前置反硝化曝气生物滤池的挂膜启动研究

为了解前置反硝化曝气生物滤池(BAF)的启动规律,构建了小试规模的前置反硝化BAF,采用快速排泥、逐步增大水力负荷的策略考察了其启动过程中的污染物去除情况及启动特性。结果表明,在好氧柱水力负荷为2.04 m3/(m2·h),厌氧柱水力负荷为4.08 m3/(m2·h),回流比为100%,气水比为5.6∶1的情况下,前置反硝化BAF的启动需要49 d。启动过程中好氧池中硝化细菌的成熟是启动的关键。厌氧池中的反硝化细菌的成熟标志着启动的完成。启动完成后,前置反硝化BAF的出水COD、NH3-N及NO-3-N分别稳定在50、15和5 mg/L以下,满足国家一级A排放标准。     

DO浓度对间歇曝气单级自养脱氮系统N2O排放的影响

以单级自养脱氮系统为研究对象,采用有效容积为15 L的SBBR反应器,系统进水NH+4-N浓度约为360 mg/L,控制温度为(30±2)℃,采用间歇曝气方式运行,曝气段DO浓度从2.4~2.6 mg/L逐渐下降到0.9~1.1 mg/L,研究了单级自养脱氮系统的脱氮性能与N2O排放情况。结果表明,反应器曝气段DO浓度从2.4~2.6 mg/L下降到0.9~1.1mg/L,系统TN去除率均达到80%,但在相同运行时间内的TN去除率依次降低,NH+4-N平均反应速率从0.19 mg/(L·min)降低至0.05 mg/(L·min),NO-3-N累计产生量稳定于14.9~16.5 mg/L,NO-2-N浓度在反应器内未产生明显的积累。随着曝气段DO浓度的下降,最大N2O释放速率逐渐降低,N2O累计释放量从73.8 mg下降到61.0 mg,N2O转化率介于2.4%~2.9%。     

丝状菌污泥膨胀及其致密过程中菌丝体演替规律

为了探索丝状菌的致密途径、解决丝状菌污泥膨胀的难题,从丝状菌的自身特点及外部条件出发研究了其在污泥膨胀及致密过程中菌丝体的演替规律。研究发现,致密生长的大絮体对丝状菌的种类是有选择性的,那些丝体较弯曲、丝体强度较大、贮存能力强的菌丝体更利于形成聚集态生长。另外,研究表明,不同种类丝状菌的生长势和存贮能力不同,对底物的利用上亦存在着竞争关系。实验中存在的几个菌种对PHB颗粒的存贮能力由高到低依次为:Nostocoida limicolaⅡ、Type 1851、Type 0701、Type 021N型菌体。     

基于动态物质流的钢沉淀运动规律分析

钢存量是未来二次资源的潜在来源。利用二次资源进行钢铁生产能够降低钢铁工业对铁矿石的依赖,并且能够有效解决当前钢铁行业高能耗、高排放、高污染的问题。掌握钢在中国工业化演进过程中的沉淀运动规律,能够为资源战略、产业政策和环境政策的制定提供科学依据,并为钢铁工业实现循环经济和可持续发展提供战略指导。本文从存量和流量动态性的视角出发,利用国际上新兴的动态物质流分析方法,对工业化演进过程中中国国家层面1949-2012年钢人为沉淀运动规律进行研究。研究结果表明,钢的沉淀运动情况与中国国家工业化进程的所处阶段高度相关。建国后中国钢总存量和人均存量随着工业化进程的演进缓慢增长,然后于国民经济和社会发展的"九五"中期进入快速增长阶段,并于"十一五"时期进入迅速增长阶段。在进入"十二五"时期以后,中国钢总存量和人均存量进一步增长,钢持续蓄积于中国社会经济系统之中。其中,建筑中蓄积的钢存量最多,其次为机械设备,再次为交通运输设备。2006年,中国人均钢存量达到了2t/人,此数值被认为是社会建设进入强劲发展阶段的临界值,而此时正值中国"十一五"时期的开端。2011年和2012年中国人均钢存量分别约为3.69t/人和4.05t/人,尚未出现人均存量饱和的趋势,钢存量会进一步增加。基于实证研究结果,我国应该进行钢产品消费结构的指导,加大循环技术的研发力度、增加钢二次生产能力的投资,以及进一步开展钢人为沉淀运动的预测研究,以充分掌握钢的未来消费、蓄积以及退役规律。     

农民对资源性农业废弃物循环利用的价值感知及其影响因素

作为一项福利性特点较为明显的政策措施,资源性农业废弃物循环利用的价值能否得到广大农民认同,不仅反映了农民对资源性农业废弃物循环利用的主观认识和接受程度,而且影响到"两型农业"的建设进程。鉴于此,本文基于湖北省752位农民的调研数据,采用Ordinal Probit模型系统分析了农民对资源性农业废弃物循环利用的价值感知及其影响因素。研究结果表明:1资源性农业废弃物循环利用的价值得到了大多数农民的认同,但其价值并未得到充分体现。农民对资源性农业废弃物循环利用各类价值的感知程度排序是:环境价值社会价值经济价值,其比例分别为86.0%、68.7%、60.3%;2尽管影响农民对资源性农业废弃物循环利用各类价值感知的关键因素略有差异,但总体上而言,男性、年龄较小、学历较高、具有农业科技培训经历、主要收入来源为农业、家庭信息化水平较高、对环境污染的关注程度较高、对当前农村环境状况评价较差、环境情感积极性较高的农民,更能感知到资源性农业废弃物循环利用的价值;3资源性农业废弃物循环利用要实现经济价值、环境价值、社会价值的统一,需要政府部门在制度安排上向农业循环经济倾斜:通过采取强化补贴、引导涉农企业参与、培育资源性农业废弃物循环利用服务实体等措施解决农民的后顾之忧;加强以正规教育和非正规教育为代表的人力资本投资,加快推进农村信息化建设;形成农民、政府双方关于资源、环境、经济协调发展的共同学习型组织,建立资源性农业废弃物循环利用共同愿景,通过培育农民的环境情感,提高其主动保护环境的意识。     

