秸秆低聚木糖溶液纳滤分离特性和渗滤工艺

该文研究了截留相对分子质量为250的纳滤膜分离以秸秆为原料生产的低聚木糖溶液的分离特性,并优化了渗滤纯化工艺。通过检测透过液和截留液中各糖组分的浓度,计算并得到了该膜对阿拉伯糖、木糖和聚合度（Degree of Polymerization）DP2到DP4的低聚木糖的截留率随膜通量变化的关系曲线;应用不可逆热力学模型对阿拉伯糖、木糖和DP2到DP4的低聚木糖中性溶质体系的截留率试验数据进行回归计算,求得了反射系数、溶质透过系数和水透过系数等膜分离特性参数,并根据立体位阻模型估算出膜的细孔结构参数。当糖液浓度为8.4%（总糖/糖浆）,膜系统温度控制在(30.1±2.1)℃,跨膜压差控制在(1.58±0.02)×106 Pa的恒定体积渗滤操作模式下,膜通量无衰减,稳定在(29.4±1.8) L/(m2·h),经3倍体积纳滤渗滤操作后,低聚木糖纯度由原料的83.33%（DP2到DP6低聚木糖/总糖）上升至92.54%,木二糖损失率为12.45%（对原料中的木二糖）,总糖回收率为88.39%（对原料中的总糖）。纳滤分离模型的研究为低聚木糖溶液的渗滤纯化和浓缩模拟并精确优化工艺提供了参数基础,使用纳滤膜在渗滤操作模式下,可以高效脱除单分子糖,同时低聚木糖损失较小。     

纳滤技术对干酪乳清脱盐性能的影响

为了开发经济可行的乳清脱盐技术,提高乳清产品品质及其附加值,该研究采用截留液全循环连续错流纳滤操作装置对干酪甜乳清进行纳滤脱盐处理。考察了不补水纳滤浓缩及不同补水透析方式对乳清脱盐率的影响,以脱盐率为指标进行工艺优化,选取适宜的脱盐操作工艺。结果表明,在1.1 MPa的操作压力下,控制溶液温度为30℃,系统流量为4.5 L/min,纳滤至体积浓缩比（VCR）为1.5时,以渗透速率向截留液中补充等同于浓缩液体积的去离子水,在相同的纳滤时间内,脱盐效果较好。纳滤乳清经喷雾干燥后,相对原料乳清粉脱除了45%的盐分,乳清蛋白和乳糖基本完全截流。     

废水灌溉对芦苇地土壤水文特征的影响

为研究造纸废水灌溉对黄河三角洲内陆盐碱芦苇地土壤水文特征的影响,通过设置芦苇地不同废水灌溉次数下的随机区组试验,采用田间测量土壤入渗过程和实验室内测定水文物理参数相结合的方法,分析造纸废水灌溉前后土壤pH值、含盐率及土壤水文物理参数的变化。结果表明：1）废水灌溉后,土壤pH均值降低6.0%;废水灌溉1～2次,土壤含盐率降低11.7%,废水灌溉3～4次后,增壤含盐率增加12.6%。2）废水灌溉后土壤体积质量均值减小6.5%,总孔隙度均值增大18.1%;随着废水灌溉次数的增多,土壤体积质量和总孔隙度分别有减小和增大的趋势。3）Horton模型比较适合描述废水灌溉后芦苇群落的土壤入渗过程,废水灌溉降低了初渗率,但随着废水灌溉次数的增多,稳渗率增加明显。4）废水灌溉增强了土壤贮蓄水分的能力,废水灌溉3次吸持贮水量达到最高（90.15 mm）,灌水4次滞留贮水量达到最高（4.51 mm）。与未灌溉相比,废水灌溉具有明显的压碱抑盐、改良土壤水文物理性状、提高土壤入渗和贮水能力的作用,但不同灌溉次数处理间差异性显著。该研究为黄河三角洲内陆盐碱地区芦苇群落在造纸废水灌溉下的适宜灌溉次数和灌溉水量的确定提供了科学依据,有利于造纸废水资源的合理化开发利用。     

