深水水库人工介质强化脱氮作用研究

为探究不同参数条件下人工介质对清洁型水体氮素的去除效果以及微生物反硝化脱氮潜力,以大型深水水库千岛湖为例,选取2种填料考察挂膜深度(0.5、5和15 m)、挂膜时间(15和30 d)、填料类型(组合填料、弹性填料)对其反硝化作用的影响.结果表明:放置于水深0.5 m处挂膜15 d和30 d的组合填料培养8 h后水体硝态氮(NO_(3)^(−)-N)浓度下降最多,分别降低35.5%和37.3%,其次为5 m深度;NO_(3)^(−)-N浓度与水体溶解性氮气净增量(ΔN2)呈显著负相关(r=−0.43,p<0.01),反映了反硝化过程对水体氮素的脱除效果.挂膜30 d的组合填料在培养前8 h内反硝化潜力最高,在0.5 m、5 m深度组合填料的反硝化潜力分别达1.52和1.71μmol/(L·h).研究显示,在千岛湖实施人工介质脱氮工程,挂膜最佳参数条件为采用组合填料,挂膜水深小于5 m,挂膜时间在30 d以上.研究结果可为深水水库深度强化反硝化脱氮作用提供科技支撑.

三种人工介质对太湖水质的改善效果

利用人工介质富集太湖水中的微生物来改善梅梁湾水源地水质,中试结果表明:三种人工介质中以组合介质(RZ)的生物量最大、生物活性最强且上部的生物量和生物活性高于中部和下部的,中间的生物量高于进水端和出水端的。在水力停留时间为6～7d、源水CODMn为4.17～9.88mg/L、UV254为0.09～0.13cm-1、TN为3.35～11.6mg/L、氨氮为0.22～5.19mg/L、亚硝酸盐氮为0.01～0.94mg/L、TP为0.08～0.79mg/L的条件下,RZ对CODMn、UV254、TN、氨氮、亚硝酸盐氮、TP的平均去除率分别为22.8%、8.6%、22.1%、32.4%、49.7%、60.7%。可见通过人工介质富集微生物的方法对太湖梅梁湾水源地水质有明显的改善。

人工介质富集微生物对藻类和藻毒素降解试验研究

采用人工介质富集微生物的方法对藻类和微囊藻毒素的生物降解进行了试验研究.中试结果表明:在水力停留时间6～7d,源水叶绿素a为15.3～266.1μg/L条件下,人工介质对叶绿素a的去除率达59.4%.运用高效液相色谱(HPLC)对微囊藻毒素进行了检测,当进水总微囊藻毒素TMCRR和TMCLR分别为0.25～8.93,0.15～4.73μg/L,胞外微囊藻毒素EMCRR和EMCLR分别为0.13～0.68,0.02～0.11μg/L时,人工介质对TMCRR,TMCLR和EMCRR,EMCLR平均去除率分别为69.8%,93.7%,42.2%和68.4%.聚合酶链反应(PCR)电泳图谱发现,人工介质上富集有大量的假单胞菌属和芽孢杆菌属等溶藻细菌.通过人工介质富集微生物的方法可有效降解太湖水体中的藻类和微囊藻毒素.

人工介质对水源水中藻类去除特性研究

采用人工介质富集微生物净化太湖梅梁湾水源地水体中的藻类.中试结果表明:随着介质密度和水力停留时间的增加,对藻类的去除率有所提高,增加水流速度并未降低对藻类的去除效果.当介质密度为26.8%、水力停留时间为5 d时,人工介质对藻类密度、生物量和叶绿素a的去除率分别为96.3%、88.7%、86.1%,表明人工介质对富营养化水体中藻类有较好地去除效果,同时对透明度和水下光照度也有明显的改善效果.

人工介质对富营养化水体中氮磷营养物质去除特性研究

采用人工介质富集微生物对太湖梅梁湾水源水中氮磷营养物质的去除特性进行了试验研究．中试结果表明：随着介质密度和水力停留时间的增加,对氮磷营养物质的去除率均有提高．介质密度为26．8%、水力停留时间为5d时,人工介质对TN、TP、氨氮、亚硝态氮的去除率分别为26．6%、72．1%、43．2%、79．4%,可见人工介质对富营养化水体中氮磷营养物质有较好的去除效果．增加水流速度消除了池内的溶解氧和氧化还原电位的分层现象,提高了NH_4^+-N和NO_2^-N的去除效果,没有降低TP、PO_4^(3-)-P、DTP的去除效果,说明沉淀作用并不是去除水体中氮磷营养物质的主要途径．人工介质表面富集了大量的微生物,通过硝化-反硝化作用是富营养化水体水质改善的主要途径．

利用人工介质改善太湖水源地水质的研究

采用组合介质、弹性介质、无纺布介质等3种人工介质进行了改善太湖水源地水质的中试研究。结果表明,组合介质上的生物量及生物活性分别为(26.99±9.4)μgP/g和(127.13±79.4)μgTF/(g.h),均高于无纺布介质和弹性介质的,且其净化效果更佳,是较为适用的人工介质。组合介质通过富集微生物来净化水质,对微量有机物的去除效果明显。当HRT为7 d、组合介质的填充率为26.8%时,对TOC、CODMn、Chl-a、藻毒素的平均去除率分别为42.1%、22.5%、71.9%、67.9%。

