通风对微小型密闭好氧堆肥过程的影响

为探究适于未来星球基地长期载人航天任务应用的微小型密闭好氧堆肥装置的运行条件,以小麦秸秆和模拟粪便的混合物为实验材料,开展了4种通风速率对堆肥过程的影响研究。结果表明,0.025、0.050、0.075和0.100 m³·(m³·min)⁻¹处理组高温期分别维持了125、125、43和24 h,0.050 m³·(m³·min)⁻¹的O₂消耗速率和CO₂产率为4个处理组最大。CH₄和N₂O主要产生于堆肥初期,累积排放量以0.100 m³·(m³·min)⁻¹处理组的最高,分别为296.50和169.16 mg·kg⁻¹。从堆体氨氮指标测试结果来看,0.050 m³·(m³·min)⁻¹处理组含量最高,其保氮效果最好。4个处理组的GI分别为64.09%、97.26%、72.95%和66.07%。综合各种指标分析认为,适于未来星球基地任务应用的微小型密闭好氧堆肥装置通风速率可以设置为0.050 m³·(m³·min)⁻¹,该通风速率既能确保堆肥过程中微生物对氧气的需求,又能减少热量的损失,产生的污染气体量相对较少,所得的堆肥产品质量最佳。     

厌氧序批式生物膜反应器处理葡萄酒生产废水性能及菌群演替分析

为探究厌氧序批式生物膜法处理葡萄酒生产废水的可行性,采用厌氧序批式生物膜反应器(AnSBBR)预处理模拟葡萄酒生产废水,通过逐级增加进水浓度来提升有机负荷并对AnSBBR在不同负荷下的运行特性及菌群演替规律。结果表明： 在35 ℃、HRT为20 h、周期为4 h的运行工况下,当OLR为1.2~9.6 g·(L·d)⁻¹时,AnSBBR均能保证出水COD值低于200 mg·L⁻¹,当OLR为5.4 g·(L·d)⁻¹时,运行性能最佳,COD去除率为(97.2±0.5)%,甲烷产率为(349.9±7.6) mL·g⁻¹;与OLR为1.2 g·(L·d)⁻¹相比,OLR为9.6 g·(L·d)⁻¹时产甲烷速率提高69.3%,生物量增加294.3%,辅酶F₄₂₀浓度增加190.8%,电子传递活性(INT-ETS)提高88.4%;当OLR增至10.2 g·(L·d)⁻¹后,反应器中VFA浓度持续增加,丙酸和丁酸积累,缓冲能力明显下降,系统无法适应该负荷条件;高通量测序显示,群落中主要的细菌为Desulfovibrio、Brevinema、Treponema、Longilinea、Paludibacter和Leptolinea,主要的古菌为Methanobacterium、Methanobrevibacter,Methanosaeta和Methanosarcina;受进水基质组分和负荷的影响,细菌和古菌中丰度占比最大的分别为Desulfovibrio(12.4%)和Methanobacterium(17.1%);当OLR为5.4 g·(L·d)⁻¹时,产甲烷菌多样性更高且在门和属水平上整体丰度最大,分别为26.7%和26.3%;当OLR为9.6 g·(L·d)⁻¹时,培养出特定的菌属(Methanobrevibacter)以适应环境。由此可以看出,逐级提升OLR的运行策略可促进生物膜系统的增殖和代谢活性。本研究确定了AnSBBR处理葡萄酒生产废水的最大及最佳运行负荷,该结果可为推动AnSBBR的工程化应用提供依据。     

催化湿式氧化法处理垃圾渗滤液

以北京某垃圾转运站的垃圾渗滤液原液为研究对象,采用催化湿式氧化技术进行实验研究。实验以Fe2+为催化剂,H2O2为氧化剂,在反应釜中高温高压处理转运站的渗滤液。同时,实验分别研究了反应温度、反应时间、催化剂种类和添加量等几种因素对渗滤液处理效果的影响。结果表明,当反应温度达到120℃,反应60 min时,在Fe2+催化条件下,按初始COD和Fe2+质量比为6投加催化剂,初始COD和H2O2当量比为1投加氧化剂,反应出水的COD去除率达到91%。     

