基于矿化垃圾的生态护岸强化脱氮基质的可行性研究

生态护岸是目前河、湖治理与修复过程中削减面源氮营养盐的重要措施之一。而筛选高效、低耗的生态护岸基质材料是其关键环节。通过优化复配矿化垃圾、沸石和砾石,研制一种基于矿化垃圾的新型强化脱氮生态护岸基质材料,并从其透水和持水性、抗剪、抗压和抗冲刷性、生态安全性、植被相容性和氮削减特性等方面对该材料进行了性能评定。结果表明:该新型基质材料的透水(渗透系数为1.31~2.55 cm/min)、持水(持水度为5.87%~8.02%)、抗剪(抗剪强度大于60 kPa)、抗压(抗压强度大于380 kPa)以及抗冲刷的性能均满足生态护岸基质材料的要求;发光细菌毒理实验证实其生态安全性;该材料适于护岸植被芦苇、鸢尾和麦冬的生长;具有优良的氮削减性能(氨氮和总氮的削减率分别为95%和70%)。静态经济评价表明,该材料具有明显的成本优势。该新型材料的研制对于生态护岸脱氮功能拓展以及解决河湖治理中面临的"氮超标"问题具有现实意义。     

现役近海老龄平台延寿决策模型

为合理预测老龄平台的动态经济寿命,降低复杂不确定服役环境对平台的运营风险,建立老龄平台延寿决策综合模糊评判模型的结构流程。从影响平台服役状态的工程因素、结构因素、荷载因素和风险因素4个维度进行分析和调整,构建阶层结构;采用模糊理论建立正倒值矩阵,综合专家意见计算各因素权重;引入凹陷因子、裂纹因子、腐蚀因子以及冰荷载因子对影响因素进行合理量化,建立海洋石油老龄平台延寿决策评分准则;采用逻辑运算计算综合评分,建立老龄平台延寿决策参考表,进而依据该表确定平台延寿基准期;利用决策模型对2座海洋平台进行延寿决策,并将其结果与传统评判结果进行对比分析。结果表明,采用本模型能够更加精确地描述平台的动态经济寿命,为复杂不确定环境的老龄平台延寿决策提供一种新的计算思路。     

老化油泥处理过程中的微生物群落变化特征

通过在油田现场构建2个中试规模的生物堆(秸秆添加堆和对照堆)对老化油泥进行处理,运用BIOLOGTM系统对油泥中微生物群落水平的生理特性进行分析,测定其微生物代谢活性、代谢多样性及代谢特征差异性,以研究堆体各层次间微生物群落代谢特征的变化规律. 结果表明,与对照堆相比,秸秆添加堆的多项生理特性指标均得到显著提升,其中微生物代谢多样性指数变化范围由1.64～3.02升至2.83～3.29,并且表现出时间上的稳定性和空间层次间的均质性;在微生物碳源代谢特征的差异性分析中,对照堆各层次随时间推移表现出向其外层顺次变化的规律;油泥中总异养菌及石油烃降解菌的数量与环境温度关联性较强,石油烃降解菌的数量在试验末期取得峰值,达4.15×107 CFU/g.      

矿化垃圾生物反应床堵塞问题探讨

针对矿化垃圾生物反应床处理渗滤液的堵塞问题,研究并探讨了堵塞原因和堵塞治理、预防措施。结果表明:渗滤液中有机悬浮物在矿化垃圾表层的截留与吸附是造成矿化垃圾反应床堵塞的主要原因之一。在该文试验条件下,二级串联工艺中,第一级反应床的表层总有机碳含量随时间的延长而增加,总有机碳从最初的9.4%提高到发生堵塞时的10.7%;而中部垃圾的总有机碳含量则维持在9.4%～9.5%。第二级反应床表层和中部垃圾的总有机碳分别维持在9.2%～9.5%和9.0%～9.4%,未发生明显变化。通过矿化垃圾累计降解污染物的量,提出了矿化垃圾极限负荷和临界负荷的概念。     

矿化垃圾的改良及其在草坪生产中的应用研究

在草坪生产过程中,以生活垃圾填埋场矿化垃圾作为农田土的替代物,既实现了矿化垃圾的资源化及垃圾填埋场的可持续利用,又避免了常规草坪生产中对农田的破坏。以粉煤灰为改良剂,对矿化垃圾进行改良,利用改良后的矿化垃圾为基质培养高羊茅。通过测试改良矿化垃圾的保水率、透水率以及高羊茅的株高、发芽率、鲜重、叶绿素等指标,分析了改良矿化垃圾作为高羊茅草坪生产用土的可行性。结果表明,在土壤指标方面,改良后的矿化垃圾保水率与透水率均有所下降,接近于普通农田土的水平;其pH值没有显著变化;但是可溶性盐含量明显降低,其中5∶5组可溶性盐含量降低了51.8%,改良最为明显。在植物指标方面,各改良组的株高均明显优于矿化垃圾组,其中4∶6组高羊茅的株高达到了改良前的117%;各改良组高羊茅的发芽率也明显高于改良前,其中4∶6组其发芽率达到了改良前的122%。改良后的矿化垃圾的物理、化学特性有明显改善,接近于农田土,可以替代农田土作为草坪的培养土。     

