垃圾填埋场甲烷氧化菌及甲烷通量的研究

采用静态箱法、滚管计数法和气相色谱法,对6个不同封场时间填埋区的甲烷通量、覆土层甲烷氧化菌数量和甲烷氧化速率的变化趋势进行了测定,并分析了它们与封场时间、植被覆盖率等因素之间的相关性。结果发现6个填埋区甲烷通量的变化范围在-0.34～5.31 mg/(m2.h)之间;覆土层甲烷氧化菌的数量范围为3.10×107～20.77×107 cfu/g干土,甲烷氧化速率在1.65×10-8～4.34×10-8mol/(h.g)之间。覆土层甲烷氧化菌的数量与甲烷氧化速率呈正相关,但前者并不是后者的决定性因素;甲烷通量高时可刺激甲烷氧化菌数量及氧化速率的提高,且三者均与封场时间呈显著负相关,与植被覆盖率呈负相关;当含水率大于15%时,随着覆土层含水率的增加,甲烷氧化速率呈下降趋势;覆土pH、有机质和铵态氮与甲烷氧化速率等无明显相关性。提高覆土层的甲烷氧化速率可有效减少垃圾填埋场的甲烷排放。     

几种腐殖填料生物滤池COD去除效能比较研究

分别采用腐殖垃圾、泥炭、煤炭等腐殖填料及河沙构筑生物滤池,处理模拟废水,比较研究其COD去除效能及降解特征,为工艺填料改性提供理论依据。几种填料的扫描电镜分析图显示腐殖垃圾及泥炭以团聚体三维空间结构为主;煤炭与河沙表面粗糙程度较小,且主要由颗粒状物质构成。稀释平板涂布法分离出各生物滤池中发挥主要作用的微生物共3种,各系统菌落数量有差异,但种类相同。3种腐殖填料生物滤池在进水有机物浓度为500 mg/L及1000 mg/L时均有较理想的有机物去除效率。3种腐殖填料生物滤池中泥炭构筑的腐殖填料生物滤池有机物比降解速率最小,因而微生物比增长速率最小,微生物增长和自身氧化最易趋向于动态平衡,对应的饱和水力渗透系数最大,滤池最不易发生堵塞,最有利于腐殖填料生物滤池长期稳定运行,证明泥炭是一种优良的生物介质。     

单级与二级BAF工艺除碳硝化效能的对比研究

在总曝气量、HRT、水温、进水水质相同的条件下,对比研究了单级(BAF C/N)和二级曝气生物液池(BAF C+N)处理生活污水的除碳硝化效能。结果表明,将除碳和硝化分级有利于提高BAF工艺的处理效能。分级后,C柱较C/N柱具有更高的COD去除容积负荷,且出水COD浓度稳定低于50 mg/L;二级BAF工艺出水NH4+-N浓度由单级BAF的5～12 mg/L降至5 mg/L以下,且N柱在pH<6.3时依然能够进行硝化;N柱中下部具有较高的微生物活性,平均比耗氧速率为32 mg O2/(g VAS·h)。二级BAF中C柱的反冲洗周期和强度与单级BAF相同,而N柱的反冲洗周期则延长至5～7 d,能够降低反冲洗能耗和用水量。     

水资源生态足迹分析——以安康市为例

根据生态足迹分析方法,建立了水资源生态足迹概念模型,确定了计算水资源帐户生态足迹所需的3个关键参数,即平均水资源产量、均衡因子和地区产量因子,计算了安康市1996—2007年水资源生态足迹和生态承载力。引入水资源生态足迹压力指数、万元GDP水资源生态足迹、累积水资源生态足迹等指标,利用水足迹模型评价水资源可持续发展程度的全面性和对比性。结果表明,计算结果可客观评价安康市水资源可持续发展与利用情况,为地区水资源的可持续利用与管理提供了科学的依据。     

上海市机动车尾气VOCs组成及其化学反应活性

采用钢罐采样-气相色谱/质谱法,采集并分析了上海市主要交通干道和隧道废气样品中挥发性有机物(VOCs)的污染水平。分析结果表明,交通干道和隧道废气样品的总挥发性有机污染物(TVOC)质量浓度分别为(227.1±40.9)、(2209.9±1228.0)μg/m3;隧道废气样品中的TVOC浓度是交通干道平均浓度的4.3～15.2倍;交通干道废气样品中VOCs主要组分与隧道废气样品中VOCs主要组分非常类似,说明交通干道废气样品中VOCs主要来源于机动车尾气排放。交通干道废气样品中TVOC的.OH消耗速率为(17.21±4.49)s-1,延安东路隧道和打浦路隧道废气样品中TVOC的.OH消耗速率分别为(300.37±120.78)、(138.09±25.30)s-1,烯烃对TVOC的.OH消耗速率贡献最大,其对废气化学反应活性贡献率在70%以上。交通干道和隧道废气样品中关键活性组分是C2～C5的烯烃组分,这些组分也是机动车尾气中的特征污染物,因此可以判断机动车尾气是上海市大气化学反应活性的最大贡献者。     