纳滤膜孔径对沼液超滤透过液养分富集与膜污染行为的影响

超滤（ultrafiltration，UF）能有效浓缩沼液，但透过液中仍含有大量养分，可进一步采用纳滤（nanofiltration，NF）等精密膜浓缩利用。NF膜的孔径会直接影响膜的截留特性和通量，从而影响浓缩性能。为了探究NF膜孔径对沼液浓缩过程养分富集效果和膜污染行为的影响，该研究以鸡粪沼液的UF透过液为研究对象，分别采用800 D、500 D、100 D的NF膜（平均膜孔径分别为2.0、1.0、0.5 nm）进行浓缩，重点分析养分截留效果和膜污染特征。结果表明：不同孔径的NF膜均能高效截留化学需氧量（chemical oxygen demand，COD）和总磷（total phosphorus，TP），截留率可达68%以上，但对总氮（total nitrogen，TN）和总钾（total potassium，TK）的截留较低，仅为19%～35%。随着膜孔径降低，NF对COD、TN、TP、TK的截留效果略有提高，但整体差异不明显。不同孔径NF膜在沼液浓缩过程均出现了明显的水通量降低。与1.0 nm的NF膜相比，0.5 nm膜较小的孔径和2.0 nm膜较大的初始通量均会导致膜表面有机-无机致密污染层的形成，从而造成水通量快速降低；而1.0 nm膜表面形成的以无机晶体为主的污染层较为疏松，通量下降较为缓慢。综合养分截留效果和水通量变化规律，确定孔径为1.0 nm的NF膜更适用于浓缩沼液的UF透过液，研究结果可为推动沼液膜浓缩的发展与工程应用提供理论与技术支撑。     

利用集成膜工艺澄清与浓缩紫甘蓝花青素

为实现紫甘蓝花青素活性成分水提液的高效浓缩,该文集成了超滤、纳滤和反渗透膜技术澄清、浓缩紫甘蓝花青素水提液的工艺。采用"总循环模式"和"批处理模式"研究优化操作工艺。测定总花青素、pH值、总可溶性固形物和颜色指标。澄清工艺中:无机陶瓷超滤膜效果较好,较佳工艺为:陶瓷膜、跨膜压力0.3MPa、循环流量40L/min。浓缩工艺中:纳滤膜工作效率略高于反渗透膜,纳滤和反渗透较佳参数分别为跨膜压力1.0MP、循环流量25L/min,跨膜压力1.47MPa、循环流量10L/min。2种工艺均可得到品质优越的花青素浓缩产品。因此逐级膜过滤可利用于花青素的澄清和浓缩,为天然活性成分水提物的非热澄清及浓缩产业化生产提供参考。     

秸秆过滤养猪废水UASB厌氧发酵及微生物群落分析

养猪废水成分复杂,所含悬浮性固体对其生物发酵过程影响显著;利用经过粉碎压实后的玉米秸秆对养猪废水进行负压抽滤,吸附截留废水中的悬浮性固体。再利用上流式厌氧污泥床（UASB,up-flow anaerobic sludge bed/blanket）反应器对过滤后的养猪废水进厌氧发酵,探究发酵过程中随着有机负荷的增加,化学需氧量（COD,chemical oxygen demand）去除率、pH值、产气量的变化规律,并采用高通量测序技术分析最优负荷时厌氧消化污泥中的细菌与古菌群落组成。过滤试验表明,在过滤压差为40kPa、滤层厚度为15cm、滤料压实度为1.6倍密度（148.8kg/m³）时有较好的过滤效果,此时总固体（TS,total solid）、挥发性固体（VS,volatile solid）、COD的去除率分别为33.08%、28.05%、23.01%。厌氧发酵试验结果表明,在温度为(35±1)℃时反应器稳定运行的最高负荷为11 kg/(m³·d);反应器处理效果最优的负荷为10 kg/(m³·d）,此时进水COD浓度为5 000 mg/L、COD去除率为76.46%、容积产气率为1.51m³/(m³·d)。高通量测序结果表明,厌氧发酵过程由多种微生物菌群协同作用,主要的细菌群类是Firmicutes、Bacteroidota,主要古菌群类为Halobacterota,且高效产甲烷菌分布丰富。试验结果为利用作物秸秆过滤养猪废水进行以废治废的技术应用提供了依据。     

外界因素对纳滤膜浓缩沼液的影响研究

以规模化养殖场沼液为研究对象,采用纳滤膜分离技术,研究了在不破坏沼液中有效物质的前提下,设置不同外界因素对纳滤膜浓缩沼液的影响。试验结果表明,随着操作压力的升高,沼液的浓缩速度呈升高趋势,沼液的浓缩效果也呈上升趋势,但上升趋势逐渐变缓;随着沼液pH的升高,沼液的浓缩速度变小,浓缩效果变差;随着温度的升高,沼液的浓缩速度上升,浓缩效果从25～30℃升高明显,从30～40℃出现波动;浓缩速率和浓缩效果均随沼液浓度的升高而下降,因此纳滤膜浓缩不适用于浓度很高的沼液。     

