基于污泥厌氧发酵的太阳能-高温水源热泵供热系统研究

文章根据青岛一个污水厂现有污泥中温厌氧发酵沼气热电联产系统,计算得出污泥高温厌氧发酵时相关数据,设计采取太阳能-高温水源热泵供热的方案补充热量,对污泥高温厌氧发酵系统进行综合评价。结果表明:1)污泥高温厌氧发酵系统较污泥中温厌氧发酵系统产气量多,净发电量大,系统需热负荷大;2)采用沼气+太阳能供热系统为污泥供热,可充分利用太阳能以及回收中水热能,加热循环水,减少一次能源的消耗量;3)污泥高温厌氧发酵系统与污泥中温厌氧发酵系统相比,年电费收益略小,环境效益较大。     

餐厨垃圾与市政污泥混合比对共厌氧消化性能的影响

试验采用餐厨垃圾与市政污泥混合共厌氧消化的方法,在中温条件下(35℃±0.5℃),控制餐厨垃圾(F)与市政污泥(S)挥发性有机物(VS)的比例分别为0∶1,2∶1,1∶1,1∶2和1∶3,研究了不同混合比条件下,系统的产气性能,VS去除率以及对溶解性COD、溶解性蛋白质、溶解性碳水化合物的转化情况。结果表明,与市政污泥单独厌氧消化相比,混合共厌氧消化在提高产气量的同时也提高了系统内溶解性有机物的转化率。其中混合比例为2∶1组效果最佳,沼气产量达到451.29 mL·g~(-1) VS,相对于市政污泥单独厌氧消化提高了55.09%;VS去除率为66.51%,较市政污泥单独厌氧消化提高了20.51%;溶解性COD、溶解性蛋白质及溶解性碳水化合物转化率分别达到80.00%,94.38%和63.32%,比市政污泥单独厌氧消化分别提高了15.91%,42.17%及11.24%。说明餐厨垃圾和市政污泥混合共厌氧消化确实可以显著提高厌氧消化的效率。     

工业化循环水养殖系统移动床生物膜反应器的设计

为建立一种科学、合理、高效的生物滤器设计方法,以移动床生物膜反应器在大西洋鲑循环水养殖系统中的应用为例,首先应用物质平衡原理精准计算循环水养殖系统最大氨氮产生量、最大允许氨氮浓度、生物滤器满足不同要求的流量等关键参数;随后根据移动床生物反应器的特点结合理论目标负载和生产经验对计算结果进行优化,并确定生物滤器的运行参数(流量286 m3/h、水池规格4 m×4 m×2. 5 m、水力停留时间29 min、循环次数20次/d等);最后根据设计标准等确定池体、供水设备、Kaldnes K3填料(填充率40%)、曝气设备(JGR150型罗茨鼓风机)等参数。本设计可为工业循环水养殖模式可持续发展提供科学依据及技术支持。     

丙酮酸钠对硝化细菌制剂活性的影响

分别研究丙酮酸钠对淡水型和海水型硝化细菌制剂中氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)活性的影响。结果表明,丙酮酸钠能明显提高AOB活性,缩短其对环境的适应时间。在丙酮酸钠浓度为7mmol/L时,12h海水型硝化细菌和淡水型硝化细菌对氨氮去除率分别为54.7%和63.4%,是对照组的8.82倍和2.98倍。丙酮酸钠对NOB活性影响与AOB存在不同,其中,丙酮酸钠对海水型硝化细菌NOB有抑制作用,并随其浓度升高而增大,但对淡水型硝化细菌NOB活性影响较小。     

贝类对海水养殖新源水悬浮物的生物沉积作用

为了去除工厂化海水养殖新源水中含有的大量悬浮颗粒物,针对蓄水池中悬浮物重力沉降速率较慢,利用一般的机械过滤或泡沫分离又消耗大量能源的缺点,该试验选择适应能力强的滤食性双壳贝类太平洋牡蛎（Crassostrea gigas）和紫贻贝（Mytilus galloprovincialis）,在不同时期进行现场试验,测定其对蓄水池新源水中悬浮物的生物沉积速率并评估通过一定规模放养贝类对整个蓄水池中悬浮物的沉积效果。结果表明,在适宜的温度条件下（17～25℃）,太平洋牡蛎对蓄水池水中悬浮物生物沉积速率为1.08～1.32 g/（ind·d）,紫贻贝为0.65～0.85 g/（ind·d）。通过在蓄水池中大量吊笼养贝类,蓄水池中贝类养殖区的悬浮物沉降速率明显高于非养殖区。表明滤食性双壳贝类可以用于工厂化养殖新源水中悬浮物的去除,不仅能够实现污染物的资源化去除,还降低了新源水的后续处理负荷。     

