序批式移动床生物膜反应器处理高氨氮废水

试验采用以新型聚乙烯塑料为序批式移动床生物膜反应器研究了其对于高氨氮废水的处理能力.结果表明,填料的填充高度与MBBR有效高度的比例约为80%时较容易实现挂膜,填料的最佳长度为4mm左右;pH在8.0～8.5之间时,系统氨氧化速率较大,最大达到53.97mg/(L·h);MBBR氨氮去除容积负荷、去除率随着进水氨氮容积的升高而先增大后降低,氨氮容积负荷为1.5kgN/(m3·d)时,其去除容积负荷最大,达到1.03kgN/(m3·d),氨氮容积负荷为0.75kgN/(m3·d)时,去除率最大,达到99.6%以上;试验中出现稳定的亚硝酸盐积累,当进水氨氮浓度为200mg/L时,氨氮去除率达到97.7%以上,亚硝酸盐氮约占氨氮去除总量的96.2%.     

折流板生物膜反应器快速启动厌氧氨氧化

为研究折流板生物膜反应器快速启动厌氧氨氧化的可行性,在温度(30±2)℃、DO 0.2~0.5 mg/L、p H 7.6~8.0,平均进水氨氮、亚硝氮负荷分别为0.12和0.18 kg/(m3·d)的条件下,采用低负荷连续进水的方式,启动厌氧氨氧化反应器.经83 d的连续运行,启动成功.成功启动后NH_4~+-N、NO_2~--N及TN出水平均质量浓度分别为1.5、1及10 mg/L,NH_4~-+N、NO_2~--N的去除率达95%以上,TN去除率达80%以上,出水氮素达到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》(GB18918—2002)一级A标准要求.稳定运行阶段,反应器沿程各单元格中NO_2~--N的去除速率逐渐降低,NH_4~+-N的去除表现出明显的滞后性.     

沙汝河流域土壤侵蚀状况动态变化分析

在遥感和地理信息系统的支持下,使用USLE模型研究沙汝河流域1992年～2007年土壤侵蚀状况,获取土壤侵蚀定量数据.结果表明:在研究时段内,流域发生水土流失的面积变化不大,流域内土壤侵蚀最明显的变化体现在侵蚀模数上,三时期平均水土流失模数呈持续上升趋势,从1992年的1 666.698t/(km2·a)升至2002年的1 672.324t/(km2·a),2007年达1 858.095 t/(km2·a).     

无机碳对SNAD工艺硝氮积累问题恢复的影响

为研究充足的无机碳对同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化(SNAD)工艺的恢复与稳定运行的影响,向硝酸盐氮积累而崩溃的SNAD反应器中投加过量无机碳,对反应器的运行情况进行研究.结果表明:在无机碳质量浓度为理论需要量的350%~410%的条件下运行36 d后,出水硝酸盐氮由12.1 mg/L下降至3.47 mg/L,特征比由2.31升高至20.77;继续投加无机碳至理论需要量的200%~310%,运行42 d后,总氮去除负荷由0.176 g/(L·d)升高至0.299 g/(L·d);投加无机碳前后,好氧氨氧化活性(AOR,RAO)与厌氧氨氧化活性(ANR,RAN)分别由0.061 4和0.040 6 g/(g·d)升高至0.081 1和0.065 9 g/(g·d).结果表明,充足的无机碳投加在有效解除SNAD工艺硝酸盐氮积累问题的同时,可以促进好氧氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(An AOB)的活性.     

基于部分硝化的不同曝停频率下脱氮性能的比较

为研究相同曝停比且不同曝停频率下系统脱氮性能及氮素的变化,在室温下(18～20℃),接种实验室培养成熟的亚硝化絮状污泥于序批式反应器(SBR)中,用时控开关控制周期内曝气/停曝时间为:2 min∶2 min,4 min∶4 min,10 min∶10 min,30 min∶30 min,120 min∶120 min,对反应器的情况进行研究.结果表明,不同曝停频率下的污泥系统均可以保持良好的亚硝化性能,系统的平均亚硝化率、平均氨氧化率分别为89.7%,87.1%.在曝气∶停曝时间为2 min∶2 min时,总氮去除率稳定至88.4%.随着周期内曝气/停曝时间的增加(曝停频率的减少),总氮去除率出现下降的趋势,在曝气/停曝时间为120 min∶120 min时,总氮去除率下降至56.2%.由于较大曝停频率(曝气/停曝时间为2 min∶2 min)可以使曝气阶段生成的亚硝酸盐在下一个停曝阶段及时被反硝化细菌利用,提高了系统总氮去除率,故曝停频率和总氮去除率呈正相关.烧杯实验表明,在曝气/停曝时间为2 min∶2 min时,单位VSS氨利用速率为10.387 mg/(g·h),故曝停频率较大的运行方式可以筛选出氨利用速率较快的氨氮氧化菌(AOB),并且单位VSS硝酸盐生成速率最大仅为0.42 mg/(g·h),故可以减少污泥系统中相对亚硝酸盐氧化菌(NOB)数量.     

