通风速率对市政污泥好氧堆肥氮素转化的影响

堆肥过程中氮素的转化对堆肥产品的肥效有着重要影响。以市政污泥和蘑菇渣为原料,按照湿质量比1∶0.7混合后进行为期26 d的好氧堆肥,设置3个不同通风速率的堆体A[2.4 m³(m³·h)]、B[2.9 m³/(m³·h)]、C[3.3 m³/(m³·h)],考察通风速率对堆肥过程中含氮有机物转化及NH₃挥发的影响。结果表明,堆肥完成后A、B、C堆体的总氮损失率介于16.90%～25.10%之间,NH₃挥发占总氮损失的比例介于68.49%～72.97%之间。B堆体通风速率下NH₄⁺-N向NO₃^--N转化更多,B堆体NO₃^--N含量较A和C堆体分别增加了30.31%和8.98%。结构方程模型显示,不同通风速率下,酸解氨态氮(AN)最易转化为NH₄⁺     

UASB中厌氧污泥脱铵及与硫酸盐还原的关系

在上流式厌氧污泥床反应器(UASB)建立硫酸盐还原厌氧氨氧化反应过程中,研究了厌氧颗粒污泥对无机废水中铵及硫酸盐的脱除效能,探究了硫酸盐还原与厌氧脱铵的转化途径和机理。结果表明,反应器启动初期NH₄⁺-N与SO₄^2--S即有脱除,平均去除率分别为22.10%和14.83%;中期(运行76 d后)NH₄⁺-N脱除量增加,SO₄^2--S脱除量逐渐减少;后期NH₄⁺-N脱除量最高达到30.79 mg/L,SO₄^2--S基本无脱除。除硝化反应外,H₂O₂以及Anammox反应均可提高NH₄⁺-N的脱除量,且增加HCO₃^-浓度有利于NH₄⁺-N的转化。反应器内出现...     

硝酸盐还原菌对给水铸铁管道的腐蚀特性研究

我国的给水管道仍以铸铁管道为主，铸铁管道在长期使用过程中会产生腐蚀问题，容易造成饮用水二次污染。为此，采用实验室小型反应器，以蒙氏假单胞菌CS01为代表性硝酸盐还原菌，研究了不同硝酸盐初始浓度下细菌CS01对给水铸铁管道的腐蚀作用，并结合理化分析和失重法探究腐蚀产物特性和腐蚀速率。结果表明，细菌CS01的存在和NO₃^--N初始浓度的增大，有利于腐蚀产物中Fe₃O₄的生成，进而对腐蚀和铁释放起到抑制作用。在NO₃^--N初始浓度为20 mg/L条件下，总铁浓度和腐蚀速率均最低，分别为(2.30±1.25) mg/L、(0.036±0.003) mm/a(第170天)，而且NO₃^--N消耗量以及NO₂^--N和NH₄⁺-N生成量均达到最高；腐蚀产物以α-FeOOH(针状和层状)、CaCO₃(粒状)和Fe_...     

基于DA-DE-SVM智能模型的煤岩体SC-CO2压裂效果预测

煤岩体压裂效果是超临界CO₂(SC-CO₂)压裂工程设计的主要依据。为准确预测煤岩体SC-CO₂压裂效果，基于多孔相向裂缝动态扩展模拟，筛选确定影响煤岩体SC-CO₂压裂效果的6个地质因素和4个施工因素，提出了一种集成支持向量机(SVM)、蜻蜓算法(DA)、差分进化算法(DE)的混合人工智能模型，利用支持向量机构建SC-CO₂压裂效果与其影响因素之间的关系，并利用蜻蜓算法、差分进化算法联合优化支持向量机的超参数。以相关系数、均方根误差、平均绝对误差为评价指标对混合人工智能模型性能进行了评估，并采用MIV方法对模型输入变量进行了敏感性分析，结果表明：本文提出的DA-DE-SVM智能模型能很好预测煤岩体SC-CO₂压裂效果，其训练集的R值为0.9572，测试集的R值为0.9316。SC-CO₂压裂效果影响因素的重要程度从高到低依次为：相邻压裂钻孔水平距离>垂直地应力>压裂液注入速率>相邻压裂钻孔垂直距离>煤体抗拉强...     

