羟基磷酸钙结晶法回收大型水生植物发酵液中磷酸盐研究

为有效回收大型水生植物发酵液中磷,选择挺水植物西伯利亚鸢尾(Iris sibirica L.)和圆币草(Hydrocotyle vulgaris)进行发酵试验,分析不同pH值下发酵液中磷回收的效率和纯度,探索羟基磷酸钙(hydroxyapatite,HAP)结晶法回收水生植物发酵液中磷酸盐的可能性。结果表明:西伯利亚鸢尾和圆币草发酵液中钙磷摩尔数比分别为2.7和10,镁磷比分别为1.4和1.6,适合采用HAP法回收磷酸盐。不同水生植物发酵液调节pH值回收磷曲线相似,在pH为8.5时西伯利亚鸢尾和圆币草发酵液磷酸盐回收率分别达到89%和91%,产生的羟基磷酸钙沉降性能良好。X射线荧光光谱分析分析结果表明pH为8.5时沉淀物中P2O5质量分数超过25%,羟基磷酸钙为主要成分。pH调节超过8.5后沉淀物中碳酸钙含量会随着pH上升而不断增加,影响羟基磷酸钙的纯度,因此,回收磷酸盐适合的pH值为8.5。     

大型水生植物的资源化利用

为了更好地利用大型水生植物,防止二次污染,在分析大型水生植物传统资源化利用途径的基础上,提出了大型水生植物资源化利用的新途径,即利用大型水生植物厌氧发酵生产有机酸和制备生物质炭,用于污水处理的脱氮除磷,以利于碳素循环。     

孤立运行模式下海岛综合能源系统的能量控制策略

我国海域面积辽阔,海岛数量众多,它们远离大陆,但周围都有着丰富的自然资源。如果可再生能源得到充分利用,就可以保证岛上的可持续能源供应。提出了以海岛综合能源系统作为海岛供电的方案。该系统由风力发电机、光伏发电机、柴油发电机、海水淡化负荷、常规负荷、电转气装置和燃料电池组成,充分利用海岛周围的自然资源,解决海岛自身的供电需求和淡水需求;研究电转气技术和燃料电池在系统中的应用,实现电力系统-天然气系统的互联;给出了一种海岛综合能源系统能量控制策略,实现系统内功率分配,为海岛提供电力和淡水供应。仿真结果验证了该策略的有效性,为海岛综合能源系统的运行和控制提供了一个可靠的解决方案。     

孤立运行模式下海岛综合能源系统的能量控制策略

我国海域面积辽阔,海岛数量众多,它们远离大陆,但周围都有着丰富的自然资源。如果可再生能源得到充分利用,就可以保证岛上的可持续能源供应。提出了以海岛综合能源系统作为海岛供电的方案。该系统由风力发电机、光伏发电机、柴油发电机、海水淡化负荷、常规负荷、电转气装置和燃料电池组成,充分利用海岛周围的自然资源,解决海岛自身的供电需求和淡水需求;研究电转气技术和燃料电池在系统中的应用,实现电力系统-天然气系统的互联;给出了一种海岛综合能源系统能量控制策略,实现系统内功率分配,为海岛提供电力和淡水供应。仿真结果验证了该策略的有效性,为海岛综合能源系统的运行和控制提供了一个可靠的解决方案     

湿生植物根系泌氧能力与其结构相关性研究

为了更好地了解湿生植物对湿地基质供氧能力,对西伯利亚鸢尾、风车草、芦竹和腺柳根系泌氧能力进行研究,并计算湿地植物泌氧能力,为人工湿地不同植物选择提供参考数据。结果表明:在26℃、3000 lux光照的水培条件下,芦竹根系干重泌氧率最高,达到0.201 mmol/(g·h)。湿生植物植株干重泌氧速率与根重-根长比及植株-根系干重比呈显著正相关(p0.01),也与根系孔隙度呈显著正相关。除木本植物腺柳外,西伯利亚鸢尾、风车草和芦竹单植株干重的泌氧率与通气组织面积占比呈显著正相关(p0.01),而与根系表皮层平均厚度呈显著负相关(p0.01),因此,通气组织发育程度和根系表皮层厚度也是影响湿生植物根系泌氧能力的重要因素。基于试验条件,湿地芦竹泌氧率为38.4 g/(m~2·d),湿地腺柳泌氧率为98.3 g/(m~2·d),都高于西伯利亚鸢尾和风车草泌氧率。因此,腺柳和芦竹有利于提高湿地基质中氧含量,其根际易于形成好氧环境。     

