夏季白洋淀颗粒的有机质碳氮同位素特征及其来源解析

为阐明白洋淀颗粒有机质碳氮同位素空间分布差异及其来源,于2022年9月测定了白洋淀夏季悬浮颗粒物样品中颗粒有机碳 (POC) 、颗粒有机氮 (PON) 、δ¹³C和δ¹⁵N,并运用MixSIAR模型对颗粒有机质来源进行分析。结果表明,白洋淀内POC和PON质量分数分别为3.55%~21.91%和0.44%~2.93%,全淀区POC和PON整体水平处于8.60%±5.52%和1.14%±0.72%,受入淀河流的影响,POC、PON整体空间分布存在较大差异;δ¹³C和δ¹⁵N的范围分别为−25.27‰~−32.95‰和3.86‰~7.32‰,呈由淀南向淀北逐渐偏正的趋势,表明由南向北外源贡献升高,自生源贡献降低。贝叶斯混合模型计算结果表明,悬浮颗粒有机质主要来源于浮游植物 (28.60%~37.40%) 、陆源植物 (22.40%~34.30%) 和水生植物 (30.20%~31.30%) ,内源自生贡献率高达59.90%。基于上述研究,提出在适当的时期通过收割淀内芦苇等挺水植物及适当的对沉水植物及藻类残体进行打捞的工程措施,可有效降低自生源对于有机质的贡献,进而切断有机质对于水环境中有机碳氮的贡献,确保水质的达标和稳固提升。本研究结果可为白洋淀的水质保护及修复提供理论参考。     

不同调控策略对CANON工艺快速适应氨氮浓度提升的影响

针对进水氨氮浓度变化会影响CANON颗粒污泥功能微生物间的协同导致系统不稳定的问题,通过接种常温下贮存2个月的自养颗粒污泥,并采用3种调控策略（维持HRT不变,快速提升氨氮浓度(R1);维持HRT不变,逐级提升氨氮浓度(R2);逐级提升进水氨氮浓度同时调整HRT,以125 mg·L⁻¹为进水氨氮增幅(R3)）,分别考察各种调控策略对系统适应275 mg·L⁻¹和400 mg·L^-1氨氮浓度的效能影响,探讨调控策略与污泥性能的关系及游离氨(FA)、溶解氧(DO)的影响。结果表明,污泥性能提升期,负荷变化最为平稳的策略R3率先适应进水氨氮浓度的提升,仅44 d内总氮去除负荷可达到3.5 kg·(m³·d)⁻¹;污泥性能成熟期,快速提升负荷的策略R1可缩短适应时间至25 d,总氮去除率稳定在80%以上,去除负荷达到5.3 kg·(m³·d)⁻¹。FA会影响功能微生物活性,策略R1在污泥性能提升期,FA浓度高达16.6~26.7 mg·L⁻¹,一定程度上抑制了好氧氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(AMX)的活性,导致系统适应期延长。在污泥适应高氨氮负荷过程中,比氨氧化速率(S_AOR)和比总氮去除速率(S_NRR)逐渐提高,污泥浓度和颗粒粒径逐渐增大。f值(Δ$ {\rm{NO}}_3^{-}$-N/ΔTN)可作为DO调节的重要依据,DO与氨氮去除负荷呈良好的正相关性。     

颗粒计数法在高锰酸钾强化常规工艺运行优化中的应用

以引黄水库水为实验原水,通过颗粒计数和浊度的联用检测优化评估了高锰酸钾强化常规处理工艺中的各制水环节的处理效果。结果表明,絮凝出水>10 μm颗粒数和过滤出水2~7 μm颗粒数的可作为水厂运行管理的依据,滤后水的颗粒物数量变化比浊度更灵敏准确地反映滤池运行状况;在高锰酸钾强化预处理的最佳投加量为0.8 mg/L时,原常规工艺沉淀对颗粒总数的去除率提高20.55%,滤后颗粒总数减少56.40%,显著降低了"两虫"穿透滤池的风险。     

超声破解对剩余污泥内含营养物及粒径的影响

利用超声技术破解剩余污泥,不仅能有效降低污泥含水率,提高污泥稳定性,还能在上清液中释放C、N和P等有机物,为污泥资源化利用提供条件。通过考察超声时间、功率及频率等因素,分析超声空化对污泥稳定化程度和污泥内含营养物质释放的影响规律,形成超声破解污泥的最优实验方案。综合考虑超声效果与节能,选择超声频率22 kHz,超声功率800 W,超声时间15 min为优化的工艺条件,其上清液中的COD浓度高达954.33 mg·L-1,总氮含量为153.16 mg·L-1,总磷含量为72.65 mg·L-1,污泥颗粒粒径显著减小,d50从原泥的34.82 μm减小至2.99 μm,并形成少量纳米级颗粒,探讨了纳米颗粒对污泥活性的影响,有利于后续污泥稳定化和减量化。     

流化床结晶软化高硬度地下水及其晶体生长动力学

采用流化床结晶软化的方法对北京市城区某地下水进行软化处理,研究考察了软化药剂投加量、诱晶颗粒粒径、诱晶颗粒填料高度、入水流速、碳酸钙过饱和度等参数对水质硬度去除的影响。研究发现,当药剂投加量为220 mg·L-1时,出水钙硬度去除率可达90%以上,总硬度去除率达到60%,出水总硬度可达300 mg·L-1左右。使用石英砂颗粒作为诱晶材料,粒径为0.21~0.43 mm。当诱晶材料填料高度为40 cm,入水流速控制在40~70 m·h-1时,均可得到较好的出水水质。优化反应参数,可控制处理后的出水总硬度在300 mg·L-1左右,即去除235 mg·L-1的暂时硬度,煮沸的水不再浑浊,无水垢生成,并且出水pH可控制在8.5以下。此外,探究了多相流化过程中诱晶颗粒的线性增长速率以及床层增长速率与过饱和度、颗粒粒径、入水流速的关系,通过计算得到晶体线性增长速率相关表达式。     

