【摘 要】
:
堆肥被认为是处理沼渣、餐厨垃圾、污泥、畜禽粪便等有机固废的有效手段,然而堆肥过程中产生的各种恶臭物质逐渐限制了堆肥技术的发展和实际应用。已有研究表明,以堆肥熟料为主要滤料的生物滤池去除效率较高,非常适宜处理排气流量较大而污染物浓度相对较低的废气,且运行过程中不产生二次污染,是控制堆肥臭气污染的理想方法。目前已有的对生物滤池除臭能力的研究中,针对除臭过程的量化分析较少,特别是对非恒定负荷条件下生物滤
【基金项目】
:
国家自然科学基金面上项目,项目名称:生物滤池处理氨气过程中氧化亚氮产生途径和硝化反硝化机制研究,编号:32072784;
论文部分内容阅读
堆肥被认为是处理沼渣、餐厨垃圾、污泥、畜禽粪便等有机固废的有效手段,然而堆肥过程中产生的各种恶臭物质逐渐限制了堆肥技术的发展和实际应用。已有研究表明,以堆肥熟料为主要滤料的生物滤池去除效率较高,非常适宜处理排气流量较大而污染物浓度相对较低的废气,且运行过程中不产生二次污染,是控制堆肥臭气污染的理想方法。目前已有的对生物滤池除臭能力的研究中,针对除臭过程的量化分析较少,特别是对非恒定负荷条件下生物滤池稳定运行能力的研究欠缺,同时缺少不同来源堆肥熟料作为生物滤池主要滤料之间的对比研究。此外,已有研究关注到生物滤池运行过程中产生的温室气体氧化亚氮(N2O),但对其产生途径和微生物机理的研究仍不够深入。针对以上问题,本研究以堆肥产气中的氨气(NH3)为主要目标污染物,在监测了不同NH3负荷下生物滤池去除效率的基础上,确定了滤料的吸附作用和微生物转化作用对生物滤池除氨性能的贡献程度,同时在非恒定NH3负荷条件下,对比了不同来源滤料的长期稳定运行能力,采用氮素平衡计算的方法分析滤料内的氮素转化过程,为生物滤池的实际应用提供理论依据。此外,进一步监测了不同运行条件下生物滤池内N2O的排放情况,通过相关性分析确定N2O产生的影响因子,并从微生物群落结构的角度解释N2O产生的主要途径,对于削减生物滤池运行过程中的温室气体排放具有理论和实践意义。不同NH3负荷下生物滤池的运行结果表明,中浓度(200mg/m~3)生物滤池运行状况最稳定,总体去除率能够维持在85%以上,其中最底层滤料承担去除NH3的主要作用,底层滤料的有效高度每增加10cm,总去除率可以提高30%左右。生物滤池滤料内发生了明显的微生物转化过程,从NO2--N和NO3--N的累积结果可以得知,滤料内主要发生的是硝化反应。实验应用的两种不同来源滤料生物滤池在非恒定NH3负荷条件下均有较强的抗冲击负荷能力,其长期运行状态均能保持稳定,以畜禽粪便堆肥熟料为主要滤料的生物滤池几乎不需要启动时间,而剩余污泥堆肥熟料则需要一段时间的驯化过程。滤料内硝化反应主要发生在中上层,其中累积输入的氮素绝大部分以无机氮的形式存留在滤料内,在运行初期以NH4+-N为主,随着运行时间的延长NO2--N和NO3--N的累积量也有所增加。生物滤池内N2O的排放量随运行时间的增加呈逐渐上升的趋势,其中以畜禽粪便堆肥熟料为主要滤料的生物滤池在系统运行后期N2O排放浓度大幅增加,而剩余污泥堆肥熟料内N2O的排放浓度比较稳定。相关性分析及验证结果表明滤料内NO2--N含量与N2O排放量之间呈显著正相关关系,即NO2--N的逐渐累积可能会造成N2O的剧烈释放。通过对滤料内微生物群落结构的分析,证明好氧条件下的氨氧化过程和好氧反硝化过程是N2O产生的主要途径,添加硝化抑制剂可以显著降低生物滤池内N2O的排放浓度,但对生物滤池的稳定除氨能力产生了较大的影响,若通过该方式尝试削减生物滤池内N2O的排放,需要在尽可能保持生物滤池稳定运行能力的基础上,进一步考虑硝化抑制剂的投加量。
其他文献
随着中国和国际社会对碳排放问题的日益关注,“中国碳中和50人论坛”于2021年5月在北京成立。中国的碳中和问题不仅对中国的环境保护方面十分重要,对世界来说也是重大的问题,此次论坛的口译好坏会影响到国内外公众的信息获取。因此对这方面的研究十分有必要。本报告以释意理论为基础,分析“碳中和50人论坛”中部分发言人演讲的译文,试验性地提出了汉英口译中的一些技巧和方法,并结合实例进行了具体的分析.释意理论认
