自养短程硝化系统启动及污泥絮体微生态物质迁移转化规律试验研究

通过改变反应器曝气量、氨氮浓度与适时排泥可缩短自养短程硝化时间.利用微电极监测技术,测定反应器内好氧活性污泥絮体微观环境物质浓度变化规律.结果表明,逐步降低曝气量、增加氨氮浓度和适时排泥可以提高系统的NO-2-N积累浓度:在NH+4-N浓度由200 mgN/L提高到400 mgN/L,曝气量由35 L/H降到25 L/H,污泥浓度稳定在2 100～2 400 mg/L,历时23 dNO-2-N积累率由3.4%提高到91.86%.经过三个阶段,实现了全程硝化到短程硝化的转换过程;通过对污泥基团物质迁移转化的微生态监测发现,NO-2-N生成过程主要在污泥基团0～500μm内进行.试验条件下絮体内NO-2-N总产量从1.48μmol(cm2.h)-1增加到3.8μmol(cm2.h)-1,NO-3-N总产量从2.6μmol(cm2.h)-1降低到0.95μmol(cm2.h)-1;随着曝气量降低和氨氮浓度的提升,NO-2-N生成区域向污泥絮体表面迁移,亚硝氮氧化区域主要存在于氨氮氧化区域絮体更深处部位.测试发现物质在污泥界面迁移过程中明显衰减,表明污泥结构过于密实会影响物质迁移和净化效率.     

污泥发酵液为碳源的反硝化过程亚硝酸盐积累

以污泥发酵液为碳源,通过批次试验研究了不同溶解性有机物的质量浓度与硝酸盐氮质量浓度之比(ρ(SCOD)/ρ(NO-3-N))和分次投加碳源时反硝化过程亚硝酸盐的积累特性.试验结果表明:不同ρ(SCOD)/ρ(NO-3-N)条件下NO-2-N都得到积累;ρ(SCOD)/ρ(NO-3-N)<4时,NO-2-N的最大积累质量浓度和积累速率随着ρ(SCOD)/ρ(NO-3-N)的增加而增大,分别达12.83 mg/L和0.107 mg/(L·min).分次投加发酵液与1次投加发酵液相比,NO-2-N的最大积累质量浓度相差很小,但分次投加能保持稳定的NO-2-N积累.另外,以污泥发酵液为碳源的反硝化过程,反硝化过程NO-2-N的积累和发酵液的低pH导致N2O的释放与ρ(SCOD)/ρ(NO-3-N)成正相关.因此,在构建反硝化耦合厌氧氨氧化系统时,分次投加发酵液具有很大优势,不仅可产生稳定的NO-2-N积累,弱化有机物对厌氧氨氧化菌的抑制作用,还可减少N2O的释放.     

硝态氮在河床垂向渗滤系统中 环境行为的模拟实验

采用自行设计的室内土柱实验装置模拟硝态氮在河床中的垂向渗滤过程,以阶梯状加大浓度的硝酸钾 溶液为淋滤液,研究了硝态氮在河床垂向渗滤系统中的环境行为,借以了解河床渗滤系统对硝态氮污染的净化 机理。实验表明,硝态氮在河床渗滤过程中分别参与了异化还原作用及反硝化作用。在以上两种作用的影响 下,河床渗滤系统对硝态氮的去除率高达100%。但是,异化还原作用却导致了地下水中氨氮浓度的上升,这是 值得注意的不利因素。     

不同水肥耦合下棉花土壤氮素转化规律

应用气压过程分离(BaPS)方法研究了江西棉花在不同水肥耦合下的土壤总硝化、反硝化和呼吸速率.结果表明:不同水肥处理下土壤的化学成分含量明显不同,减少灌水有利于有机质、硝态氮、有效磷的形成,增加灌水则有利于铵态氮的形成,增加施氮肥有利于全氮、硝态氮、全钾的形成,土壤酸度减小;水处理对土壤铵态氮影响高度显著,对硝态氮、pH影响显著;肥处理对土壤全氮、硝态氮、铵态氮、pH影响高度显著,对全钾影响显著;水肥交互只对铵态氮影响高度显著;氮肥和一定范围内灌水的增加都有利于硝化和反硝化作用;最适合硝化细菌活动的土壤体积含水率范围为20%～30%;土壤温度和速效氮的含量是影响总硝化速率的2个主要因素.     

