后降的趋势。当CaO_2浓度为166.67 mmol·L~(-1)、Fe(Ⅲ)浓度为27.78 mmol·L~(-1)、柠檬酸浓度为27.78 mmol·L~(-1)时,反应24 h后,土壤中柴油降解率达到44.14%。生态毒性实验表明:CaO_2类Fenton处理后土壤微生物群落的丰富度和多样性指数均有所提高,H_2O_2类Fenton处理后均有所降低,2种处理方式均在不同程度上改变了土壤微生物群落的优势菌门构成;CaO_2及H_2O_2类Fenton处理均抑制了豌豆植株的生长,发芽率、植株干重、株高、叶绿素含量等测试指标均下降,其中H_2O_2类Fenton处理的抑制效果更为明显。进一步分析可知,CaO_2类Fenton处理技术比H_2O_2类Fenton处理技术更适用于石油污染土壤修复。     

铅酸蓄电池行业生产者责任延伸制在我国实施的难点和解决方案

为解决我国废弃产品环境污染问题和再生资源循环利用的困境,加快生态文明建设和循环经济发展,国务院现已推行生产者责任延伸制度。该项制度的推行实施,可减轻环境治理负担,推动循环经济和清洁生产模式,促进企业技术升级,但该项制度在具体实施过程中尚存在一些问题。以铅蓄电池行业为例,存在的主要问题包括相关制度不健全、回收利用体系不完善、缺乏多部门联动监管机制和有效的经济激励政策等。针对上述问题,结合河南省的废铅蓄电池收集处理制度试点工作,提出铅酸蓄电池行业生产者责任延伸制实施的建议方案,为生产者责任延伸制度更好地推行和实施提供参考。     

基于CFD模拟改良型厌氧折流板反应器(mABR)水力特性

改良型厌氧折流板反应器(modified anaerobic baffled reactor,mABR)的处理效率受水力特性的影响很大,而反应器升流室的升流速度又是影响反应器内水力特性的重要参数。使用CFD-fluent软件平台进行二维多相流数值模拟,在难降解废水水解酸化(固-液两相流)与高浓度有机废水发酵产气(气-液-固三相流)条件下,针对水流速度与固含率的变化,探究不同升流速度对反应器内流场特性的影响。结果表明:升流速度的增加及反应器厌氧产气有利于抬升泥水界面,促进泥水混合,提高传质效率;但过高的升流速度将导致污泥流失,使生物量的保持能力下降。通过分析可知,当两相流和三相流升流速度分别为2.0～2.5 m·h~(-1)和1.5～2.0 m·h~(-1)时,水力搅动及固含率分布较为显著,有利于泥水混合,使得反应器去除污染物效率最佳。     

介质阻挡放电联合锰基催化剂对乙酸乙酯的降解效果

采用等体积浸渍法制备锰基催化剂MnO_x/13X和MnO_x/γ-Al_2O_3,并在吸附-间歇放电模式下研究了其联合介质阻挡放电(DBD)等离子体对乙酸乙酯的氧化性能;对催化剂进行BET、SEM和XPS表征,以分析不同载体的Mn基催化剂氧化效果存在差异的原因。DBD氧化实验结果表明:与13X和γ-Al_2O_3相比,负载活性组分MnO_x后,CO_x产率分别提高了36.3%(MnO_x/13X)和29%(MnO_x/γ-Al_2O_3),CO_2选择性均提高至98%以上,副产物臭氧明显减少。表征结果显示,MnO_x/13X上的Mn~(4+)和晶格氧含量更高,更有利于乙酸乙酯的降解。结合吸附态乙酸乙酯的等离子体降解机理和不同填充材料的实验数据,建立了相应的动力学模型,为DBD降解挥发性有机物系统中催化剂的优化及其应用提供参考。     

UASB-SBR组合工艺处理畜禽养殖废水的研究

近年来,随着中国畜禽养殖业的快速发展,落后的养殖模式和污染防治设施,使畜禽养殖污染日趋严重,畜禽养殖污染已居农业污染源之首,已成为中国环境污染的重要因素,对环境质量乃至人体健康都会产生不良影响。文中采用UASB—SBR组合工艺处理畜禽养殖废水,通过试验探讨SBR反应器启动方法及最佳运行模式,同时研究UASB反应器的启动方法。结果表明,SBR运行的最佳模式为进水0.5 h、反应8 h、沉淀1 h、出水0.5 h、闲置14 h。经过一段时间的启动,UASB和SBR反应器均成功启动,UASB—SBR组合工艺在处理畜禽养殖废水时可获得稳定的处理效果,COD、氨氮、总磷等出水水质均达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)要求,为畜禽养殖废水处理的工程化应用提供了参考依据。