Pre-feasibility study of stand-alone hybrid energy systems for applications in eco-houses

In light of rising cost of fossil fuels and fears of its depletion, coupled with the increase in energy demand and the rise in pollution levels, governments worldwide have had to look at alternative energy resources. Combining renewable energy generation like solar power with superior storage and conversion technology such as hydrogen storage, fuel cells and batteries offers a potential solution for a stand-alone power system. The aim of this paper was to assess the techno-economic feasibility of using a hybrid energy system with hydrogen fuel cell for application in an eco-house that will be built in Sultan Qaboos University, Muscat, Oman. Actual load data for a typical Omani house of a similar size as the eco-house was considered as the stand-alone load with an average energy consumption of 40 kW/day and 5 kW peak power demand. The National Renewable Energy Laboratory's Hybrid Optimisation Model for Electric Renewable software was used as a sizing and optimisation tool for the system. It was found that the total annual electrical energy production is 42,255 kW and the cost of energy for this hybrid system is 0.582 $/kW. During daylight time, when the solar radiation is high, the photovoltaics (PV) panels supplied most of the load requirements. Moreover, during the evening time the fuel cell mainly serves the house with the help of the batteries. The proposed system is capable of providing the required energy to the eco-house during the whole year using only the solar irradiance as the primary source.     

基于GIS和分形理论的城市蔓延度研究——以马鞍山市为例

在快速城市化过程中,城市不断扩张而产生的蔓延现象与土地可持续发展紧密相关,合理控制城市蔓延度可以节约资源,促进城市内涵式发展。根据蔓延度内部机理和分形理论构建蔓延测度指标体系,采用GIS方法,通过分维数、空间稳定性等指数,以马鞍山市为例分析研究区城市蔓延度特征和时空差异。研究表明:(1)分形理论适用于城市蔓延度的定量研究;(2)从时间维度看,研究区内部不同区域间的蔓延趋势总体相似,但蔓延程度有所差异;(3)从空间维度看,蔓延度与分维数、建设用地破碎度呈正相关,与空间稳定性指数呈负相关。马鞍山市城市蔓延的机制是土地导向,经济发展是抑制过度蔓延的动力。     

基于BDPs的多级土壤渗滤系统处理受污染河水的试验研究

针对受污染的流入滇池的河流河水,采用具有曝气段和缺氧段的两段式多级土壤渗滤(multi-soil-layering,MSL)系统,开展了在缺氧段添加非水溶性可生物降解多聚物(BDPs)材料PBS颗粒的强化脱氮除磷研究.结果表明,添加PBS碳源可有效解决传统MSL系统因碳源不足而导致的脱氮效果不理想的问题.在河水污染较轻及较重两种情况下,系统对TN的平均去除率分别达到78%、85%,平均单位表面去除负荷分别为9.09g·m-·2d-1、24.55g·m-·2d-1;TP平均去除率分别达到92%、98%,平均单位表面去除负荷分别为0.76g·m-·2d-1、2.02g·m-·2d-1.此外,系统对COD的平均去除率可达到75%以上.     

菌株qy37的异养硝化/好氧反硝化机制比较及氨氮加速降解特性研究

筛选出1株耐盐异养硝化-好氧反硝化菌qy37,通过形态观察、生理生化试验和16S rDNA序列分析,确定其为假单胞菌属(Pseudomonas).研究了异养硝化-好氧反硝化菌qy37的脱氮特性.在以NH4Cl为氮源的异养硝化系统内,该菌32 h内使NH 4+-N由138.52 mg/L降至7.88 mg/L,COD由2 408.39 mg/L降至1 177.49 mg/L,NH2 OH最大积累量为9.42 mg/L,NO 2--N最大积累量仅为0.02 mg/L,推测该菌将NH2OH直接转化为N2O和N2从系统中脱除.在以NaNO2为氮源的好氧反硝化系统内,该菌24 h内使NO 2--N由109.25 mg/L降至2.59 mg/L,NH2OH最大积累量为3.28 mg/L.好氧反硝化系统与异养硝化系统相比菌体生长量高,TN去除率低,COD消耗量低,NH2OH积累量低,并且检测到NO 3--N的积累.认为好氧反硝化在菌体生长和能量利用方面比异养硝化更有效率.在异养硝化-好氧反硝化混合系统内,16 h NH 4+-N去除速率比异养硝化系统提高了37.31%.混合系统的NH2 OH积累量低于异养硝化系统和好氧反硝化系统,但N2 O产出量高于二者.     

