老陈垃圾再利用的可行性探讨--以扬州市江都区生活垃圾填埋场为例

以扬州市江都区生活垃圾填埋场为研究对象,对经填埋多年的老陈垃圾的基本性质进行测定,探讨其作为生产人工土壤原料的可行性。结果显示,该填埋场老陈垃圾的物理、化学和生物学性质均优于一般自然土壤。其中有机质和氮、磷、钾等养分含量也大大超过土壤肥力的一级标准。生物学试验表明,该老陈垃圾的生物毒性较小,不会对一般的植物生长造成伤害。因此推断,以该垃圾场作为主要原料来生产人工土壤可完全满足植物生长对环境可营养的需求。但对重金属含量超标的老陈垃圾,其产物的使用应严格控制在花木产业和城市绿化,避免用于食用植物的生产。将老陈垃圾用于生产人工土壤,一方面可使老陈垃圾被作为一种资源得以循环利用,同时消除了早期非卫生填埋垃圾场的环境隐患,另一方面也可通过垃圾填埋场的再次利用,节约了大量的土地资源。

活性污泥胞外多聚物提取方法的比较

活性污泥污水处理系统中胞外多聚物(extracellular polymeric substances,EPS)对污染物的去除及污泥的絮凝、沉降和脱水性能都有着重要作用,影响活性污泥工艺的运行稳定性,然而不同的提取方法可能导致EPS组分、数量有显著差异,直接影响相关实验结果.本文采用离心法提取溶解型和疏松型EPS后,采用文献经常报道的8种物理、化学方法提取紧密型EPS(tightly bound EPS,TB-EPS),研究TB-EPS数量及多糖、蛋白质、核酸等成分含量并进一步分析TB-EPS的基团组成,也分析了TB-EPS中15种元素含量.结果表明,8种方法中,加热法提取TB-EPS组分数量较多,对污泥微生物细胞破坏程度低,且在EPS提取过程不引入外源物质,是一种较为合适的EPS提取方法.阳离子树脂法对TB-EPS中芳香族蛋白质和腐殖酸类物质有较好的提取效果,Na OH法对富里酸类物质提取效果较好.物理法对TB-EPS红外光谱的官能团种类无明显影响,但化学法对TB-EPS官能团种类影响较显著,TB-EPS具有不同的特征吸附峰.总体上,化学法提取的TB-EPS中元素含量高于物理法.研究者应根据实验目的,选取适宜的EPS提取方法;或者建立EPS提取的标准方法,有助于实验结果间的比较.

纳米银和银离子对活性污泥系统污染物去除效率的影响

纳米银(silver nanoparticle,AgNPs)及所释放Ag_(+)的毒性会对污水生物处理系统中的微生物造成影响,降低系统对污染物的去除效率。基于此,对表面包被聚乙烯吡咯烷酮的AgNPs在纯水和人工污水中的形貌、粒径分布、表面电位等进行了表征,以序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)模拟活性污泥污水处理系统,在进水中分别添加1 mg·L^(−1)、10 mg·L^(−1)AgNPs和0.3 mg·L^(−1)、3.0 mg·L^(−1)Ag^(+)后,SBR连续运行50 d,考察了活性污泥系统污染物去除率的动态变化。结果表明:AgNPs在人工污水中易团聚,AgNPs浓度越高,团聚现象越明显;进水中添加10 mg·L^(−1)AgNPs可显著降低SBR对COD、NH_(4)^(+)-N及PO_(4)^(3-)的去除率,其抑制效应主要来自于AgNPs本身而不是其释放的Ag^(+);添加1 mg·L^(−1)AgNPs和0.3 mg·L^(−1)、3.0 mg·L^(−1)Ag^(+)对活性污泥系统去除COD有抑制效应,但COD去除率仍高于60%,可以满足城镇污水处理厂污染物排放一级A标准(GB 18918-2002);添加1 mg·L^(−1)AgNPs可显著抑制活性污泥系统对PO_(4)^(3-)的去除;进水中分别添加1 mg·L^(−1)、10 mg·L^(−1)AgNPs和0.3 mg·L^(−1)、3.0 mg·L^(−1)Ag^(+)对SBR出水中NO_(2)^(-)-N和NO_(3)^(-)-N去除率没有影响。鉴于目前进入城镇污水处理系统中AgNPs的浓度远低于1 mg·L^(−1),故AgNPs对活性污泥污水处理系统中污染物的去除没有显著抑制效应。

纳米银在活性污泥污水处理系统中的分布及形态转化

纳米银(nanosilver,nAg)因其优越的抑菌性能成为全球应用最多的纳米材料之一。随着纳米技术的广泛应用,纳米银不可避免进入污水收集和处理系统。在污水生物处理过程中,纳米银可能发生化学形态转变,从而对污水处理微生物产生不同的抑制效应。本研究采用序批式反应器(sequencing batch reactors,SBRs)模拟活性污泥污水处理系统,连续运行50 d,在进水中分别添加1 mg·L^(-1)、10 mg·L^(-1) nAg和0.3 mg·L^(-1)、3 mg·L^(-1) Ag^(+),探究了Ag在活性污泥、出水中的分布以及污泥中Ag的化学形态变化。结果表明,进水中添加的Ag(nAg或Ag^(+))导致活性污泥颜色、絮体结构和Zeta电位等均发生了变化,进水中Ag含量越高,这些变化越明显;进水中分别添加1 mg·L^(-1)、10 mg·L^(-1) nAg和3 mg·L^(-1) Ag^(+)时,运行至第20天后,活性污泥中Ag质量浓度稳定在3.28~3.67 mg·L^(-1),而进水中添加0.3 mg·L^(-1) Ag^(+)时,活性污泥中Ag质量浓度持续升高,运行至第50天,达(2.38±0.19)mg·L^(-1);进水中分别添加1 mg·L^(-1) nAg和0.3 mg·L^(-1)、3 mg·L^(-1) Ag^(+)的反应器在50 d运行期内,出水中Ag质量浓度分别低于60.0、5.0、9.0μg·L^(-1),而添加10 mg·L^(-1) nAg的反应器运行20 d后,出水中Ag含量快速升高,在第50天时达(3.96±0.16)mg·L^(-1),这表明进水中添加的Ag主要累积在活性污泥中,活性污泥对进水中的Ag存在吸附饱和现象,超出污泥吸附阈值后,反应器出水中总Ag含量持续升高;对运行至第50天的各反应器中活性污泥进行了X-射线衍射分析及X射线光电子能谱分析,发现进入活性污泥系统的nAg可以银的氧化物、Ag_(2)S和Ag^(0)等形态存在于污泥中。评价nAg对污水处理微生物的毒性影响应结合nAg的化学形态转化,含有较高浓度Ag的活性污泥在处理处置过程也应评估不同形态Ag的环境影响。