松花江哈尔滨段城市水环境质量评价

为了科学地对松花江哈尔滨段水环境质量进行评价,基于水环境功能区划,采用灰色关联度法将其分为4个区域,运用主、客观相结合的方法分区域建立相应的评价指标体系,使用模糊综合评价法进行水质评价,同时,验证指标体系构建的合理性.结果表明:构建的指标体系能够反映研究对象水环境质量;除阿什河口内水质评价结果为V类,达不到水环境功能区划要求外,其他区域水质均能达标.研究结果将有利于促进水资源的科学管理和有效利用,研究方法可为水环境质量评价提供新的思路.

“美丽中国”与自然环境关系研究

"美丽中国"是人与自然和谐相处更高一层的人文化表述,是科学发展的必然途径与成果体现,其实质是最终把经济、政治、文化和社会建设构架在生态文明、环境美好之上,实现中华民族永续发展。"美丽中国"体现整个民族对自身发展进一步提出科学诉求,对未来发展道路进一步规划的美好愿景。本文从"美丽中国"与自然环境关系的角度论述"美丽中国"所孕育的环境内涵及美丽中国建设对当前现实环境的新要求,提出自然环境是美丽中国建设的基础,解决环境问题是建设美丽中国的重点和难点,并根据现实问题提出具体举措。

中国化学品环境暴露评估领域的综合区划

大尺度空间(中国)化学品环境暴露多介质模型的建立需要先对空间做相应的区划.本文以ArcGIS软件为平台,通过有空间约束的聚类方法和水文分析方法相耦合,建立全国范围的综合分区.全国范围分为华南综合大区、华北综合大区、西北综合大区、华东综合大区、东北综合大区和西南综合大区6个综合大区.每个综合大区又分别包含了若干个综合小区,小区总数为38个.该研究为我国暴露评估的综合分区提供了一个方案,在多介质模型的建立中起着重要的作用.

进水冲击负荷对三级AO工艺处理城市污水效能影响

抗进水流量冲击是衡量污水处理工艺处理能力的重要指标之一。为挖掘三级缺氧-好氧(AO)工艺的抗进水流量波动潜力,构建三级AO工艺小试装置,考察了不同进水冲击负荷(提高进水流量以缩短停留时间(HRT))对污染物控制的影响,并解析工艺不同功能单元污染物降解特性。结果表明:三级AO工艺具有较好的抗冲击能力;虽然流量增加导致出水污染物浓度升高,但HRT为12 h时,系统处理效果满足一级A排放标准;流量导致的HRT变化对不同功能单元去除有机物的影响较小,而对氨氮(NH4+-N)和总氮(TN)的冲击较大;通过物料平衡分析,延长HRT促进了好氧反硝化和反硝化除磷过程。本研究可为污水处理厂评估受纳污水量提供理论和实践依据。

进水配比对三级AO工艺处理城市污水的影响

可调节分段进水是分段进水三级缺氧-好氧(AO)工艺优势之一。为探寻较优的进水配比,提高污染物去除效能,本研究构建三级AO小试实验装置,研究不同进水配比下污染物去除效果变化,采用物料衡算模型评估不同功能单元污染物降解量。结果表明,分段进水三级AO工艺最佳进水配比为5∶3∶2,在该条件下,COD和NH_(4)^(+)-N平均出水质量浓度分别为25.2和0.48 mg/L,TN和TP平均出水质量浓度分别为14.7、0.48 mg/L,满足一级A排放标准,各污染物去除率较为稳定。经物料衡算,分段进水有助于分担污染物处理负荷,使缺氧区进行异养硝化和反硝化除磷,以增强脱氮除磷效果。本研究可为污水处理厂选择进水配比提供理论依据。

城市污水厂污泥处理处置节能降耗关键技术

本文在介绍城市污水处理厂污泥处理处置典型工艺流程的基础上,分析了污泥处理处置中存在的主要问题,并指出了污泥处理处置的节能降耗关键技术。污泥处理处置过程中存在的主要问题包括污泥含有毒有害成分、脱水污泥含水率高、污泥处理各单元能耗水平大等;节能降耗的关键技术主要有改进或革新已有工艺、研制新材料、研发新设备、最大程度回收与利用能源等。最后针对某城市污水处理厂污泥处理,进行了有关污泥处理的节能降耗分析。本文可为城市污水处理厂污泥处理工艺流程的选择提供参考依据。

