TS对青贮玉米秸秆与牛粪混合消化产气特性影响

为优化筛选青贮玉米秸秆与牛粪混合消化时的总固体浓度(TS),在37℃中温条件下,系统研究TS分别为10%、12%和14%时的产沼气性能、发酵液性质以及秸秆消化前后的理化特征。结果表明:青贮玉米秸秆与牛粪在TS为12%时的混合发酵产气效果优于10%和14%时,该条件下秸秆中纤维素和半纤维素的降解率分别为17.05%和45.13%。秸秆发酵前后的微观形貌和纤维素结晶度分析发现,秸秆的木质纤维结构变化明显,纤维素结晶度减小,且TS为12%时秸秆消化降解最严重,结晶指数最小。总之,适宜青贮玉米秸秆与牛粪混合发酵的TS值为12%,且消化过程中半纤维素最易于分解,但木质素几乎不被降解。

TS质量分数对甜瓜茎叶厌氧发酵特性的影响

以甜瓜茎叶为厌氧发酵的试验原料,在(35±1)℃、沼气菌种的体积分数为30%的条件下,研究不同TS质量分数(60、80和100g/kg)对甜瓜茎叶单相批量厌氧发酵产沼气的影响。结果表明,总固体(TS)质量分数为60、80和100g/kg的料液日平均产气量分别为202.9、303.5和345.4mL/d,累积产气量随TS质量分数的升高而增大,分别为6 087.0、10 016.5和12 435.5mL。但三者的TS产气率、新鲜原料产气率、挥发性固体(VS)产气率均表现为80g/kg>100g/kg>60g/kg,TS降解率与此变化一致。CH4体积分数均是先增大而后维持在50%以上,峰值均在64%以上。

基于SWMM的不同降水量对城市降雨径流TSS的影响分析

受物理、化学、生物等多重因素的影响,城市降雨径流水质的模拟研究比较模糊。以TSS(总悬浮固体量)为例,利用SWMM的污染物模块及其土地利用模块、污染物累积模块和污染物冲刷模块进行城市雨水径流水质模拟;考虑了不同土地利用情况对污染物的累积及冲刷的影响,针对不同的降水量,利用EMC法(平均浓度法)以及指数方程法进行污染物的冲刷模拟,指数方程法的模拟精度大于EMC法的模拟精度,与监测值更接近。指数方程法的模拟结果表明:当降水量小于2.5mm时,其TSS冲刷量增长幅度较缓;而当降水量大于3.5mm时,其TSS冲刷量呈显著线性增加关系,从而表明,降水量较大的降水事件对于TSS的冲刷量影响更为显著。

基于GF-1 WFV的漫湾养殖区悬浮物浓度估算研究

网箱养殖对区域水环境影响较大,研究网箱养殖区水质参数变化规律对于认知区域性水产养殖对水环境的影响具有较大的现实意义。采用GF-1WFV数据,针对漫湾库区近年成倍增长的网箱养殖区,构建了网箱养殖区总悬浮物浓度反演模型。结果表明:模型具有较高的精度,反演值与实测值的平均相对误差为9.65%,均方根误差为0.33 mg/L。依据构建的反演模型与卫星影像反演了漫湾网箱养殖区的总悬浮物浓度,分析了库区和不同网箱体位置的总悬浮物浓度变化规律。研究发现,漫湾库区和不同网箱体位置的悬浮物浓度变化规律基本一致,网箱体总悬浮物浓度未因养殖局部“圈定”现象而出现异常,但比库区河流整体悬浮物浓度要小,主要因其总悬浮物浓度变化主要受降水、地表径流、水流流速等影响,网箱养殖会降低其对局部“圈定”区的总悬浮物浓度的影响。研究对漫湾库区和网箱养殖区总悬浮物浓度变化规律认识具有一定参考意义,后续将发展多源遥感数据的水质参数遥感估算模型,用于漫湾网箱养殖区水环境变化规律的认知。

垃圾渗滤液反渗透浓缩液蒸发盐析研究

垃圾渗滤液反渗透浓缩液目前一般采用“蒸发+干燥”的全量化处理,而蒸发阶段反渗透浓缩液的盐析现象会降低其得率,容易造成后续管道堵塞。因此,就反渗透浓液盐析时温度临界点展开研究,采用恒温磁力搅拌器对反渗透浓缩液进行加热,重点研究蒸发阶段及降温阶段(模拟反渗透超浓液外排阶段)反渗透浓缩液的盐析现象,并记录其对应的温度及电导率、溶解性总固体。

