生物基质对煤渣改良地下渗滤系统脱氮效果的影响

地下渗滤系统(SWIS)对硝化、反硝化过程调控不灵活,导致其对氮的去除效果不够理想。组建了两套SWIS装置(1#装置:65～80cm段没有生物基质;2~#装置:65～80cm段添加生物基质),对沿程氮素、硝化和反硝化作用强度及氮还原酶活性进行分析。结果表明,两套装置均表现为硝化反应主要发生在20～60cm段,反硝化反应主要发生在60～80cm段。2~#装置的反硝化作用明显强于1#装置,因此其TN去除率高于1~#装置。硝化作用强度随深度增加而递减,反硝化作用强度随深度增加而递增。硝酸盐还原酶(NAR)活性随深度的增加而逐渐减弱,亚硝酸盐还原酶(NIR)活性随深度的增加先减弱后又增强。主要原因是2~#装置中添加了干化污泥作为生物基质,为反硝化作用补充了碳源,增强了脱氮能力。     

生物基质对SWIS脱氮效果及微生物的影响

为考察不同地下渗滤系统装置沿程脱氮效果的差异和脱氮微生物群落结构的分布状况,构建了2套改良装置(煤渣-生物基质的1~#、煤渣的2~#),对沿程出水的COD、氨氮、TN浓度和填料内的脱氮微生物丰度进行了测定分析。结果表明:系统在水力负荷为15 cm·d~(-1)下,1~#和2~#装置对氨氮平均去除率分别为75.59%、80.00%,对TN平均去除率分别为60.63%、57.96%,1~#的脱氮效果略优于2~#装置;由沿程氮污染物浓度变化可知,2套装置的TN去除范围主要在层高60～80 cm处。与2~#装置相比,添加生物基质的1~#装置TN去除率提高了9.60%,且其装置内的Bradyrhizobium、Pseudolabrys、 Dongia、 Rhodanobacter、 Rudaea等脱氮细菌的丰度也分别提升了0.51%、 1.52%、 1.02%、 10.49%和3.15%。因此,生物基质可促进SWIS内部脱氮微生物丰度提升,并通过提供反硝化的碳源来强化脱氮效果。     

海河流域河流空间分布特征及演变趋势

海河流域涵盖我国"京津冀"经济圈,河流对流域内人类生存和经济发展具有重要支撑作用,研究河流空间分布及演变趋势对于合理利用河流水资源、保护河流生态和实现经济可持续发展具有重要意义.本文运用遥感资料的GIS分析方法,对海河流域的河流地貌、水系结构、河流曲率和河网密度、闸坝等指标进行分析,发现:1海河流域河流地貌划分为上游山区段、中部平原段和下游滨海段,3个区段水系形状依次为树枝状(受人为干扰小),编织状(中度人为干扰),稀疏编织状(人为干扰强烈);2流域水库和水闸修建阻断河流纵向连续性,五大水系(滦河、北三河、永定河、大清河、子牙河)连续性指标值低于5;320世纪60年代—80年代—2000年,流域河流平均曲率不断减小,河网密度呈现不定向波动,反映出人为控制对河道形态改变程度大.今后应减少人类活动对河流自然属性的改变,河流治理和修复过程中应充分考虑保护和改造河流地貌、水系结构、河流曲率和河网密度.     

基于Copula相依函数的安徽省气温与降雨量相关性研究

当前全球气候变暖大背景下,气温和降雨量的交互作用引致农业气象灾害频发,给农业生产造成破坏性风险损失,因此探讨气温与降雨量之间的动态相依关系尤为重要。搜集安徽省24个气象观测站1980~2014年的气温与降雨量日数据,对原始数据进行矩平均处理,使两组数据列满足独立同分布的要求。采用非参数核估计的方法确定气温与降雨量的边缘分布。根据降雨量和气温的均匀分布散点图和频数分布直方图可知,安徽省气温和降雨量之间呈现一定程度的负相依关系,即图形中表现出气温与降雨量的上下尾之间的对称性。综上分析,选择可以刻画两个变量具有上下尾对称关系的Copula函数对气温与降雨量的相依关系进行拟合,最终在平方欧式距离最小的原则下选定二元t-Copula函数做出气温与降雨量之间的联合概率密度函数图。研究结果发现:1据安徽省气温与降雨量联合概率分布可知,当降雨量上升时,气温下降;或气温上升时,降雨量会下降,气温与降雨量之间呈现为中等负相关关系(–0.280)。2极值相关性方面,从t-Copula密度函数图和上下尾相关系数看,安徽省气温与降雨量在极值方面具有较为明显的相依关系,表现为当气温和降雨量超过正常范畴时,二者相依关系从负相关转变为正相关,此现象多出现在极端气候条件下,例如极端高温和大暴雨时气温与降雨量的正相依性。     

碳源及水力负荷对渗滤系统污水处理效果影响

农村污水能否有效处理是影响农村经济生态发展的关键问题,地下渗滤系统能有效处理农村污水并在实际中得到广泛运用,但其存在可承受的水力负荷较低、脱氮效果不理想的问题。为提高系统的抗冲击负荷性能及脱氮效果,文章选用不同物化性质的填料对地下渗滤系统进行改良,对改良地下渗滤系统中COD、TP、NH_4~+-N、TN的去除效果进行分析,研究不同补充碳源、不同水力负荷、不同改良填料对系统脱氮效果的影响。结果表明:葡萄糖为碳源时对COD、TP、TN平均去除率更高;在系统可抗冲击负荷范围内,提高水力负荷能增强系统的脱氮效果;在改良系统中添加生物基质能在不影响其他污染物去除的情况下,同时增强系统的抗冲击负荷能力和脱氮效果。     

Tix-Ni1-x-MOFs的制备及其CO选择性催化还原NOx研究

采用溶剂热法和微波法合成了不同比例的Ti_x-Ni_1-x-MOFs材料,并用于以CO为还原剂的选择性催化脱硝反应。结果表明,双金属Ti_x-Ni_1-x-MOFs的NO还原率显著高于单金属Ni-MOF,且反应温度窗口更宽,其中,Ti_0.2-Ni_0.8-MOF表现出最佳的脱硝效率,在200~400^oC温度范围达到100%的转化率。通过XRD,FT-IR,SEM,TGA,XPS,N₂吸脱附等表征手段发现,Ti掺杂Ni-MOF后有利于改善原子分散性,Ti、Ni间金属的相互作用有利于产生丰富的高效Ni-O-Ti位点,加强Ni²⁺+Ti⁴⁺↔Ni³⁺+Ti³⁺氧化还原循环,从而明显提高了NO+CO催化反应性能。与溶剂热法相比,微波法制备Ti_0.2-Ni_0.8-MOF具有合成效率高、结晶度好、晶粒细小均匀的优势,并进一步提高了其低温脱硝效果。