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生物滴滤器中挥发性有机物去除的关键影响因素

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生物滴滤器中挥发性有机物去除的关键影响因素

作者：瞿畏湖南大学

学位级别：硕士

生物滴滤器处理废气流中的挥发性有机物是一种新技术。生物滴滤器主要是利用附着于填料层上的微生物来捕食挥发性有机物,具有成本低、操作简便、无二次污染等优点,在处理低浓度、生物可降解性好的气态污染物时优势更加明显。因此,生物... 详细信息

生物滴滤器处理废气流中的挥发性有机物是一种新技术。生物滴滤器主要是利用附着于填料层上的微生物来捕食挥发性有机物,具有成本低、操作简便、无二次污染等优点,在处理低浓度、生物可降解性好的气态污染物时优势更加明显。因此,生物滴滤器成为当前研究的热点。生物滴滤器中生物膜的增长情况对挥发性有机物的去除有着显著意义;生物膜过度蓄积,可能导致反应器的堵塞和挥发性有机物去除效率的降低。本研究在气液双膜理论的基础上,建立了一个简便实用的生物膜增长的数学模型,即气相、生物膜相的有机物浓度动态方程和生物膜厚度动态方程组成的微分方程组,同时估计了模型参数,建立了数值计算方法。并以甲苯为挥发性有机物原型,研究了不同进气浓度和空床停留时间下填料表面生物膜厚度随生物滴滤器运行时间和床层高度的变化规律,以及甲苯去除效率在这些参数变化时的变化规律。研究结果表明:在滴滤床的同一高度生物膜的厚度随时间增长而增大,同一时刻生物膜的厚度和增长速度沿反应器进气方向逐渐减小,进气浓度和空床停留时间增大时生物膜增长加快;处理效率随反应的进行先升高后降低,处理效率随着进气浓度降低、空床停留时间增大相应提高,达到最大处理效率的时间随进气浓度增大、停留时间增长而相应增大。与实验结果或已发表的研究结果相比较,此研究结果符合实际。根据此数学模型,可以计算出在不同运行参数变化的条件下生物膜的累积情况,在实际中可以通过控制运行参数,从而控制生物膜的增长,使其在适当的范围内变化,尽量提高有机物的去除效率,达到使生物滴滤器高效正常运行的目的。

关键词：生物膜生物滴滤器数学模型挥发性有机物

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新型单级强化自养脱氮系统关键因子优化研究

长沙理工大学学报（自然科学版） 2022年第2期19卷 28-36页

作者：刘珂吴莎陈婧杨恩喆瞿畏陈宏长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室湖南长沙410114 长沙理工大学洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室湖南长沙410114 长沙环境保护职业技术学院湖南长沙410004

【目的】探究不同进水碳氮比值(carbon to nitrogen ratio,C/N)对新型单级强化自养脱氮系统脱氮性能的影响,探究该系统所能耐受的最佳进水C/N值,解决该系统在实际工程应用中的技术瓶颈问题,推动洞庭湖水质污染问题的解决。【方法】以自... 详细信息