生物法-人工湿地组合工艺处理小城镇混合污水研究

为适应小城镇污水处理高效、低耗、管理简单的要求,开展了生物法(水解酸化/生物接触氧化)-人工湿地组合工艺(A/BCO-CW)处理小城镇片区混合污水的研究。结果表明,A/BCO系统在停留时间为3～6 h条件下,对悬浮物和有机物有高的去除效率,COD、BOD5和TSS去除率分别达到63.1%、67.7%和66.2%,避免了人工湿地堵塞和提高处理效率,减少了所需湿地面积44%。全年运行结果表明,在0.30～0.59 m/d水力负荷率下,垂直流-表面流-水平潜流人工湿地组合系统对COD、BOD5和TSS平均去除负荷达9.4、5.1和7.2 g/(m2.d)(42%、71.2%和85.2%);COD、BOD5去除速率常数为74.6±12.1 m/y、166±30.5 m/y,这些数值均处于文献中k值范围的高量程内。A/BCO-人工湿地系统对COD、BOD5和TSS具有好的处理效果,出水水质能够稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的IV类水标准,2种处理方法有效组合起来,所开发的低成本、高效率、可持续运行的城镇废水处理组合系统,将会在实际应用尤其是高有机负荷污水处理中发挥良好效用。     

琼脂碳源生物反硝化去除水源水中硝酸盐

针对受硝酸盐污染的水源水,以琼脂为反硝化细菌的碳源和微生物载体,通过生物反硝化作用脱除水源水中的硝酸盐,并利用曝气生物滤池(BAF)去除琼脂反应器出水中残留的少量CODMn和NO2--N等污染物。实验结果表明,水源水自然接种的条件下,可以顺利启动琼脂反应器;在温度为25℃左右,琼脂反应器在进水NO3--N约25 mg/L、水力停留时间1.5 h时,能获得70%的硝酸盐氮去除率;曝气生物滤池在水力停留时间0.5 h、气水比2.8时,可控制最终出水的CODMn和NO2--N分别在5.0 mg/L和0.10 mg/L以下;琼脂反应器的脱氮效果与温度、进水NO3--N浓度及水力停留时间等有关。研究指出,琼脂反应器与曝气生物滤池构成的组合系统能较好地脱除水源水中的硝酸盐并且能控制最终出水水质,不会导致二次污染,从而获得合格的饮用水源水。     

过硫酸钾去除水中的TCE

以地水中的氯代烃污染物三氯乙烯(TCE)为目标污染物,以过硫酸钾溶液为氧化剂,探讨了不同条件下过硫酸钾对TCE的去除效果。实验结果表明,在40℃,过硫酸钾初始浓度为2.43 g/L条件下,反应2 h后,TCE的去除率就可达到96.8%;过硫酸钾对TCE的去除符合一级反应动力学方程,速率常数(K)为1.3364 h-1,半衰期(t1/2)为0.51 h;过硫酸钾对TCE的去除速率在pH为中性附近时最大,其后无论pH升高或降低去除速率均减小;受温度和pH影响较明显,并且反应温度越高,受pH的影响越明显;随离子强度的增加而减小;反应活化能为119.6 kJ/mol;过硫酸钾溶于水生成过硫酸根离子(S2O28-),S2O28-会进一步生成硫酸根自由基(SO4-.),在碱性条件下,SO4-.与OH-反应会进一步生成羟基自由基(.OH)。过硫酸钾对于TCE的去除主要源自SO4-.和.OH的强氧化性。     

小型好氧堆肥设备处理有机垃圾

针对我国生活垃圾的特点,提出了厨余等有机生活垃圾单独收集,在产生源头进行好氧堆肥处理。研制了好氧堆肥设备,由加热装置、通风装置、冷凝水收集和回灌装置,以及与该生物堆肥设备配套的生物过滤除臭装置、自控系统和数据采集软件几部分构成。自控系统由氧气、温度、湿度三路传感器以及2个控制器构成,并与加热装置、通风装置连接,能满足物料加热、供氧和散热的要求。本研究通过为期30 d的试运行实验表明,物料快速升温并稳定保持在高温阶段(50～60℃),物料中的氧气浓度保持在14%～16%范围内。在堆肥实验结束时,物料的含水率降至36.4%,有机质含量降至49%,另外,通过好氧速率指标也可判定物料达到腐熟。     

温度及外加碳源对生物脱氮除磷过程的影响

针对污水处理厂普遍面临的进水碳源不足及冬季低温时出水氮磷不能稳定达标的问题,研究了温度(21、15和10℃)和外加碳源(乙酸)对活性污泥缺氧条件下反硝化及释磷过程的影响。结果表明,在缺氧条件下投加乙酸,释磷与反硝化反应可同时进行,且乙酸投量的增加仅延长快速碳源反硝化阶段及缺氧释磷阶段的反应时间;温度降低为15℃和10℃时,快速碳源反硝化阶段反硝化速率及缺氧释磷速率较21℃分别降低了约29.2%、42.2%和26.1%、32.3%。当硝态氮目标去除量与磷酸盐目标释放量之比超过5时,乙酸的最优投量以满足反硝化要求为准,计算得出21、15和10℃时常州某城镇污水处理厂乙酸最优投加量计算值约为30、39和46 mg/L。