铁碳微电解耦合反硝化菌削减河道黑臭底泥污染物及净化水质的研究

采取向河道中投加铁碳填料和反硝化菌复合包的方式,构建了铁碳微电解耦合反硝化菌曝气辅助原位削减河道黑臭底泥污染物及净化水质技术,模拟实验结果表明,当铁碳填料投加30g/kg、反硝化菌接种量15mg/kg、曝气量为60ml/min和曝气时间为9h/d的最佳组合下运行仅28d后,上覆水COD、NH4+-N、TN和TP去除率分别达85.7%、98.6%、65.7%和96.4%,稳定达到地表水Ⅳ类水标准;底泥TOC去除率达48.8%;底泥中BD-P和NaOH-P组分显著增加;底泥可转化态N含量显著减少;表层5~10cm底泥由深黑色变为浅褐色,耦合技术能快速削减河道黑臭底泥污染物及改善水质. 耦合体系中,铁碳微电解改善了水及底泥复杂有机物的可生化性,碳去除效能显著增强,N素的去除途径增多,P被吸附及生成沉淀固定到底泥中;投加的反硝化菌虽未成为优势菌种,但对脱氮有诱导作用;曝气提高了水体溶解氧,改善了底泥生境,激活了底泥土著微生物活性,三者协同作用削减黑臭底泥污染物并净化水质. 本研究为铁碳微电解耦合反硝化菌原位削减河道黑臭底泥污染物及净化水质技术提供理论依据.     

脱硫微生物培养条件及脱硫性能研究

研究了硫酸盐还原菌在不同培养时间、pH、温度、接种量条件下的生长表现,测定了该菌种对SO2的脱除效果.结果表明：菌种的最佳培养条件为接种生物量10%、pH=7.0、温度为35℃、培养时间60 h,未经驯化的菌种对SO2的去除率最高为42.6%,经过SO2通气驯化后脱硫率有了明显提高,达到了72.5%,通过此阶段的研究,为进一步进行微生物脱硫研究提供了理论依据.     

6种乳酸菌降解胆固醇的体外试验

分析了6种安全的乳酸菌菌种在不同条件下接种于体外高胆固醇的MRS-CHOL培养基中降解胆固醇的情况，以及培养液的pH值与胆固醇降解率的关系。结果表明，所用的6个菌种均可有效降解胆固醇，依次为Lp菌（28．088％）、3群菌（25．059％）、4群菌（24．922％）、Lf菌（24．554％）、Ld菌（22．248％）和5#菌（18．513％），降解率随接种量的增加和培养时间的延长而增加，除Lf菌外，其它菌株都随胆固醇浓度的变化而出现先升后降的趋势，培养液的pH值与胆固醇的降解率呈负相关性，且都不显著。     

含油污泥微生物堆制处理研究

采用微生物堆制法对延长油田含油污泥进行处理,以除油率为指标,分别研究了不同菌种、接种量、调理剂及堆制时间等因素对处理效果的影响.结果表明:增加堆制时间与接种量,除油率提高.经过35 d堆制处理,YC-1菌与YC-13菌的除油率分别达43.41%和54.02%.YC-1菌采用土作为调理剂时除油率为40.01%,优于采用土+荞麦皮的19.05%,而YC-3菌采用土+荞麦皮作为调理剂时除油率为32.55%,略优于采用土作为调理剂的25.38%.     

复合菌群降解生活污水中污染物的研究

研究了不同条件下复合菌液对生活污水中污染物CODCr、BOD-5、氨氮、总磷的去除能力,实验结果表明:复合菌液在曝气和不曝气条件下对污染物都有很好的降解能力,而曝气条件下降解能力更高.在复合菌添加量为5/1 000和曝气时间为24 h时,污染物的去除效果最佳,CODCr、BOD-5、氨氮、总磷的去除率分别为75.31%、72.32%、72.38%和70.61%.     

双歧杆菌与嗜热链球菌混菌培养研究

研究了短双歧杆菌（Ｂｉｆｉｄｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｂｒｅｖｅ）和嗜热链球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓｔｈｅｒｍｏｐｈｉｈｕｓ）的选择性培养条件,探讨了两菌在单一菌种培养和混菌培养状况下的菌体生长和产酸特点,发现该两菌种之间的生长及产酸存在着明显的互相促进作用,在牛乳培养基中混菌培养状况下两菌的生长及产酸代谢均优于单菌种培养．在两菌的接种量体积分数各为１％的条件下,不但能获得较高的活菌数,而且凝乳状态及风味都比较好．     