【目的】探究不同进水碳氮比值(carbon to nitrogen ratio,C/N)对新型单级强化自养脱氮系统脱氮性能的影响,探究该系统所能耐受的最佳进水C/N值,解决该系统在实际工程应用中的技术瓶颈问题,推动洞庭湖水质污染问题的解决。【方法】以自主创新的气升式内循环新型单级强化自养脱氮系统为试验装置,采用长期连续试验结合异位活性批次试验的方法,通过调节、控制反应器曝气量、温度、氢离子浓度指数(potential of hydrogen,pH)、进水氨氮和有机物含量等重要工艺参数,定期采集系统的污泥样品,测定污泥含量,运用高通量测序技术,研究不同进水C/N值对系统的长期连续运行性能及微生物群落演替的影响。【结果】(1)通过为期364d的长期连续运行监测发现:当进水C/N值从0.0增加到2.0且系统运行稳定时,总氮去除效率维持在80%以上;当进水C/N值达到2.0时,系统的脱氮性能最高;当进水C/N值超过2.0时,系统的脱氮性能下降,且达到稳定运行状态所需的时间更长。(2)在该系统稳定运行时,其有机物去除率也能维持在较高水平。(3)系统的厌氧氨氧化菌的优势菌属为Candidatus Brocadia,氨氧化菌的优势菌属为Nitrosomonas,反硝化菌的优势菌属为Denitratisoma;随着系统进水C/N值的增大,Candidatus Brocadia和Nitrosomonas的相对丰度一直呈下降趋势。【结论】综合运行性能与经济成本,认为气升式内循环新型单级自养脱氮系统的最佳进水C/N值为1.0。此时,虽然氨氧化菌与厌氧氨氧化菌的相对丰度不是最大的,活性不是最强的,但是工艺内各功能菌群的协同作用使得脱氮性能维持在较高水平。当C/N值超过最优值后,脱氮性能有所降低。

关键词：废水处理自养脱氮部分亚硝化厌氧氨氧化有机物碳氮比值脱氮能力

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生物沸石人工湿地处理分散养猪冲洗水性能

环境科学 2016年第9期37卷 3508-3517页

作者：牟锐沈志强周岳溪陈学民伏小勇谭蕾蕾瞿畏兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070 中国环境科学研究院水污染控制技术研究中心北京100012 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 湖南省排污权储备交易中心长沙410014

以构建的三级生物沸石人工湿地处理分散养猪冲洗水厌氧出水,考察了湿地的运行性能、污染物随时间变化以及生物沸石层ORP分布情况.结果表明,三级生物沸石人工湿地可高效地去除分散养猪冲洗水厌氧出水的COD、N和P,且耐NH_4^+-N冲击负荷.... 详细信息

以构建的三级生物沸石人工湿地处理分散养猪冲洗水厌氧出水,考察了湿地的运行性能、污染物随时间变化以及生物沸石层ORP分布情况.结果表明,三级生物沸石人工湿地可高效地去除分散养猪冲洗水厌氧出水的COD、N和P,且耐NH_4^+-N冲击负荷.湿地水力负荷为0.047 m^3·(m^2·d)^(-1)时,COD、NH_4^+-N和TN(平均质量浓度分别为477.7、155.3和176.4mg·L^(-1))主要在湿地一区被去除,平均去除率分别为80.6%、55.3%和58.1%.生物沸石强化硝化作用明显,硝化产物主要为硝酸盐,湿地一区、二区和三区的NO_3^--N产生质量浓度分别为85.85、91.06和82.41 mg·L^(-1),一区沸石层产生的硝酸盐可被其下部砖渣层微生物利用水中剩余有机物为底物,通过反硝化途径去除.TP主要靠砖渣吸附去除,微生物的作用相对较小.三级湿地沸石层复氧效果均较好,大部分ORP值都保持在400 m V以上.

关键词：生物沸石人工湿地强化硝化潮汐流分散养猪废水

曝气调控恢复主流自养脱氮性能及脱氮菌群特性研究

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环境保护科学 2022年第5期48卷 105-109页

作者：刘人源罗红梅涂智瞿畏彭阳陈宏广东自远环保股份有限公司广东梅州514700 湖南省气象服务中心湖南长沙410118 长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 江西环境工程职业学院江西赣州341000

针对主流条件下部分亚硝化-厌氧氨氧化(PNA)工艺难以维持长期稳定运行的问题,采用气升式内循环反应器构建一段式反应系统,探究高溶解氧浓度导致工艺脱氮性能失稳后,原位恢复工艺脱氮性能的可行性及调控策略。结果表明,仅通过适宜的曝气... 详细信息

