好氧、厌氧、兼氧污水处理技术的原理——兼谈水解酸化工艺的研发

比较了好氧、厌氧、兼氧污水处理技术的原理。好氧处理技术出水水质较好,主要应用于处理中低浓度废水或者作为厌氧处理的后续处理,但能耗高。厌氧处理技术适用于处理高浓度有机废水,逐步成为环境保护、资源利用的核心方法,但是,反应速度较慢,反应器容积较大。兼氧处理技术可发挥厌氧去除有机物绝对量高、好氧对有机物去除率高的各自优点,提高总体有机物处理效率。兼氧处理技术的发展趋势大致有:兼氧微生物降解有机物的机理、兼氧微生物的分离与培养、提高兼氧微生物处理污染物效能研究、兼氧微生物与其他微生物的相互关系。兼氧处理技术中,水解酸化工艺居于重要地位,是一个典型工艺,多年来得到广泛应用,为我国的污水处理事业做出了重要贡献。     

利用污泥水解酸化液合成PHAs菌株的分离和鉴定

该实验模拟污泥水解酸化出水有机酸,通过饱饥驯化法,苏丹黑和尼罗蓝染色初筛,傅立叶变换红外光谱法(FT-IR)复筛,得到一株能以城市污泥水解酸化出水混合有机酸为唯一碳源生长并积累中长链聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHAs)的菌株X-3。经分子生物学鉴定该菌为芽孢杆菌(Bacillus sp.)。培养实验表明碳氮比对菌株PHAs积累率有较大影响,碳氮比增高有利于菌株积累PHAs。该菌以实际污泥水解酸化液为培养基正常生长并积累PHAs。     

江西鄱阳湖地区不同酸度土壤的重金属元素和有益元素化学形态分布特征研究

通过对江西省鄱阳湖地区樟树-奉新、抚州-九江以及东乡-彭泽三条生态大剖面的表层土壤和农作物根系土的采集和土壤pH值、9个重金属元素全量和化学形态含量、13个营养有益元素有效态含量的分析测试,获得了极为丰富的数据,进而分析研究了土壤中重金属元素形态分布特征、全量与形态含量的相关性、形态随土壤pH变化规律,并提出了防治土壤酸化及其负效应的建议。     

安徽省土地利用变化下的生态敏感性时空规律

土地利用变化过程中生态敏感性的研究有利于土地利用的科学管理和健康长效的城市化发展。选择安徽省为研究区域,通过分析土地利用变化对生态系统的敏感性的影响机制,构建出基于弹性概念的生态敏感性指数模型,并利用2002~2011年安徽省的土地利用变更数据,对其10年的生态敏感性的时空变化规律进行研究。结果表明:(1)2002~2011年,安徽省土地利用综合强度由2.26增加到2.49,生态服务价值由2.84×10¹²元减少到2.75×10¹²元,两者呈现出很强的负相关,且安徽省17个地级市的土地利用综合强度与生态服务价值也均呈现负相关关系;(2)安徽省土地利用变化下的生态敏感性指数由2003年的2.26上升到2011年的2.49,在研究期内均属于低敏感性,表明安徽省整个生态系统受其土地利用变化的影响程度不是很强烈,能够适应目前城市化发展的速度和强度;(3)安徽省由2003年的16个生态系统低敏感或不敏感市(占全省总面积的92.97%)减少到2011年的12个低敏感市(占全省总面积的67.06%),表明人类活动对生态系统已经造成了一定的影响。     

还原酸化-SBR法在化工废水处理中的应用研究

针对难生物降解、毒性大、浓度高的化工废水,尝试使用水解酸化-SBR工艺进行降解处理,主要探讨了厌氧水解的限制因素,通过测试表明该工艺在处理化工废水方面具有良好的效果。     

