氨氧化菌群的筛选及发酵条件的优化

利用选择性培养基对活性污泥进行连续驯化,筛选出氨氮去除效率较高且稳定的氨氧化菌群。采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析了氨氧化菌群在连续传代过程中菌群的结构差异,并对菌群的发酵培养基及发酵条件分别进行了正交优化和单因子优化。结果表明,该菌群的最佳发酵培养基为每升培养基中含碳酸盐缓冲液15mmol,硫酸铵4.2 mmol,磷酸盐缓冲液12.5 mmol,硫酸亚铁0.9μmol,氯化钙0.4 mmol,硫酸镁1.5 mmol;最佳发酵条件为:接种量为14%,装液量为60 mL/250 mL,温度为35℃。在此条件下,菌群对氨氮的去除效果较优化前提高了155%。     

红枫湖底泥磷负荷释放

为了研究高原湖泊底泥沉积物中磷的释放负荷,对贵州红枫湖区10个地区的沉积物进行了磷形态分析。选取10个采样点中5个典型区域,研究结果表明,底泥中各形态磷占总磷比例Org-P为58.6%,NaOH-P为29.91%,Ca-P为11.48%,底泥中主要的磷形态为有机磷。上覆水溶解性总磷酸盐(TSP)与底泥中各形态磷的相关性研究表明,底泥中的Ca-P与上覆水中的TSP几乎没有相关性,NaOH-P与Org-P与上覆水的TSP有较高的相关性(R2>0.94),而底泥中的总磷(TP)与上覆水中的TSP相关性最高(R2>0.98),底泥中这种形态的结构有利于抑制底泥的释放。研究表明,在10点位样品中,间隙水中TP和SRP(溶解性正磷酸)浓度远大于上覆水体中相应磷形态的浓度,间隙水中TP平均浓度为0.37 mg/L,SRP平均浓度为0.18 mg/L,上覆水体中TP平均浓度为0.10 mg/L,SRP平均浓度为0.02 mg/L,间隙水中TP、SRP与上覆水中TP、SRP存在了一种浓度梯度。     

3种含铁材料对重金属和砷复合污染底泥稳定化处理

选用3种含铁材料FeCl3、Fe(OH)3和FePO4,开展重金属和砷(As)复合污染底泥的稳定化处理实验,并用毒性浸出测试(TCLP)的结果和底泥交换态重金属(Pb、Cd、Cu、Zn)及As的含量来评价其稳定化效果。结果表明,(1)FeCl3和FePO4降低了底泥pH值,Fe(OH)3轻微地提高了底泥pH值。(2)FeCl3活化了底泥中Pb、Cd、Cu、Zn,使其浸出量和交换态含量增加,对As浸出量的影响不大,但使底泥中As交换态含量明显降低,且在最大添加量(8.00 g/kg)时As交换态含量未检测出;Fe(OH)3降低了Cd交换态和浸出量,稍增加了As交换态和浸出量,但对Pb、Cu、Zn交换态和浸出量影响不明显;FePO4明显降低了Pb的浸出量和交换态含量,略微降低了交换态Cd、Zn含量,对交换态Cu影响不大,但明显增加了As的浸出量和交换态含量。综上,FeCl3对As具有较好的稳定化效果,但明显活化了底泥中的4种重金属;Fe(OH)3亦对底泥中Cd有一定稳定化效果;FePO4对Pb的稳定化效果较好,但明显活化了底泥中的As。显然,3种含铁材料都不能实现底泥中重金属和As的同时稳定化。     

溶解氧对底泥扰动状态下水体中磷去除和固定的影响

以太湖梅梁湾底泥和上覆水为研究对象,通过实验室实验研究了底泥扰动状态下溶解氧水平（2～4mg／L、5～6mg／L、7～8mg／L）对上覆水中磷去除和固定的影响。结果表明,底泥扰动和溶解氧水平对上覆水中磷迁移有明显影响。扰动时间延长,溶解性磷酸盐（DIP）和溶解性总磷（DTP）均呈降低的趋势;但溶解氧水平提高,上覆水中DIP和DTP浓度有所增加。底泥扰动和溶解氧水平改变了悬浮物上不同形态磷的数量分布。随着溶解氧水平提高,NH4Cl-P（1～5d平均值）和Fe／Al—P（1～5d平均值）含量及其占总磷（Tot—P）的百分比均呈逐渐降低的趋势。另外,闭蓄态铁铝结合态磷（Fe／Al—P）占Fe／Al—P的比值从51．2％（2～4mg／L）增加至54．1％（7～8mg／L）。     

底泥生长基质中重金属的迁移特征及生物有效性

河道底泥中重金属含量较高,重金属的迁移性及生物有效性是限制疏浚底泥土地施用或用作废弃场地修复基质资源化利用途径的主要因素。以沈阳细河待疏浚底泥为材料,通过盆栽实验的方法研究了河道底泥与碱性粉煤灰、炉渣和锯木屑配比基质中重金属在紫花苜蓿体内累积、迁移及生物有效性的变化。结果发现,配比底泥基质上紫花苜蓿生物量、株高及株径均好于纯底泥处理,其中底泥、粉煤灰、炉渣、锯木屑以2：0．5：0．5：0．5配比的s2处理中紫花苜蓿生物量是纯底泥处理的11．7倍。与底泥对照相比,配比底泥基质上植株体内重金属含量极显著降低,而且地上部重金属含量显著低于根部含量;底泥基质中紫花苜蓿地上部和根部对Cd、Cu、Pb、Zn的富集系数（BCF）显著低于底泥处理,但转移系数（TF）无显著变化,富集系数（BCF）和转移系数（TF）均小于1．0。紫花苜蓿种植后底泥基质中重金属含量显著低于农用污泥重金属控制标准,除Cd含量略高外,Cu、Pb和Zn含量低于土壤环境质量三级标准。这些结果表明,城市重污染河道底泥经过合理处置后,重金属浓度、活性及生物有效性降低,在其土地施用或废弃地修复中可以用作一些耐性植物的生长基质。     