pH对海水生物滤器启动阶段构建硝化功能的影响

稳定高效运行的生物滤器是循环水系统养殖过程中至关重要的部分,然而生物滤器在运行过程中会受到诸多环境因子的影响。该文分两部分对进水pH对流化床生物滤器硝化性能的影响进行研究。(1)针对流化床生物滤器挂膜启动阶段进行研究,研究在自然挂膜情况下,不同进水pH(7. 0、7. 5、8. 0、8. 5)对流化床生物滤器启动的影响,结果显示,生物滤器在pH 7. 5时启动时间最短,50 d左右便能够稳定运行,而且在此pH条件下生物滤器对TAN、NO2--N的去除效率最高。(2)生物膜成熟后,针对稳定运行的生物滤器进行试验,研究不同pH(7. 0、7. 5、7. 7、8. 0、8. 5)对生物滤器硝化性能的影响,结果显示,生物滤器在pH 7. 7时,对TAN的去除速率最高,达到(0. 58±0. 02) mg/(L·h)。另外,生物滤器在pH 7. 5时对NO2--N的处理效果最好。试验还发现各处理组皆存在不同程度的NO2--N积累现象,该现象随着pH的升高不断加剧。适宜的进水pH能够缩短生物滤器的挂膜周期并提高其硝化性能。研究结果可以为海水生物滤器的挂膜启动和稳定运行提供理论指导。     

甲醛与重金属二元混合体系对发光细菌的联合毒性

以甲醛及4种重金属Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)为研究对象,以费氏弧菌为受试生物,分别测定5种物质的单一急性毒性及甲醛与重金属二元混合体系的联合毒性,并利用DA模型和IA模型对二元混合体系的联合毒性进行预测及验证。结果表明,依据EC50大小判定5种物质的急性毒性大小顺序为Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、甲醛、Cd(Ⅱ)。DA模型和IA模型都可以较好地预测混合体系"甲醛+Cd(Ⅱ)"、"甲醛+Cu(Ⅱ)"、"甲醛+Pb(Ⅱ)"对发光细菌的联合毒性效应,IA模型预测效果比DA模型更好;对于混合体系"甲醛+Zn(Ⅱ)"的联合毒性,两种模型的预测都不准确。     

侧柏人工林下层木本植物的组成及多样性

为明确徐州山地现有侧柏人工林下层木本植物的自然更新状况,依据40个20m×20m样地群落的调查数据,分析了林下自然更新的木本植物的组成及其相似性。结果表明,侧柏人工林下层自然更新的木本植物中单科种、单属种优势明显,林下木本植物区系组成复杂,出现的12种区系地理成分中,温带成分占主体,热带成分占较大比例。侧柏人工林下层出现的木本植物种类较多,但不同生境下群落的物种丰富度和多样性不高、组成树种的相似性极高,尤其是乔木树种的相似性明显高于灌木树种。林下木本植物的种类组成受立地条件和种子传播方式的显著影响,建议改善立地条件以提高林下木本植物的丰富度和多样性,同时控制外来树种的侵入以促进人工林的地带性演替。     

硝化菌剂对多刺裸腹溞的急性毒性试验研究

硝化细菌是一种在水产养殖中应用较为普遍的微生态制剂,对于养殖水体水质净化至关重要。同时各种微生物制剂的应用对自然环境所造成的安全性影响也十分值得研究和关注。本研究选择多刺裸腹溞作为受试物,研究不同浓度硝化细菌菌剂对受试物24 h、48 h急性毒性。结果表明,24 h LC50为1.15×1025mg/L、48 h LC50为1.00×1022mg/L,说明硝化细菌菌剂对水溞的急性毒性影响较小。     

铁离子对固定化和游离态硝化细菌活性的影响

采用聚乙二醇—海藻酸钠—氯化钙方法包埋淡水型和海水型硝化细菌,比较分析铁离子对固定化和游离态硝化细菌中氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌活性的影响。结果表明,Fe~(3+)对游离态硝化细菌的影响大于固定化硝化细菌,当Fe~(3+)浓度为1mg·L~(-1)时固定化淡水硝化细菌氨氧化活性最高,游离态淡水型氨氧化活性受Fe~(3+)影响较大,120h后明显降低,但对亚硝酸盐氧化活性影响均较小。在不同Fe~(3+)浓度条件下,固定化海水硝化细菌氨氧化活性和亚硝酸盐氧化活性与不加Fe~(3+)组基本相同,而游离态海水型氨氧化和亚硝酸盐氧化活性均随Fe~(3+)浓度增大而略有降低。