基于两种样品前处理方法对比研究小冬克玛底冰川雪坑中痕量元素

通过对唐古拉山小冬克玛底冰川雪坑中非季风季节沉积的雪样分别进行酸化处理和消解处理后,利用高分辨扇形磁场等离子体质谱仪(ICP-SFMS)测试了样品中19种痕量元素(Ba、U、Sr、Rb、Tl、Mo、Cs、Pb、Sb、V、Cr、Mn、Fe、Co、Al、Cu、Ti、Li、As)的酸化浓度和总浓度.研究结果表明,痕量元素浓度的变化范围较大,元素Al的最大/最小浓度比为326(酸化浓度)和465(总浓度),元素Pb相应比值为27和48.雪冰中痕量元素的总浓度一般大于该元素的酸化浓度,其中,元素Pb、Fe、Sb、Ba、Al、Ti的酸化浓度占总浓度的平均比值分别为91%、76%、60%、52%、33%和21%.一般地,样品中不溶微粒含量越大,酸化浓度占总浓度的比值越小;不溶微粒含量越小,则相反.对痕量元素的富集系数(EF)分析表明,各元素总浓度EF均值小于酸化浓度EF均值,揭示了用酸化浓度计算EF存在对痕量元素人为来源影响的高估.人类排放是小冬克玛底冰川中痕量元素的来源之一,对于元素Mo和Sb,人类排放估计是主要来源.利用后向轨迹模型模拟出小冬克玛底冰川雪冰中痕量元素在非季风季节主要来源于青藏高原西部及中亚中东地区.     

地震海啸数值模拟中海洋水深数据的敏感性研究

海洋水深数据是进行海啸数值模拟计算最基础的输入数据之一。目前可供使用的数据源较多,各种数据源之间的差异性以及数据自身误差是否会对海啸数值模拟产生影响值得关注。以中国南海为研究对象,以马尼拉海沟俯冲区为潜在震源区,研究了水深数据的数据源差异性以及数据自身误差对于地震海啸数值模拟的敏感性。结果表明,在开阔的外海海域,不同数据源之间的水深数据差异对于海啸数值模拟的影响可忽略;水深数据自身误差对于数值模拟的海啸波幅值的影响不明显,但对于其相位则存在一定的影响。综合而言,目前开放的海洋水深数据对在开阔的外海海域的海啸传播数值模拟是满足要求的。     

不同含固率下零价铁提升厨余垃圾高温厌氧消化产沼体系运行稳定性研究

相比中温（35 ℃）厌氧消化,高温（55 ℃）厌氧消化中微生物代谢活性强,处理效率高,且无害化水平高,适合厨余垃圾的资源化处理及 利用.但由于厨余垃圾易降解,有机质含量高,水解速率快,极易在厌氧消化前期出现酸积累现象,这种现象在高温厌氧消化中更为显著,从而严重制约着高温厌氧消化的应用.本研究探究了零价铁（ZVI）对高温厌氧消化过程酸化现象的消除和控制,并对投加ZVI后不同含固率下 厌氧反应器严重酸化现象缓和效果进行评价.结果表明,高温条件下含固率为4%、6%的反应器在ZVI的促进作用下很快恢复产沼,甲烷产率相较低负荷反应器分别提高了52.05%、10.51%.含固率为8%的投加ZVI反应器在经历一个月的延滞期后也消除了“过酸化”,甲烷含量稳定在60%以上, 甲烷产率达到270.40 mL·g^-1.以加ZVI反应器沼液作为接种物的H-ICS反应器能够降低氢分压,但未能消除“过酸化”.含固率为10%的反应器在反应结束后仍处于酸化状态.高通量测序结果表明,所有外加ZVI的反应器中嗜氢产甲烷菌是绝对的优势菌.在恢复产沼的H-ZVI反应器以细菌Defluviitoga产生的乙酸盐、CO₂、H₂和丁酸转化来的乙酸为底物,嗜氢产甲烷菌Methanothermobacter作为唯一优势产甲烷古菌,与互营乙酸氧化菌Syntrophaceticus相互作用,实现互营乙酸氧化产甲烷（SAO-HM）途径,恢复产甲烷代谢.     

基于流域演化的泥石流敏感性分析

基于泥石流来源于某些处于特殊演化阶段的分支小流域的理论,分析了面积高程曲线及其参数与泥石流活动的关系。面积高程曲线积分值S表征流域内松散固体物质量,S/2对应的相对高差比值K表征流域源地面积在不同高程的分布,以S和K为参数提出泥石流敏感性分析思路。针对汶川县主要公路(都汶公路和省道303)沿线泥石流敏感性分析,在Arcgis、Matlab等软件的支持下,基于震前1:50 000地形数据,计算了研究区泥石流流域的S和K。根据计算结果,初步判定了各流域的地貌发育阶段,以及流域源地汇水区的高程位置。并根据震后泥石流实际活动情况,对于S小于0.5但又属于震后频发型,或者S值大于0.5但其面积较大且分支较多泥石流沟,进行了次一级子流域的面积高程值计算,判定其易发生泥石流具体源地。最后,根据流域面积高程值S得出了研究区泥石流敏感性分级图,分析结果基本反应了地貌演化对泥石流发生能力的潜在影响。