2008-2012年北京市区域循环经济评价研究

以循环经济理论为基础,结合北京市经济社会与生态环境现状,通过相关系数分析去除共性指标,构建以区域循环经济发展评价为目标层,以社会发展、经济发展、生态环境状况及循环发展潜力4要素为准则层,以31个具体指标为指标层的区域循环经济发展评价指标体系。运用德尔菲-层次分析法Delphi-AHP对各指标赋权,构建新时期背景下北京市区域循环经济发展评价模型。评价结果表明,2008-2012年,北京市区域循环经济发展整体水平十分稳定,基本处于成熟状态,系统内部状态亦逐渐趋于平稳。但不良的生态环境已成为制约北京市区域循环经济健康发展的关键因素,政府应继续加大生态环境建设投入,同时完善区域循环经济统计报表制度,以确保北京市区域循环经济的可持续发展。

化工行业内工程技术减排贡献度的定量研究

选取化学需氧量和二氧化硫作为污染物评价指标,采用环境影响方程IPAT和指数分解模型LMDI作为研究方法,分别计算科技进步和工程技术在化工行业内的污染物减排贡献,定量得出"十一五"期间工程技术的减排贡献度。研究结果表明,"十一五"期间,工程技术在化工行业污染物减排中的贡献度分别为77.1%和77.7%,进一步分析得到,工程技术中的清洁生产发挥了75%和62%的污染物减排效应。在环保政策制定及实施过程中,政府及企业应加大对工程技术的投入力度,通过其末端治理、清洁生产及资源循环利用等措施有效地减少污染物排放,发挥工程技术在改善环境质量方面的重要作用,并将清洁生产作为一条协调生产发展和环境问题的最佳途径来获得环境效益和经济效益的双赢。

生物强化移动床生物膜反应器处理水产养殖循环水初步研究

利用自制的硝化细菌菌剂促进移动床生物膜反应器(Moving bed biofilm reactor,MBBR)的挂膜启动,分析不同载体氨氮负荷、碳氮比条件下反应器运行状况,并进一步进行了实验室模拟循环水养殖草金鱼实验。结果显示,利用自制硝化菌剂能够完成整个移动床反应器的启动过程,在接种15 d后使循环出水氨氮稳定在1 mg/L以下。单位体积载体氨氮负荷实验表明,MBBR能够在100 mg TAN/(L填料·d)条件下,使出水满足一般水产养殖水质要求(氨氮<0.5 mg/L,亚硝氮<0.1 mg/L)。进水碳氮比在1以内时MBBR能够稳定高效运行。在实验室模拟循环水养殖过程中,经菌剂强化的MBBR能维持循环出水氨氮低于0.5 mg/L,亚硝氮低于0.05 mg/L。

CeO_2 NPs短期作用对活性污泥系统水处理效果影响研究

通过活性污泥3 h呼吸抑制试验,表明氧化铈纳米颗粒(Ce O2NPs)对活性污泥系统中的好氧微生物具有毒性作用,且它对微生物的呼吸抑制作用与浓度呈正相关,浓度越高呼吸抑制作用越明显。研究了1和10 mg/L的Ce O2NPs短期作用(1周期和20 d)后对活性污泥系统水处理效果和污泥沉降性能的影响。结果表明,1和10 mg/L的Ce O2NPs暴露一周期后,下一周期内实验组COD、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、TN、TP的浓度变化曲线与对照组变化趋势基本保持一致。经过20 d运行后,不同浓度的Ce O2NPs也未对活性污泥系统有机物、氮磷去除和活性污泥沉降性能产生明显影响。

一体式MBR对水产养殖废水处理操作参数优化的研究

为考察一体式膜生物反应器(一体式MBR)对养殖废水主要污染物去除效果的影响,研究一体式MBR处理水产养殖废水的最优操作参数,将操作参数HRT、曝气量、MLSS进行组合设计,考察其对COD、NH3-N、NO-2-N、NO-3-N、TN、TP去除率的影响。结果显示,各操作参数对出水水质指标的影响程度大小依次为MLSS>HRT>曝气量。根据综合平衡法,反应器最佳的操作参数组合为:HRT 3.25 h、曝气量375 L/h、MLSS2.2 g/L。