造纸废水灌溉对轻度盐碱芦苇湿地理化性状的影响

为研究造纸废水灌溉对轻度盐碱退化芦苇湿地土壤改良效应的影响,通过设置不同废水灌溉次数下的随机分组实验,分析不同灌溉次数下芦苇湿地土壤理化性质及酶活性的参数变化。结果表明：（1）随着造纸废水灌溉次数的增加,土壤容重有下降趋势,土壤持水量、总孔隙度则呈上升趋势;土壤pH呈显著下降趋势,含盐量则表现为先下降后增加;（2）土壤速效N、速效P、速效K含量随着造纸废水灌溉次数的增加呈显著上升趋势,分别比CK增加19.73%～73.42%,14.32%～73%,12.49%～60.6%,4次灌溉后上升趋势有所减缓;（3）随着造纸废水灌溉次数的增加,土壤脱氢酶显著增加,比CK高出1.4～2.8倍,而磷酸酶和脲酶分别高出1.3～2.0倍,1.7～2.6倍,并在4次灌溉后增加趋势减缓;（4）土壤微生物量碳含量随着造纸废水灌溉次数的增加呈现上升趋势,比CK增加了0.15～1倍。该研究结果为黄河三角洲盐碱湿地造纸废水合理灌溉提供了试验依据。     

固定床厌氧反应器处理高浓度糖蜜废水

为开发高效处理高浓度有机废水的厌氧沼气发酵技术,以活性炭纤维作为生物膜载体,在实验室规模上对固定床厌氧反应器处理高浓度糖蜜废水的运行性能进行了研究。初始进水COD为5 000 mg/L,水力停留时间（HRT）保持在2 d左右。在进水COD为47 000 mg/L以内时,相应的有机容积负荷（OLR,COD含量）达到21.38 kg/(m3×d),COD去除率保持在86%以上,沼气容积产气率为9.51 L /(L×d),甲烷容积产气率为6.46 L /(L×d);当OLR进一步从21.38 kg/(m3×d) 逐步升高到35.13、39.06、44.88 kg/(m3×d) 时,COD去除率从86.48%分别降低到74.40%,67.02% 和63.50%,相应的沼气容积产气率为13.71,13.98和11.44 L/(L×d),甲烷容积产气率为8.84,8.67和5.89 L/(L×d)。进水的pH值通常在3.5～5.6之间,OLR低于35.13 kg/(m3×d) 时,无需对pH值进行中和调节,出水的pH值自然维持在6.8～7.6的良好状态,超出此范围,则需加碱对进水的pH值作适当调节。最终进水COD高达78 600 mg/L,相应的OLR为44.88 kg/(m3×d)。在165 d的运行过程中污泥形成量小,没有发生堵塞现象,固定床厌氧反应器表现出高效的处理酸性高浓度有机废水和较强的抗负荷冲击的能力。     

浸没式膜生物反应器协同活性炭处理海产养殖废水效果

该文结合海产养殖废水的盐度效应特点,开展了浸没式膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)协同粉末活性炭(powder activated carbon,PAC)处理含盐废水的试验。考察了投加PAC对于MBR污染物去除性能及膜污染的影响;盐度变化过程中(0~35 g/L)MBR对化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、氨氮(ammonia nitrogen,NH_4~+-N)、亚硝酸盐氮(nitrite nitrogen,NO_2-N)处理效果;以及含盐废水长期作用下微生物性能、膜通量、絮体粒径的变化情况。重点分析0~5 g/L的盐度变化,本体溶液中的溶解性有机物(soluble microbile products,SMP)和污泥絮体中胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)组成及含量的变化情况。结果表明:MBR-PAC对COD的去除效率比MBR高7.3%,对NH_4~+-N、NO_2-N去除的稳定性优于MBR;两工艺条件下膜通量随盐度变化呈现类似的趋势,即敏感期衰减,稳定期得到一定程度的恢复。养殖废水长期作用下,MBR-PAC膜通量是MBR的1.5倍,MBR-PAC的污泥粒径相对于MBR增加了52μm。盐度变化过程中,PAC由于其吸附性能及絮凝能力,能吸附本体溶液中的溶解性微生物代谢产物,相对于MBR,蛋白质的含量减少了34.0%。MBR-PAC适用于海产养殖废水的处理。     