粉煤灰吸附处理初期雨水中总磷和化学需氧量的研究

初期雨水污染是雨水径流污染的主要贡献者。以粉煤灰和改性后的粉煤灰（MFA）为对象，研究其作为吸附剂时不同投加量、吸附时间、pH等条件下对初期雨水中总磷和化学需氧量（COD）去除的影响，确定最佳吸附条件，并对吸附结果进行数据拟合，建立吸附等温模型和吸附动力学模型。结果表明，MFA吸附效果明显提高，100 mL初期雨水中MFA投加量1.5 g、pH=8、吸附时间40 min时，对总磷的吸附效率可达93.83%；投加量1.0 g、pH=6，吸附时间40 min时，对COD的吸附效率可达77.66%。MFA吸附总磷的过程符合Freundlich吸附等温模型和二级动力学模型，吸附COD的过程符合Langmuir吸附等温模型和二级动力学模型。     

铜污染下丛枝菌根真菌对白茅生长及土壤酶活性的影响

随着矿产资源的大量开发，重金属污染日益严重。为探究重金属污染条件下丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）对宿主植物生长和生理特征的影响，本试验依据山西省运城市垣曲县北方铜业铜矿峪矿十八河尾矿库的铜污染状况，选取该地优势种白茅（Imperata cylindrica）作为试验材料，在不同铜污染处理下，对白茅进行接种根内球囊菌（Rhizophagus irregularis）和不接菌两个处理，分析重金属铜污染下，AMF对白茅生长及酶活性的影响。研究结果表明：接种根内球囊菌可以促进植物生长，接种后的白茅株高和生物量比不接种分别提高了15.12%、79.36%，而铜污染则会抑制植物生长；接种根内球囊菌使得白茅的含水率、地上总氮和叶绿素含量分别提高了32.37%、11.34%和43.95%;N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶均在不添加根内球囊菌时较高，而Cu污染条件下，添加菌剂对过氧化物酶、亮氨酸氨基肽酶和中性磷酸酶无显著影响。本研究可为铜尾矿区AMF-植物联合修复方面提供可利用菌种，也为重金属污染地区的生态修复提供科学依据。     

CIBR处理模拟生活污水的效果及菌群分析

实验采用连续流一体化生物反应器(CIBR)处理模拟生活污水。考察CIBR对污水的处理效果,并采用高通量测序分析取自污水处理厂的接种污泥与驯化完后CIBR中活性污泥的菌群组成结构。结果表明,CIBR能高效处理模拟生活污水,COD、NH_4~+-N、TN和TP的去除率分别达到90.9%、94.9%、83.1%和71.2%;在门级菌群中,接种污泥和CIBR活性污泥中的优势菌种均为Proteobacteria和Bacteroidetes,但在属水平上,两个生物系统中好氧菌、兼性菌、反硝化菌、氨氧化菌、亚硝氮氧化菌和聚磷菌在种类和相对丰度上存在明显差异,这可能与运行工况和进水水质不同有关。     

膜生物反应器净化污水的硝化反硝化性能

比较了膜生物反应器(MBR)和传统活性污泥工艺(CAS)在相同运行条件下处理生活污水的硝化和反硝化性能.结果表明,MBR对NH4 -N和TN的去除率分别比CAS高54.8%和37.3%.2种工艺的亚硝化、反硝化作用均呈零级反应,对应降解速率常数MBR分别约为CAS的2.2倍和2.5倍;CAS中硝化作用为零级反应,而MBR中硝化作用随时间推移趋于平缓.MBR中的细菌总数、硝酸菌、亚硝酸菌和反硝化菌数量分别比CAS工艺中相应菌种高1~2个数量级.通过控制曝气强度或减小回流通道断面限制缺氧区溶解氧质量浓度,可提高MBR中的反硝化效果.     

不同模式雨水调蓄池与低影响开发组合对雨洪控制的效果

摘要：随着雨涝灾害出现的频率越来越高,雨水调蓄池和LID措施的应用也越来越多。选择QD市某片区为研究对象,基于地理信息系统ArcGIS和SWMM(storm water management model)模拟雨水系统探究集中式调蓄池、分散式调蓄池及其与LID（low impact evelopment）措施联用后的水力状况,结果表明,分散式小体积雨水调蓄池相对于集中式大体积雨水调蓄池而言,不但可以有效削减洪峰流量,有效缓解上游节点压力,减小溢流量;同时对于管径过小引起的溢流能较好的缓解,也解决了大块建设土地紧缺的问题,控制雨水洪流的效果更全面更有效;LID措施 + 雨水调蓄池的组合措施能有效削减径流峰值、径流总量且可削减调蓄池容积,减小占地。     

饮用水源地保护区内路面初期雨水的水处理工艺

为缓解饮用水源地保护区内公路运营引发的水污染问题,应对初期雨水及事故废水进行收集并处理.以某公路建设工程为依托,探讨了初期雨水和事故废水的水处理工艺.采用沉淀池与人工潜流湿地组合式处理初期雨水,自动智能连通事故应急池处理事故废水.计算确定水处理工艺各单元的容积.出水水质分析表明,该工艺可以满足杂用要求.     

