种养结合BAF工艺对密闭循环养殖水净化效果分析

为了满足受控生态生保系统对鱼类生长和水资源循环利用的需求,该文围绕密闭循环水产养殖系统(recirculatingaquaculture system,RAS)平台构建以曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)工艺为核心,辅以蔬菜栽培系统的水质净化工艺,探讨其对RAS持续运行的作用及原理。试验初始,向平台养殖池内输入300 L市政原水和60尾罗非鱼鱼苗,随后系统连续循环运行200 d,通过分析系统水质及鱼类生长状况,考察BAF耦合蔬菜栽培工艺在RAS中的适用性。结果表明,1~60 d单独BAF工艺对密闭RAS内水质污染物控制效果较差,运行60 d后水中TOC、N和P类污染物均出现大量累积。针对该问题,构建2级BAF和蔬菜栽培耦合工艺,在后续140 d内,TOC和NH4^+-N累积浓度分别由60.3和2.9 mg/L降低至11.2和1.2 mg/L;NO2^--N持续稳定在0.1 mg/L以下;NO3^--N和PO4^3--P分别由累积浓度114.2和43.1 mg/L降低并稳定至54.7和15.6 mg/L左右。在BAF耦合蔬菜栽培工艺保障下,密闭RAS内95%以上水资源持续再生;罗非鱼生长状态良好,零死亡率,最大养殖密度达41.9 kg/m^3;同步收获4批次蔬菜,总质量达23 420 g,平均株质量达195.17 g/株。试验结果说明,BAF耦合蔬菜栽培可有效保障RAS持续稳定运行,可为密闭受控生态生保系统的水生动物养殖提供技术借鉴。

海水淡化技术的发展和应用

淡水资源的短缺一直以来都是是人们关注的热点话题。进入二十一世纪以来,海水淡化技术迅猛发展,海水淡化这一项技术也得到了越来越多人的关注。本文回顾了我国海水淡化技术的发展历程,介绍了几种传统与新型的海水淡化技术,并将我国海水淡化技术与国外先进海水淡化技术进行了比较,对未来我国海水淡化技术的发展进行了展望。

高强紫外光强化降解消毒副产物氯乙酸的效能及作用机制

氯乙酸是一种化学性质稳定的氯化消毒副产物,传统高级氧化技术对氯乙酸的降解效率低、矿化不彻底,拟采用强度高达3.13×10-6 Einstein/(cm2·s)(强度约合1000 mW/cm2,比传统高级氧化工艺中使用的紫外光强度高两个数量级以上)的紫外光作为光源,考察其对3种氯乙酸(一氯乙酸、二氯乙酸和三氯乙酸)的降解效果、影响因素和矿化过程。研究结果表明,与传统紫外光降解技术相比,高强紫外光可高效降解氯乙酸,前者在360 min内对氯乙酸的去除率不足5%,后者可在50 min内实现99%以上的降解,且3者的降解速率关系为:三氯乙酸>二氯乙酸>一氯乙酸。高强紫外光对氯乙酸的降解过程遵循伪一级动力学,光强、pH和DO这3个光解反应影响因素中,pH对氯乙酸光解过程影响不大,但光强和DO对光解速率影响显著,光解的反应速率随紫外光子通量的提高呈一次线性增加,随着DO由1 mg/L增加至9 mg/L,光解速率提高1倍。此外,高强紫外光对氯乙酸的矿化过程彻底,几乎不产生中间产物,氯乙酸的矿化过程可能主要是通过脱卤和脱羧基两个反应路径实现,DO和pH对光解过程的影响从侧面佐证了氯乙酸高强紫外光光解路径。该结果表明,高强紫外光可有效降解光稳定物质氯乙酸,可为氯化消毒副产物的高效去除提供技术借鉴。

典型海水淡化系统的水足迹评价

海水淡化是缓解我国水资源匮乏的有效方式之一。目前国内外主要关注海水淡化技术的成本和水质,缺乏对海水淡化水资源效益的量化评价。根据ISO水足迹理论,划定海水淡化量化边界,进行典型海水淡化工艺生产阶段清单分析,建立了海水淡化水足迹量化及评价方法。结果表明:低温多效蒸馏水稀缺足迹比反渗透水稀缺足迹高出3~4倍,2种工艺的海水淡化水稀缺足迹的关键影响因素均为电耗;反渗透工艺的水劣化足迹均低于低温多效蒸馏工艺海水淡化。因此,在样本范围内,反渗透工艺的水资源效益整体优于低温多效蒸馏工艺。水足迹评价研究结果揭示,海水淡化生产阶段的水资源消耗和水质影响,有助于引导海水淡化技术向提高水资源效益和降低能耗、消除水污染的方向发展,以期为海水资源科学开发利用提供技术支撑。