不同电子供体的部分自养反硝化研究进展

Anammox技术的应用因电子受体NO₂^--N难以稳定获取而受到限制，研究表明，部分自养反硝化是获取NO₂^--N积累的有效途径。分别论述了以还原态硫(S⁰、硫化物)、CH₄、H₂作为电子供体应用于自养反硝化时对NO₂^--N积累的影响因素和存在的问题，并介绍了相关微生物及反应酶，以期为自养反硝化耦合Anammox时电子供体的选择提供参考。结果表明，以还原态硫为电子供体的反硝化安全、经济，但存在二次污染的风险；以CH₄为电子供体的反硝化环保、无毒，但安全性及传质效率低；以H₂为电子供体的反硝化无二次污染，安全性及传质效率同样较低，CH₄和H₂皆可利用膜生物膜反应器(MBfR)提升传质效率。     

污水生物除磷模型研究进展

阐述了生物除磷ASM2d及扩展模型、ASM3及扩展模型、Johansson模型以及生物除磷代谢模型的各自特点。ASM3将贮藏组分引入到所有微生物中，EAWAG的bio-P模块引入生物除磷过程对经校核的3号模型进行扩展。Johansson提出的模型包括特定的有机氮和有机磷组分，它不是ASM2d的扩展，其思想可移植到ASM2d中。生物除磷的代谢模型需要较少的动力学参数，比较有影响的是Smolder模型，Kuba、Filipe、Mumleitner、Brdjanovic等人在其基础上进行修正和扩展，提出了完整的生物除磷代谢模型。     

不同氮源对一株溶藻弧菌好氧反硝化效率的影响

为研究溶藻弧菌Vibrio alginolyticus HA2同步硝化反硝化过程中氮的代谢产物,分别用以铵态氮(NH_4⁺-N)、硝态氮(NO_3+-N)、硝态氮(NO_3^--N)、亚硝态氮(NO_2--N)、亚硝态氮(NO_2^--N)为氮源的培养基培养溶藻弧菌HA2 120 h,测定不同时间段菌液浓度,以及NH_4--N)为氮源的培养基培养溶藻弧菌HA2 120 h,测定不同时间段菌液浓度,以及NH_4⁺-N、NO_3+-N、NO_3^--N、NO_2--N、NO_2^--N、pH和发酵罐中气体(N_2、NO、N_2O)的含量,并且拟合菌株生长曲线。结果表明:溶藻弧菌对NH_4--N、pH和发酵罐中气体(N_2、NO、N_2O)的含量,并且拟合菌株生长曲线。结果表明:溶藻弧菌对NH_4⁺-N、NO_3+-N、NO_3^--N、NO_2--N、NO_2^--N降解率最高分别为99.97%、99.95%、36.87%;生长极限k值分别为4.769、5.477、5.567;培养基中的NH_4--N降解率最高分别为99.97%、99.95%、36.87%;生长极限k值分别为4.769、5.477、5.567;培养基中的NH_4⁺-N直接被氧化为NO_3+-N直接被氧化为NO_3^--N;试验中均未检测出NO、N_2O气体,各培养基中N_2量均有上升趋势;各培养基中pH均有增加趋势。研究表明,溶藻弧菌HA2具有开发为高效、环保、安全的硝化反硝化细菌的研究价值。     

污泥-煤矸石基活性炭的制备及对Anammox的促进

以污泥与煤矸石为原料制备污泥-煤矸石基活性炭(SCAC),探究其作为固定化载体对厌氧氨氧化(Anammox)反应器运行过程的影响。结果表明,向有效容积为450 mL的反应器投加1.0 g SCAC,运行45 d后,NH₄⁺-N和NO₂^--N去除率分别达到94%和99%,化学计量比(ΔNH₄⁺-N∶ΔNO₂^--N∶ΔNO₃^--N=1∶1.40∶0.25)与理论值更接近,运行稳定性明显优于对照组,脱氮性能显著增强;运行100 d后,测得EPS含量增加了约25 mg/gVSS,其中蛋白质(PN)含量增加了近1倍,多糖(PS)含量变化不大,PN/PS值提升了近1倍,微生物疏水性增强,有利于减少微生物流失。通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测定、傅里叶红外光谱(FTIR)表征,SCAC的BET比表面积为146.25m²/g,平均孔径为2.75 nm,主要...     