相变蓄热水箱蓄热性能数值模拟研究

在封闭静止的蓄热水箱中添加相变材料可以增加水箱热容量、延长水箱升温时间。分别建立了有、无相变单元蓄热水箱的物理模型，利用有限体积分析法对蓄热水箱加热过程进行数值模拟，探讨了封闭水箱加热过程中相变单元的熔化规律和相变单元对水箱温升的影响规律。研究结果表明相对于纯水蓄热水箱，当蓄热水箱中加入占水箱容积9.05%（体积分数）的相变单元、其平均温升29 K时，蓄热水箱的整体热容量提高了25.58%，加热时间延长了1 100 s；蓄热水箱内只在垂直方向上存在热分层，导致含有相变单元的蓄热水箱较高位置处的相变单元先熔化，降低了较高位置处水的温升速率，使得相变蓄热水箱和纯水蓄热水箱的热分层剧烈程度存在差别；以最大温差值作为判断水箱热分层剧烈程度的依据，不同加热功率下相变蓄热水箱的热分层特征变化规律大致相同，但加热功率越大，热分层现象越剧烈。     

相变材料对家用水箱性能的影响及相变层厚度优化

基于相变蓄热水箱的发展现状,结合家用生活热水系统相关设计规范及标准,对相变水箱的结构进行了设计,并采用有限元软件对相变水箱的性能进行了模拟研究.首先建立了相变水箱的数值计算模型并利用实验数据验证模型的准确性;在此基础上,通过蓄放热阶段水温响应特性、相变材料温度及液相比等参数,对相变水箱的蓄放热特性进行了研究;另外,比较分析了不同相变层厚度参数对相变水箱蓄放热过程的影响,并对相变材料的用量进行了优化.结果表明,对于家用水箱,增设相变材料层可以延长水箱蓄热过程;在水箱放热过程中,放热时间随着相变层厚度的增加呈现先延长后缩短的变化趋势;与其他相变厚度的模拟工况相比,相变层厚度为30 mm时,水箱的释热性能最佳,放热时间较普通水箱增加10％左右,且维持水温处于较高温度的时间有所延长.可见相变材料的蓄放热特性直接影响着家用水箱的性能,寻求相变材料的最优用量可为相变水箱的设计及实际应用提供参考.     

典型山地城市雨水径流污染负荷时空分布

为了了解山地城市雨水径流污染特征,选取坡度大、绿地比率高的典型山地区域,研究在各降雨等级条件下、不同下垫面的初期雨水污染物时空分布特性及不同污染物指标间相关性。 结果显示:径流污染在降雨初期有最大值,其后各污染指标随时间变化迅速下降,且雨强越大趋势越明显;不同下垫面初期雨水径流水质优劣顺序为砖石>硬化铺装>绿地,不同雨强初期雨水径流水质优劣顺序为中雨>大雨>暴雨;研究区域内地表径流中总氮(TN)主要以溶解态输出,总磷(TP)则以颗粒态输出;绿地的产流中颗粒态氮磷要显著高于其他下垫面,暴雨下雨水径流中颗粒态氮磷也显著高于其他雨强;在不同雨强及下垫面条件下,悬浮颗粒物( SS) 与高锰酸盐指数(CODMn )、TP、TN、溶解性总磷(TDP)、溶解性总氮(TDN)均高度正相关。 说明山地型绿地存在一定水土流失情况,污染负荷较集中于初期雨水中,而且随雨强增大更加明显,SS 对各污染物浓度的变化具有显著影响。 因此,控制初期雨水中 SS 含量是降低山地城市雨水径流污染物含量的有效途径。     