氮负荷对短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统脱氮性能的影响

短程反硝化作为厌氧氨氧化反应基质亚硝酸盐(NO2--N)获取的新途径,近年来受到广泛关注.短程反硝化与厌氧氨氧化耦合的污水脱氮工艺具有重要应用潜力.然而,城市污水基质浓度较低且波动频繁,有效实现厌氧氨氧化菌持留与富集是该工艺稳定脱氮的关键.针对上述问题,构建了基于生物膜的短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺,采用2种结构不同的生物填料为载体,对比系统长期脱氮性能,重点考察氮负荷降低过程中系统氮素转化规律及菌群活性变化,深入分析生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)产生特性.结果表明,以含氨氮(NH4+-N)与硝酸盐氮(NO3--N)废水为处理对象,乙酸钠为有机碳源,分别采用聚氨酯海绵填料(R1)和聚乙烯空心环填料(R2)成功构建了短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统.进水NH4+-N与NO3--N由150 mg/L逐渐降低至50 mg/L、氮负荷由0.6 kg/(m3·d)降为0.2 kg/(m3·d)时,R1和R2维持高效稳定脱氮,低负荷阶段平均总氮(TN)去除率分别为87.6％和83.6％.厌氧氨氧化作用始终为主要脱氮途径,其占两系统TN去除的贡献率分别高达98.2％和97.4％.生物膜短程反硝化速率随氮负荷减少而降低,但高NO2--N积累特性未受影响,R1系统NO2--N积累效率达到95.1％且高于R2(89.8％),其厌氧氨氧化活性降低程度小于R2,表明聚氨酯填料更适合低负荷下该工艺长期运行.低负荷下微生物分泌更多EPS,蛋白质含量增加有助于系统应对氮负荷变化.综上,短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物膜工艺处理低基质废水时具有稳定高效的重要优势,为解决厌氧氨氧化应用的瓶颈问题提供了新方法,具有研究意义和应用价值.     

有机碳源对SNAD工艺脱氮性能及微生物种群结构的影响

为考察不同有机碳源质量浓度对亚硝化的全程自养脱氮工艺(SNAD)脱氮性能的影响,将该工艺应用到生活污水的处理中,采用MBR反应器,以葡萄糖作为有机物来源,通过逐步增大COD来实现,并运用PCR-DGGE技术研究了微生物种群结构的变化.反应器运行结果和DGGE图谱分析表明:碳氮比为0~2时,COD的增加不会抑制AOB和Anammox菌,AOB和Anammox菌的菌属种类不受影响,反而通过反硝化作用提高氮去除负荷.总氮去除率和氮去除负荷分别为67%和0.34 kg/(m3·d)左右.碳氮比为3~4及生活污水运行条件下,Anammox菌不受影响,AOB的活性受到抑制,菌属种类减少,脱氮效率下降.生活污水运行阶段,总氮去除率和氮去除负荷平均分别为73%和0.17 kg/(m3·d).Nitrosomonas和Candidatus Kuenenia stuttgartiensis一直是反应器内的优势菌属,共同完成脱氮过程.     

CANON颗粒污泥高效脱氮及处理生活污水实验研究

为研究全程自养脱氮(CANON)颗粒污泥高效脱氮及处理生活污水的可行性,应用SBR反应器,首先在高氨氮条件下,通过搅拌快速启动CANON颗粒污泥,然后通过提高污泥质量浓度短时间内快速提升脱氮效能,最后研究了该工艺在生活污水中应用的可行性.结果表明:CANON颗粒污泥在40 d内成功启动,126 d颗粒粒径为760μm,负荷达1.01 kg/(m3·d),多糖与蛋白质比值变化与粒径增长相关;通过外加颗粒污泥,77 d内总氮去除负荷迅速提高到3.22 kg/(m3·d);在处理生活污水实验中实现了氮素和有机物的同步去除,可以有效应用于常温生活污水脱氮.     