Cd2+胁迫对短程反硝化的影响与微生物群落变化

接种城市污水厂二沉池污泥,以乙酸钠为碳源,通过合理控制NO₃^--N浓度和COD/NO₃^--N启动短程反硝化(PD),并考察了长期投加不同Cd²⁺浓度的PD性能、胞外聚合物EPS和微生物群落变化。经过84 d的驯化成功启动PD,出水NO₂^--N浓度和亚硝酸盐积累率(NAR)均处于较高水平,其最高值分别为33.94 mg/L和81.24%,系统平均NAR为71.99%。Cd²⁺胁迫试验表明,与空白对照组S1相比,S2(2.5 mg/L)、S3(5 mg/L)和S4(10 mg/L)均呈现不同程度的短程反硝化性能恶化趋势,到第36天S2、S3和S4平均NAR分别下降了12.48%、14.59%和19.00%,但在高浓度Cd²⁺(5、10 mg/L)条件下,系统仍具有较高的NAR。重金属对微生物活性的毒性抑制导致S2的EPS含量高于S3和S4的EPS含量,EPS含量显著增加说明微生物通过分泌大量EPS来吸附Cd²⁺。微生物高通量测序表明,变形菌门、拟杆菌门和绿弯菌门居PD系统主导地位,反应器NO2^--N积累菌属Thauera的丰度表现为S2(2.13%)>S3(0.28%)>S1(0.2%)>S4(0.1%),表明10 mg/L的Cd²⁺不利于Thauera菌属生长,Cd²⁺浓度低于5 mg/L时Thauera菌属有生长的趋势。     

ASM2d模型改良及在DE型氧化沟中的应用

对国际水质污染与控制协会(IAWQ)推出的活性污泥2d号模型(ASM2d)进行优化,使之能够模拟含有菌胶团的污水处理工艺。使用改良后的ASM2d模型模拟并分析了有机物、氮和磷在DE型双沟式氧化沟中的降解过程,发现优化后模型能够较好地拟合这些物质的降解过程。依据所建立的模型计算出各组分在DE型氧化沟中1个周期4个阶段的转化速率,该结果有助于深入分析有机物、氮及磷不同形态之间的转化规律。     

超细铜尾矿免烧免蒸养环保砖的研究

文中通过正交试验得出适用于超细铜尾矿的最佳固化剂配方为：水泥、粉煤灰、消石灰、脱硫石膏和石英粉用量分别为25%、40%、25%、4%和6%。固化剂掺量为20%时，超细铜尾矿免烧免蒸养环保砖的性能最佳，其7d、28d抗压强度分别为17.6MPa、22.5MPa，软化系数分别为0.65和0.80。C-S-H凝胶、钙矾石[Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂·26H₂O]等新矿物的生成是超细铜尾矿环保砖具有较高的抗压强度和耐水性的主要原因。     

铁改性生物质炭对水体中硝态氮的吸附特性

为提高生物质炭对水体中硝态氮(NO₃^--N)的吸附潜力,在高温限氧条件(600℃)制备花生壳基生物质炭的基础上,利用铁(Fe³⁺)对其进行金属负载改性,通过批量吸附试验探讨其对NO₃^--N的吸附机制。结果表明,改性生物质炭(FeHBC)在铁炭质量比为0.672时的吸附效果最好,改性后对NO₃^--N的吸附能力得到显著提升(P<0.05),与未改性生物质炭(HBC)相比提高了近16倍;准二级动力学方程(R²=0.986)能较好地拟合FeHBC对NO₃^--N的吸附动力学过程,其吸附行为更加符合Freundlich等温吸附模型(R²=0.994),热力学参数ΔG<0、ΔH>0、ΔS>0,表明FeHBC对NO₃^--N是自发的吸热过程,反应的自发性随温度升高而增大;酸性环境更有利于FeHBC对...     

岩石单轴压缩PFC2D模型细观参数标定研究

为了研究单轴压缩PFC^2D模型宏细观参数之间的关系及对其细观参数进行标定,以平直节理接触模型作为颗粒接触本构模型,对PFC^2D模型细观参数进行正交设计,以多因素方差分析、量纲分析研究宏细观参数之间的关系,在此基础上,提出了试错法标定细观参数的具体流程,将其用于灰岩单轴压缩PFC^2D模型细观参数的标定中,数值模拟所得宏观参数、应力-应变曲线和破坏特征与室内试验结果相近,验证了本文方法的可行性。分析结果显示,如果要建立双轴压缩PFC^2D模型,还需进一步标定细观参数tanφ_b和μ_b。研究成果可为岩石力学试验的颗粒流模拟提供一定参考。     