腐秆剂对水稻秸秆腐解性能的影响

以水稻秸秆为代表性秸秆,研究了腐秆剂对秸秆腐解性能的影响。对秸秆中施用腐秆剂后各项基本指标(腐解率,C/N)进行测定,探索了不同时间、腐秆剂用量、pH、温度、含水量和尿素用量对秸秆腐解的影响。对腐解前后的秸秆进行了红外光谱(IR)分析。结果表明,秸秆在腐解25 d后速率趋于平缓;腐解的适宜pH为7.0、温度为30 ℃、含水量为80%、尿素用量和腐秆剂用量均为秸秆质量的1%,此条件下腐解25 d,腐解率可达40.73%。对比腐解前后秸秆的红外谱图发现,腐解后的秸秆中纤维素、木质素和半纤维素等碳水化合物发生分解,使羟基和亚甲基基团减少,同时也表明酚类化合物被氧化成醌类物质;秸秆中的蛋白质和氨基酸分解后生成酰胺类化合物、硝酸盐和铵盐。     

综合利用镁合金废料制氢及氢氧化镁

AZ31B镁合金废片-盐水体系能同时产生氢气和Mg(OH)2,研究了催化剂,Cl-浓度和反应温度对该体系产氢速率的影响,并分析了产物Mg(OH)2的化学成分和形态结构。实验结果表明,与CuCl2相比,铜线作为催化剂不仅产氢的速率高,且不会污染形成的Mg(OH)2。Cl-浓度和反应温度影响对体系产氢速率有较大影响,当温度为60℃,盐水浓度为4 mol/L时产氢速率达到最大值为62 mL/(min·g)。采用扫描电镜、X射线能谱仪表征分析中间产物,探讨Cl-点蚀反应的机理,对产物氢氧化镁粉末进行表征和物相分析的结果表明,产物为高纯度Mg(OH)2纳米材料,其晶体结构和分散性随温度的增加变好,80℃下获得规整的六方晶体。     

螺旋切割强化湿法烟气脱硫的传质动力学

针对开发的新型静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫技术,根据双膜理论从动力学角度建立了静态螺旋切割强化Ca(OH)2溶液吸收烟气SO2的动力学模型,并采用单因素实验探究了烟气SO2浓度、烟气流量、脱硫剂浓度以及脱硫剂循环流量对传质速率的影响。结果表明：模型能较好地描述静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫的实际过程,理论计算与实验数据都发现,烟气SO2浓度、烟气流量、脱硫剂浓度以及脱硫剂循环流量的增加均有助于提高传质速率;但当脱硫剂浓度大于5%时,传质速率随脱硫剂浓度的增加改变不大。     

抗坏血酸对三价铁/过氧化钙体系降解头孢氨苄的影响

通过添加抗坏血酸（AA）能够缓解铁离子形成沉淀和加速(Fe3+转化为Fe2+,催化CP产生活性氧物质（ROSs）,对CFX降解起到促进作用。研究了Fe3+/AA/CP体系降解CFX的Fe3+浓度、AA浓度、CP浓度、初始pH等主要影响因素。结果表明：在Fe3+浓度0.60?mmol·L-1、AA浓度0.15?mmol·L-1、CP浓度0.144?g·L-1、CFX的初始浓度0.15?mmol·L-1和初始pH=3.00的室温条件下,20 min内CFX的降解率可达到100%。随着初始pH升高,CFX的降解率随之降低。反应过程中降解CFX的活性物质为羟基自由基（HO·）和超氧自由基（O2-·）,其中HO·对CFX降解起到主导作用。水中阴离子的影响表明,SO42-、Cl-对CFX的降解影响较小;但HCO3-对CFX的降解有明显的抑制作用。在处理成分较复杂的实际养殖废水实验中,发现只有提高药剂量才能达到有效降解实际废水中头孢氨苄的目的。     