太阳能热水系统热损系数实验研究

为评定太阳能热水系统的性能,通过时间继电器实现太阳能热水系统间歇式循环,根据热平衡原理,进行太阳能热水系统热损系数实验研究.结果 表明:全玻璃真空太阳集热管的平均热损系数(U)L,tube(=) 0.395 W/(m2·℃),满足国家标准GB/T 17049全玻璃真空太阳集热管的平均热损系数ULT≤0.90 W/(m2·℃)的要求,系统连接器的平均热损系数U(L),con(=) 1.453,但贮水箱的平均热损系数(U)L,tank(=) 38.75 W/(m2·℃).所以提高贮水箱的保温材料的性能是提高太阳能热水系统性能的关键.     

新修公路的土壤侵蚀监测与实践

结合江西省水土保持科学研究所已完成的公路水土保持监测工作,总结了体积法和桩钉法等土壤侵蚀常规监测方法和技术在实践中的运用,计算了赣定高速公路建设期土壤侵蚀模数和平均每千米土壤侵蚀模数分别为14 524 t/(km2·a)和114 t/(km2·a);公路项目建设期重点监测区域土壤侵蚀模数技术指标分别为取土场边坡22 540 t/km2·a,台面10 500 t/(km2·a);弃土场边坡25 990 t/(km2·a),台面14 010 t/(km2·a);路堤、路堑和施工场地边坡分别为16 270 t/(km2·a)、14 450 t/(km2·a)、6 590 t/(km2·a).     

新设国家经济开发区需水预测——以贵安新区为例

贵安新区是国务院正式批复设立的第8个国家级新区,其具有新的规划范围、新的发展模式、新的城市功能等特点,用水矛盾突出,需水预测复杂.采用多种预测方法对新区需水量进行预测,主要结论如下:1)需水定额采用多种模型预测,择优而定;2)经济产值采用灰色模型,人口采用Logistic模型,并设置了3种人口增长模式,结果较为合理;3)2020年农业、非农、居民需水、生态需水定额分别为173.12m~3/万元、12.55m~3/万元、132.65L/(人·d)、2.0L/(m2·d),2030年分别为52.14m~3/万元、5.20m~3/万元、135.80L/(人·d)、2.0L/(m2·d).该研究不仅为新区的水资源规划和用水安全提供设计依据和安全保障,而且为其他同类城市需水预测提供借鉴与参考.     

采用高通量测序分析全程自养脱氮（CANON）系统不同脱氮效能下的微生物群落结构

从微生物优势菌群构成角度揭示一体式全程自养脱氮反应器(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite,CANON)启动、稳态运行及崩溃的微观机理,有助于优化调控微生物种群、增强CANON的脱氮效能.试验采用序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR),以间歇曝气方式启动CANON系统(35℃±1℃),考察了CANON系统从启动、稳定到恶化过程的氮素转化率和微生物活性;同时对污泥样品采用16S rDNA宏基因组高通量测序技术,考察种泥和不同脱氮效能时期的微生物种群结构.试验结果表明:本CANON系统的厌氧氨氧化菌(anaerobic ammonium oxidation bacteria,AnAOB)为Candidatus Kuenenia,氨氧化菌(ammonium oxidation bacteria,AOB)和硝化菌(nitrite oxidation bacteria,NOB)分别为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和Uncultured Nitrospinaceae;系统启动时,AnAOB丰度达到0.44%,AOB和NOB分别占总菌的27.61%和1.33%,脱氮效果最佳时的总氮容积去除率达到218.0 mg/(L·d);由于系统溶解氧质量浓度较低(0.15~0.25 mg/L),好氧段发生厌氧氨氧化反应,好氧段结束时亚硝氮积累量持续下降,导致缺氧段亚硝酸盐基质不足,AnAOB受到抑制;长期运行条件下,反应器内生物多样性及AnAOB丰度均有所下降.反应末期,Nitrosomonas占总菌群数量的62%,成为优势菌种,而AnAOB仅占0.13%,与此时较低的总氮容积去除率(19.3 mg/(L·d))相吻合.     