硫氰酸红霉素原位杀藻的生态学效应

为明确杀藻剂作用下生态围隔内蓝藻及微囊藻丰度、底泥微囊藻毒素(MCs)含量及关键水化学指标的动态变化规律,在蓝藻水华暴发期的淡水鱼类养殖尾水循环渠中,开展了硫氰酸红霉素原位杀藻的生态学效应研究。试验设置4个浓度(0.25、0.5、1、2 mg/L)的硫氰酸红霉素处理组和1个未添加硫氰酸红霉素的对照组,每组设3个平行,试验共进行10 d。结果表明:硫氰酸红霉素对生态围隔内蓝藻及微囊藻具有强烈的抑杀效应,试验结束时对蓝藻及微囊藻抑杀率均达99%以上;硫氰酸红霉素作用过程中生态围隔内底泥MCs含量呈现明显的先升高后降低趋势,最高值出现在第2天,MC-RR含量为2.58μg/g,MC-LR含量为3.39μg/g;使用硫氰酸红霉素应急抑杀蓝藻后,水体中NO_2^--N、NO_3--N、NO_3^--N、NH_4--N、NH_4⁺-N及COD_(Mn)含量短时间内均有不同程度地提高,其中尤以NH_4+-N及COD_(Mn)含量短时间内均有不同程度地提高,其中尤以NH_4⁺-N与COD_(Mn)含量升高较为明显。综合考虑杀藻效果、底泥中MCs储积量及关键水化学指标变化规律,建议养殖生产中使用≤0.25 mg/L硫氰酸红霉素应急杀灭蓝藻,并在抑杀蓝藻后及时增氧、泼洒解毒剂及微生态制剂。     

3株芽孢杆菌对刺参池塘有机物的降解效果及鉴定

为修复刺参Apostichopus japonicus养殖池塘底质环境,根据菌株对底泥中有机质(COD)、氨氮(NH_4⁺-N)和亚硝酸盐(NO_2+-N)和亚硝酸盐(NO_2^--N)的去除率,从刺参养殖池塘底泥和商品益生菌中筛选高效降解刺参养殖池塘底质有机污染物的潜在益生芽孢杆菌,并对筛选出的优良菌株的产酶能力和降解特性进行了研究。结果表明:从分离的11株细菌中经过筛选最终获得3株优良菌株(N1、DL、R),它们能同时高效降解底泥中COD、NH_4--N)的去除率,从刺参养殖池塘底泥和商品益生菌中筛选高效降解刺参养殖池塘底质有机污染物的潜在益生芽孢杆菌,并对筛选出的优良菌株的产酶能力和降解特性进行了研究。结果表明:从分离的11株细菌中经过筛选最终获得3株优良菌株(N1、DL、R),它们能同时高效降解底泥中COD、NH_4⁺-N和NO_2+-N和NO_2^--N,5 d内对COD的最大去除率分别为45.71%、23.98%、24.97%,对NH_4--N,5 d内对COD的最大去除率分别为45.71%、23.98%、24.97%,对NH_4⁺-N的最大去除率分别为60.54%、36.15%、36.74%,对NO_2+-N的最大去除率分别为60.54%、36.15%、36.74%,对NO_2^--N的最大去除率分别为52.10%、14.41%、28.82%;根据菌株生理生化特性以及16S r DNA序列分析,N1、DL、R菌株分别为白翎芽孢杆菌Bacillus baekryungensis、地衣芽孢杆菌B.licheniformis和解淀粉芽孢杆菌B.amyloliquefaciens。本研究结果可为进一步开发高效的刺参养殖池塘底质有机污染物降解益生菌及复方制剂提供参考。     

g-C3N4/PDS光催化降解阿特拉津的效能及机理研究

为解决阿特拉津(ATZ)造成的水体污染问题，以三聚氰胺为前驱体，通过热聚合的方法成功制备了石墨相氮化碳(g-C₃N₄)，并通过X射线衍射光谱(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)对其结构及形貌进行了表征；同时探究了在可见光条件下g-C₃N₄与过二硫酸盐(PDS)耦合体系降解ATZ的效能。动力学研究证实，在可见光下g-C₃N₄与PDS具有明显的协同效应，其对ATZ的降解明显优于g-C₃N₄/Vis、PDS/Vis及g-C₃N₄/PMS(过一硫酸盐)/Vis体系。在优化实验参数的过程中发现，适度增加PDS的浓度和g-C₃N₄的用量、降低溶液的pH能有效促进ATZ的降解；但Cl^-、CO₃^2-/HCO₃^-、NO₃     

