湖北“两圈”区域发展可持续性评价与预测

利用可持续发展指数（SDI）对湖北“两圈”各市州发展现状进行了评价,而后利用9年的人均生物资源生态承载量年平均增长率、人口年平均增长率和足迹承载量比值年平均增长率及2006年相关数据对未来44年进行了预测。结果表明,截至2006年底,湖北省有一半以上国土面积的生物资源开采超过当地土地负荷,人均生物资源生态承载量持续下降,资源日益紧张,呈不可持续发展;武汉城市圈2006年生物资源生态足迹超出生物资源生态承载量的32%;鄂西生态文化旅游圈（简称：鄂西生态圈）除襄樊、荆州、荆门因人口多,生物资源生态足迹较大等原因导致SDI值较高外,其他市州的SDI值均较低;神农架的SDI最小;武汉城市圈人均生物资源生态承载量呈负增长,人口控制较好,足迹承载量比值增长较快;鄂西生态圈人均生物资源生态承载量呈负增长,增长速率大于武汉城市圈和湖北省,人口控制较差,足迹承载量比值增长较慢;按照现有发展模式,无论是武汉城市圈还是鄂西生态圈,无论其当前发展是可持续性还是不可持续的,未来他们都将进入不可持续的发展状态。因此,对“两圈”进行规划时要根据各自发展现状制定长期、科学的发展规划.     

A-O工艺污泥疏水比率与污泥活性的关系

通过A-O工艺对印染废水的降解处理,研究了不同污泥活性下微生物疏水比率和COD去除率的变化规律.结果表明,污泥活性指标ATP浓度与微生物疏水性之间存在一定关系,并对COD去除率产生一定的影响.缺氧污泥的活性指标ATP浓度在0.38～0.77 mg/L范围时,污泥微生物的疏水性最好且疏水比率最高值为84％,COD的去除率最高,为70.01％;好氧污泥的活性指标ATP浓度在0.86～2.17 mg/L范围时,污泥微生物的疏水性最好,疏水比率最高值为75％,COD的去除率最高为96.2％.     

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。     

高效阿特拉津降解菌株DNS10降解条件优化

从长期施用阿特拉津的寒地黑土耕层(0～10 cm)土壤中筛选到一株能以除草剂阿特拉津为氮源生长的降解菌株,结合16S rRNA序列分析结果,将该菌株命名为Arthrobacter sp.DNS10。在接种量为108CFU/mL的条件下,菌株DNS10在24 h内对100 mg/L阿特拉津的降解率为99.41%。单因子实验结果表明,菌株DNS10适宜生长和降解的条件范围是:温度25～35℃,pH值5.0～8.0,培养液盐度0.1%～2%,对阿特拉津最大耐受浓度可达1 200 mg/L。正交实验法进一步表明,该菌株保持较好生长及降解能力的最优方案是温度30℃,pH值7.5,培养液盐度0.5%。影响其降解能力的环境因素的主次顺序依次是:温度>盐度>pH值。     

萃取净化电镀含镉废水

研究了二壬基萘磺酸(DNNSA)形成的微乳液从模拟含镉废水中萃取镉离子的工艺条件。分别考察了相体积比(O/A)、萃取时间、温度及萃取剂浓度对废水中镉离子萃取的影响。结果表明,萃取平衡时间为10 mim,降低温度及增加萃取剂浓度均有利于萃取。紫外光谱证实当DNNSA萃取镉时,所形成萃合物对萘环的结构无影响,且不会破坏微乳相的结构;分子荧光光谱表明镉离子对配体DNNSA有荧光猝灭作用。     

厌氧活性污泥处理废水中的U(Ⅵ)

用人工驯养的厌氧污泥进行除铀实验,探讨了微生物投加量(VSS)、pH值、U(Ⅵ)初始浓度、外加电子供体和污泥重复利用等对污泥处理U(Ⅵ)的影响,并进行了相关机理分析。实验结果表明,在适当的pH范围内(5.2～6.6),厌氧污泥对铀保持较长时间的高效去除率;当以还原铁粉和无水乙醇作电子供体时,U(Ⅵ)去除率保持在95%以上的时间为未加电子供体时的2倍。U(Ⅵ)去除速度与VSS投加量成正比关系,U(Ⅵ)初始浓度对去除效果的影响不大,厌氧污泥可以长期使用。pH值的影响最关键,其次是外加电子供体。厌氧污泥除U(Ⅵ)机理为氧化还原和吸附的共同作用。     