K_(2)FeO_(4)-FeCl_(3)联合强化剩余污泥厌氧消化产酸

通过碱性高铁酸钾(K_(2)FeO_(4))-FeCl_(3)预处理联合厌氧消化对剩余污泥进行减量化处理,探讨不同形态的铁源及不同铁浓度对以有机酸回收为目标的污泥减量化过程的影响,并寻找最适铁投加量.结果表明在预处理过程中碱性K_(2)FeO_(4)对污泥聚集体结构破坏起着重要作用.与空白相比,挥发性悬浮物固体(VSS)下降了26.79%,中值粒径(Dx(50))下降了90%,污泥沉降比(SV_(30))下降了33%,污泥沉降性能变好,减量效果明显.FeCl_(3)在预处理过程仅具有絮凝作用.在厌氧消化过程,经碱K_(2)FeO_(4)预处理后的污泥产酸量高于空白组.适量铁离子的增加可加速有机酸的产生速率.最适铁投加量20mg Fe/g VSS的K_(2)FeO_(4)及21mg Fe/g VSS的FeCl_(3)(即TFe投加量为41mg Fe/g VSS)的产酸效果最好,在消化第3d挥发性有机酸达到峰值(436.1mg COD/g VSS),是空白组峰值的4.45倍.当经过15d消化后,PO_(4)^(3-)-P去除率达69.8%,是仅投加K_(2)FeO_(4)预处理的2.03倍.此外,适量铁的投加还有利于产酸菌(Actinobacteria门和Chloroflexi门)富集,促进了厌氧消化产酸速率提升,而铁投加量高于48mg Fe/g VSS反而会抑制厌氧环境中产酸菌的活性.

形状记忆磁性润滑表面的制备及对超顺磁液滴的滑动操控

将磁性粒子与形状记忆聚合物复合,通过设计渐变式构型构筑了梯度形状磁性材料,并与润滑涂层相结合,制备了一种磁性润滑表面.在磁性梯度的作用下,超顺磁液滴在表面上能够自发定向运动.借助于材料形状记忆效应对表面区域形态进行可逆调控,进一步展示了超顺磁液滴自发定向运动过程中的启停开关式控制,实现了将液滴定向自发运输与启停控制相结合.考察了磁性粒子含量对材料形状记忆性能的影响,以及区域形态调控尺寸与液滴滑动性能间的相互关系.机理分析进一步阐明磁场梯度提供的定向驱动力促使液滴定向自发输运,表面区域形态控制的可逆调控则可以在液滴运动过程中增加/消除黏滞阻力,基于两种因素的协同作用,可以实现对超顺磁液滴运动的智能操控.

深圳市小微景观水体现状分析及水质保障策略

随着国家对水环境的大力整治,绝大部分黑臭水体已基本得到消除,但部分水体依然存在浑浊和异色等现象。因此,本文拟选取深圳市典型小微景观水体进行长期跟踪监测,分析水体浑浊和异色的主要原因。通过文献总结和案例调研,提出了针对深圳市小微景观水体水质保障的策略。结果表明,深圳市所有景观水体均已消除黑臭,基本达到了地表水V类水平,但修复技术不合理和缺乏稳定的补水是造成小微景观水体浑浊和异色的主要原因。因此,本文提出以沉水植物为核心的原位生态修复,并结合小微景观水体的海绵城市设计理念和强化雨水对于水体水量进行补充的水质保障策略,可有效改善小微景观水体的浑浊和异色问题,水质得到长效保障。

基于“压力-状态-响应”模型的黑龙江省生态安全评价研究

采用“压力-状态-响应”模型,选取27项指标,构建黑龙江省生态安全评价指标体系.利用层次分析法确定各指标的权重,运用生态安全度计算模型,对2000-2005年黑龙江省生态安全状况进行分级评价;应用灰色动态模型,预测黑龙江省2006-2010年生态安全的发展趋势.计算结果表明,2000年黑龙江省处于生态安全Ⅴ级;2005年黑龙江省处于生态安全Ⅲ级,生态安全有所提高.预测得到,2006年黑龙江省为生态安全Ⅲ级,2007-2009年均为生态安全Ⅱ级,2010年达到生态安全Ⅰ级,即理想安全.由此可见,黑龙江省生态安全呈现上升的发展趋势;自2000年黑龙江省开展生态省建设以来,生态环境质量得到了明显改善.通过推动生态省建设等有效手段,可以最终实现黑龙江省生态安全持续和健康发展.

温度对好氧颗粒污泥脱氮性能及颗粒稳定性的影响

以乙酸钠与葡萄糖混合基质为碳源,采用间歇式气升内循环反应器(SBAR),以颗粒解体后含有大量丝状菌的污泥为接种污泥,考察了颗粒污泥反应器的启动及温度对好氧颗粒污泥脱氮性能与颗粒稳定性的影响.结果表明,在温度为20℃时,成功实现了颗粒污泥反应器的启动,形成的颗粒结构致密,表面光滑;污泥容积指数(SVI)为70mL/g,平均粒径为3.2mm,平均湿密度为1.029g/mL.当温度直接升高到26℃时,出水NH4+-N由10.6mg/L降为0.2mg/L,同时出现了出水亚硝酸盐的积累,积累率达到93.9%.但是,在温度升高后的47d中,由于胞外多聚物(EPS)中蛋白质与多糖比值的降低,导致颗粒表面的电负性的增加,最终使得颗粒逐渐解体.