钼作为一种稀有的高熔点重金属,其日常的大规模开采及排水井、尾矿库泄露会造成矿区周围土壤钼污染风险,但目前将钼作为污染物的研究较少,有效的钼污染土壤修复技术有待探索。近年来,植物、微生物及其修复因成本低、环境友好等原因得到了广泛关注,而钝化修复可以弥补生物修复时间长的问题。因此,本实验筛选得到了耐钼菌株及钼富集植物,盆栽实验优选了适宜的菌剂和钝化剂进行植物-菌剂-钝化剂联合修复研究,考察了联合方案常
膜分离技术可以有效地将水分子与盐离子分离开来,是应对淡水危机的一种极具使用前景的工艺。正渗透技术(FO)因其具有无外压能耗低、设备简易成本低等优点而受到广泛的关注,并在多个研究方向得到了应用。但是由于目前的正渗透膜存在膜通量与膜分离性能之间的trade-off效应问题,导致正渗透技术难以推广应用。因此,本论文使用金属有机骨架(MOF)材料对聚酰胺复合膜的选择层进行改性。此外,系统地研究了聚酰胺复合
钙钛矿材料和湿式氧化技术因其各自高效的催化性和氧化能力而被广泛应用于污废水处理领域。但钙钛矿材料的稳定性不强且传统湿式氧化技术需在高温高压条件下才能达到较高的氧化效率等问题限制了其实际应用前景。本研究采用溶胶-凝胶法合成一系列镧系钙钛矿氧化物,并通过B位掺杂和改变金属配比对其改性。利用镧系钙钛矿氧化物和基于湿式空气氧化(WAO)技术和Fenton技术的催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)技术以处理成分
有机废水两相厌氧生物处理工艺,可通过对产酸相(产酸发酵菌群)和产甲烷相(产甲烷菌群)的分别调控,提高废水处理效能和系统运行稳定性,但在实际工程应用中,仍然面临处理效能有待提升、遭受冲击负荷后的效能恢复较慢等亟待解决的问题。微量元素钴(Co),不仅是微生物生长因子维生素B12(VB12)的中心离子,也是一些厌氧代谢关键酶的辅因子,适量的钴离子(Co2+)可有效提高厌氧微生物的生长代谢活性。本文通过产
挥发性有机物(Volatile organic compounds,VOCs)广泛存在于大气环境中,其作为一次污染物不仅成分复杂,且来源广泛;此外还可以通过光化学反应生成臭氧(Ozone,O3)和二次有机气溶胶(Secondary Organic Aerosol,SOA)等二次污染物,会对环境和人体造成一定的负面效应。因此研究一个城市或地区大气环境中VOCs的污染特征、时空分布、来源解析以及环境健
近几年,利用碳链增长反应将废弃生物质厌氧发酵产生的小分子有机物合成为中链脂肪酸(MCFAs)受到广泛关注,MCFAs凭借其高能量密度和低溶解度在诸多资源化产物中脱颖而出。复杂生物质豆渣作为大豆制造业的副产品,在我国每年产生约两千万吨。由于其不耐贮藏、口感较差和味道大的问题,豆渣大部分会被直接丢弃,造成资源浪费和环境污染。简单的饲料化处理不能满足当前节约资源和保护环境的国策,也不能响应国家碳达峰和碳
在农村环境整治和长江经济带发展规划的共同背景下,针对长江经济带农村地区特征差异性大、工艺种类多选择困难、照搬城镇污水处理技术与模式、处理标准不一致等问题,本文构建了一套系统的、科学的长江经济带农村污水处理设施优选工艺选择模型体系,为后续长江经济带农村污水治理建设提供分析方法和参考依据。本课题研究从数据库的建立、工艺选择模型构建以及案例分析验证三方面进行。首先是基于长江经济带农村生活污水治理情况,建
介质阻挡放电等离子体(dielectric barrier discharge plasma,DBDP)技术作为一类新兴的AOPs,能对水中有机污染物进行高效和快速的去除,为了提高DBDP的水处理效能和放电等离子体的能量利用率,等离子体催化技术成为了近年来的研发热点。催化过程主要是基于对放电生成的紫外光、H2O2和O3等物理和化学效应进行充分利用,其中,过渡金属基催化剂材料在DBDP体系中展现出了
目前,由于人类活动向水体排放过量的磷酸盐(PO43-)造成的水体富营养化等问题对生态环境造成了严重威胁;同时全球面临着严重的磷资源危机,针对城市生活污水中的磷资源回收刻不容缓。传统的强化生物除磷法,存在磷去除效率相对低且不利于后续磷的回收与利用等问题。而化学除磷法中的化学强化初次沉淀(CEPS)具有极大的磷回收潜质。然而,化学除磷存在药剂投加量大、磷回收潜力尚待评估等问题。本研究提出了利用CEPS