不同有机基质诱发的水体黑臭及主要致臭物(VOSCs)产生机制研究

目前在研究湖泛发生方面还主要停留在视觉(黑色)水平,嗅觉(臭味)因为更加难以判断,有关致臭机制及致臭物质的研究仍停留在检测分析和理论假设方面,缺乏有效的证据证实.采用自制室内模拟装置研究不同有机基质作用下黑臭发生的情况,以确定挥发性有机硫化物(VOSCs)的前驱物并初步研究其降解机制.结果表明,有机物只要达到一定负荷水平(1.0 g.L-1)对水体均有致黑作用,但含硫有机物能使水体在7～13 d就变黑,而不含硫有机物需要13 d以上才能使水体变黑,且含硫有机物能使水体颜色变得更深(最高色度值达410度以上).只有含硫有机物才具有致臭作用,其中二甲基二硫醚(DMDS)、二甲基三硫醚(DMTS)和二甲基四硫醚(DMTeS)是黑臭水体主要的致臭物质.根据蛋氨酸降解产生的VOSCs情况,可确定蛋氨酸为VOSCs的主要前驱物.蛋氨酸以生物降解为主,硫酸还原菌(SRB)是水环境中重要的蛋氨酸降解菌之一,添加SRB使蛋氨酸快速分解为以DMDS、DMTS和DMTeS为主的VOSCs,降解率在第35 d高达95%,并使黑臭暴发的时间从13 d提前至8 d;产甲烷菌对蛋氨酸降解有抑制的趋势,其大量存在可能会抑制小分子硫化物的形成,因此添加甲烷菌抑制剂使黑臭暴发时间提前1 d.非生物降解是蛋氨酸降解的次要途径,仅能使蛋氨酸发生初步降解而水体始终未变黑.     

Waste activated sludge treatment based on temperature staged and biologically phased anaerobic digestion system

The concept of temperature staged and biological phased （TSBP） was proposed to enhance the performance of waste-activated sludge anaerobic digestion. Semi-continuous experiments were used to investigate the effect of temperature （35 to 70℃） as well as the hydraulic retention time （HRT） （2, 4 and 6 days） on the acidogenic phase. The results showed that the solubilization degree of waste- activated sludge increased from 14.7% to 30.1% with temperature increasing from 35 to 70℃, while the acidification degree was highest at 45℃ （17.6%）, and this was quite different from the temperature impact on hydrolysis. Compared with HRT of 2 and 6 days, 4 days was chosen as the appropriate HRT because of its relatively high solubilization degree （24.6%） and acidification degree （20.1%） at 45℃. The TSBP system combined the acidogenic reactor （45℃, 4 days） with the methanogenic reactor （35℃, 16 days） and the results showed 84.8% and 11.4% higher methane yield and volatile solid reduction, respectively, compared with that of the single-stage anaerobic digestion system with HRT of 20 days at 35℃. Moreover, different microbial morphologies were observed in the acidogenic- and methanogenic-phase reactors, which resulted from the temperature control and HRT adjustment. All the above results indicated that 45℃ was the optimum temperature to inhibit the activity of methanogenic bacteria in the acidogenic phase, and temperature staging and phase separation was thus accomplished. The advantages of the TSBP process were also confirmed by a full-scale waste-activated sludge anaerobic digestion project which was an energy self-sufficient system.     

生物甲烷抑制剂缓释扩散模型推导与优化

以石蜡和松香为缓释基质,以碳化钙为生物甲烷抑制材料,对有效抑制组分——乙炔的扩散规律进行了研究.以T.Higuchi方程为基础,针对复杂基质的气体缓释进行了修正,得到缓释抑制剂的扩散机制模型,该模型可以有效预测乙炔的扩散系数De.同时考察了基质优化对扩散系数的影响,如果缓释基质的硬度不够,碳化钙与水反应产生的热量可导致缓释抑制剂内部膨胀从而影响缓释效果.当基质中松香的质量分数为20%,基质与碳化钙的质量比为1/1时,缓释基质的硬度和致密度提高,乙炔的扩散系数达到2.2849×10-8cm2/min(R2=0.9901),该缓释抑制剂可以有效地解决生活垃圾填埋场等人为源生物甲烷的减排问题.     

农田中氮肥的损失与对策

评述了我国有关农田中氮肥的损失及其对策的研究结果。主要涉及农田中氮肥的损失程度、途径和机理;氮肥损失对环境的影响;减少氮肥损失、提高氮肥利用率的技术原则和主要措施。这些措施包括确定适宜的施氮量,以及采用深施、水肥综合管理、平衡施肥、脲酶抑制剂、硝化抑制剂、液态分子膜等。     

海洋油气田沉积物产甲烷活性及微生物生态

海洋产甲烷古菌是与海洋中甲烷的产生、释放及天然气水合物的形成等密切相关的微生物类群.以产甲烷菌可能利用的底物为碳源,评价了海洋油气田沉积物的产甲烷活性.结果表明,海洋油气田沉积物对于H2/CO2、甲醇、一甲胺、三甲胺,在25℃和37℃两种温度条件下都具有较高的产甲烷活性,少数样品只在37℃对乙酸有产甲烷活性,说明在海洋油气田环境下,主要有氢营养型及甲基营养型发酵途径产生天然气甲烷.利用厌氧培养法对产甲烷菌进行了多样性解析,16S rRNA基因测序显示,优势产甲烷菌主要属于Methanosarcinales目的 Methanosarcinaceae科及Methanomicrobiales目的 Methanomicrobiaceae科,其中Methanococcoides、Methanogenium和Methanosarcina为油气田沉积物的主要菌属.     

两相厌氧系统中产甲烷相有机酸转化规律

研究了两相厌氧系统产甲烷相中有机酸转化规律.以产酸相、产甲烷相COD负荷分别为41.5 kg/(m³·d)、6.05kg/(m³·d)的连续流试验装置培养种泥,运行稳定后,进行静态试验采用气相色谱仪(GC-122型)分析有机酸组成及含量结果表明,反应器相同位置的微生物降解转化有机酸速率快慢依次为:乙酸＞乙醇＞丁酸＞丙酸;利用乙醇产乙酸的微生物与产甲烷菌所需最佳pH值范围相近;乙醇型发酵是充分发挥两相厌氧系统功能的最佳发酵类型;在产甲烷反应器中,大部分挥发酸的最终降解都要经历乙酸降解途径才能完成,造成乙酸的降解转化相对缓慢,成为厌氧工艺中的限速步骤.     

YTF-3飞机硬膜缓蚀剂应用研究

目的研究YTF-3飞机硬膜缓蚀剂应用于飞机维护/维修的有效性。方法参照新版美军标MIL-DTL-85054D(AS)和波音公司标准BMS 3-35的要求及测试方法,对自主研发的YTF-3飞机硬膜缓蚀剂的理化性能和使用性能进行评价。结果 YTF-3飞机硬膜缓蚀剂闪点在38℃以上,使用、运输和贮存安全;基本使用性能良好,干燥速度快,使用和去除方便;对飞机上常用金属材料具有良好的缓蚀作用,不会对金属材料造成腐蚀;具有极强的渗透能力和水置换能力,可以应用于飞机上缝隙结构,形成保护膜层;缓蚀性能良好,可以对飞机进行有效防护;耐高低温和耐紫外老化性能优异,飞机内外部均可使用。结论 YTF-3飞机硬膜缓蚀剂满足飞机防腐的要求,可以应用于飞机维护/维修。