城市污水条件下ASBR厌氧氨氧化的启动与脱氮性能

采用ASBR在城市污水条件下进行厌氧氨氧化的启动与脱氮性能研究。实验接种好氧硝化污泥,在温度为(35±1)℃、HRT为24 h、pH为7.3～8.5的条件下经过130 d的培养,成功启动了厌氧氨氧化反应。实验结果表明,厌氧氨氧化反应稳定运行时,TN容积负荷平均为0.179 kg/(m3.d),NH4+-N、NO2--N和TN去除率分别达到了95.30%、91.30%和76.28%。启动期和稳定运行期NH4+-N、NO2--N去除量和NO3--N生成量的比值分别达到1∶1.54∶0.25和1∶1.27∶0.27;稳定运行期进出水pH差值由启动时的0.85下降到0.24。启动期反硝化和厌氧氨氧化反应同时存在而在稳定运行期厌氧氨氧化发展成为主导反应。MLSS和MLVSS/MLSS先减少后增加,反映了启动过程中硝化细菌、反硝化细菌的衰亡和厌氧氨氧化菌逐渐富集的过程,这与反应器的宏观运行效果相一致。     

羟基铝及复合改性蒙脱石对As(V)的去除性能

采用无机羟基铝及阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵对天然蒙脱石进行无机及复合改性。在吸附过程中研究了反应时间、投加量和pH等变量对吸附性能的影响,同时进行吸附动力学及吸附等温线研究,吸附规律符合Langmuir等温方程式。采用X射线衍射、X射线荧光、傅里叶红外光谱等表征手段对未改性及改性蒙脱石进行性能表征。研究结果表明,羟基铝及复合改性蒙脱石对As(V)具有良好的吸附性能,在pH为4～10,初始砷浓度为2 mg/L,改性蒙脱石对As(V)的去除率接近99%。吸附机理主要为羟基铝表面络合吸附和静电吸附。     

多孔镁铝复合氧化物对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

以镁盐、铝盐、纯碱和烧碱为原料制备了一种多孔镁铝复合氧化物(P-Mg3.1AlO4.6),其比表面积、平均孔径和总孔容分别为206.3 m2/g、8.961 nm和0.4208 cm3/g。研究了这种多孔材料对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能,在25～45℃时,静态吸附量为82.32～141.7 mg/g;当初始浓度100 mg/L、流速5 mL/min、床层高度10 cm和pH=6时,半穿透时间、半穿透吸附量和饱和吸附量分别为406 min、49.28 mg/g和51.30 mg/g;拟合参数及误差分析表明,Cr(Ⅵ)在P-Mg3.1AlO4.6上的静态吸附过程符合Freundlich等温方程式和伪二级动力学方程,Yoon-Nelson模型能很好地预测Cr(Ⅵ)在P-Mg3.1AlO4.6上的动态穿透曲线。     

利用废弃物衍生燃料的热化学处理法制富含氢气合成气

为了探讨利用热化学方式从城市垃圾中制取富含氢气合成气过程的要素影响,解析氢气发生特性及其与主要影响要素之间的关系。在分析了城市生活垃圾组分特性的基础上,将其加工成组分均一的废弃物衍生燃料(refuse de-rived fuel,RDF),并在700、800和900℃等3个温度条件下,分别开展了RDF的热解、气化及水蒸汽气化等实验。研究表明,RDF的加工不但可有效降低垃圾含水率,还可将垃圾热值提高近1倍。温度和添加水蒸汽是从RDF中制取富含氢气合成气过程中的关键影响要素。其中,温度对氢气生成起到至关重要的决定作用,温度的提高对促进H2浓度的提高有利,同时,在气化过程中添加水蒸汽,可有效促进CO和H2等有价气体组分生成。在900℃的高温水蒸汽气化处理过程中,可获得H2浓度最高为34.13%的合成气。另外,800℃热解过程所产生的合成气热值最高,达到14 509 kJ/Nm3。