基于定额法和GM(1,1)模型对河南省2030年需水量的预测与情景分析

采用定额法和GM (1,1)模型对河南省2030年的需水量进行预测,并设计了保持现状型、经济发展型、节水型和综合发展型四个发展情景进行分析。结果表明：四种情境下的需水量分别为253.7亿m³、278.5亿m³、220.2亿m³和260.7亿m³;农业灌溉用水占全省用水量近55%,提升农业灌溉水的利用效率对改善全省的水资源利用效率有巨大作用,同时,调整产业结构也可以提高水资源利用率;综合考虑四种发展情景,河南省未来的发展趋势应向综合发展型社会靠拢,使经济、环境和社会协同发展;需水量受人口数量、生产总值、产业结构等多种因素的协同影响。     

常温下生物陶粒反应器中亚硝酸型硝化的试验研究

采用生物陶粒反应器,研究了常温下亚硝酸型硝化的实现过程。试验结果表明,在水力负荷0．6m／h,气水比(3-5):1,水温20-25℃,进水CODCr负荷1．91-5．59kg／(m3·d),氨氮负荷0．77-1．33kg／(m3·d)的条件下,生物陶粒反应器对氨氮的平均去除率可达到80．91％,出水中亚硝酸氮占到亚硝酸氮和硝酸氮总和的90％以上。对生物陶粒反应器中各种不同无机氮化合物沿程变化的研究进一步表明,在反应器中实现了稳定的亚硝酸盐积累。对影响亚硝酸型硝化的各因素进行了分析,认为溶解氧控制是常温下反应器实现亚硝酸型硝化的最关键因素。     

产细菌素乳酸菌筛选方法的研究进展

近年来新型的乳酸菌细菌素不断出现,而对这类乳酸菌的筛选方法也从传统的平板筛选法,逐渐向基于生物信息学的高通量、快速筛选模式发展。文中比较了琼脂扩散法、比浊微孔板生物测定法、生物荧光法、基于PCR方法的快速筛选等方法的优缺点以及产细菌素乳酸菌的快速筛选策略,期望对新型乳酸菌细菌素的开发和利用提供新思路。     

复合型生物絮凝剂的培育及其活性组分分析

利用农业固体废弃物秸秆类纤维素为原料制备复合型生物絮凝剂(CBF),优化了CBF的培育条件。同时解析了CBF活性物质在发酵液中的分布,并对CBF的活性组分进行了研究。结果表明,在高效纤维素降解菌HIT-3的作用下,秸秆类纤维素发酵3天产糖量达到高峰,此时接入CBF产生菌于灭菌后的纤维素发酵液中,在30℃、140r/min的旋转式摇床上培养36h,整个过程中只需将纤维素发酵培养基的pH值调节到7.2。在上述条件下CBF可获得较优的絮凝效果;多糖是CBF的主要组成成分,CBF的热稳定性良好。其絮凝活性物质主要分布在上清液中。     

一株反硝化聚磷菌生长及脱氮除磷特性

为进一步探讨反硝化除磷机理,试验采用前期分离一株典型的反硝化聚磷菌,研究其生长及除磷脱氮特性。利用纯菌和反应器静态模拟试验考察了不同电子受体对脱氮除磷效率的影响。该反硝化聚磷菌的生长曲线比较典型,其潜伏期不足1h,对数生长期约为14h,菌株除磷过程中吸磷与硝氮去除呈良好的线性关系,对硝氮和亚硝氮两种电子受体都能利用,该菌株相对亚硝酸盐敏感性低,不同的电子受体并未对菌株除磷效果有明显的影响,吸磷率都达到60%以上。反应器静态模拟实验验证了在反应器内存在的主要优势DPB菌对两种不同电子受体都能利用,与菌株实验结果一致。     

微生物菌剂的构建及其在污水处理中的应用

如何针对不同污水水质、处理目标及现场操作条件,构建与之适应的微生物菌剂,掌握一套简单易行、行之有效的菌剂构建方法,对提高污水处理效果、增强生化处理系统应对环境波动的能力具有十分现实的意义.以低温城市污水和难降解石化废水的高效处理为例,结合生态学一般原理,系统研究了微生物菌剂的构建方法及实际应用效果.工程实践效果表明:向城市污水中投加微生物菌剂后,在生化池平均水温为13 ℃的条件下,仅用14 d就完成了生化处理系统的启动,使污水处理厂得以提前投入运营;向石化废水中投加微生物菌剂后,系统对难降解有机污染物的去除效果和抵抗冲击负荷的能力都大大增强.微生物菌剂的成功构建及应用取得了良好的环境及经济效益.     