呼和浩特市某大型公共建筑能源消耗分析

为了确定呼和浩特市大型公共建筑能源消耗状况,本文围绕呼和浩特市某数码大厦,通过资料调研、现场实测、理论分析等方法,对大厦2010年电力消耗、采暖热力消耗、水耗、总能耗及其组成进行了统计分析.结果表明:大厦单位建筑面积耗电量为60.18kWh/(m2·a),采暖热力消耗量为0.89GJ/(m2·a),水耗量为1.10t/(m2·a),总能耗量为1.45GJ/(m2·a).总能耗中采暖热力消耗比重最大,为61％.电力消耗中办公设备及照明系统比重最大,为69％.     

固定化硝化菌在养鱼废水处理中的应用

为研究海水养殖系统中关键性的硝化过程,在60L的水族缸富集驯化海洋硝化细菌,并通过固定化对海水循环养殖系统的废水进行生物脱氮.模拟养殖水体环境条件,通过不断提高氨氮质量浓度对海洋硝化细菌直接进行富集驯化,46d后,氨氧化速率和亚硝酸氧化速率均在8mg/(L·d)以上.以聚乙烯醇(PVA)大球、小球及颗粒活性炭为载体,对驯化好的硝化细菌进行15d的吸附挂膜,采取固定床生物反应器连续运行,进行养殖废水的生物脱氮试验.停留时间为1h,进水氨氮质量浓度小于0.6mg/L时,氨氮降解效率可达100%.进水氨氮质量浓度为0.5mg/L,停留时间在10～90min时,最佳停留时间的测定结果表明:活性炭柱、PVA小球柱、PVA大球柱最佳停留时间分别为15min、18min和22min左右,此时氨氮去除速率依次为70g/(m3·d)、58g/(m3·d)和48g/(m3·d).该研究成果有利于封闭式循环水养殖系统的发展.     

好氧迁移外源有机物转变成内源聚合物驱动内源反硝化

为解决生活污水碳氮比低、碳源不足导致的生物反硝化脱氮能力差的问题,研究根据活性污泥盛宴/饥饿非稳态理论探索好氧/缺氧(aerobic/anoxic,O/A)工艺模式实现在好氧条件下强化内源有机物积累,用于缺氧条件下内源反硝化脱氮.通过保持O/A时长比为0.11,温度为(28±2)℃,污泥龄(sludge retention time,SRT)为20 d的驯化条件,成功实现了进水负荷在0.31～0.41 g/(g·d)下好氧迁移56.00%±0.09%的COD,合成(8.05±1.32) mmol/L内源聚合物(聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHA)+糖原).缺氧段利用内源积累多聚物反硝化40 mg/L NO^-₃-N,内源比反硝化速率为1.53 mg/(g·h).以单位NO^-₃-N或NO^-₂-N作为电子受体需要的反硝化内源聚合物的量不同,分别是2.24 mol内源物和1.59 mol内源物.内源反硝化优先消耗PHA,但是糖原贡献...     

HRT对3DBER-S工艺深度脱氮同步去除PAEs的影响

为研究三维电极生物膜硫自养耦合脱氮(3DBER-S)工艺同步脱氮去除邻苯二甲酸酯(PAEs)的运行特性,分别针对3个水力停留时间(HRT)梯度(12 h→6 h→3 h),研究了耦合系统内总氮(TN)、PAEs去除及硫酸盐、pH变化情况,并分析了系统脱氮途径及PAEs去除能力.结果表明：在不同HRT下,TN去除率在95%左右,出水TN平均质量浓度均在2 mg/L以下;PAEs的平均去除率均超过80%,其中,邻苯二甲酸二丁酯( DBP)的平均去除率达97%以上,邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)的平均去除率在83%以上.系统的最佳水力停留时间为6 h,该时段系统出水TN维持在0.80 mg·L-1左右,符合《地表水环境质量标准》中郁类水质标准的限值(1.5 mg/L);DBP、DEHP的平均去除负荷分别为594.79、188.13 mg/(m3·d).在3DBER-S系统内,单质硫和阴极产生的H2能够弥补由于HRT缩短、进水NO3--N负荷增加所导致的反硝化电子供体相对不足问题,维持系统高效稳定的脱氮效率;同时,由于填料吸附、生物降解以及化学氧化等作用协同共存,对PAEs具有较强的去除能力.     