CuO NPs长期暴露对SBR废水处理效果的影响

研究了两种不同浓度CuO NPs(1 mg/L和10 mg/L)长期暴露对SBR反应器出水水质的影响。结果表明,在进水CuO NPs浓度为1 mg/L和10 mg/L,长期运行120 d后,SBR1(1 mg/L)和SBR2(10 mg/L)反应器出水的COD、氨氮(NH4+-N)和亚硝态氮(NO2--N)浓度与对照组(SBR0)相比没有明显变化,出水COD、NH4+-N基本被完全去除。然而,出水总磷(TP)和硝态氮(NO3--N)的浓度发生明显变化,SBR1和SBR2出水TP浓度相较于SBR0的0.20 mg/L分别升高到1.07 mg/L和1.65 mg/L,而出水NO3--N浓度相较于SBR0的5.86 mg/L分别降低为3.86 mg/L和3.01 mg/L。

一体式膜生物反应器处理水产养殖废水膜污染特性研究

采用一体式膜生物反应器(MBR)处理水产养殖废水,对处理过程中MBR膜污染的特征进行研究。首先,选取污泥浓度(MLSS)、水力停留时间(HRT)和曝气量这3个与膜污染有密切关系的变量,通过组合优化,研究操作条件对膜污染的影响,并确定最佳操作条件;其次,在最优化参数组合情况下,通过长期稳定运行,确定膜压增长特点;最后,通过膜阻力分布分析,得出造成膜污染的最主要原因。结果显示,对膜污染的贡献依次为:曝气量>HRT>MLSS;最佳的操作参数组合为曝气量437.5 L/h,HRT 4.25 h,MLSS 2.2 g/L;长期稳定运行过程中,发现膜压增长呈现出快速增长、平稳增长、急剧增长的3个阶段;通过膜阻力分布分析,得出由胞外聚合物(EPS)和微生物代谢产物(SMP)形成的吸附性膜孔阻塞是造成膜污染的最主要原因。因此,优化操作条件和减少混合液中EPS和SMP是减轻膜污染的重要手段。

微纳米曝气强化碳纤维生态浮床水处理效果研究

采用微纳米曝气与微孔曝气对比的方式,研究了碳纤维湿地式人工浮床在以上2种曝气方式下净化水质效果及规律。结果表明,在相同HRT(1 d)和气水体积比(6:1)的条件下,微纳米碳纤维浮床比传统曝气浮床对水体中COD、NH4+-N和TP去除率分别提高7%、10%、9%,并且能够在更短的时间内完成碳纤维填料的挂膜过程,说明微纳米曝气对碳纤维人工浮床具有更好的强化去除效果。2种曝气方式下,COD的去除受HRT变化最小,NH4+-N、TP的去除均随着HRT的增加而增加。

填料型A^2O与传统A^2O处理生活污水的对比研究

文章对碳纤维填料型A2O工艺与传统A2O工艺处理生活污水的效果进行了对比研究,考察了2种工艺对生活污水中常规指标的去除效果。研究结果表明,在水力停留时间(HRT)为18 h,其中厌氧4.5 h,缺氧4.5 h及好氧9 h,气水比为20:1的条件下,碳纤维填料型A2O工艺对生活污水的处理效果要优于传统A2O工艺,分别使COD和氨氮的出水指标从《城镇生活污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准上升到一级A标准。2种工艺总氮出水虽然都达到了一级A标准,但填料型总氮出水稳定,且低于无填料型3.5 mg/L以上。实验表明碳纤维填料型A2O工艺较传统A2O工艺在处理生活污水上具有更加明显的优势。

盐度对SBR处理低碳氮比废水脱氮性能的影响

采用基于厌氧-好氧-缺氧(AOA)流程的序批式活性污泥法反应器(SBR),研究了NaCl盐度对活性污泥系统处理低碳氮比废水(COD/ρ(TN)=5)脱氮过程的影响。结果表明,当盐度(NaCl的质量分数)达到2%时,COD、TN仍有较高的去除效果,COD和TN的去除率分别为97.74%和99.16%。当盐度达到3%时,COD的去除率变化不大(97.84%),但TN的去除率受到影响,其去除率降至82.06%。通过米-门方程对硝化过程NH^+4-N的质量浓度和反硝化过程NO^-2-N的质量浓度变化进行拟合,得到了在盐度0、1%、2%、3%下的最大比降解速率和半饱和常数。当盐度在1%~3%时,活性污泥系统发生了持续且稳定的短程消化反硝化过程;高盐度对硝化细菌的影响是导致出水TN含量升高的主要因素。

