Performance and bioparticle growth of anaerobic baffled reactor (ABR) fed with low-strength domestic sewage

We investigated the performance of a 15.3 L capacity anaerobic baffled reactor (ABR) toward the treatment of low-strength domestic wastewater. The start-up period of the ABR was finished within approximately 130 days at a temperature below 25°C. The average COD_Cr in the effluent was 165 mg·L^-1, and the corresponding COD_Cr removal efficiency of the ABR was 52.3%. During the third stage (from day 130 to day 233) of ABR operation, the average COD_Cr in the effluent reached 71 mg·L^-1, which meets the secondary discharge requirement of the Integrated Wastewater Discharge Standard (GB 18918-2002, China). Moreover, partial microbial separation was observed along the five ABR compartments through scanning electron microscopic images. The geometric mean diameter of bioparticles in the five compartments increased from 0.050 mm to 0.111, 0.107, 0.104, 0.110, and 0.103 mm during the start-up stage. After operation for 179 days, the corresponding diameters further increased to 0.376, 0.225, 0.253, 0.239, and 0.288 mm, respectively. The fractal dimensions of the bioparticles indicated that these particles have smoother surfaces and more compact structures during ABR operation. Morphological analysis of the bioparticle sections demonstrated that the bioparticles have a pore volume of 30%–55%. The highest porosity was observed for the bioparticles in the second ABR compartment, whereas the lowest fractal dimension of bioparticle section was observed in the fifth compartment.     

云南宣威地区燃煤排放PM10的微观形貌和粒度特征

宣威地区肺癌发病率居全国首位,并且肺癌与室内燃煤关系密切. 为了解宣威地区室内燃煤排放PM₁₀的微观形貌和粒度特征,使用小流量Minivol采样器,分别于2011年1月、3月和12月对宣威地区6个代表性乡镇的18个农户及对照点——贵州六盘水幸福村2个农户室内、外的PM₁₀进行采样. 采用扫描电子显微镜分析样品的微观形貌,并对颗粒物粒度进行统计分析. 根据微观形貌特征将PM₁₀分为烟尘集合体(链状、蓬松状、密实状)、球形颗粒(燃煤飞灰和焦油球)、矿物颗粒(规则和不规则状)、生物颗粒及超细未知颗粒. 结果表明:宣威地区室内PM₁₀微观形貌差别较大;室、内外PM₁₀的粒度分布在0.1~0.4μm内的颗粒数量所占比例较大,而1μm以上颗粒体积所占比例较大;小粒径颗粒对颗粒物数量贡献较大,而少数大粒径颗粒对体积贡献较大;宣威地区和对照点室内的PM₁₀数量-粒度和体积-粒度分布相似,室外PM₁₀数量-粒度特征相似但体积-粒度分布有所差异. 宣威地区室内的烟尘集合体和球形颗粒分别占颗粒物总数的10.5%和23.6%,高于对照点 (分别为7.7%和11.3%).      

矿渣基改性剂对城市污泥重金属稳定化

以城市生活污泥为研究对象,采用矿渣基改性剂在不同投加量和养护时间条件下对其改性,并通过重金属的稳定效率及形态变化分析和评价污泥中Cr、Cu、Zn、Pb、As和Cd等重金属的固化效果.结果表明：随养护时间或投加量的增加,重金属稳定效率不断提升,在养护14 d后,改性剂的投加量为50%时达到最大,其中Cu最高为69.62%,Cr最低为48.68%,且皆在投加量为5%~20%时增长最快.通过对投加量、养护时间和稳定效率回归分析,发现Cu的拟合相关系数最高为0.97,改性剂的掺量与养护时间两个影响因素相互作用极强,对重金属稳定效率的增加均有显著的影响.此外,污泥改性后Pb和As以残渣态为主;Cu和Cr以可氧化态和残渣态为主;Zn和Cd以可还原态和可提取态的形式为主.随养护时间或投加量增加,各重金属的残渣态有7%~86%的增加,这表明矿渣基改性剂可有效固化污泥中重金属,使污泥等固体废物再利用.     