有机粘土在工业废水处理中的应用

研究了季铵盐阳离子表面活性剂十六烷基铵离子（HDTMA）改性的蒙脱土在处理工业废水中的应用。结果表明：有机粘土对废水中有机污染物具有很强的吸附能力，且微生物的存在为有机粘土的再生提供了可能。因此在处理有机工业废水方面，有机粘土具有相当大的应用前景。     

太湖流域上游降水量对入湖总氮和总磷的影响EI北大核心CSCD

为探究环太湖河道入湖总氮和总磷通量的变化原因,分析了其与太湖流域上游降水量的相关性,并阐明了环太湖河道入湖氮磷的主要来源。结果表明:2010—2019年,太湖流域年平均降水量为1322 mm,较1986—2009年平均降水量增加15%,湖西区和浙西区年平均降水量分别为1263 mm和1552 mm;环太湖河道入湖总氮和总磷平均年通量分别为3.24万t和0.18万t,主要来源于湖西区和浙西区;太湖流域、湖西区、浙西区河道入湖总氮和总磷通量与相应区域年降水量之间均呈显著正相关关系,土地利用类型的差异使得湖西区河道入湖总氮和总磷通量随降水量增加的响应程度要强于浙西区;面广量大的城镇和农业面源污染是入湖氮磷的主要来源之一,降雨导致的部分雨污合流污水入河也是氮磷污染负荷增加的原因之一;湖西区和浙西区的降水量增加,尤其是强降水量增加,不仅会导致面源污染负荷增大,而且会导致太湖上游河网水系水力停留时间减少,降低水体自净能力,增大入湖总氮和总磷通量。     

表面流人工湿地不同植物及其组合净化污水处理厂尾水研究

为提高表面流人工湿地对低污染水的生态净化效率,对人工湿地中湿生植物的组成进行比选研究,设置8个由不同湿生植物(包括挺水、沉水和浮叶植物)组成的表面流人工湿地,比较其净化尾水氮磷效果。结果表明:挺水植物圆币草(Hydrocotyle verticillata)和大聚藻(Myriophyllum aquaticum)组合的表面流人工湿地净化尾水氮磷效果最好,其人工湿地对TN、NO-3-N和NH3-N的平均去除率分别为68.6%、62.6%和78.2%,对TP和溶解性无机磷(DIP)的平均去除率分别为64.5%和80%。浮叶植物睡莲(Nymphaea L.)人工湿地去除氮磷能力次之,TN、NO-3-N、NH3-N、TP和DIP平均去除率分别为55%、55.2%、63.3%、56.1%和64.7%,体现一定的污染物去除潜力。沉水植物苦草[Vallisneria natans(Lour.)Hara]在与圆币草等共存净化尾水过程中逐渐失去优势种地位。而由黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)和再力花(Thalia dealbata)等挺水植物构建的表面流人工湿地,虽然生物量高,但其氮磷去除效果较差,尤其是再力花人工湿地对TN、NO-3-N和NH3-N平均去除率仅在18%~36.2%之间,对TP和DIP平均去除率也分别只有41.5%和38.7%。因此,采用圆币草和大聚藻组合构建的表面流人工湿地能更有效净化污水处理厂尾水中氮磷,对TN的去除尤为高效,能有效提升尾水水质。     

淡水湖泊微生物硝化反硝化过程与影响因素研究

简述了参与硝化反硝化过程的微生物类型及其影响因素,指出湖泊中底栖动物提高了沉积物中氨氧化菌的丰度,加快了沉积物和上覆水反硝化过程,同时底栖动物的肠道也是反硝化场所并释放N2O。研究淡水湖泊中硝化反硝化微生物群落结构组成及多样性,阐述硝化反硝化的分子生物学机制,探索底栖动物对参与氮循环微生物群落结构与功能影响。