人工介质去除源水中多氯联苯和多环芳烃研究

考察了人工介质富集微生物对W市源水中多氯联苯(PCBs)和多环芳烃(PAHs)的去除效果。试验结果表明,源水中存在较高浓度的PAHs;当介质的填充密度(介质与水的体积比)从15.6%增加到38%时,对PCBs和PAHs的去除率均有所增加;当HRT从3 d增加到7 d时,对PCBs和PAHs的去除率均没有明显提高。可见增加介质填充量有利于对PCBs和PAHs的去除,通过人工介质富集微生物对源水中的PCBs和PAHs有一定的去除效果,但出水PAHs浓度难以达到《城市供水水质标准》(CJ/T 206—2005)的要求。

人工介质对微污染水的净化效果

以大型饮用水源生态净化工程为研究对象,分析了该工程不同季节、不同HRT下人工介质对微污染原水的净化效果。结果表明,人工介质对COD_(Mn)、NH_3-N、TN、TP和SS的平均去除率分别为7.2%、38.2%、16.8%、24.4%和34.4%,且去除效果随HRT的增加而有所增强;人工介质对污染物的去除效果因季节而异,COD_(Mn)各季节平均去除率表现为夏季>春季>秋季>冬季,对NH_3-N和TN各季节平均去除率表现为夏季>秋季>春季>冬季,对TP和SS各季节平均去除率均表现为冬季>秋季>夏季>春季。

不同人工介质对富营养化水体水质的影响

利用人工介质能够富集微生物的特性,研究两种不同介质对富营养化水体水质的影响。结果表明:两种介质均有较强的水质净化能力,在持续28d的实验中,刺状介质对总氮、总磷、叶绿素的去除率分别为45.18%、43.02%、44.94%;絮状介质对总氮、总磷、叶绿素的去除率分别为45.80%、40.52%、48.57%;两种介质都能良好的改善水体光照条件,水体浊度在试验后分削减了80.46%和80.96%;水体富营养化水平由富营养状态降为中营养化水平。

高原地区试用温室型多介质人工湿地处理污水运行效果分析

从西藏自治区县域生活污水的特点及居民的生活习惯出发,构建处理能力为1 000 m3/d的温室型多介质人工湿地示范工程,通过温室型多介质人工湿地与室外水平潜流人工湿地的组合工艺处理县域生活污水,以实现对该区域生活污水的净化,并用于补充附近水环境的生态用水。监测数据表明,温室内多介质人工湿地整个运行期间COD平均出水浓度为40.92 mg/L、氨氮平均出水浓度为4.28 mg/L、总氮平均出水浓度为8.20 mg/L、总磷平均出水浓度为0.40 mg/L,出水质量高于《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918—2002)》(以下简称《标准》)一级A标准。系统有效克服了西藏地区高寒缺氧的气候条件,具有高效、稳定的去污性能。另外,室外潜流人工湿地最终COD(28.02 mg/L)、总磷(0.24 mg/L)出水水质均达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅳ类标准。鉴于氮磷元素是植物生长的必需元素,工程出水可回用补充湿地。本工程的运行成功对于西藏自治区县域污水的人工湿地处理具有一定的工程示范作用和推广应用价值。

人工介质生物强化改善水源地水质研究

筛选了组合介质、ACP和PM三种人工介质进行水质改善效果试验，中试工程建于无锡市梅梁湖边，分别考察了其水质改善和对持久性有机污染物（POPs）的去除效果。结果表明，人工介质可以提高微生物富集效果，优化水生态系统结构，对各类污染物均具有较好的去除效果。经人工介质处理后，部分水质指标可以提高1～2个等级，水体富营养化水平得到降低。组合介质对CODMn、TN、Chl-a、TP等的水质改善效果优于ACP和PM。GC／MS监测表明，组合介质可使有机物色谱出峰减少28.6％，ACP介质则减少了43.1％，提高了水源水质的生物稳定性。

空心玻璃微珠表面磁控溅射镀铝及其对人工介质材料介电性能的影响

采用直流磁控溅射法在空心玻璃微珠表面镀Al膜,利用XRD和SEM研究了镀Al微珠的相结构和形貌。将镀Al微珠、未镀Al微珠与高分子粘合剂混合制得人工介质材料,利用网络分析仪测定其在8.2 12.4 GHz频率范围的介电性能。结果表明,采用磁控溅射方法可在玻璃微珠表面包覆金属Al膜,Al膜与基体的结合力较好。在镀铝微珠加入量相同的情况下,玻璃微珠表面铝膜越厚,则人工介质材料的介电常数越大。在Al膜厚度相同的情况下,镀Al微珠加入量越多,则人工介质材料的介电常数越大。所制备的人工介质材料介电损耗小于0.02,密度小于0.8 g/cm3。

基于人工电磁介质的宽带吸波器研究进展

利用人工电磁介质拓展吸波器吸收带宽,是国内外研究人员主要的关注领域.本文综述近年来主要研究的基于人工电磁介质的宽带吸波器的典型结构及其应用,分析人工电磁介质结构在提高吸波器吸收率方面的机理,介绍基于集总元件扩宽吸波器带宽的理论模型,强调人工电磁介质在拓展吸波带宽中的重要作用.最后展望人工电磁介质在科技领域的应用前景,并指出宽带电磁吸波器未来的发展趋势主要集中在可协调性、多物理场耦合以及低成本制备,尤其是高效大面积低成本制备工艺将成为未来吸波器重要的研究方向.