低温驯化对自养脱氮颗粒污泥功能活性与菌群结构的影响分析

低温驯化是提高部分亚硝化-厌氧氨氧化（PN/A）组合工艺低温脱氮效能和运行稳定性的有效方法.为探究低温驯化对污泥特性的具体影响,本文从温度敏感性、颗粒外观形态、胞外聚合物（EPS）组成和微生物群落结构等方面,对中高温培养（30℃）和低温驯化（15℃）PN/A颗粒污泥之间的差异性进行了分析.反应热力学的研究结果表明,驯化污泥（G_L）在低温区（10~20℃）的脱氮性能较中高温培养污泥（G_H）有了显著提高,总无机氮去除的表观反应活化能（E_a）降低了28.4%.与G_H相比,G_L的平均粒径减小了25.8%,EPS含量增长了16.6%,颗粒的沉降性能明显下降.由高通量测序结果可知,G_L具有更高的菌群多样性,同时,污泥中好氧氨氧化菌（Nitrosomonas）与厌氧氨氧化菌（Candidatus_Kuenenia）的丰度比值（0.04）远小于G_H的0.34.这意味着颗粒污泥在低温环境中对慢速生长自养菌仍具有较强的截留能力.上述发现为解析PN/A污泥在低温条件下的自适应机制,推动组合工艺的工程化应用提供了重要参考.     

玉米幼苗根系形态对芘污染的响应

采用盆栽试验探讨了玉米（Zea mays L.）根系形态学参数（根质量长度、根质量面积、根质量体积、根平均直径及不同根直径等级分布）对不同浓度芘污染胁迫的响应。较低浓度芘可适当地刺激玉米的生长,高浓度芘处理抑制了玉米的生长,并且抑制作用随芘处理浓度的提高而增强;芘对玉米根系的影响要大于对茎叶的影响。不同浓度芘处理下玉米根系形态学参数发生了显著的变化,与对照相比,芘处理下根直径显著降低,根质量长度、根质量面积和根质量体积显著增大,且随芘处理浓度的提高其效应更显著。     

不锈钢在西太平洋深海环境中腐蚀规律研究

目的 研究不锈钢在西太平洋海域深海环境中的腐蚀规律。方法 采用深海高效串型试验装置对304不锈钢和316L不锈钢在西太平洋深海环境中进行深海实海腐蚀试验,分析不锈钢的腐蚀形貌、腐蚀速率和点蚀深度规律等,研究2种不锈钢在500、800、1 200、2 000 m海深下的腐蚀规律。结果 304不锈钢与316L不锈钢腐蚀质量损失主要由缝隙腐蚀引起,316L不锈钢的腐蚀程度总体上低于304不锈钢,304不锈钢的腐蚀速率低于0.4 mm/a,316L不锈钢的腐蚀速率低于0.25 μm/a。深海环境中,304不锈钢的腐蚀产物主要是α-Fe2O3、γ-FeOOH、γ-Fe2O3,316L不锈钢的腐蚀产物主要是α-FeOOH、γ-FeOOH、γ-Fe2O3。结论304不锈钢和316L不锈钢在西太深海环境中使用过程中应避免缝隙的形成,降低其发生缝隙腐蚀和点蚀的概率。     

室温低氨氮基质单级自养脱氮颗粒污泥启动效能与污泥特性

室温低氨氮基质条件下单级自养脱氮工艺的启动和稳定运行是该工艺应用于市政污水处理的前提和基础.本研究在气升式反应器中接种久置的PN/A(partial nitritation and ANAMMOX)颗粒污泥,控制温度在(23±2)℃,pH在7. 7～8. 0,以氨氮浓度为70 mg·L~(-1)的人工无机配水为基质,考察单级部分亚硝化-厌氧氨氧化实现室温启动效能.通过逐级缩短HRT(1. 1 h→0. 9 h→0. 7 h→0. 5 h)提升氮负荷[1. 53 kg·(m~3·d)~(-1)→1. 87 kg·(m~3·d)~(-1)→2. 40 kg·(m~3·d)~(-1)→3. 36kg·(m~3·d)~(-1)],逐步恢复AOB、AMX菌活性以及微生物协同效能.经过95 d运行调控,反应器成功启动,NH_4~+-N和TN去除率达85%和69%.根据各阶段污泥性能,严格控制溶解氧,有效抑制NOB.污泥适应环境后,颗粒粒径随负荷提升逐渐增大,最终平均粒径达1. 30 mm.成熟的自养颗粒污泥轮廓光滑清晰,扫描电镜显示,颗粒污泥内部形成空腔,表面有孔隙,污泥形态以球菌为主,并有少量杆菌及短杆菌. EPS主要成分为蛋白质(81. 48%),泥水分离效果较好.     