针对主流条件下部分亚硝化-厌氧氨氧化(PNA)工艺难以维持长期稳定运行的问题,采用气升式内循环反应器构建一段式反应系统,探究高溶解氧浓度导致工艺脱氮性能失稳后,原位恢复工艺脱氮性能的可行性及调控策略。结果表明,仅通过适宜的曝气调控,主流PNA工艺的脱氮性能可以实现原位恢复。在进水氨氮浓度为(50±1.81)mg/L、曝气速率为0.30 L/min的条件下,工艺的氮去除率可恢复至74.8%,氮去除速率达0.46 kg N/m^(3)·d。此外,曝气调控能够提高胞外聚合物中蛋白质的含量,从而提升污泥浓度和促进污泥颗粒化;氨氧化活性和厌氧氨氧化活性得到了增强,亚硝酸盐氧化活性得到了有效的控制。在恢复策略的实施下,Candidatus Brocadia属和Nitrosomonas属的相对丰度恢复至5.3%和8.7%,Nitrospira属的相对丰度减少至0.2%。研究结果为厌氧氨氧化技术在主流条件下的应用提供理论指导和技术支持。

关键词：部分亚硝化-厌氧氨氧化主流性能恢复曝气调控氮去除

以生态文明体制改革为引领扎实推进排污权交易工作

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中国环境监察 2016年第4期 49-52页

作者：瞿畏吴小平陈凌嘉湖南省主要污染物排污权储备交易中心

推行排污权交易制度是生态文明体制改革的一项重要内容。建立健全资源有偿使用和生态环境补偿制度,综合运用排污权交易等市场手段,对建设生态文明、保护生态环境具有十分重要的作用。本文通过综合论述排污权有偿使用和交易制度的理论基... 详细信息

推行排污权交易制度是生态文明体制改革的一项重要内容。建立健全资源有偿使用和生态环境补偿制度,综合运用排污权交易等市场手段,对建设生态文明、保护生态环境具有十分重要的作用。本文通过综合论述排污权有偿使用和交易制度的理论基础,系统分析了实际工作中需要厘清的主要问题,并据此提出对策建议。

关键词：生态文明排污权有偿使用交易

Fenton-混凝沉淀法处理焦化废水的研究

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环境科学与技术 2006年第10期29卷 72-74页

作者：彭贤玉杨春平董君英陈宏瞿畏湖南大学环境科学与工程系

对焦化废水采用预氧化(Fenton)-混凝沉淀法进行处理,主要研究了以氯化铁、聚丙烯酰胺(PAM)为混凝剂的混凝沉淀法和Fenton氧化-混凝法的最佳工艺条件。结果表明:Fenton-混凝沉淀法处理焦化废水时,色度、COD、NH3-N去除率分别是84.3%、92... 详细信息

对焦化废水采用预氧化(Fenton)-混凝沉淀法进行处理,主要研究了以氯化铁、聚丙烯酰胺(PAM)为混凝剂的混凝沉淀法和Fenton氧化-混凝法的最佳工艺条件。结果表明:Fenton-混凝沉淀法处理焦化废水时,色度、COD、NH3-N去除率分别是84.3%、92.9%、96.2%,均达到国家标准。采用Fenton-混凝沉淀法时处理焦化废水的效率高于单独采用化学混凝法时的处理效率。

关键词：预氧化 Fenton法混凝焦化废水

2017年南汉垸水渠清淤前后水中沉积物与其上覆水界面氮扩散通量估算

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湿地科学 2020年第4期18卷 468-474页

作者：瞿畏龚丽玲邓征宇余关龙杨利平杨楠陈宏李峰长沙环境保护职业技术学院湖南长沙410004 洞庭湖水环境治理与水生态修复湖南省重点实验室长沙理工大学水利工程学院湖南长沙410114 中机国际工程设计研究院有限责任公司湖南长沙410007 湖南城市学院建筑与城市规划学院数字化城乡空间规划关键技术湖南省重点实验室湖南益阳413000 亚热带农业生态过程重点实验室中国科学院亚热带农业生态研究所湖南长沙410125