老龄垃圾渗滤液中溶解性有机物在SAARB和MBR处理过程的转化特征

生物法是常用的垃圾渗滤液处理工艺,然而垃圾渗滤液中有机物组成极为复杂,在生物处理过程有机物被完全去除、新产生、减少、保留和增加的5种情形不明.本文采用了超高分辨质谱电喷雾电离傅立叶变换离子回旋共振质谱从分子层面研究老龄垃圾渗滤液中溶解性有机物（DOM）分别在矿化垃圾床（SAARB）和膜生物反应器（MBR）处理过程的转化特征.结果表明,老龄垃圾渗滤液含有5000多个DOM分子式,主要由CHO、CHON、CHOS和CHONS类物质组成,分子组成十分复杂.经过SAARB和MBR处理后,出水中DOM数量分别小幅降低至4909和4864种,SAARB和MBR作为生物法对老龄垃圾渗滤液中有机物分子去除特性相似,被完全去除和减少的物质组成主要为生物可利用性较高的脂肪族类物质（H/C ≥ 1.5）、高度不饱和物质和酚类物质（0.50 ≥ AI,H/C<1.5）,这部分DOM表现出还原饱和的化学特性.新产生、保留和增加的部分物质主要是传统意义上指代的难降解有机物,其主要是高度不饱和物质和酚类物质（0.50 ≥ AI,H/C<1.5）以及芳香指数更高的多酚类物质（0.66 ≥ AI>0.50）,表现为氧化不饱和和还原不饱和的化学特性.本文揭示了老龄垃圾渗滤液在生物处理过程中DOM分子层面的转化特征,为老龄垃圾渗滤液在生物法高效处理提供理论参考.     

不同载体生物滤池对渗滤液污染物的处理效果

以陈垃圾和煤渣作为生物滤池反应器填料,分别构建了单一陈垃圾、煤渣以及复合该2种填料的生物反应器,对渗滤液中的污染物进行了去除效果实验.结果表明,煤渣生物滤池对于渗滤液中COD和氨氮的去除效果高于陈垃圾滤池,但是总氮的去除率低于陈垃圾.复合填料滤池对于负荷和低温变化具有较好的耐受能力.电镜观察和微生物计数结果表明,2种载体适合微生物挂膜生长.粒径分析结果表明,2种载体的颗粒粒径组成对于滤池通透性能以及污染物去除有重要影响.     

CTMAB-改性矿化垃圾吸附苯酚性能的研究

文中研究采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对矿化垃圾进行改性,利用CTMAB-改性矿化垃圾对苯酚溶液进行吸附,在单因素法条件下得到其对苯酚最佳吸附条件为:(1)改性矿化垃圾吸附平衡时间为15 min;(2)改性矿化垃圾吸附性能均随着pH值升高而降低;(3)40℃以下温度对改性矿化垃圾吸附效果影响不大。本研究还进行了等温吸附方程拟合,并对矿化垃圾和CTMAB-改性矿化垃圾对苯酚的吸附条件和吸附性能进行了比较,结果表明,矿化垃圾和改性矿化垃圾对苯酚的吸附采用Langmuir方程和Freundlich方程拟合度较好,而Temkin方程拟合度较差,改性矿化垃圾吸附性能优于未改性矿化垃圾。     

筛分法和显微镜法对矿化垃圾粒径分布的比较

为寻求合理有效的矿化垃圾粒径分布分析方法,分别采用筛分法和显微镜法两种测量手段对其进行比较研究。结果发现,两种方法所得的粒径分布结果差异较大,筛分法可能由于颗粒间静电吸附、聚合成团等因素影响而对小粒径颗粒区分能力较差,主要适用于大粒径颗粒的粒径分布测量(dp>100μm);显微镜法能够直观地观察到颗粒的显微图像,但测量时只是随机选择区域进行局部颗粒的测量,不宜分析粒度范围宽的样品,更适用于测量粒径较小的颗粒(dp<20μm)。     

矿化垃圾对渗滤液的吸附试验及其动力学研究

应用矿化垃圾吸附处理实际渗滤液中的COD和氨氮,分别研究了粒径、投加量、pH对吸附效果的影响,并在最佳吸附条件下对吸附过程进行动力学分析。结果表明,反应360min时,COD吸附达到平衡,去除率达到69.01%,单位吸附量为87.91mg/g;反应510min时,氨氮吸附达到平衡,去除率达到71.45%,单位吸附量为16.86mg/g,这表明用矿化垃圾作为吸附剂吸附垃圾渗滤液中的COD和氨氮是可行的;用COD和氨氮动力学数据拟合吸附过程,均符合伪二级动力学方程。