土壤理化性质对重金属形态的影响

近年来,重金属污染土壤的治理越来越受到关注,土壤理化性质对土壤中重金属的形态和生物有效性有着重要的影响。该文主要分析讨论了土壤pH值、氧化还原电位、有机质含量以及不同黏土矿物等理化性质对土壤中重金属形态的影响,归纳了不同因素导致土壤中重金属形态变化的作用机理,提出了土壤中重金属由生物可利用态转换为稳定态的方法,为降低土壤重金属污染提供了指导。      

基于还田视角的人粪尿处理研究进展

人粪尿中含有丰富的有机物和N、P、K等矿质营养物质,还田利用不仅可有效降低污水处理系统污染负荷,而且可代替部分化肥,促进绿色农业的发展。然而人粪尿直接还田存在环境风险,且尚未形成标准化处理模式。本文基于还田视角,归纳总结了国内外人粪尿还田技术的应用现状,结合人粪尿的特性,阐述了人粪尿主要处理技术的还田效应以及安全性,并且对各种技术进行了安全评估和比较。结果表明,厌氧消化、好氧堆肥技术在无标准规范下处理人粪不能保证还田的安全性,制备生物炭基肥还田具有安全可靠、减少农业碳排放等环境效益,水热炭化技术处理含水率较高的人粪具有独特的优势。尿液经储存还田仍存在微污染物风险,鸟粪石沉淀技术具有很好替代潜力,其他技术均停留在微污染物去除和营养物质回收的研究阶段。本文提出了人粪尿还田面临的问题和挑战,以及未来的研究方向,以期为人粪尿还田技术的合理选择和标准化、规范化研究提供参考。     

蒸发法处理厌氧发酵沼液试验研究

采用蒸发法浓缩处理沼液,研究了低温蒸发、常压蒸发和减压蒸发过程对沼液浓缩的影响。结果表明:不同温度下(常温、25℃、35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃)低温蒸发对浓缩沼液的氨氮质量浓度有较大影响,氨氮在蒸发过程中几乎全部损失(98%),对浓缩液营养物质的回收不利。沼液在不同p H值(2、3、4、5、6、7)的常压蒸发研究表明,当初始p H值小于等于4时,冷凝水的氨氮质量浓度低于41.0 mg/L,水质可以满足GB 18596—2001《畜禽养殖业污染物排放标准》。减压蒸发试验结果表明,相对真空度-0.03~-0.08 MPa对沼液蒸发过程影响不大。沼液不同初始p H值的减压试验结果表明,与常压蒸发相比,减压蒸发可以降低冷凝水中的氨氮质量浓度和化学需氧量(COD),提高冷凝水水质。减压蒸发在沼液初始p H值小于等于5时,冷凝水氨氮质量浓度在61.8 mg/L以下,可满足排放标准。因此,真空蒸发对整个系统的运行最为有利。     

水热碳化技术处理畜禽粪便的研究进展

水热碳化是一种实现废弃生物质高值化再利用的热化学转化技术,特别是针对含水率高的畜禽粪便处理,与其他碳化技术相比具有明显的优势,不仅能解决畜禽粪便随意堆积造成的环境污染问题,还能实现快速杀死致病微生物、获得高值生物炭产品,为实现畜禽养殖粪污减量化排放、资源化利用,推动乡村振兴、建设美丽乡村具有重要意义。文章基于畜禽粪便主要组分和水热碳化机理,重点介绍了温度、液固比、反应停留时间、添加剂等因素对水热炭产率及理化性质的影响,并讨论了水热炭作为生物燃料、吸附剂、土壤改良剂和功能材料前驱体的应用前景,为通过调整水热碳化过程参数以提高产物应用潜能提供参考。通过梳理,总结目前研究存在的问题,为未来研究工作指明方向,以期推动水热碳化技术在畜禽粪便处理和资源化利用的应用。     

有机磷农药污染土壤的微生物降解研究进展

有机磷农药是目前我国使用量最大的农药之一,严重污染环境和生态系统,并通过食物链在生物体内富集,进而危害人类健康。微生物降解技术具有降解效率高、代谢途径多、无二次污染的优势,是目前清除环境中有机磷农药的主要手段,能有效降低有机磷农药的危害。目前有机磷农药的降解微生物主要是通过实验室纯培养方法获得,与自然生态环境中存在的降解功能性微生物信息差异较大,而利用不可培养方法识别功能性微生物的技术具有广阔的应用前景。本文从有机磷农药的使用情况及引发的环境问题出发,概述了有机磷农药在土壤中的迁移转化途径,稳定同位素探测技术和磁性纳米材料等不可培养方法对有机磷农药降解功能性微生物的识别,微生物降解有机磷农药污染土壤的功能基因、降解途径及降解机理;探讨了植物–微生物联合修复在有机磷农药污染土壤修复中的作用,并分析了环境因子及农药自身性质对有机磷农药降解的影响;最后,讨论了微生物降解技术存在的问题及今后研究方向。     

吹脱与鸟粪石沉淀组合工艺处理中温厌氧发酵沼液研究

利用吹脱+鸟粪石沉淀(MAP)组合工艺处理中温厌氧发酵沼液。研究发现沼液吹脱的最佳工艺参数为:p H值为10,吹脱时间8 h,气液比2 400,并添加填料,此时沼液中氨氮去除率在90%左右。吹脱后的沼液p H值在9.2左右,在MAP沉淀法的适宜p H值附近,不需再进行p H值调节,可节约药剂成本。经MAP沉淀处理后的沼液出水氨氮和总磷去除率分别达到了95%和80%。COD和SS去除率分别在40%和32%左右。MAP沉淀出水的p H值在8.3左右,可满足生化处理的进水要求。同时,MAP沉淀处理后的出水C/N比大大提升,从0.7上升到了10,有利于后续生化系统的进一步处理。该工艺既可使沼液得到净化处理,又可回收其中的营养物质。     

一体化农村生活污水处理装置研究进展

分析了农村分散生活污水的来源、水质水量特点和排放特征,综述了国内外农村生活污水处理研究现状,介绍了A/O、MBR、氧化沟、生态组合和生物滤池为主体工艺的一体化农村生活污水处理装置,最后提出了农村应结合实际,因地制宜,合理开发集成化程度高、结构紧凑、处理效果好、占地面积小、经济简便,适宜广大农村地区的一体化脱氧除磷生活污水处理装置。