环境学科研究生课程虚拟仿真教学体系建设与应用

环境学科研究生的课程多数涵盖原理、设计与实践等教学内容,亟需在传统理论讲解和实验教学等基础上,进行系统充分的教学内容展示,提升教学效果。该文以研究生核心课程水的生物处理技术I为例,针对教学过程中存在的水处理工艺多、流程复杂且处理规模差异显著等特点,引入虚拟仿真与数值模拟技术,基于专业知识和应用场景,解决课堂教学的空间局限、学生参与感不高等问题,弥补当前课堂教学的不足。将数值模拟仿真技术与水处理实验教学进行深度融合,创新体验式的教学方法和多元考核及反馈机制,培养学生综合利用专业知识理解水生物处理相关技术与工艺的能力,激发学生主动学习热情、培养学生独立思考与解决问题的水平。

雨源型河道生态修复评价指标体系构建及应用

河流是孕育人类的摇篮,从古至今,河流在城市的发展中起到了不可或缺的作用。但是,中国在发展经济和推进城市化建设的同时给水环境带来了很多负面影响。根据城市雨源型河流特点,构建符合雨源型河道特征的生态修复效果评价指标体系,利用频度分析法科学筛选出河岸带指标、水体理化指标、水生生物指标、水文指标和社会服务功能5个指标,提出适合雨源型河道修复的关键技术和治理策略,并将该生态修复评价指标体系成功应用于深圳市某雨源型河道的综合评价。

电刺激强度对厌氧膜生物反应器产甲烷与膜污染的影响

针对厌氧膜生物反应器(AnMBR)实现污水资源回收过程中存在的膜污染问题,研究了不同电刺激强度对AnMBR产甲烷效能及膜污染的影响。结果表明:适宜电刺激强度(1.0 V·cm^(−1))可实现较好的COD除效果,COD的平均去除率为(85.9±5.9)%。相比于AnMBR,当电刺激强度在0.5~2.0 V·cm^(−1),EAnMBR的膜污染周期延长了13.8%~24.0%,甲烷产率提高了15.9%~43.8%,EPS质量浓度减少了3.5%~27.1%,SMP质量浓度减少了24.3%~52.0%。施加电刺激促进了以乙酸主导的挥发性脂肪酸的降解,氢营养型产甲烷菌Methanobrevibacter比乙酸型产甲烷菌更适应电刺激环境,而EPS产生菌Streptococcus的相对丰度随电刺激强度的增加而减少。基于甲烷资源化-延长膜污染周期的协同效果,施加2.0 V·cm^(−1)的电刺激强度较为理想,以上研究结果可为AnMBR耦合电辅助工艺提供参考。

聚氨酯海绵载体填充率对MBBR脱氮的影响

生物膜载体填充率是影响移动床生物膜反应器(MBBR)性能的关键因素。采用聚氨酯海绵作为生物膜载体,分析了不同填充率下MBBR工艺同步硝化反硝化(SND)的脱氮性能,以及生物膜载体上生物量的变化特征。试验结果表明,当填充率分别为10%、20%和30%时,对TOC和NH_4^+-N的去除效果无显著差别,去除率分别均在93%和95%以上,但填充率为20%的略高,并且3种填充率条件下对TN的去除率分别为(77.2±7.4)%、(85.5±9.3)%以及(86.7±9.9)%,SND效率分别为(85.5±8.7)%、(91.3±9.4)%和(93.3±10.2)%。可见,脱氮率随填充率的增加而增大,但20%和30%填充率时没有明显差异。而对于载体上生物量生长来说,填充率为20%时单位质量海绵上的生物量最高。综合考虑,以聚氨酯海绵为生物膜载体的MBBR反应器最佳填充率为20%。

城市供水管网中PPCPs空间分布规律

药物和个人护理品(PPCPs)的残存物对生态系统乃至人类的健康已经构成了严重的潜在威胁,因其会经由各种途径被排放到饮用水水源中,故对供水管网中PPCPs的污染情况应予以关注。通过对枝状和环状两种不同类型供水管网中PPCPs污染状况和空间分布情况进行研究,发现在两种供水管网中均存在多种PPCPs污染物。枝状输水干管中PPCPs的检出浓度最大值为17.90 ng/L,随着管段的延伸,部分PPCPs污染物的浓度会呈现指数型衰减,衰减函数的底数范围为0.04~0.51。经过3 km的出厂输送距离后,几乎所有PPCPs浓度均降至检测限以下。在环状配水管网中,PPCPs检出的最大浓度为3.80 ng/L,总浓度为6.23~13.54 ng/L。各目标PPCPs污染物在环状配水管网中的检出结果表明,不同PPCPs污染物在环状配水管网中分布的均匀性存在明显差异。

不同生物膜载体下MBBR中微生物群落变化特征

以沸石粉和聚氨酯海绵为原料制备新型生物膜载体,对比分析了投加新型载体和传统聚氨酯海绵载体的移动床生物膜反应器(MBBR)的微生物群落结构及功能性脱氮菌属的演替变化特征。结果表明,微生物在新型载体和传统聚氨酯海绵载体上的生长速率分别为0. 009 5和0. 006 5 g/(g载体·d)。通过对微生物群落的分析,两种生物膜载体上的菌群存在较大的差异性,但Proteobacteria和Bacteroidetes在整个试验过程中是最占优势的两种菌:Shannon x ACE和Cliaol等指数表明新型载体上微生物多样性更加丰富稳定,并且存在较多的反硝化功能性菌属(Sphaerotilus、Flavobacterium和Thermomonas等),从而提高了 MBBR工艺的脱氮性能。

天津供水系统中抗生素分布变化特征与健康风险评价

通过采用固相萃取富集法和液相色谱质谱联用技术对天津市供水系统中净水厂和管网中的6类10种抗生素浓度水平进行了分析,研究了抗生素在各处理工艺单元后的变化特征,以及在管网中的分布迁移规律,并进行了健康风险评价.对不同处理工艺的A、B两水厂中抗生素的检测结果显示:采用传统处理工艺的A水厂出水中抗生素的质量浓度范围为0.96~126.43 ng·L^(-1),总去除率为-46.47%~45.10%,混凝工艺对抗生素物质的去除起主要作用;具有深度处理工艺的B水厂出水中抗生素的浓度为ND^72.27 ng·L^(-1),其中罗红霉素未检出,抗生素的去除效率为40.25%~70.33%,明显优于A水厂,紫外+氯消毒工艺对抗生素的去除最为明显.给水管网中抗生素浓度分析结果表明:10种抗生素中除罗红霉素检出率为75.0%外,其余均为100.0%.抗生素浓度范围为ND^348.99 ng·L^(-1),浓度随管段的延伸而逐渐降低,其衰减符合一级反应动力学模型.基于蒙特卡洛法对饮用水中抗生素的致癌风险和非致癌风险进行了评估,结果表明均处于可接受风险水平.

夜路惊魂

夜路中究竟遇到了什么，让你如此胆战心惊？

春天的雪

这洁白的雪花是春天的领航员吗？ 春天的雪．缥缥缈缈，无拘无束，仿佛天上的仙女毫不吝惜地散着白玉的花瓣。这些冰雪小精灵，悄悄地飘了下来．在天空中慢慢悠悠地飞舞着。那悠扬的舞姿使我迷恋．使我陶醉。瞧，它们正向这里走来!