MAP结晶法回收和去除尿液中的磷

以分解后的尿液为研究对象,采用MgCl2.6H2O溶液作为MAP结晶剂,对MAP结晶同步回收尿液中的磷和部分氮的影响因素Mg/PO43--P摩尔比、反应pH、反应时间、沉淀时间和搅拌速度等进行小试试验.结果表明,Mg/PO43--P摩尔比是重要的运行参数,当其摩尔比超过1.3∶1时,磷的回收率超过95%,上清液剩余PO43--P浓度小于10 mg/L,而提高反应pH不能明显增加磷的回收率.该工艺的最佳运行条件为反应时间20 min,沉淀时间2.0 h,搅拌速度120 r/min,不需要pH调节控制.选择Mg/PO43--P摩尔比分别为1∶11、.3∶1和1.5∶1,对在最佳条件下反应获得的3种产物采用SEM、XRD和ICP分析表明,3种产物都为比较纯净的MAP产品,其主要元素P、N、Mg的含量接近于MAP的理论含量(P=12.62%,N=5.71%,Mg=9.91%),分别为13.54%,5.34%,9.01%(Mg/PO43--P=1∶1)、13.78%,5.23%,9.36%(Mg/PO43--P=1.3∶1)和13.34%,5.12%,9.15%(Mg/PO43--P=1.5∶1),具有较高的回收利用价值.

煤制气废水处理技术研究进展

介绍了煤制气废水的产生、水质特点,其治理难题表现在:水质复杂、难降解有机物含量高和毒性大。从煤制气废水治理技术的物化预处理、生物处理和深度处理三方面综述了国内外有关煤制气废水处理技术的研究现状、发展趋势及工程应用情况,并着重分析各处理技术的优缺点和在应用中存在的问题,即蒸氨和脱酚工艺的优化、发挥厌氧工艺的作用、废水生物脱氮过程的抑制、高级氧化和膜分离技术的应用。展望了煤制气废水处理技术的未来研究方向,指出物化和生物处理技术的优化组合是煤制气废水处理技术的必然发展趋势,为解决煤制气产业发展的废水治理瓶颈提供借鉴和参考。

酸浸粉煤灰制备复合混凝剂及其处理生活污水的效果研究

研究了以粉煤灰和H2SO4为原料,常温常压下搅拌反应制备复合混凝剂的方法,考查了酸种类、酸浓度、酸灰比、搅拌时间等因素对Fe3+、Al3+溶出效果和生活污水混凝效果的影响.结果表明,酸灰比5 mL/g、浓度2 mol/L的H2SO4溶液与粉煤灰搅拌4 h并静置30 min后制得的混凝剂,其中Fe3+的浓度为0.0108 mol/L,溶出率为11.4%;Al3+的浓度为0.0354 mol/L,溶出率为4.3%;对生活污水的COD去除率70.4%,SS去除率91.9%,与市售聚合混凝剂效果相当,是一种有开发利用价值的水处理剂.

兼养同步脱硫反硝化工艺及影响因素

应用厌氧附着生长反应器,采用兼养同步脱硫反硝化工艺,以硝酸盐和亚硝酸盐作为电子受体,处理含有硫化物和有机物的模拟废水.结果表明,进水硫化物与有机物浓度分别为200,20mg/L时,其去除率分别可达99.9%和80.5%.同时,引入的电子受体硝酸盐和亚硝酸盐的去除率分别为83.0%和94.5%.利于兼养脱硫反硝化的葡萄糖负荷与醋酸钠负荷分别为50,25mg/(L?d),葡萄糖对兼养状态下自养脱硫反硝化的抑制作用小于醋酸钠.

好氧-沉淀-厌氧工艺处理效能及抗冲击负荷研究

以传统活性污泥法（CAS）为参照,系统研究了好氧-沉淀-厌氧（OSA）污泥减量工艺连续运行240 d,污水处理效果、污泥性能、温度波动和难降解有毒物质的冲击对系统稳定性的影响.结果表明,OSA工艺废水处理效率整体上优于CAS工艺,COD去除效率略高于CAS,总氮、总磷去除率分别比CAS高出42.58%和53.84%.OSA和CAS工艺每100 g好氧污泥中生物结合的磷分别是2.69 g和1.11 g,进一步证实了OSA工艺有生物除磷功能.由于厌氧-好氧耦合,OSA污泥沉降性能和污泥活性都得到改善,SVI稳定在97左右,SOUR和脱氢酶活性均高于CAS污泥.OSA污泥胞外多聚物中蛋白质浓度比CAS高出1.69 mg·g^-1,多糖浓度要比CAS低6.7 mg·g^-1,解释了OSA污泥沉降性能改善的原因,也证实了污泥厌氧池的插入对污泥性能、微生物种群结构的影响.OSA工艺对温度波动的影响滞后于CAS工艺3～4 d,出水COD、NH4^＋ -N、SS均升高,污泥产率Y（MLSS/COD）降低至0.403 mg·mg^-1和0.227 mg·mg^-1.OSA受对-硝基苯酚（PNP）的冲击比CAS更敏感,PNP浓度为10 mg.L-1,系统完全失去脱氮除磷功能.OSA系统受温度和PNP冲击后,比CAS更难修复.