基于Sentinel-2卫星数据的城市湖泊湿地叶绿素A及总悬浮物浓度定量监测分析——以长沙市松雅湖为例

将湖南省长沙市松雅湖生态湿地湖泊作为研究区,以2016年12月9日和2020年11月8日两期Sentinel-2卫星MSI影像为基础数据源,基于二类水体区域性近岸海域水色算法(C2RCC),对监测区的叶绿素A浓度及总悬浮物浓度进行反演。监测结果表明,秋冬季节,松雅湖水生态修复区的叶绿素A浓度和总悬浮物浓度平均值与非修复区相比,呈现整体偏低的趋势。随着时间推移,松雅湖三个区域的整体叶绿素A浓度和悬浮物浓度均有明显降低。研究结果表明,此方法可为快速高效开展生态湿地湖泊水体的生态状况评价提供基础数据支撑。

畜禽粪便固液分离技术特点及效率评估

该文对常用畜禽粪便固液分离技术进行分析,评估出各分离技术的优缺点、适用对象、分离效果和性价比,为企业选择粪便固液分离设备提供参考。研究结果表明:重力分离技术成本最低,分离粒径小于1 mm的有机物效果最好,但分离后固相含水率过高(>90%),一般作为其他技术的预处理。筛分技术对于分离大粒径的有机颗粒物最有效,投资相对小,运行费用低;但对氮磷等营养元素分离效率较低,分离后的固相的含水率偏高,分离产物可用于固态发酵。压滤技术提高了磷元素的分离效率和固相含水率,但运营成本也增加,分离产物可用于有机肥生产。沉淀离心技术对去除细小颗粒最为有效,并能够去除氮磷元素,但运营成本太高,在中国推广难度大。絮凝剂能和大多数的分离技术结合使用从而提高分离效率。所有固液分离技术都不能分离畜禽粪便中的挥发性脂肪酸,因此也不能有效去除液相中的生化需氧量和臭味。多种分离技术的联合使用,在提高营养物质的分离效率的同时,降低固相的含水率将是未来技术发展的主要方向。

不同固体浓度青贮玉米秸秆与牛粪混合发酵产沼气性能研究

为考察青贮秸秆与牛粪的混合厌氧发酵条件,文章研究了3种不同总固体浓度(10%,12%和14%)对二者中温发酵产沼气性能的影响,并用修正Gompertz模型对其产气过程进行动力学拟合。结果表明,总固体浓度为12%时的沼气产量和品质均高于另外2种固体浓度,该条件下的发酵液p H值,VFAs,COD和NH+4-N浓度变化有利于沼气发酵。用修正Gompertz模型能很好地拟合累积产甲烷量随时间的变化,拟合得到3个试验组的最大产甲烷速率分别为211.12,345.31和210.93 m L·d-1。说明TS 12%时的青贮玉米秸秆与牛粪混合发酵产沼气效果最佳。

造纸法再造烟叶萃取液与浓缩液固形物含量的测定

为测定再造烟叶萃取液和浓缩液中固形物含量(质量分数),通过考察优化萃取溶剂、萃取时间、前处理方式等因素,建立了基于气相色谱法(GC)间接测定再造烟叶萃取液与浓缩液中总固形物、可溶性固形物及不溶性固形物含量(质量分数)的定量分析方法。采用该方法测定了10种再造烟叶萃取液及10种再造烟叶浓缩液样品,并与烘箱法检测结果进行了对比。结果表明:(1)样品中总固形物含量回收率为91.17%～97.07%,日内和日间相对标准偏差(RSD)分别为0.47%～1.33%和1.52%～1.66%(n=6);可溶性固形物含量回收率为90.58%～97.93%,日内和日间RSD分别为0.89%～1.67%和1.25%～2.14%(n=6)。(2)GC法与烘箱法测定的总固形物和可溶性固形物含量相对标准偏差分别为5.19%～10.61%和5.63%～10.43%。该方法简单、快速、准确,适用于不同固形物含量的样品中总固形物含量、可溶性固形物含量和不溶性固形物含量的测定分析。

固含率和稀释率对餐厨垃圾水解酸化过程的影响研究

研究了餐厨垃圾分批厌氧消解过程中不同起始固含率(10%,12%和14%)和稀释率(0.25 d-1和0.33 d-1)对水解酸化过程pH值、垃圾消解、水解酸化液生产效率、脂肪酸组成和浓度等的影响。实验结果发现:以总固体去除率、单位质量垃圾累积COD溶出量(ACODm)和单位体积反应器累积COD溶出量(ACODv)等指标作为评价标准,起始固含率12%的体系具有较高的垃圾处理效率和反应器运行效率。与稀释率0.25 d-1的体系相比,稀释率0.33 d-1的体系在pH稳定性、总固体去除率和水解酸化液生产效率等方面具有明显的优势。所有体系中水解酸化产生的脂肪酸和醇均以乙酸、乙醇和丁酸为主,丙酸占总脂肪酸和醇的百分数在14.6%到17.1%之间,这种脂肪酸组成不会发生丙酸抑制,有利于后续产甲烷发酵的进行。