改性拜耳法赤泥颗粒的制备及对土壤铅的稳定化处理

拜耳法赤泥产量大且成分复杂,碱性强,难处理,易引起环境污染。而近年土壤重金属污染形势严峻,儿童血铅中毒事件时有发生。针对上述问题,以拜耳法赤泥为主要原料,加入少量水泥等添加剂改性制备赤泥基颗粒材料,并将其应用于土壤中铅的稳定化。结果表明,材料配方为2%水泥+5%石膏+5%粉煤灰+5%磷酸二氢钙+83%,水灰比为0.5,圆盘造粒参数为28°﹣1﹣1时为颗粒最佳条件。按此配方制备的赤泥颗粒对铅污染浓度为100、250、500 和 800 mg·kg﹣1的模拟污染土壤进行修复,当投加5%的颗粒,稳定10 d后,土壤中铅的生物可利用态分别降低了72.52％、65.38％、64.73％和40.03％,而残渣态增加了43.4％、35.13％、43.42％和43.97％,有随着污土浓度增加而增加的趋势,表明赤泥制备成颗粒材料后能有效稳定土壤中不同浓度的铅。     

基于碳烟颗粒催化氧化的三维有序大孔催化剂制备及性能

三维有序大孔钴锰尖晶石催化剂（3DOM CoMn2O4）以及三维有序大孔镧、铈掺杂的钴锰尖晶石催化剂（3DOM RxCo1-xMn2O4（R=Ce, La））由胶晶模板法成功合成。通过对所得的催化剂在NOx协助下的碳烟催化氧化活性评价,优化了Ce/Co和La/Co的配比。此外,还对目标催化剂进行了XRD、N2吸脱附、Raman、H2-TPR、SEM、XPS等表征。结果表明：3DOM结构增强了催化剂与碳烟颗粒之间的接触,对碳烟氧化等“固-固-气”非均相催化反应具有明显的提升作用。此外,铈和镧的掺杂增大了活性氧物种的浓度,从而增强了钴锰尖晶石催化剂的催化氧化能力。在松散接触工况下,3DOM Ce0.9Co0.1Mn2O4的Tig（起燃温度）和Tm（CO2出口浓度最大时的温度）分别为285 oC和377 oC,3DOM La0.3Co0.7Mn2O4的Tig和Tm分别为287 oC和376 oC。     

低接种污泥量强化循环厌氧反应器(SCAR)处理生活污水

采用强化循环高效厌氧反应器(SCAR)处理生活污水研究反应器的启动过程和运行特性。在低接种污泥量、回流比R=0.5、HRT为16 h条件下经过65 d完成反应器启动,系统出水COD稳定在约80 mg·L^-1,VFA浓度约240 mg·L^-1,颗粒污泥性状良好,微生物活性增强。SCAR反应器对污染物的去除受水力停留时间和反应器外回流比影响,微生物生化反应时间和在反应器中的空间分布状态共同决定着反应器的运行效果。SCAR反应器脱氮作用明显,实验条件下反应器对总氮的去除主要是通过反硝化作用实现。     

EGSB-BF生物膜-混凝处理天然橡胶胶乳废水

为了天然橡胶胶乳加工废水的生产回用,采用EGSB-BF生物膜-混凝组合工艺深度处理该废水,对工艺运行的稳定性和处理效果进行了研究。EGSB的HRT为36 h,pH值为6.8~7.5,温度为（35±1）℃,BF生物膜的HRT为48 h,DO浓度为2~4 mg·L-1,硝化液回流比为150%,混凝沉淀深度处理生化尾水,混凝剂优选为硫酸铁,浓度为80~100 mg·L-1,COD、NH4+-N、TP、色度和SS去除率分别为90%~99.4%、91%~100%、93%~98.5%、92%和96%,其出水达到排放及橡胶生产用水的回用要求。采用该工艺深度处理天然橡胶胶乳加工废水,具有启动时间短、抗冲击能力强、运行稳定等优点,产水达到了橡胶加工生产回用的水质标准。     

水分快速分析仪测定城市污泥的含水率

污泥含水率是污水处理、污泥处理及污泥处置利用等环节的重要评估指标。本研究采用快速测定法对不同类型城市污泥含水率进行测定,考察了污泥含水率、质量、颗粒度对测定结果影响,并与国标重量法进行比较。结果表明：污泥质量对快速法测定结果影响较小,原始污泥测定结果标准偏差在0.01%~0.05%之间,常规脱水污泥和生物沥浸脱水污泥测定结果标准偏差均为0.03%;相比国标法,脱水污泥含水率越低,快速法测定结果误差越大,常规脱水污泥和生物沥浸脱水污泥测定结果相对误差分别为-2.09%和-3.49%;脱水污泥颗粒度越大,快速法测定结果偏差越大,常规脱水污泥和生物沥浸脱水污泥总体样本标准偏差分别为0.43%和1.25%。另外发现,在相同干化条件下,生物沥浸脱水污泥相对于常规脱水污泥有较快的水分蒸发速度。针对城市污泥,为缩短测定时间和提高工作效率,待测污泥优选质量≤4 g和颗粒度≤3 mm,且建议只在生产运行中使用,室内科研实验优选国标法。