MnO2/g-C3N4纳米复合材料的合成及其光催化性能

通过Na₂SO₄进行形貌调控和MnO₂掺杂对石墨类氮化碳(g-C₃N₄)改性,采用水热法制备多形貌的MnO₂/g-C₃N₄复合光催化剂(MCN),探讨最佳合成条件;研究不同形貌MCN的微观结构、光吸收能力以及对甲基橙(MO)的光催化降解性能。结果表明,MCN的最佳制备条件如下：Na₂SO₄、g-C₃N₄、KMnO₄投加量分别为 0.04、0.6、0.12 g/L,反应温度为 80 ℃,反应时间为 4 h。MnO₂掺杂可显著提高g-C₃N₄的光催化活性。MCN对MO的光催化降解率高达97.34%,而g-C₃N₄仅为54.39%;MCN具有较强的可见光响应活性,最大吸收边带为 486 nm,禁带宽度(...     

备用水源原水管道水质及生物膜群落结构变化

备用水源原水管道较为封闭，原水停留时间过长会导致溶解氧(DO)浓度降低，管道环境由好氧变为缺氧甚至厌氧，从而引起水质恶化。实验室模拟M、N两种不同水源条件在原水管道的备用状态，以DO降至2 mg/L确定停留时间，探究相应的水质变化以及原水的化学稳定性和管壁微生物群落多样性。结果表明，DO在水质较差水源条件下的衰减时间明显短于水质较好的水源。两种水源水都具有严重腐蚀性，出水pH、总碱度和钙硬度均显著升高。M装置进水水质相对较差，微生物存在水平高，对有机物的去除率更高，COD_Mn和UV₂₅₄的去除率分别为27.8%和22.9%，而N装置分别为24.6%和21.4%;M装置中的硝化作用更强，NO₃^--N生成率为23.4%，而N装置为16.2%。两组装置管壁生物膜中的优势菌门基本相同，但丰度较高的菌门差异较大，而丰度较低的菌门差异不明显。较高的NH₄⁺-N浓度有利于增加硝化螺旋菌门的丰度，从而促进硝化作用。良好的水质可以增加管道内的微生物多样性，更有利于管道内生态...     

基于敏感性分析的围岩力学参数反演方法研究

由于影响隧道变形的围岩强度参数和变形参数较多,现有的反分析研究主要集中在算法的优化上,因而忽略了工程应用的便利性和实用性。针对这种状况,以南京某隧道工程为依托,结合数值模拟,提出了基于敏感性分析的反演方法。根据工程实际,将围岩和支护结构综合考虑分为初始围岩区(简称Z₁),松动圈与锚杆锚固共同作用区(简称Z₂)以及钢支撑和喷射砼等效作用区(简称Z₃);通过安排试算初始值,利用FLAC^3D程序计算并分析不同的力学参数对不同隧道变形的敏感性,从而确定反演流程;根据反演流程结合各测点的实测变形值获取合理、准确的围岩力学参数。研究结果表明:与常规的反演方法相比,通过敏感性分析确定隧道不同变形的主控因素,以此变形来反演该主控因素参数在很大程度上提高了工程应用的效率与可靠度;拱顶下沉受Z₁区弹性模量E₁、Z₂与Z₁区弹性模量比值n的影响较大,受围岩泊松比μ₁的影响相对较小;隧道收敛受E₁、n、μ₁ 三者的影响都较大;围岩力学参数反演结果为E₁=362.6 MPa、n=0.62、μ₁=0.30;现场应用证明了该方法的有效合理性。     

Cu(Ⅱ)/Na2SO3体系降解磺胺甲恶唑的效能及机理

利用Cu(Ⅱ)催化Na₂SO₃降解磺胺甲恶唑(SMZ)，并探究降解效能及机理。结果表明，Cu(Ⅱ)/Na₂SO₃体系降解SMZ的最佳反应条件如下：pH为7、SMZ初始浓度为0.3 mg/L、Cu²⁺浓度为0.10 mmol/L、Na₂SO₃浓度为0.50 mmol/L、温度为25℃，反应60 min后SMZ降解率达到61.3%。电子顺磁共振波谱结果和醇抑制剂实验结果证明，Cu(Ⅱ)/Na₂SO₃体系降解SMZ的主要活性物质是·OH和SO₄^·-，其贡献率分别为31.6%和64.8%。虽然水体背景成分氯离子(Cl^-)和碳酸氢根离子(HCO₃^-)对SMZ的降解起到一定抑制作用，但是Cu(Ⅱ)/Na₂SO₃体系对实际水体中SMZ仍有较好的降解效能。