为了了解清淤对水渠中沉积物与其上覆水界面氮扩散通量的作用,在洞庭湖区南汉垸的玉成电排渠、汉新排渠、永兴排渠和下新码头排渠中,分别设置采样点,于2017年11月15日(清淤前)和12月20日(清淤后),采集沉积物及其上覆水样品,测定水样的... 详细信息

为了了解清淤对水渠中沉积物与其上覆水界面氮扩散通量的作用,在洞庭湖区南汉垸的玉成电排渠、汉新排渠、永兴排渠和下新码头排渠中,分别设置采样点,于2017年11月15日(清淤前)和12月20日(清淤后),采集沉积物及其上覆水样品,测定水样的各项指标,并测定沉积物的含水量和孔隙率,计算沉积物间隙水与其上覆水中的氨氮和硝态氮浓度梯度;采用Fick定律,估算沉积物与上覆水界面的氮扩散通量,比较了清淤前后沉积物与上覆水界面氮扩散通量。研究结果表明,清淤后,玉成电排渠、汉新排渠、永兴排渠和下新码头排渠水体中的总氮质量浓度分别减小了2.05 mg/L、0.70 mg/L、0.72 mg/L和2.90 mg/L,氨氮质量浓度分别减小了1.41 mg/L、0.27 mg/L、0.69 mg/L和2.05 mg/L,总磷质量浓度分别减小了0.34 mg/L、0.13 mg/L、0.24 mg/L和0.22 mg/L,高锰酸盐指数和叶绿素a含量也都减小,透明度和溶解氧含量都增大,清淤明显改善了水渠水体的水质;清淤前后水渠中沉积物与其上覆水界面的氨氮扩散通量平均值分别为(5.09±3.01)mg/(m^2·d)和(-1.81±0.88)mg/(m^2·d),硝态氮扩散通量平均值分别为(1.14±0.88)mg/(m^2·d)和(-0.35±0.67)mg/(m^2·d);清淤前,沉积物是其上覆水中氨氮和硝态氮的源,清淤后其则是氨氮和硝态氮的汇;通过清淤可以明显减少南汉垸水渠沉积物中的内源氮的释放量。

关键词：氮扩散通量沉积物上覆水界面排渠南汉垸

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生物滴滤器去除挥发性有机物的影响因素

环境科学与技术 2007年第1期30卷 105-107页

作者：瞿畏杨春平曾光明陈宏谢更新钟袁元湖南大学环境科学与工程学院长沙410082

生物滴滤器用于处理挥发性有机物,有机物的去除效率受到许多因素的影响。总结和讨论了填料、营养液、进气等诸多因素对生物滴滤器性能的影响。这些讨论结果有助于在生物滴滤器实际应用中选择合适的设计和操作条件,从而达到更佳的处理效果。

关键词：生物滴滤器影响因素去除效率挥发性有机物

生态环境“十三五”规划中期评估及“十四五”重大环境问题探讨

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环境与发展 2019年第10期31卷 215-216页

作者：廖文辉瞿畏湖南省环境保护科学研究院湖南长沙410004 长沙环境保护职业技术学院湖南长沙410004

“十三五生态环保规划”中期评估,是对“十三五”规划路线、内容及阶段成果的检验,是对规划期内环境保护进程的总体判断和对政府履行环保职责情况的督促检查。通过中期评估,掌握规划目标、重点任务、政策措施等执行情况,评价判断各部门... 详细信息

“十三五生态环保规划”中期评估,是对“十三五”规划路线、内容及阶段成果的检验,是对规划期内环境保护进程的总体判断和对政府履行环保职责情况的督促检查。通过中期评估,掌握规划目标、重点任务、政策措施等执行情况,评价判断各部门在执行规划中各项任务的成效、经验,剖析规划执行过程中遇到的问题。根据新形势、新要求提出规划实施后两年的工作重点和思路,提出强化规划执行的机制、制度与政策层面的建议。

关键词：生态环保“十三五” “十四五” 中期评估成效重大环境问题