剪切应力对活性污泥絮体特征的影响

采用具有自动控制系统可周期性改变搅拌速度的生物反应器处理生活污水,研究了剪切应力周期变化对活性污泥絮体特征及功能菌群分布的影响。结果表明,在相同的运行条件下,运行初期的污泥形态不规则,结构疏松,其内部各功能菌群丰度差异较大,污泥絮体粒径受剪切应力影响较大,最大和最小剪切应力下污泥平均粒径相差30μm;随着反应器运行时间的延长,活性污泥絮体的粒径减小;到达运行稳定期,污泥粒径较小,但结构紧实,最大和最小剪切应力下污泥平均粒径相差仅为6μm,说明剪切应力对污泥粒径的影响减弱,其主要作用在于维持污泥絮体相对稳定的三维结构及相对平衡的功能菌群分布。此外,处理效果研究也表明,稳定的污泥结构有助于污染物去除效率的提高。     

温度对污泥与底泥烧结陶粒性能的影响

研究了温度对污泥与底泥烧结制备陶粒的主要性能(抗压强度、吸水率、比表面积和密度)的影响,并结合电镜扫描(SEM)和热重红外(TG-FTIR)分析对温度影响陶粒的膨胀特性和孔隙结构的机理进行分析。研究发现,随着烧结温度的升高,陶粒比表面积和吸水率降低,而抗压强度和表观密度有所提高。SEM分析表明,温度对烧结体内部形态影响显著:800℃时烧结体呈现出松散堆积状态,1 000℃时陶粒开始产生液相,1 050℃时烧结体出现大量液相,并且陶粒中有非常丰富的气孔。TG-FTIR分析表明,有机物所发生的分解产气反应只能起到轻质化的作用,并不能使陶粒膨胀;1 000℃以上发生产气反应的主要是铁的化合物和固定碳,污泥中有机物形态存在的碳有利于将碳元素保留到陶粒高温烧结阶段,这一过程使得铁的化合物得以与碳元素发生产气反应,对陶粒多孔结构起到重要作用。     

底泥扰动状态下内源磷释放过程模拟研究

为了揭示底泥扰动对内源磷释放的影响,通过室内实验模拟了底泥多次扰动状态的整个过程。结果表明,底泥扰动刚结束(0 h),溶解态磷(DIP、DTP)显著降低;底泥扰动结束后(1、6和24 h),溶解态磷发生"滞后释放"。第1 d,在1、6和24 h采样时段,DIP、DTP的"滞后释放量"最大,分别达到20.0 1mg/kg,22.12 mg/kg,16.85 mg/kg和17.21 mg/kg,22.12 mg/kg,9.69 mg/kg。第2 d,该释放量分别降低了44.80%~57.87%和42.52%~61.24%。随着底泥扰动次数的增加,溶解态磷的"滞后释放"逐渐转变为"负释放",同时,DIP/TP和DTP/TP逐渐降低。这说明,底泥扰动应该是促进了上覆水中溶解态磷向底泥的迁移和强化了底泥对磷的固定作用,同时降低了水体中磷的可生物利用性。因此推测,底泥扰动延缓了水体富营养化的发展进程。     

不同固化剂对底泥重金属稳定化效果的研究

通过浸出毒性方法,考察了CaO、磷酸二氢铵(MAP)、磷酸二氢钙(MCP)、磷酸氢二铵(DAP)、磷酸二氢钠(MSP)和一种镁系胶凝剂M1对底泥重金属的稳定化效果。结果发现,当CaO的添加量为75 g/kg,底泥中Zn、Pb、Ba和Mn的浸出浓度分别降低了72.8%、67.6%、34.9%和94%;当M1的添加量为200 g/kg,Zn、Ba和Mn浸出浓度分别降低了85.1%、76.1%和99%,Pb的浸出浓度降低95%以上;当MAP、MCP、DAP、MSP的添加量为100 g/kg,Zn的浸出浓度下降了70%~85%,Mn的浸出浓度下降了40%~90%,Ba的浸出浓度下降95%以上。此外,MAP、MCP、DAP和MSP的添加使底泥中总磷的浸出浓度显著增大。     

稠油罐底泥碳化处理技术研究与应用*

为解决油田生产过程中产生的稠油罐底泥的环境污染和资源浪费问题,在分析含油污泥性质和特点的基础上开发了稠油罐底泥碳化处理工艺及配套装置。介绍了该技术的原理及工艺流程,在小试、中试研究的基础上,进行了工业化应用,稠油罐底泥的处理效果表明:油气回收率可达90%以上,轻质油品占回收油总量的78%以上,焚烧处理后的残渣未检出矿物油;烟气和废水相关项目的监测值符合相关标准。