混凝过程中铝盐水解聚合反应平衡的流体动力学控制

为了明确混凝过程中搅拌剪切等动力学因素对铝盐水解聚合反应平衡的影响,采用配制模拟水样作为混凝水系,用Ferron逐时络合比色法对水解产物形态进行表征,并将获取结果与用去离子水组成的纯净水系获取的结果进行对比分析.同时,研究了模拟混凝水系中搅拌剪切条件对铝盐水解反应产物形态分布的影响,考查了铝盐的碱化度和模拟混凝水系的pH值对混凝体系中搅拌剪切条件作用于铝盐水解产物形态分布的影响,并提出了体系搅拌剪切条件影响混凝水系中铝盐水解反应平衡的作用机理.结果表明,混凝过程中的铝盐水解产物形态分布明显受到体系搅拌剪切条件的影响,并且随着混凝水系中铝盐水解程度的增大和转化率的提高,铝盐的水解产物形态分布受到反应体系中搅拌剪切条件的影响加大.     

高原喀斯特土壤有机碳短期稳定的温度作用机制

探明有机碳稳定的温度作用机制,是评估全球变化背景下土壤碳源/汇演变趋势的关键.应用土壤密度分组和酸水解技术,采用红外线辐射增温法,对比研究不同升温情景下高原喀斯特土壤及其物理和生化组分中有机碳密度的短期(4a)变化特征.升温情景包括不升温(对照)、对称升温(全年同步升温2.0℃)和非对称升温(冬春/夏秋季升温幅度为2.5℃/1.5℃、3.0℃/1.0℃、3.5℃/0.5℃和4.0℃/0℃,低度、中度、高度和极端非对称升温),其中中度非对称升温与该区域多年升温情景类似.结果表明,不同升温情景下表层(0~15 cm)土壤有机碳密度在1.95~2.02 kg·m-2之间,其差异不显著,且与对照(1.94 kg·m-2)差异不显著.升温处理间土壤轻组和重组碳密度、重组顽固性碳密度差异不显著,且与对照差异不显著.5个升温处理轻组顽固性碳平均密度是对照的1.18倍,其中对称升温、低度和中度非对称升温处理显著高于对照.轻组顽固性碳密度和轻组顽固性碳指数随升温的非对称性增加而降低,其中对称升温处理均显著高于中度、高度和极端非对称升温.亚表层(15~30 cm)土壤及其物理和生化组分中有机碳密度对短期升温均不敏感.研究揭示:短期内,升温提高了高原喀斯特土壤非保护组分中有机碳顽固性.基于对称升温情景并不一定会误估全球变暖对土壤有机碳数量和土壤碳物理保护能力的影响,但可能会高估表层土壤(0~15 cm)非保护组分有机碳顽固性.     

中国华北地区冬季大气污染物航空测量(I)—空中气态污染物污染特征研究

为掌握致酸大气污染物SO₂和NO_x的空间浓度分布,并探讨上述污染物扩散、迁移和传输规律,进而研究其在酸性降水形成过程中的作用,在“八五”期间酸性降水的研究中,针对中国华北地区城市和工业集中以及S0₂和NO_x等酸性大气污染物排放量大的特点,以石家庄及其以东地区为飞行区域,进行了华北地区冬季空中S0₂和NO_x污染特征的航空测量。通过测定发现在华北地区1.5km左右的空中存在着S0₂和NO_x高浓度污染空域,同时S0₂存在着高浓度汇集区。      