加载絮体形态对短流程超滤膜污染影响效应

以聚硫酸铁（PFS）为混凝剂,微砂为载体颗粒,系统考察了采用加载絮凝-超滤联用工艺净化含高岭土、腐植酸和锑[Sb（Ⅲ）]的模拟原水过程中,不同PFS和微砂投加量条件下加载絮体形态特性以及其对超滤膜通量衰减、膜污染可逆性和宏观出水水质等的影响,并分析了膜污染机理.结果表明,PFS投加量对絮体形态及膜滤效能和膜污染影响显著,且投加量过少或过多均会产生不利影响,以30mg/L为宜;与不投加微砂的工况相比,加入微砂更易于形成大而结构较为松散的絮体,可有效削弱不可逆膜污染,并获得较为稳定的超滤出水水质;超滤末端膜比通量与絮体平均粒径呈良好的正相关性（R²=0.8774）,但因加载絮凝体系中引起分形维数变大的不同类型颗粒（包括小粒径范围絮体和未被加载絮体捕获的微砂）对超滤净水过程产生的影响各异,致使膜通量与分形维数的负相关性较差（R²=0.5760）.     

基于TEM-EDS对四川盆地大气单颗粒气溶胶的研究

为了解四川盆地大气中单颗粒气溶胶理化特征,分别在该区域典型城市（成都市）和背景地区（峨眉山）进行了大气单颗粒样品采集.基于带能谱的透射电子显微镜（TEM-EDS）对两地累计3923个单颗粒的化学组成、形貌特征及混合状态等进行了全面观测和分析,并对两地颗粒物差异性进行了对比分析.结果发现：两地气溶胶颗粒主要包括有机物、富硫、矿物、烟尘和飞灰/金属颗粒,除了以单独的外混形式存在外,大多数颗粒以两种及两种以上颗粒类型混合（即内混）形式存在.通过对成都市不同污染状况下单颗粒特征对比发现,"污染天"的内混颗粒占比高于"清洁天",分别为74.2%和68.6%;相比"清洁天","污染天"颗粒物粒径分布范围更广且峰值区间更大,表明污染过程中颗粒物的大气混合趋于更强.对比成都市与峨眉山分析结果得知,成都市以内混的有机物-硫颗粒为主导（占比为50.2%）,而峨眉山以外混的有机物颗粒为主导（占比为50.5%）;成都市含硫类颗粒物（如有机物-硫颗粒）贡献高于峨眉山,而峨眉山两种含碳类颗粒（如烟尘和有机物-烟尘颗粒）占比高于成都市;此外,成都市与峨眉山两地大气颗粒物粒径分布范围及峰值区间均存在一定差异,进一步体现了两地颗粒物来源和老化混合的差异.在峨眉山,与非降雨天相比,一些易溶于水的颗粒物（如含硫类颗粒）在降雨天占比明显降低,而源自当地燃烧过程、粒径较小且疏水性强的颗粒物（如烟尘和有机物-烟尘颗粒）占比相应升高.     

The downfall of mating: the effect of mate-carrying and flight muscle ratio on the escape ability of a pierid butterfly

In many species, the ability to evade predators is known to be periodically impaired by increased weight loads due to feeding and reproduction. Not only may extra weight reduce escape speed, but feeding and mating can also make the prey more noticeable to visually hunting predators. A number of butterfly species mate for hours, and if a mating couple is disturbed, one of the butterflies is responsible for flying, whereas its partner remains still. This study investigated the ability of male Pieris napi butterflies to fly while mating, with the prediction that mate carrying impairs flight ability compared to single flying males and that males with relatively high flight muscle ratios (FMR; male thorax mass/male + female body mass) will have better flight performance in copula. Our results clearly show that whereas single males always take off at steep angles and fly upwards, couples invariably have a negative take-off angle and rarely gain height. Moreover, landing height of the couples is positively associated with higher FMR. Hence, male flight ability when in copula is positively associated with a high relative thorax mass. Butterfly pairs may thus be at greater risk of predation as a consequence of their impaired flight ability, especially couples with critically low FMRs (<16%).