新型抗结壳沼气反应器产气特性研究

针对沼气发酵过程中的结壳问题,研制了一种具有抗结壳性能的新型沼气反应器,并以马铃薯皮为原料在沼液温度为27(±3)℃时进行了有、无抗结壳装置的反应器产气性能对照实验,结果发现抗结壳反应器的沼液面悬浮固体物质量仅为后者的1/22,而总产气量和COD去除率分别提高17.5%和27.1%。此外,实验研究了抗结壳反应器中固体物浓度对沼气发酵性能的影响,并在固体物浓度为4%时得到最大日产气量为11.2L,COD去除率为69.7%,产气中甲烷浓度长期维持在约62%,反应器具有较强的沼液pH值调节能力。研究表明新型抗结壳反应器具有较好的抗结壳性能和较高的产气率及原料利用率。

温度与污泥浓度对剩余污泥水解及脱水性能的影响

污泥碱性水解产生短链脂肪酸,可应用到污水脱氮除磷中,但会使其脱水性能恶化.为考察温度和污泥浓度对剩余污泥水解及脱水性能的影响,试验研究了20 d内剩余污泥在pH=10、温度25和35℃、不同总悬浮固体(total suspended solids,TSS)下厌氧水解和脱水性能的变化,对溶解性化学需氧量(soluble chemical oxygen demand,SCOD)和毛细管吸收时间(capillary suction time,CST)进行了分析.试验表明:25℃时污泥脱水性随ρ(TSS)升高先恶化后变化不大,各发酵时间SCOD均升高后变缓;35℃时污泥脱水性随ρ(TSS)升高先恶化后略提高,SCOD变化与25℃时一致.SCOD变化情况与CST显著正相关;较高温度SCOD溶出更多,脱水性能稍有恶化;TSS对污泥脱水性能的影响较温度更显著.

总固体浓度对猪粪中温连续厌氧发酵的影响

以猪粪为原料,在中温(35℃)连续厌氧发酵的条件下,研究总固体浓度(TS)对产甲烷的影响.采用5L自制厌氧发酵装置,设置总固体浓度分别为4%、6%、8%、10%、12%进行连续厌氧发酵实验,以日产甲烷量、日产甲烷浓度、氨氮和挥发酸为评价指标.结果表明:随着TS浓度的递增,日平均产甲烷量分别为2.38L、3.80L、2.35L、2.68L、2.04L;产甲烷浓度均维持在56%左右,只有TS浓度为12%时低于50%;挥发性脂肪酸(VFA)的浓度与TS呈正比,且TS浓度大于6%时,丁酸和乙酸会在系统内累积,抑制产甲烷菌的活动.综合各项指标,当TS浓度为6%时,厌氧发酵体系运行最稳定,产气性能最好.

基于高光谱数据的汉江中下游典型河段水体悬浮物遥感反演

选择汉江中下游典型河段作为研究区域,利用2012—2013年实测水质数据及高光谱数据,基于有效信息变量筛选和神经网络算法构建研究区水体悬浮物浓度高光谱反演模型,分析评价了模型性能与估测效果,讨论了研究区水体悬浮物浓度分布特征。研究结果表明:基于变量投影重要性指数和神经网络优势构建的高光谱反演模型在反演精度、稳定性和适应性方面表现出优异的性能;而对于基于简单相关性分析构建的单波段模型和比值模型而言,建模样本选择对模型精度有较大影响,导致模型反演精度、稳定性和适用性较差;汉江中下游典型河段水体总悬浮物浓度整体上在18.8~187.0 mg/L之间变化,季节性差异明显,即春、夏两季悬浮物浓度低于秋季。

半荒漠区土壤盐度指标换算关系研究

以78份土样数据对我国半荒漠地区土壤盐度指标的换算关系进行研究。结果表明,该区域土壤1∶5浸提液电导率(EC1∶5)与盐分摩尔总浓度(TEC1∶5)的换算关系为TEC1∶5=11.28×EC1∶5(r2=0.99,P<0.01),TEC1∶5与盐分质量总浓度(TDS1∶5)的关系方程为TDS1∶5=63.37×TEC1∶5(r2=0.99,P<0.01),由EC1∶5推算土壤全盐量(St)的经验方程为St=3.60×EC1∶5(r2=0.99,P<0.01)。