运行参数对碳纤维反应器处理黑臭水体的影响

采用絮凝-缺氧-好氧-沉淀组合工艺构建一体化设备处理模拟黑臭水体。通过采用碳纤维作为一体化设备的挂膜材料,在锥形瓶中加入碳纤维和菌剂,研究挂膜菌剂配比;在一体化设备中研究不同水力停留时间(6,12和24 h),以及不同DO质量浓度(2,3,4和5 mg/L)等工艺条件对模拟黑臭水体的去除效果。结果表明∶锥形瓶中碳纤维挂膜2 d后,投加复合细菌菌剂与反硝化菌剂比例为9∶1时,COD、氨氮、总氮和总磷去除效果最好,出水质量浓度分别为70,17.84,20.4和0.415 mg/L,此挂膜效果最佳;水力停留时间为6 h和DO质量浓度为3 mg/L条件时,一体化设备的运行效果最好,COD、氨氮、总氮和总磷出水质量浓度分别为28.01,4.50,5.66和0.244 mg/L,去除率分别为82.98%,81.72%,84.12%和90.38%。对工艺的摸索为今后黑臭水体的治理实践提供参考和依据。

微生物燃料电池阳极材料的修饰研究进展

简要介绍了微生物燃料电池以及微生物燃料电池阳极材料,分别从碳纳米管、导电聚合物、石墨烯、金属及金属离子、中介体以及复合材料等方面介绍了目前微生物燃料电池阳极材料修饰的研究进展,最后展望了微生物燃料电池的应用前景。

阳极材料对生物阴极型微生物燃料电池产电性能影响研究

实验以碳刷、活性炭、石墨、碳毡为阳极材料,采用双室生物阴极型MFC对乙酸钠废水进行处理,对比了4种材料对MFC的启动、产电性能、内阻和水质处理效果的影响。结果表明,当底物浓度为1 000 mg/L,外电阻为500Ω时,以活性炭为阳极的MFC启动最快,在稳定阶段的产电性能和水质处理效果在4个MFC中均是最好的,其最大功率密度为324.2 m W/m2,COD去除率达到90%以上。在长期运行后,以活性炭、石墨、碳毡为阳极的MFC产电能力和水质处理效果均出现下降趋势,只有以碳刷为阳极的MFC能够保持较稳定的产电能力和水质处理效果。

氯系阻燃剂四氯双酚A的毒性及降解技术研究进展

作为目前广泛使用的氯系阻燃剂,四氯双酚A(TCBPA)在运输、使用和处理的过程中会不可避免地释放到环境中,并通过各种途径进入人体,产生危害。简介了TCBPA的基本性质和制备,阐述了其环境分布及毒性,并总结了其降解技术的研究进展,最后对该领域未来的研究方向进行了展望。指出:应当进一步研究TCBPA微生物降解的机理和分子基础,并引入光催化、高级氧化等其他降解技术;同时,开发新型环境友好的阻燃剂不失为一种根源上的解决方式。

碳纳米材料对活性污泥系统的影响研究进展

碳纳米材料(carbon nanomaterials)是近年来研究和应用最为热门的纳米材料之一,广泛用于复合材料、电学力学等领域,它们会通过各种途径进入到生物污水处理系统中,文章主要以碳纳米材料中最为热门的富勒烯(C_(60)),碳纳米管(CNTs)及其衍生材料作为研究对象;综述了它们在环境中的污染现状以及迁移行为,并通过讨论它们对活性污泥系统的影响,来探究对污水中微生物群落的毒性效应,分析其毒性机理,为开发环保型碳纳米材料提供新的思路和有效的参考。

人工湿地耦合微生物燃料电池产电及对污水去除研究

通过构建人工湿地耦合微生物燃料电池(CW-MFC)工艺,在不同进水COD和水力停留时间(HRT)条件下,对CW-MFC耦合工艺产电性能及处理常规污染物进行了研究。结果表明:随着进水COD由50 mg/L提高到450 mg/L,系统稳定时输出电压先增大后减小,并在COD为350 mg/L时,输出电压达到最大为646 mV(外电阻为1000Ω);在低COD(50~150 mg/L)进水条件下,CW-MFC比CW系统的COD去除率要高;在HRT由36 h逐渐减小到12 h的过程中,HRT为30 h,实验组COD、NH_(4)^(+)的去除率达到最大,分别为95.7%、54.9%,与空白组相比NH_(4)^(+)的去除率差别不大,COD去除率高1.24%左右;在HRT为18 h时,CW-MFC系统的产电效果最好,最大功率密度为286.7 mW/m^(3)。