1982-2006年新疆山地-绿洲-荒漠系统植被覆盖变化时空特征

植被覆盖变化在新疆山地-绿洲-荒漠系统(MODS)共存、平衡演变机制中扮演着重要角色。基于1982-2006年GIMMS/NDVI数据,提取新疆地区年最大植被覆盖指数(fvc),针对新疆MODS的基本格局,通过先地理分区再因海拔而异讨论,划分出山地、绿洲、荒漠子系统,对比分析不同分区不同子系统下fvc变化趋势、变率、变幅、变异性等时空动态特征。结果表明:新疆植被覆盖总体呈显著上升趋势,可分为1982-1995年的剧烈波动期和1996-2006年的相对平稳期,不同分区和子系统差异显著;在变幅和变异性上,东、南疆地区>北疆、伊犁地区,荒漠>山地>绿洲,植被覆盖度低的地区>植被覆盖度高的地区;显著改善的地区位于绿洲内部、绿洲的周边地区及部分山地,显著退化的地区大多位于东、南疆的荒漠区;不同植被覆盖度下植被覆盖变化具有不同特征,植被覆盖度低的地区,植被退化趋势明显,植被覆盖度高的地区,植被改善趋势明显。     

城市污水回用系统研究的整数规划模型

本文介绍研究工作中建立的城市污水回用系统规划的0—1整数规划数学模型、重点探讨了在规划的污水收集系统、污水处理厂位置、处理等级已确定的条件下,如何选择再生水回用对象、回用规模,追加的深度处理规模等经济合理、技术可行的再生水分配系统。通过某地区城市污水土地处理回用系统的实例研究,验证了所建模型的合理性与实用性。     

中美环境监测体制之比较

对中美环境监测体制进行对比性评述,指出了中国环境监测行业存在的分析标准滞后、体制不完善、人员匮乏等问题,提出借鉴美国经验,完善法律体系,引入市场机制,逐步培育竞争有序、监管到位的环境监测行业的建议。     

3种载体固定化菌藻共生系统脱氮除磷效果的对比

采用3种不同载体（海藻酸钠、聚乙烯醇、复合载体）,分别将小球藻和栅藻与活性污泥固定成菌藻共生系统,制成菌藻凝胶小球,单独菌、单独藻的凝胶小球,用于处理人工污水。结果表明,（1）复合载体固定的菌藻共生系统氮磷去除效果最好,PVA载体的脱氮除磷效果次于复合载体优于海藻酸钠;（2）固定化菌藻共生系统的脱氮除磷效果明显优于单独固定菌和单独固定藻,固定菌的效果较差;（3）3种载体包埋下的固定化小球藻的脱氮除磷效果均较相同载体固定化的栅藻效果好。     

生物填料地下渗滤系统对生活污水的脱氮

将草甸棕壤、炉渣和活性污泥等基质按体积比13∶6∶1配制生物填料,研究了生物填料地下渗滤系统（subsurface wastewater infiltration system,SWIS）在不同的水力负荷和污染负荷条件下对校园生活污水的脱氮效果。场地实验结果表明,当BOD5负荷为12.0 g BOD5/（m2·d）,表面水力负荷为0.04-0.10 m3/（m2·d）时,SWIS对NH＋4-N和TN的平均去除率分别为92.4%和82.0%。当水力负荷为0.08 m3/（m2·d）,BOD5负荷9.3-16.8 g BOD5/（m2·d）时,SWIS对NH＋4-N和TN的平均去除率为92.7%和81.2%。SWIS中氧化还原电位（oxygen reduction potential,ORP）随进水水力负荷和BOD5负荷的增加而降低,脱氮效率下降。综合出水水质和处理效率,适宜的水力负荷和污染负荷分别为0.065 m3/（m2·d）和12.0 g BOD5/（m2·d）。在此条件下,SWIS的启动周期为25-30 d。出水水质均优于《城市污水再生利用-景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）标准,且处理效果稳定,抗负荷冲击能力强。     

深型地下土壤渗滤系统中氮的去除途径

为了系统研究氮在深型地下土壤渗滤系统中的去除途径,本次实验采用直径30cm,高200cm的有机玻璃柱模拟地下土壤渗滤系统;柱内分层装填取自北京顺义的土壤。在水力负荷为8cm／d的条件下,取得了较好的脱氮效果;氨氮去除率为99．80％;TN去除率为83．68％。通过观察氮沿土柱深度的变化规律发现,在1．30m以上的区域随着氨氮浓度的降低硝氮浓度逐渐增大,同时总氮浓度也在不断降低,约有30．55％在此区域被去除;通过氮元素质量平衡证明这部分氮是通过厌氧氨氧化反应去除的。在1．30m以下反硝化反应是脱氮的主要途径,在此过程中难降解有机物被利用。