污泥和餐厨垃圾联合干法中温厌氧消化性能研究

采用完全混合式反应器R1～R5(进料脱水污泥与餐厨垃圾的湿重混合比分别为1:0、4:1、3:2、2:3和0:1),在半连续运行的状态下,考察了停留时间(solid retention time,SRT)为20 d时脱水污泥和餐厨垃圾混合干法厌氧消化的产气性能、有机质降解性能和系统稳定性.结果表明,随着进料中餐厨垃圾所占比例的增大,系统的产气率和甲烷产率呈上升趋势,产气中甲烷含量呈下降趋势,污泥中添加餐厨垃圾有助于在利用原有消化罐容积的前提下显著提高有机负荷和体积产气率.餐厨垃圾比例越大,混合物料的水解速率常数越大,有机质降解率越高,R1～R4中有机质水解速率常数分别为0.25、0.61、1.09和1.56 d-1,有机质降解率分别为37.4%、50.6%、60.7%和68.2%,水解速率差异是导致VS降解率不同的主要原因.随着餐厨垃圾比例的增大,系统内pH、总碱度(total alkalinity,TA)、总氨氮(total ammonia nitrogen,TAN)和游离氨氮(free ammonianitrogen,FAN)呈下降趋势,当污泥中添加的餐厨垃圾提高60%时,系统内pH、总碱度、总氨氮和游离氨氮分别下降6%、16%、22%和75%.游离氨和Na+分别是影响污泥和餐厨垃圾单独干法消化稳定性的重要因素,污泥和餐厨垃圾混合消化可降低潜在抑制性物质的浓度,显著提高系统稳定性.     

生物反应器填埋条件下垃圾生物质组分的初期降解规律

在经甲烷化填埋层渗滤后的渗滤液循环回灌的新鲜垃圾填埋层内,以生物质分类表征为基础,分析了新鲜垃圾填埋层内固相各生物质组分（总糖、蛋白质、脂肪、纤维素和木质素）的初期降解规律.结果表明,垃圾中原有总糖组分和蛋白质的快速水解发酵是新鲜垃圾填埋后产生高有机质浓度渗滤液的主要机制;脂肪和纤维素的降解产物不是填埋初期高有机质浓度渗滤液的主要来源;纤维素是填埋层稳定产甲烷阶段的主要碳源,其水解速率可能是甲烷化过程的限速步骤;纤维素/木质素之质量比可作为指示填埋垃圾稳定化的指标.各生物质组分的初期降解速率常数均在0.01至0.1之间,而填埋气体中甲烷体积分数在60d内达到45%.食品垃圾组分富集的生活垃圾,应用生物反应器填埋技术时,必须具备足够的降解容量以代谢填埋初期固相中总糖和蛋白质快速水解产生的酸性液相产物.     

应用钙法除磷-碱解-微电解组合工艺预处理吡虫啉农药废水

根据吡虫啉农药废水成分复杂,含有大量有毒有害物质的特点,在小试实验研究的基础上,确定了预处理的组合工艺流程为：钙法除磷-碱解-催化微电解。实验结果表明,预处理的适宜参数为：钙法除磷的pH值11,搅拌速度为100 r/min,钙的投加量为理论计算值的1.4倍;碱解反应的温度70℃,pH值11,反应时间2 h;催化微电解反应的pH值3～4,曝气时间3 h,催化剂与铸铁屑的质量比1∶5。组合工艺对COD、色度、磷的总去除率分别达到81%、90%和99.99%,废水的可生化性能得到很大改善。组合工艺不仅适用于预处理高浓度吡虫啉农药废水,也能为其他高浓度、难生物降解农药废水的治理提供有益的参考。     

城市污水污泥微波热水解特性研究

在80～170 ℃进行1～30 min的城市污水污泥微波热水解,微波频率2 450 MHz,最大输出功率1 kW,考察挥发性悬浮固体(VSS)和悬浮固体(SS)溶解率,污泥上清液COD和TOC浓度、污泥粒径、形态变化和碳氢氮含量等污泥热水解特征,分析污泥离心脱水性能的改善和减量化效果.结果表明,微波加热使污泥有机物水解反应快速发生,水解过程受温度影响显著.热水解5 min时,150℃和170℃的VSS溶解率为15.8%和29.4%;10 min时COD溶解率达到19.07%和25.75%,COD和TOC浓度在170℃分别为9 860.0 mg/L和2 949.70 mg/L.超过5～10 min,VSS和COD水解率增加缓慢.通过扫描电镜(SEM)观察到污泥热水解后菌体细胞破裂.与碳和氢相比,污泥中氮的水解率更高,170℃微波热水解5 min氮的水解率达到67%.150℃和170℃热水解10 min离心脱水污泥含水率降低到73.1%和65.5%,脱水性能改善,相应减量化率为33.9%和51.7%.