城市水敏性河道的景观质量评价模型与方法

【目的】为了更好地发挥城市河道景观的生态、社会、经济等功能,将定性和定量评价相结合,构建水敏性河道景观的评价模型,明确河道景观后续设计重点方向。【方法】 以南京月牙湖为研究对象,采用层次分析法(AHP)构建城市水敏性河道景观评价体系,设置生态、美学、功能为准则,水质、雨水利用、生物栖息地多样性、植物物种多样性、水景层次丰富度、个性化景观、雨水艺术化处理、环境协调性、公众参与、生态教育、管理维护、防洪蓄水等为指标,根据专家意见确定各指标层的权重,结合不同背景人群问卷调查的数据,通过距离指数法对月牙湖各指标的适宜性进行评价。【结果】 数据显示,月牙湖水敏性景观距离指数为0.36,评价等级为基本适宜,生态距离指数为0.48(基本适宜),美学距离指数为0.26(基本适宜),功能距离指数为0.19(适宜);通过指标因子的权重可看出月牙湖还需实现雨水资源的净化、收集、储蓄和利用,以及雨水设施与景观的艺术设计,增加生物栖息地类型与面积,增加种植水敏性植物种类和数量,修复生态环境;分析不同背景人群评价的数据得出,在生物栖息地多样性、植物物种多样性、水景层次丰富度、雨水艺术化处理、生态教育、管理维护等指标上,评价结果存在显著差异。【结论】 本研究构建的水敏性河道景观评价模型可为城市河道景观的后续评价与修复设计提供理论依据,为河道景观的后续可持续发展明确设计方向。     

生态透水混凝土对路面径流污染阻滞效果

作为典型的大孔隙铺装材料,生态透水混凝土不仅能够快速渗透路表雨水,防止积水产生,还能有效阻滞路表径流中携带的大量污染物。以目标孔隙率为20%、加入陶粒和硅藻土两种净化材料的生态透水混凝土为研究对象,以性能测试结果为评价指标,分析净化材料掺量对生态透水混凝土孔隙率、渗透系数的影响;以污染物去除率为检测指标,分析不同净化材料掺量对径流污染阻滞效果的影响并从微观层面加以解释;以污染物总量为控制指标,采用室内加速试验,模拟生态透水混凝土在8 a服役期内孔隙率、渗透系数及污染物去除率的变化规律,研究其在长期服役过程中结构孔隙的阻塞过程。研究结论表明,生态透水混凝土中陶粒的最佳掺量为10%,硅藻土的最佳掺量为20%;从物理电子显微镜和化学元素分布两个层面确认了生态透水混凝土对道路径流污染物良好的阻滞作用;随着生态透水混凝土模拟服役年限增长,其孔隙率和渗透系数均衰减,对各污染物的阻滞效果也有着对应的变化趋势。     

液化天然气翻滚临界密度差的数值研究

液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）在充装和储运过程中，密度差分层现象易导致翻滚行为，对LNG储罐安全造成极大威胁。当初始密度差小于临界密度差时，储罐内相邻两层LNG的混合过程较平稳；当初始密度差大于临界密度差时，LNG翻滚强度显著增大，混合过程趋于剧烈。因此，研究不同罐容储罐的翻滚现象与临界密度差之间的联系尤为重要。本文采用商业数值软件FLUENT分别对5,000、10,000、30,000、50,000、80,000、100,000、120,000和160,000 m3储罐内分层LNG的翻滚现象进行数值分析，获得多罐容LNG储罐内的翻滚现象随初始密度差的变化规律，并确定各罐容的临界密度差范围。研究发现：LNG翻滚流速随着分层初始密度差的增加而增加，初始密度差是影响LNG翻滚的直接原因；同时，LNG翻滚的最大速度与初始密度差呈线性关系，即：当初始密度差越大，翻滚时最大速度越大，表征翻滚越剧烈，该线性关系式中的系数并非定值，其大小与储罐高度和直径等尺寸参数相关；此外，LNG发生翻滚时存在临界密度差，与储罐直径满足二次方函数关系，临界密度差随着储罐直径的增大而减小，分层的LNG达到临界密度差而更易发生剧烈翻滚现象；最后，本研究针对不同储罐罐容，提出临界密度差区间，且大容量的储罐装载分层LNG时更易产生翻滚现象。     

短程硝化–厌氧氨氧化在实际垃圾渗滤液处理工程中的启动运行研究

针对新型脱氮工艺短程硝化?厌氧氨氧化(ANAMMOX)过程中亚硝氮难以稳定生成的难题, 设计水解酸化+UASB+好氧氧化的处理工艺, 应用于实际垃圾渗滤液处理工程。结果表明, 当进水氨氮浓度为610~1900 mg/L, C/N 比为1.8~3.5时, 在进水量为100 m³/d, 回流比为2:1, pH 值为7.5~8.0, DO为2.0 mg/L的调试条件下, O池发生短程硝化, 积累200 mg/L的亚硝氮, 积累率最高达78%。微生物DNA 检测发现, O池中AOB物种丰度是NOB的10倍以上。水解酸化池中存在COD、氨氮和总氮同时去除的现象, COD去除量不能满足全部总氮反硝化, 剩余的总氮通过厌氧氨氧化过程去除, 通过ANAMMOX反应去除的总氮占水解酸化池总氮去除量的35%~67%。在实际垃圾渗滤液处理工程中, 通过控制进水量、回流比、pH和溶解氧等条件, 成功地启动短程硝化?厌氧氨氧化工艺。