多壁碳纳米管长期作用对活性污泥系统的影响

为研究MWCNTs(multi-walled carbon nanotubes,多壁碳纳米管)对活性污泥长期作用的影响,建立3组(每组包括3个平行反应器)序批式活性污泥反应器,研究了2种质量浓度(1、20 mg/L)的MWCNTs长期(120 d)作用对活性污泥系统废水处理效果的影响,并采用Illumina MiSeq高通量测序技术研究MWCNTs长期作用后活性污泥中细菌群落结构的变化.结果表明:20 mg/L的MWCNTs对生物脱氮效果存在明显的抑制作用,TN平均去除率由83.4%降至71.7%;1 mg/L的MWCNTs长期作用后TN平均去除率由83.7%降至79.7%.1和20 mg/L的MWCNTs对磷的去除均有抑制作用,TP平均去除率分别由98.0%和98.2%降至52.0%和34.0%.Illumina MiSeq高通量测序结果表明,不同质量浓度的MWCNTs长期作用后降低了活性污泥中细菌群落的多样性.同时,活性污泥中细菌群落结构也发生了变化,其中α-Proteobacteria和γ-Proteobacteria的丰度升高,Bacteroidetes的丰度降低.1 mg/L的MWCNTs长期作用可致以Defluviicoccus和Micropruina为代表的一类聚糖菌(glycogen-accumulating organisms,GAOs)丰度显著升高,20 mg/L的MWCNTs长期作用可致16个核心属的丰度明显降低.

纳米颗粒对活性污泥系统的毒性效应和机制研究进展

纳米材料(NMs)被广泛运用在生产生活中,其独特的物理化学性质可能给环境带来潜在威胁。NMs在生产和使用过程中会以污水为载体进入市政污水处理设施中。当前纳米颗粒(NPs)毒性研究主要集中在NPs对模式微生物的毒性效应,而对污水生物处理影响和微生物毒性效应的报道较少。文章概括介绍了水环境中NPs的来源、行为,NPs对好氧、厌氧活性污泥系统的毒性效应及其致毒机制;总结了该领域的不足和以后的研究方向,以期为正确评估NPs对水处理的潜在风险和环境影响提供科学依据和支撑。

CuO NPs短期暴露对SBR水处理效果的影响

研究了不同浓度氧化铜纳米颗粒(CuO NPs)对序批式活性污泥工艺(SBR)中化学需氧量、氨氮、总磷、硝态氮和亚硝态氮去除率的影响。实验结果表明,当环境中浓度为1 mg/L和10 mg/L的CuO NPs短期暴露时(1 d),其对活性污泥生存能力和周期内有机物去除、脱氮除磷都没有造成急性影响。经过20 d的短期运行,对SBR系统出水COD、氨氮、总磷、硝态氮和亚硝态氮也没有造成明显的影响。活性污泥呼吸抑制实验结果显示,CuO NPs对活性污泥的呼吸抑制作用与浓度呈正相关性,浓度越高呼吸抑制现象越明显,低浓度CuO NPs对活性污泥活性并没有明显的抑制作用。

入海排污口选址生态适宜性分析与比选研究——以深圳近岸海域为例

入海排污口选址和方案比选对保护海洋环境资源,维护海洋生态系统安全起着非常重要的作用。针对近岸海域的区域特点,在广泛咨询与调研的基础上,辨析入海排污口选址的影响要素,从水域纳污适宜性和排污口工程建设可行性两方面构建入海排污口选址的生态适宜性评价指标体系;通过专家咨询与层次分析法相结合的方式确定单因子的权重,并采用生态适宜性方法进行综合评价;最后以深圳固戌污水处理厂为研究对象,通过计算分析确定其最优的入海排污口位置。该研究可为入海排污口的选址提供技术与决策支持,对于科学地开展海洋环境管理具有重大意义。