青虾池塘养殖环境效率分析

为以环境友好型效率标准合理引导青虾池塘养殖生产活动,将淡水养殖对环境的影响纳入效率研究的范畴,以青虾池塘养殖为例,分别运用SBM模型和CCR模型,计算了青虾池塘养殖的环境效率和经济效率,以及各投入要素的使用情况。并运用相关分析、配对样本T检验和方差齐次性检验等技术进行比较研究。研究结果表明：当前我国青虾池塘养殖的环境效率（考虑环境因素的经济效率）仅为0476 9,而传统的经济效率（不考虑环境因素的经济效率）为0696 7,前者显著低于后者,且波动性更强。所有的要素投入都存在过量现象。除电费、虾苗和药物投入外,其他各项投入在环境效率中的过量程度均大于经济效率;具有固定成本性质的投入品,如劳动力投入和机械投入的过量程度更为严重;利用率过低致使肥料投入过量程度高于饲料投入。农户资源配置过程中忽视环境成本是根本原因,应引起高度重视     

响应面法在复合垂直流人工湿地对村镇污水脱氮优化设计中的应用

构建复合垂直流人工湿地系统处理村镇污水,获得了不同流程、水力负荷、C/N条件下湿地系统对污水TN的净化效果数据,并进行分析。利用响应面分析法与遗传优化算法对主要工艺参数进行优化设计,找到正交试验以外的最优点和最差点。结果表明,复合垂直流人工湿地TN去除率随流程的增加呈上升趋势,TN主要在下行池中去除;随水力负荷增加,TN去除率呈现下降趋势;在所研究的范围内,C/N为15.00时TN去除效果最佳。基于正交试验设计的响应面回归方程,可作为垂直流人工湿地的TN去除率计算函数,相对误差基本控制在10%以内;使用遗传算法对响应面回归方程进行全局优化分析,对不同植物床湿地的最优点和最差点进行对比分析,这些点与湿地种植的植物相关关系不大,不同植物床湿地呈现相似的参数条件。     

阿什河水系枯水期氮污染特征与同位素源解析

在阿什河水系设置20个采样点,采用水质监测技术和稳定氮同位素示踪技术,研究了枯水期阿什河氮污染特征和硝酸盐氮污染来源。结果表明:(1)阿什河枯水期大部分采样点氨氮浓度较低,大部分区域达到或优于《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中Ⅲ类。上游河段硝酸盐氮浓度较低,中游河段较高,到下游河段略有降低。总氮浓度较高,最高达19.4mg/L。(2)阿什河水系采样点15 N的丰度(δ15 N)主要处于0.11%~0.21%、0.42%~0.78%、0.83%~0.88%和1.09%~1.26%。稳定15 N同位素示踪解析阿什河硝酸盐氮污染来源表明,阿什河上游污染源主要为大气沉降、土壤有机氮和人工化肥;中游主要受畜禽养殖污水和生活污水污染;下游主要受城镇生活污水和工业废水影响。     

钱塘江引水降氮示范工程的构建和运行研究

针对杭州西湖钱塘江引水低碳高氮的特点,提出以改性水草塘—复合垂直流人工湿地(IVCW)相耦合的生物—生态工艺进行引水处理,对该引水降氮示范工程的构建和运行效果进行了跟踪研究。结果表明,整个稳定运行期间(2012年7月19日至11月19日),耦合工艺对COD、TN、硝酸盐氮、TP的平均去除率分别为52.27%、52.49%、53.69%、52.79%,系统出水满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ标准;改性水草塘和IVCW单元作为耦合工艺的两个重要组成部分,在脱氮、除磷方面优势互补,从而共同保证出水水质的稳定;在改性水草塘单元,温度与COD的去除效果呈负相关关系,进水C/N与TN去除效果呈正相关关系;而在IVCW单元,温度与COD、TN的去除效果均呈线性正相关关系,进水C/N与两者的去除效果也呈正相关关系,且对COD的影响要大于对TN的影响。     

序批式活性污泥工艺生物脱氮现场试验

针对某污水处理厂序批式活性污泥工艺(SBR)升级改造中遇到的问题,进行了现场试验。分别研究了前置反硝化、前后同时反硝化工艺处理效果。结果表明:(1)SBR处理城市污水,COD、NH+4-N能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准,但不能保证TN达标,其中碳源不足是关键因素。(2)补充葡萄糖作为外加碳源,可以保证TN达标。葡萄糖最优投加量为125mg/L,此时TN的去除率为76.1~83.8%,出水TN稳定在11~12mg/L。