基于菌根技术的“三段式”农业面源污染防治研究展望

为解决流域农业面源污染严重、分布广泛、难以有效治理的问题,在根据流域面源污染"产、流、汇"的扩散特征基础上,创新性地提出"三段式"流域面源污染综合防治方法,即:以源头减量为目的的农业清洁生产,以过程削减为目的的缓冲带截留技术,以终端净化为目的的复合生物强化修复技术,从而形成全流域综合防治体系。在此过程中,应充分重视菌根共生体在生态系统受损和污染环境生态修复领域的优势,对其在流域农业面源污染治理的各个阶段中可能发挥的重要作用进行了介绍与展望,提出一种依托生态系统自净功能并辅助以生物强化手段的面源污染防治理念,是一种绿色、安全、有效、契合农业面源污染扩散特征的全流域综合治理方法,以期为流域水环境质量改善和面源污染治理提供新思路。     

SWAT模型土壤数据库的本土化构建方法研究

SWAT模型是美国农业部开发的一个进行流域水文与非点源污染模拟的优选模型,北美与我国土壤分类系统差异而导致的SWAT模型土壤数据库在我国难于建立的问题是影响此模型在我国应用的瓶颈。鉴于此,以阿什河为例,采用联合国粮农组织公开的和谐世界土壤数据库1.1版为基础数据,结合SPAW模型计算,探索了一种便捷、有效的SWAT模型土壤数据库的本土化构建方法。经过检验,构建的阿什河流域SWAT模型的月相关系数(R2)达到了0.894、纳什效率(ENS)达到了0.892,取得了非常好的模拟效果。该方法可推进SWAT模型在我国的应用,提高我国流域水文和面源污染模拟与防控研究水平。     

A~2/O系统在低温和中温条件下的启动运行特征

为寻求北方寒冷季节污水生物处理系统出水达标率下降的控制对策,分别在23和14℃下启动运行了A2/O污水处理系统,对其运行特征和污染物去除性能进行了比较分析。结果表明,温度下降不仅会降低污水生物处理系统的效能,而且对启动过程也有显著影响。在相同条件下,23℃水温的A2/O系统启动更快,其对COD、NH3-N和TP的去除率分别为89.5%、94.7%和96.3%,出水浓度均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。在14℃下,A2/O系统出水的COD和TP浓度仍可满足GB 18918—2002的一级A标准要求,但NH3-N浓度在8.7 mg/L左右,不能满足一级A标准,对于北方寒冷季节A2/O污水处理系统的运行管理,应重点关注对NH3-N氧化能力的调控。     

基于SWAT模型的流域河网提取方法

为快速获得低等级河流的高精度河网,以松花江一级支流——阿什河为例,运用SWAT模型和河网密度相结合的方法合理计算集水面积阈值,通过最佳阈值的设定准确提取数字河网。研究结果表明:过大或过小的集水面积阈值都将导致所提取的河网与真实河网不符,当集水面积阈值5 km2时,河网密度及其一阶导数趋于稳定、二阶导数趋于零,说明河网变化趋于稳定,提取河网接近真实河网;当集水面积阈值分别为5、10和20 km2时,三者的模拟结果在平原区差距较小、在山区差距较大,其中当阈值为10 km2时,提取的河网与真实河网吻合度最高。采用相对误差Re、相关系数R2和纳什效率系数Ens对模拟结果进行验证和评价,结果显示,当集水面积阈值为10 km2时,Re=6%、R2=0.996、Ens=0.987,模拟结果最好。