新型人工电磁介质与负折射国际研讨会

新型人工电磁介质和负折射国际研讨会（International Workshop on Meta—materials and Negative Refraction）于2005年8月27-29日在浙江大学召开。会议共有120余名代表参加，包括来自美国、英国、瑞典、俄罗斯、芬兰、日本、新加波等国家以及中国香港和台湾地区的代表。研讨会共有特邀报告4个，专题讲座4个，专题报告26个，以及17个张贴报告。主要内容如下：

表面等离子体和人工电磁介质纳米光子器件

贵重金属在纳米光子学中开始起着越来越重要的作用,特别是贵重金属的表面等离子体效应和人工电磁介质结构的应用。表面等离子体纳米光子器件能实现光学模的亚波长束缚,因此在超高集成度光路、发光二极管、传感器、探测器等应用中将起着巨大的作用。同时,亚波长金属材料组成的人工电磁介质也能展现出各种激动人心的物理特性和潜在的应用。表面等离子体器件和人工电磁介质结构都需要贵重金属(如金、银等)作为其基本的组成元素。在这里,将回顾我们研究小组最近在表面等离子体器件和人工电磁介质结构方面的一些进展。将系统介绍光通讯波段的亚波长表面等离子波导和普通硅波导之间的高性能耦合器,以及超薄、宽吸收角度的亚波长人工电磁介质完美吸收结构等内容。也将简单介绍我们利用表面等离子体效应和人工电磁介质结构在隐形方面的一些研究。

人工合成球型跳汰介质在锡矿选矿中的应用研究

针对锡矿选矿中广泛使用的天然硫化矿床石存在比重偏小且不均质、粒度不均匀、形状极不规则、耐磨性差、耗损大,容易流失、易堵筛网、导致跳汰作业效率低等诸多不足,开展了人工合成球形跳汰介质制作与应用研究,结果表明,人工合成球形跳汰介质可大幅度提高跳汰作业效率,每年可为选厂多产出锡、铅锑、锌金属量323.595t、253.232t、1636.726t,节约电耗697万k Wh,经济效益显著。

多孔介质油水两相k～s～p关系数学模型的实验研究

数学模型是研究相对渗透率与饱和度关系曲线的重要方法。采用自行开发设计的人工平面多孔介质模型,测定了相对渗透率与饱和度的关系曲线。多孔介质选择粒径为0.5～1mm、1～2mm的标准砂,纯净的水为湿润相,用3号苏丹红染色的93#汽油为非湿润相,组成多孔介质油水两相流动系统。采用Van Genuchten and Mualeum(VGM)和Brooks-Corey-Burdine(BCB)两种数学模型计算相对渗透率与饱和度的关系曲线,通过比较两种数学模型计算结果之间和模型计算结果与实测结果的差异以及模型的应用、多相渗流系统自身特征,得出VGM、BCB两种数学模型计算结果符合实际情况,VGM模型应用过程更为简便,但VGM模型具有一定适用条件;在砂性多孔介质中,BCB模型计算相对渗透率与饱和度关系曲线更准确。

农村生活排水多介质生态处理技术模式研究——关键装置开发篇

已有污水处理技术应用于农村生活排水处理时,存在终年运行不稳定、易堵塞和除磷脱氮效率低等技术方面的制约瓶颈。为此,从设施的基本组成和设施的技术特点2方面,重点介绍了农村生活排水多介质生态处理装置多功能折流反应器(HBR)、多介质生态滤池(MEF)、多介质毛管渗滤(MCP)、多介质人工湿地(MCW)的开发过程,以期为我国的农村生活排水治理提供技术支撑。

人工生态湿地对水厂原水水质的净化

本文介绍了盐龙湖人工生态湿地系统的设计和运行,通过人工湿地的运行实例处理微污染的江苏里下河地区的盐城蟒蛇河水体,以改善城市供水水源的水质。同时根据水质指标被净化过程中的相关性,运用水质多因子跟踪法和水质指标大样本统计法比较,并相互验证,得出了现有人工湿地系统的净化效果,以指导湿地系统的改进,提高水质净化效果。

统计技术在人工生态湿地净化水质中的应用

通过人工湿地对微污染河水水体的生态净化运行实例,介绍了改善城市供水水源的新途径。同时统计多个水质指标在水质净化过程中的变化规律(即净化前后的相关性)和水质指标大样本的统计规律,得出了现有人工湿地系统的净化效果,以期指导湿地系统的改进,并提高水质的净化效果。