膜生物反应器在猪场污水处理中的应用及技术现状

叙述了猪场污水的特点及膜生物反应器(MBR)处理猪场污水工艺的国内外应用及技术现状,对MBR用于猪场污水处理的几种典型工艺及应用实例、处理效果、操作条件的研究及膜污染和清洗方法等进行了讨论,并展望了MBR用于猪场污水处理的发展前景和今后的研究方向。     

膜生物反应器在猪场污水处理中的应用及技术现状

本文叙述了猪场污水的特点及膜生物反应器（MBR）处理猪场污水工艺的国内外应用及技术现状，对MBR用于猪场污水处理的几种典型工艺及应用实例、处理效果、操作条件的研究及膜污染和清洗方法等进行了讨论，并展望了MBR用于猪场污水处理的发展前景和今后的研究方向。     

利用秸秆堆肥过程处理猪场废水的研究

进行了以玉米秆、稻草、麦秆为载体吸收猪场废水的堆肥发酵试验，以探讨利用堆肥过程处理猪场废水的可行性。结果表明：秸秆与猪场废水联合堆肥发酵可以有效地处理利用猪场废水，秸秆吸收利用粪水的吸水比为1∶5.94～1∶6.65。秸秆吸收猪粪水堆肥的温度以及50℃、55℃以上持续时间比吸收猪粪水厌氧消化液的高。玉米秆、稻草堆肥温度以及50℃、55℃以上的持续时间高于麦秆的堆肥。以玉米秆、稻草为载体的堆肥，经历了一个pH下降的酸化过程，然后再上升至8以上；以麦秆为载体的堆肥几乎一直处于酸化过程中。堆肥过程中氮、磷、钾是一个累加的过程。以稻草为载体的堆肥，其钾的含量明显高于其余两种。秸秆吸收猪粪水的堆肥，氮、磷、钾含量高于吸收猪粪水厌氧消化液的堆肥。以猪粪水厌氧消化液或麦秆为原料的堆肥不利于腐殖酸，特别是胡敏酸的形成，而玉米秆+猪粪水、稻草+猪粪水的堆肥有利于胡敏酸的形成。结果证明采用堆肥过程处理利用猪场废水是可行的。     

园林地慢速渗滤系统处理农村分散式生活污水

针对农村分散式生活污水处理设施缺乏而面源污染严重的问题,该研究从土壤自净功能出发,结合传统土地慢速渗滤处理系统和澳大利亚FILTER系统技术特点,提出了园林地慢速渗滤农村生活污水处理系统,优化了污水处理工艺中的布水和排水系统,提高了系统的污水接纳与处理能力。试验结果表明该系统对TN(总氮)、TP(总磷)、COD(化学需氧量)、TOC(总有机碳)、NH4+-N(铵态氮)均有较好去除效果,平均去除率分别为80.7%、89.2%、89.5%、60.2%、85.7%,出水水质达到一级A类标准。该系统对农村生活污水处理效果良好,具有技术可行、成本有效和管理方便等特点,为中国现阶段农村生态环境建设提供参考。     

味精废液与微生物菌剂联用对基质培番茄的促生效应

通过随机区组设计盆栽试验,研究了不同接种处理以及不同营养液(即稀释30倍并调整pH的味精废液、无机营养液和清水)对番茄根、茎、叶全氮含量,干物重,产量构成因子,功能叶片叶绿素SPAD值,基质pH和电导率的影响。结果表明,基质接种微生物菌剂能显著提高番茄茎、叶全氮含量,并对基质pH和电导率有一定的改善作用;味精废液由于含有丰富的有机、无机营养,在提高番茄营养组织含氮量、结果数、叶绿素SPAD值方面作用显著;特别是味精废液和微生物菌剂联用对提高番茄茎含氮量具有显著的正交互作用。显然,味精废液经稀释降低电导率、调整pH等改性处理后作为基质栽培营养液应用对改善番茄营养特性、提高番茄产量、降低成本、解决其处理难的问题具有很好的效果,可望作为植物营养资源化循环利用的一条有效途径。     