泥炭腐植酸硝化反应研究

研究了泥炭腐植酸的硝化反应过程,考察了泥炭腐植酸硝化反应时间及硝酸浓度的不同对产物泥炭硝基腐植酸中的总氮含量、硝态氮含量、碱水解后硝态氮含量的影响．腐植酸硝化反应的产率随硝酸浓度的增加、反应时间的延长而降低,E4／E6值增加,从而证明了硝化过程中存在着腐植酸分子的氧化降解反应．硝态氮含量存在最大值则说明硝化反应主要发生在腐植酸分子中的芳核上．     

肥液浓度对膜孔灌氮素运移转化的影响

为研究膜孔灌灌施条件下氮素运移转化分布规律,利用研制的膜孔点源入渗装置,在室内进行灌施条件下的氮素入渗试验,测试不同尿素肥液浓度下膜孔累积入渗量及土壤中氮素含量。结果表明：累积入渗量随灌施肥液浓度增大而增大;尿素肥液浓度对土壤中铵态氮及硝态氮含量在剖面分布影响较小,对其含量影响较大;转化生成的土壤铵态氮、硝态氮含量及土壤硝态氮分布范围随灌施肥液浓度增大而增大。     

反硝化条件下河流沉积层中苯降解的实验研究——硝态氮与亚硝态氮共存时

在"反硝化条件下沉积层中苯降解"尚存在争议及"亚硝态氮对苯降解具有抑制作用"的背景下,文中考察了反硝化条件下河流沉积层中苯降解的可能性,重点研究了亚硝态氮与硝态氮共存时,亚硝态氮对苯降解的影响.结果表明,实验过程中虽有亚硝态氮出现,反硝化条件下河流沉积层中苯仍可降解;亚硝态氮的存在不仅没有抑制苯降解,相反还具有促进作用;但促进作用的发挥与亚硝态氮浓度有关.当总氮(亚硝态氮与硝态氮浓度之和)初始浓度约为250 mg/L,亚硝态氮、硝态氮浓度分别约为160 mg/L与60 mg/L时,亚硝态氮对苯降解的促进效果最优;当硝态氮初始浓度约为21 mg/L时,亚贿态氮约为106 mg/L时对苯降解的促进效果最优.实验条件下,亚硝态氮浓度的减少速率及反应速率常数都大于硝态氮的,表明亚硝态氮优先于硝态氮作为电子受体而被使用.因而,利用亚硝态氮,尤其是硝态氮低浓度条件下,强化反硝化条件下河流沉积层中苯降解是可行的.     

硝态氮在河流渗滤系统中的环境效应

采用自行设计的室内土柱实验装置,模拟研究了含有硝态氮污染的河水在渭河渗滤系统中的环境行为及净化机制,其环境行为主要为反硝化作用.得出河流渗滤系统对硝态氮污水有很大的净化作用,其净化程度与该渗滤系统的渗滤介质有关,如果渗滤介质为细粒的黏土层,则对硝态氮污水净化程度很高,其净化率达到100%,但易引起地下水硬度升高等负效应.若介质为粗砂粒物质,其净化程度较低,但不易引起地下水硬度升高.     

以ORP作为SBR反硝化过程亚硝态氮积累过程控制参数

为避免序批式活性污泥法(SBR)工艺生物脱氮反硝化过程毒性更大的亚硝态氮(NO2--N)排入受纳水体,以缺氧/厌氧上流式厌氧污泥流化床(UASB)预处理的实际垃圾填埋场渗滤液为研究对象,考察了以氧化还原电位(ORP)作为SBR反硝化过程NO2--N积累控制参数的可行性.结果表明:对于4种不同N初始的ρ(NO3--N),NO 2--N均实现明显积累,积累速率分别为0.117、0.136、0.235、0.068/d.反应过程中,ORP曲线先后出现NO 3--N和NO 2--N拐点,表明硝态氮和亚硝态氮还原反应结束.对于有明显亚硝态氮积累的反硝化过程,仅以NO 3--N作为反硝化速率(rDN)的单值函数是不准确的,应以总氧化态氮计,如以NO 3--N作为底物,将其定义为"名义"rDN.温度分别为14.2、13.9℃低温,5种不同n(C)/n(N)条件下,亚硝态氮均积累,亚硝态氮峰值点为速率平衡点.当n(C)/n(N)低于理论值时,相对NOx--N→N2的全程反硝化碳源不充足,但相对于NO3--N→NO2--N的转化碳源充足.     

粪便生态厕所高温好氧堆肥过程中气态氨的释放特性

粪便好氧堆肥过程中氮元素的损失问题主要是氨气NH3释放,是关乎堆肥产物肥效的重要问题.实验设计小型密闭好氧堆肥反应器,进行了一系列的批实验,研究粪便高温好氧堆肥过程中NH3释放的特性.结果:在高温堆肥时,累积的氨态氮NH3-N的增加主要发生在堆肥第1 d,总量达到约0.81g.NH3-N释放速率呈现出先迅速增加之后迅速减少并接近环境背景的两个阶段.NH3释放与氮的迁移转化密切相关,氮的迁移转化也主要发生在堆肥的第1d.总氮Ntot损失约17%(约0.90g),主要是无机氮Nino的迅速减少(约0.89g),有机氮Norg几乎没变.Nino中的铵态氮NH4+-N(占无机氮94%以上)迅速减少,亚硝态氮NO2--N几乎消失,硝态氮NO3--N增加量与NO2--N减少量持平.物料衡算说明氨气挥发是氮损失的主要原因,且主要集中在堆肥初期.NH3挥发量主要取决于NH4+-N浓度和温度.高温加快了NH4+-N挥发,使得NH3-N释放时间缩短、总量小、较为集中.高温抑制了Norg氨化,减少了NH4+-N的生成,减少了NH3挥发,最终氮的损失减少.研究表明:高温虽然加快了NH3的挥发,但抑制了Norg氨化,使得总的NH4+-N挥发减少,氮的损失减少.NH3挥发是氮损失的主要原因,高温时在堆肥初期(第1d)控制好NH3挥发是控制氮损失的有效阶段1.     