内蒙古腰坝绿洲地下水化学特征及成因分析

选取内蒙古自治区腰坝绿洲66个地下水样点的化学数据为研究对象,运用经典统计学、Piper三线图、Gibbs图、主离子浓度关系图等方法,对地下水化学特征和成因进行分析。研究结果显示,研究区地下水呈弱碱性微咸水,化学过程主要以蒸发浓缩-岩石风化作用为主,地下水化学组分以方解石、白云石、岩盐与石膏的溶解沉淀为主要来源。研究结果表明,研究区从东北向西南地下水化学类型由SO_(4)·Cl-Ca·Mg型和SO_(4)·HCO_(3)·Cl-Mg·Na型转化为SO_(4)·Cl-Ca·Na型,形成高盐分离子的富集,水体总体咸化程度明显。

硫酸钙对土壤盐度指标换算关系的影响

以新疆南部典型盐渍土为研究对象,分析了微溶性盐分CaSO4对土水比1∶5浸提液电导率(EC1∶5)与电解质总浓度(TEC1∶5)、溶解性固体浓度(TDS)、土壤含盐量(St)换算关系的影响。结果表明:当浸提液CaSO4浓度未饱和时,由EC1∶5推算TEC1∶5、TDS1∶5和St的换算系数分别为10.00、0.64和3.20;而当浸提液中CaSO4为饱和状态时,由于浸提液中存在CaSO4的电离平衡,测定Ca2+或SO42-时引起未电离的CaSO4进一步电离,进而使得测定得到的TEC1∶5数值较浸提液实际情况偏高,导致由EC1∶5推算TEC1∶5、TDS1∶5和St的转换系数变大,分别增加至12.50、0.80和4.00。

不同热水解条件下剩余污泥固相组成变化研究

热水解是污泥预处理的主要方法。文章进行了不同温度120℃,135℃,150℃,165℃,180℃,195℃,210℃和不同时间30,45,60,75 min的热水解试验,研究了热水解对污泥中固相组成的影响。通过考察污泥TS,VS,SS,VSS等指标的变化,揭示了污泥中固相组成在经过120℃~210℃,30~75 min条件下热水解处理的变化情况。研究结果发现:TS,VS,SS和VSS随着热水解温度上升时间延长,分别从14.90%降低到10.45%,从10.21%降低到6.22%,从14.37%降低到7.25%,从10.21%降低到9.48%。SS和VSS的损失率分别为49.55%和62.18%。说明污泥中固态物质经过热水解作用后主要降解的为有机物,大量VSS在此过程中进入液态,也有少部分变为VDS。热水解对污泥中有机物的分解和溶解有很大的促进作用,导致污泥热水解后体积减少,重量减轻,对污泥的减量化有明显的作用。

乳固形物浓度对酸羊乳品质的影响

采用真空浓缩方法,获得固形物含量为12%、14%、16%、18%的羊乳,用其生产酸羊乳,探索不同乳固形物浓度对酸羊乳品质的影响。从凝乳特性、质构特性、风味物质、乳酸菌数等方面对不同固形物浓度的酸羊乳进行分析,并且采用扫描电镜对其微观结构进行比较。结果显示,随着羊乳固形物浓度的提高,酸羊乳的凝乳时间显著降低,酸度逐渐增大,持水性显著增高;酸羊乳的双乙酰浓度和乙醛浓度在乳固形物含量为16%时达到最高;随着羊乳固形物浓度的提高,酸羊乳的黏度增加了149.07%,酸羊乳的硬度、黏性、胶黏度显著增加,凝聚力显著降低;乳酸菌总数在羊乳固形物含量为16%时达到最大值6.35×10~9CFU/m L;羊乳固形物含量为16%时,酸羊乳的微观结构非常致密,空隙直径最小为2.85μm。羊乳固形物含量为16%时,酸羊乳风味最佳,凝乳质地较硬,黏度较高,乳酸菌总数最高,品质最好。

进料含固率对餐厨垃圾两阶段厌氧消化的影响

试验在中温(35℃)条件下利用主要由800 L高固反应器(HSR),200 L缓冲罐和1000 L升流式固体反应器(USR)组成的两阶段中试厌氧系统对餐厨垃圾进行了处理,比较从1%~10%的不同含固率(TS)对两阶段厌氧系统的COD_(cr),OLR,pH值,VFA,TS,SVI和甲烷产率的影响。结果表明,进料含固率在6%以下时,HSR对餐厨垃圾固体残渣去除效果明显,可以保证进入USR反应器内液体中固体含量小于1.5%,USR反应器COD去除率也同样保持在80%以上,同时产气效率最高达到294 L·kg^(-1)COD_(removal)。当原料TS大于6%时,HSR对餐厨垃圾残渣处理效果偏差,排液TS达到1.8%以上,同时USR反应器COD去除率和甲烷产率也受到影响,出现明显的降低。总体来说,两阶段反应体系进料TS浓度在6%以下时对餐厨垃圾处理效率、固体残渣处理效率和甲烷产率都得到了良好的效果。