马铃薯加工废水灌溉农田土壤肥力特征及其对施肥的响应

为探明施肥措施对马铃薯淀粉加工废水灌溉后农田土壤肥力的影响，设置7个施肥处理：T₁(CK)，不施肥；T₂，常规施肥；T₃，优化施肥(减氮增磷)；T₄，优化施肥+增氧剂；T₅，优化施肥70%+生物有机肥；T₆，优化施肥70%+生物有机肥+增氧剂；T₇，缓释肥(沃夫特26-10-12)，取样并检测土壤养分指标及微生物数量。结果表明，与灌溉前相比，灌溉后种植前0～20 cm和20～50 cm土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾均激增，分别增加68.65%、70.73%,95.47%、86.41%,434.60%、931.05%和485.07%、580.31%，收获后不同施肥处理土壤养分均显著下降，且处理间差异显著。灌溉后种植前0～20 cm土壤真菌、细菌和放线菌分别增加10倍、50倍和1.5倍，微生物总量增加34倍，收获后T₁中土壤真菌有所下降，其余施肥处理下土壤真菌显著增加，各施肥处理土壤细菌和微生物总量显著降低，放线...     

微氧预处理对有机废水厌氧消化产甲烷的影响

为了考察微氧预处理对有机废物厌氧消化产甲烷过程的影响,论文以合成废水为试验材料进行了试验研究。结果表明,在厌氧消化反应前进行一定时间的微氧预处理,可以强化水解产酸菌的作用,促进有机底物的水解酸化,从而有效促进甲烷的产生。微氧预处理4 h可以提高甲烷产量28%,提高最大产甲烷速率57.5%。10 h的预处理则对产甲烷菌具有毒害作用,甲烷产量显著降低,预处理时间过短,促进效果不明显。最佳的预处理时间为4～6 h。微氧预处理在控制好处理时间时可促进有机物水解酸化,因此可应用于复杂有机物如厨余垃圾等的厌氧发酵。     

Soil proprieties and alfalfa (Medicago sativa L.) responses to sustainable treated urban wastewater reuse

ABSTRACT

The present work aims to perform an experimental reuse study of raw and sustainable treated urban wastewaters in the irrigation of alfalfa (Medicago sativa L.) under semi-controlled conditions. The obtained results highlight a significant effect (p < 0.05) of water quality on soil monitored parameters. Compared to control soils irrigated with groundwater (GW), those irrigated with treated urban wastewaters from the modified activated sludge process (PTW) and raw urban wastewater (RW) showed significant increase in their organic matter (OM) and nutrients content. Indeed, in comparison to GW organic matter (OM) of RW and PTW was 5,37 and 3,84 times higher; Kjeldahl nitrogen (TKN) was 3,50 and 2,81 times higher and total phosphorus (TP) was 4,00 and 3,25 times higher, respectively. The results showed also a significant effect of water quality on yield, macro and microelements concentrations of alfalfa plant. Hence, the highest yield, macro and microelements uptake of the plant were obtained in response to irrigation with PTW and RW compared to control soil GW. Concerning trace metallic elements concentrations, pots irrigated with RW and PTW showed relatively higher concentrations than those of GW pots.     

浮萍净化氮磷污水生长条件研究

对分布在长江三角洲地区的5个浮萍品种，通过不同环境温度下氮磷模拟污水化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)三因素三水平正交试验，分别确定了5个浮萍品种在氮磷污水中的最佳生长条件，从而为进一步筛选长江三角洲地区高效净化氮磷污水的浮萍优化品种及其氮磷污水净化技术革新提供了基础。     

运行条件对膜生物反应器处理猪场厌氧消化液效果的影响

为探讨膜生物反应器处理猪场厌氧消化液效果和合适的操作条件,该文分别选择了三种不同的水力停留时间(HRT)、间歇曝气区曝/停比和膜出水抽/停比,根据三水平正交表安排试验.结果表明:进水COD为1240～1830 mg/L,BOD5为154～420 mg/L时,出水COD(化学需氧量)为208～811 mg/L,BOD5(生化需氧量)为7～13 mg/L,COD和BOD5去除率分别达到51.7%～83.2%和93.0%～97.1%.试验所选因素中HRT对COD去除效果的影响最大,HRT=24h与20 h、15 h时的COD去除率差异显著(P<0.05),分别平均提高7.3%和13.4%.当水温在24～28℃时NH4 -N去除效果随水温的升高明显提高,但水温上升到28.0～35.8℃时,NH4M; >-N去除效果随水温变化不大.