红壤对污染土壤中砷的修复性能研究

为探寻农田砷污染治理的绿色修复剂,以源自自然环境的红壤作为绿色修复剂材料,首先通过静态吸附实验研究红壤对水溶液中砷的吸附能力,其次通过向砷污染农田土壤中添加红壤,探讨红壤对污染土壤中砷的形态及其生物有效性的影响. 吸附实验结果表明,红壤对溶液中砷的吸附等温过程更符合Freundlich方程; 添加红壤可有效降低土壤中弱酸态砷和水溶态砷含量占百分比,但可氧化态砷含量占百分比显著增加; 弱酸态砷含量与红壤添加量呈显著负相关关系(R²_0.05=0.991). 此外,添加红壤后,污染土壤纯水和碳酸氢钠提取液中砷含量及污染土壤纯水提取液对发光菌的急性毒性显著降低,说明添加红壤可降低污染土壤中砷的生物有效性.     

土壤几种化学性质对土壤Cr形态的影响

考察了土壤几种化学性质同土壤铬形态及土壤铬生物有效性间的关系。采用Tessier连续提取法对所采集的土壤样品进行铬形态提取,用火焰原子吸收分光光度法对提取液进行测定。各形态百分含量：水溶态0．29％、交换态0．31％、碳酸盐结合态0．48％、铁锰氧化物结合态3．38％、有机质结合态6．76％、残渣态88．72％。所研究的土壤化学性质中,土壤pH值、阳离子交换量以及碳酸盐量对土壤铬形态分布及生物有效性影响较大,铁氧化物与有机质含量对土壤铬形态的分布及生物有效性有一定的影响。     

正常固结土与超固结土主要力学特性的比较

介绍了正常固结土和超固结土的排水强度、变形、孔隙水压力和静止侧压力系数等主要力学性质,并对其进行了比较.     

多氨基多醚基甲叉膦酸土柱淋洗修复镉污染土壤

采用土柱淋洗的方法,研究有机膦酸PAPEMP淋洗去除重金属镉的适宜条件,分别研究了PAPEMP不同土液比、淋洗时间和淋洗次数对土壤中重金属镉的去除效果。结果表明,以质量分数为7%PAPEMP溶液为淋洗剂,土液比为1∶4,淋洗时间为240min的条件下,1次淋洗时土壤中镉的去除率最高。PAPEMP可以应用于淋洗修复镉污染土壤。     

土壤固化剂在软土地基处理中的应用

土壤固化剂是用于不良土壤处理的新型工程材料,由不同的有机材料、无机材料合成.掺入一定比例的土壤固化剂,可以加固不良土壤地基,达到所需要的承载能力.软土地基处理中应用土壤固化剂,施工方便,并且工程造价低,可以有效缩短工期,具有良好的应用价值.以某公园项目软土地基处理为例,探讨土壤固化剂的应用.     

坑周土压力与土体变形关系的试验研究

用武汉地区具有代表性的粉质粘土,在等压固结条件下进行保持轴向应力1σ不变、卸载侧向应力3σ的排水试验,模拟基坑开挖过程中坑周土体的应力路径,探索应力-应变关系的变化规律.研究表明：侧向卸荷应力路径下,该土样轴向和侧向的应力-应变关系呈双曲线型,且轴向破坏应变大于侧向破坏应变;一般轴向切线变形模量大于其侧向切线变形模量值.     

柴油污染土壤修复砂箱试验

通过室内通风预试验和砂箱试验,以通风前后土壤柴油烃含量变化,研究了低速(8mL/min)间歇通风(8h/d)对经长期搁置柴油污染土壤的修复效果和厌氧生物降解作用.结果表明:低速间歇通风对土壤污染区柴油去除效果显著,通风6d后,柴油烃去除率约为21.57%,远高于土柱预试验修复效率.砂箱尾气CO2/O2/TVOC组分变化分析表明,通风过程中存在微生物降解柴油烃并释放CO2过程.土壤柴油烃去除机理分析结果表明,土壤柴油污染物不完全生物降解去除比率达95.35%,主要是砂箱密封静置期间微生物厌氧活动造成.     

受污染土壤环境的植物修复技术

植物修复技术是近年来发展迅速的一种非常有前途的污染治理技术.本文介绍了用植物去除土壤中有机污染物和重金属的植物修复技术,并对植物修复技术的未来做了展望.     

灰土垫层与灰土桩联合处理不均匀地基

灰土垫层与灰土桩联合处理不均匀地基的实践.