环境自动监测站固定式辐射监测仪性能测试与评价

参考计量技术规范《固定式环境γ辐射空气比释动能(率)仪现场校准规范》(JJF 1733—2018),对辐射环境空气自动监测站78台高气压电离室开展辐射特性测试。现场校准方面,仅88%的电离室满足1±0.2的响应范围要求;78台电离室的重复性均不超过1%,响应的非线性均不超过6.5%,符合规范要求。针对电离室开展辐射性能测试,发现电离室在9.0×10^-2~1.0×10⁹ μGy/h范围内的响应均不超过1±0.2;电离室对164 keV以上的光子的能量响应趋于1.0,对60 keV以下的光子无响应能力,而当光子能量在60~164 keV范围内时,响应曲线会因γ光子与电离室内部惰性气体的光电效应出现"鼓包";电离室不具备对核临界事故脉冲辐射的监测与警示能力;电离室能够在2 s内给出测量范围内的准确示值,但在分段电压的交界处,响应时间会延长至180~360 s;电离室的响应受环境温度、湿度变化的影响大小不足±0.01,表明电离室的环境适应性优良。     

不同碳硫比条件下底物类型对硫酸盐去除的差异性

为探索底物和碳硫比（COD_Cr/SO₄^2-）对硫酸盐去除的影响,分别以乙醇、乳酸、丙酸、丁酸、乙酸为底物,采用静态试验考察了不同COD_Cr/SO₄^2-条件下利用不同底物去除硫酸盐的差异性。结果表明,在35  ℃条件下,COD_Cr/SO₄^2-为2.0时,硫酸盐还原菌（SRB）对乙醇的适应性最好;COD_Cr/SO₄^2-为2.5时,以乳酸、乙醇、丙酸为底物的系统中硫酸盐去除率分别可达90.29%、81.27%和80.69%;COD_Cr/SO₄^2-为3.0也可维持较高的硫酸盐去除率,以丁酸、乙酸为底物的系统中硫酸盐去除率分别可达88.78%和73.69%。研究表明,CODCr/SO42-对SRB可利用的底物类型影响较大,根据底物类型选择最优的COD_Cr/SO₄^2-,能够显著提高硫酸盐的去除效果,可为缩短厌氧脱硫反应器的启动时间提供新的思路。     

IC-AnMBR处理村镇厨余渗滤液废水稳定运行调控机制

村镇厨余垃圾渗滤液等高浓度有机废水的高效处理是提升村镇环境卫生水平的一个重要方面。为满足村镇厨余垃圾渗滤液低能耗有机物排放达标的处理需求,构建了内循环厌氧膜生物反应器 (internal circulation anaerobic membrane bioreactor,IC-AnMBR),并用来处理厨余渗滤率废水,重点分析了反应器的COD去除性能和调控机制;根据pH、VFAs/碱度、容积产气率、膜通量和出水有机污染物组分等指标,考察了COD在水解酸化、产甲烷和膜截留过程中的转移转化特征。结果表明：通过耦合膜擦洗曝气和沼气曝气循环,将VFAs/碱度和容积产气率分别从1.5和0.1优化到0.02和1.0;优化了COD稳定达标性能和去除负荷,将COD去除率和负荷从59%和0.3 kg·(m³·d)⁻¹分别提高到了97.7%和1.8 kg·(m³·d)⁻¹;采用沼气循环曝气擦洗陶瓷膜,控制了滤饼层积累,并将膜通量从0.6 L·(m²·h)^-1提高到2.1 L·(m²·h)⁻¹。IC-AnMBR短流程工艺能够实现村镇厨余垃圾渗滤液的稳定处理。