适合硅橡胶膜生物反应器乙醇发酵的酵母选育（Ⅰ）

从水果中筛选出一株野生型酵母S3,并将其运用于膜牛物反应器封闭循环乙醇发酵.运用酵母S3进行了3次摇瓶发酵实验,得到细胞浓度、乙醇产率以及葡萄糖转化率的最大值分别为:5.37g/L,1.90g/(L·h),87.9%;将S3菌株接人膜牛物反应器封闭循环发酵系统,进行了524.4 h的封闭循环发酵实验,整个发酵过程乙醇产率为1.48g/(L·h).葡萄糖消耗速率为3.55g/(L·h),发酵结束时,细胞存活率为30%,葡萄糖转化率为81.4%,均高于菌株SO的发酵结果,乙醇-细胞比产率以及乙醇-细胞得率分别为0.148 g/(g·h)和77.63 g/g,分别是菌株SO的1.57倍和1.71倍.结果表明,酵母菌在膜生物反应器封闭循环发酵过程中有被定向驯化以适应此发酵环境的可能性,并且野生酵母S3比工业安琪酵母SO更容易被定向驯化.     

亚硝化颗粒污泥系统中氮损失特性分析

对亚硝化颗粒污泥系统在启动和运行过程中氮的损失特性进行了考察.结果表明,当进水氨氮容积负荷为1.2 kg/(m3·d)时,系统氮损失率保持在20％左右,而且在第45～58天期间氮损失率有上升趋势.分析认为氮的损失主要归因于发生在颗粒污泥内部的反硝化过程,而氨氮吹脱、厌氧氨氧化等对其贡献微弱.随着颗粒污泥粒径的逐渐增长和结构的愈加密实,反硝化效果不断增强.另外,亚硝化颗粒污泥系统具有良好的COD去除效果,COD容积负荷为2.4 kg/(m3·d)时,COD去除率稳定在70％左右.COD好氧降解量的减少被增强的缺氧降解过程(反硝化)所弥补.     

1960—2010年山西朔州市气候变化及其突变分析

根据朔州市6个地面气象站1960—2010年降水、气温资料,利用折线图、距平图、趋势图、滑动平均、气候变率及统计图表等,对朔州市51 a来气候特征进行具体分析.结果表明:1)51 a来朔州市年降水量总体呈减少趋势,气候倾向率为-6.21 mm/(10 a),减少速度低于全国和山西水平,多雨年集中在20世纪60—70年代,少雨年则比较分散;四季降水量的变化趋势有所不同,夏季降水呈减少趋势,其他季节的降水呈现增加趋势,表明朔州市年降水减少主要是夏季降水减少所致;年、季降水均没有显著突变.2)51 a来朔州市年平均气温以0.285℃/(10 a)的速率波动上升,上升速度显著高于全国和山西水平,20世纪90年代以来这种趋势尤为明显,四季平均气温均为增暖趋势,但增温幅度差异较大,冬季最为明显,增速为0.5℃/(10 a),表明朔州市气候变暖是四季气温增加所致;年和季节的平均气温均存在由低向高的显著突变.3)以20世纪90年代中期为界,将朔州市气候分为冷、暖2个阶段,前为冷期,后为暖期.     

pH对厌氧-限氧SBR同步脱氮除磷效果及N2O释放的影响

为研究pH对厌氧-限氧SBR同步脱氮除磷效果以及对N_2O释放的影响,接种亚硝化活性污泥,以含乙酸钠、氨氮、磷酸盐的人工配水为基质,通过逐步提高进水COD,在厌氧-限氧(DO 0.3~0.8 mg/L)SBR中成功实现了同步脱氮除磷(SNDPR).反应器稳定期间氮、磷的去除率分别达(76.1±5)%、(98.4±1)%.采用批式实验研究了不同进水pH(6.0、7.0、8.0、9.0)对脱氮除磷效果及N_2O释放的影响.结果表明,pH为9.0时除磷效果最好,除磷率达87.7%,其次为pH为6.0时,除磷率达84.0%;随着pH降低,氨氧化速率呈升高趋势,pH为6.0时单位MLSS氨氧化速率和脱氮率最大,二者分别为3.7 mg/(L·h·g)和83.9%;N_2O释放量随pH的升高而减小,pH为6.0时的释放量是9.0时的3.5倍.综上,pH为6.0时,能获得较高的脱氮除磷效率,但同时会增加N_2O的释放量.