新型准对称无机膜的正渗透去除Cd^(2+)的效能

正向渗透(forward osmosis,FO)是一种以溶液渗透压差为驱动力的新型膜技术。课题组在先前研究中使用微界面溶胶凝胶法制备了一种全新的准对称结构无机薄膜(QSTFI膜),与传统的有机聚合FO膜相比具有更大的优势。本文考察了QSTFI膜分离去除水中重金属Cd2+的效能,讨论了Cd2+浓度、提取液浓度以及膜表面带电性对Cd2+去除的影响机制。采用扫描电子显微镜(SEM)表征了QSTFI膜的微观形貌,使用能量色散光谱(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了膜的化学组成,并使用原子力显微镜(AFM)表征膜表面带电特性。结果表明,QSTFI膜表面带负电荷,能够与液相主体中的Cd2+通过静电引力形成双电层结构,双电层的Debye厚度越大越有利于膜对Cd2+的截留。FO实验测试中原液Cd2+浓度为10 mg·L-1的条件下,QSTFI膜对Cd2+截留率超过99%,水通量最大值可达到69 L·m-2·h-1(提取液为2.0 mol·L-1 Na Cl)。本研究为拓展FO技术在含重金属废水处理的潜在应用前景提供了理论依据和指导。

生物陶粒过滤工艺处理微污染原水研究

采用陶粒滤料处理微污染原水,研究了具有不同结构特性的陶粒滤料对有机物、藻类及浊度的去除效果。结果表明:对高锰酸盐指数的去除率>25,最高可达38;对氨氮的去除率>60,最高为70;对亚硝酸盐氮的去除率>98;对藻类的去除率可达95以上;出水浊度<1NTU。此外,具有较大的比表面积、发达的孔隙及较多的连通等特性的陶粒处理效果好,适合作为水厂工艺改进的首选滤料。

固相萃取-离子色谱法测定地下水中痕量的高氯酸根离子

建立了测定地下水中痕量高氯酸根(ClO 4-)的固相萃取-离子色谱(SPE-IC)分析方法。0.7 L水样经预处理降低主要干扰离子Cl-、CO23-和SO24-的干扰后,使用Cleanert PWAX弱阴离子交换固相萃取小柱对地下水中痕量(μg/L级)的ClO 4-进行富集,用6 mL 1%NaOH溶液洗脱,富集液经0.45μm水膜过滤后,用IonPac AS20阴离子分离柱、50μL进样环、40 mmol/L KOH溶液淋洗、抑制电导检测分离分析。结果表明,地下水样品中ClO 4-的方法检出限和测定下限分别为0.15μg/L和0.60μg/L,进样质量浓度在1～15μg/L范围内有很好的线性关系,线性相关系数为0.999 2,回收率为99.7%～100.5%;该方法经济有效,可用于地下水中痕量ClO 4-的检测。利用该方法测定了哈尔滨周边部分地区地下水中ClO 4-浓度,检测结果与离子色谱-质谱联用法的检测结果的相对误差为1.85%～9.24%。

一株中度嗜盐菌的分离鉴定及其强化高盐有机废水处理的研究

为探索中度嗜盐菌在高盐有机工业废水处理中的应用,解决高盐有机工业废水处理这一难题,从山东省威海市路道口盐场晒盐池盐水中分离一株嗜盐菌株YS-1,通过对该菌株进行原子力显微镜观察、生理生化测定,全细胞脂肪酸分析、16S rDNA序列同源性分析发现YS-1菌株16S rDNA序列与Halomonas sp.(AB167061)的亲缘关系最为接近,结合上述其他各项结果确定该菌株为盐单胞菌属(Halomonas sp.),属中度嗜盐菌;在SBR反应器中对该菌株进行强化高盐有机废水处理试验,结果表明,含盐12%,CODCr=1 494mg/L的高盐模拟有机废水,经72 h CODCr去除率为90.0%,120 h的CODCr去除率为98.1%,该菌株具有强化高盐有机废水处理的功能,通过分离筛选嗜盐菌强化高盐有机工业废水处理具有可行性.