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2018年 第36卷 第12期
2018, 36(12): 1-5.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812001
摘要:
为研究原位生态净化技术对微污染河水的净化效果,选择某硬质纳污河道作为研究对象,以二级生化尾水作为水源,考察生态河床-生态滤坝集成系统对水质的净化情况。结果表明:在水力负荷为5 m/d条件下,集成系统对二级生化尾水中COD、NH~+_4-N、TP和TN的平均去除率分别为26.26%、16.09%、11.48%和10.15%;与常规人工湿地相比,虽然集成系统在去除率方面较差,但在去除污染物总量方面具有一定优势。集成系统中生态河床和生态滤坝对COD、NH~+_4-N、TP、TN污染物去除总量的贡献率分别为14%、34%、60%、44%和86%、66%、40%、56%。通过在生态河床中合理搭配种植植物类型,以及在生态滤坝中添加具有缓释碳源功能的净水基质,能够增强净水效果,进一步提高生态河床和生态滤坝在集成系统中去除污染物的贡献率。
为研究原位生态净化技术对微污染河水的净化效果,选择某硬质纳污河道作为研究对象,以二级生化尾水作为水源,考察生态河床-生态滤坝集成系统对水质的净化情况。结果表明:在水力负荷为5 m/d条件下,集成系统对二级生化尾水中COD、NH~+_4-N、TP和TN的平均去除率分别为26.26%、16.09%、11.48%和10.15%;与常规人工湿地相比,虽然集成系统在去除率方面较差,但在去除污染物总量方面具有一定优势。集成系统中生态河床和生态滤坝对COD、NH~+_4-N、TP、TN污染物去除总量的贡献率分别为14%、34%、60%、44%和86%、66%、40%、56%。通过在生态河床中合理搭配种植植物类型,以及在生态滤坝中添加具有缓释碳源功能的净水基质,能够增强净水效果,进一步提高生态河床和生态滤坝在集成系统中去除污染物的贡献率。
2018, 36(12): 6-9.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812002
摘要:
采用MCOP(modified contact oxidation process)反应器处理市政污水,通过调整进水流量,考察水力停留时间及反应器中污泥浓度变化对污染物去除效果的影响。研究表明:MCOP反应器处理市政污水的水力停留时间为11.2 h时,出水ρ(COD)能够稳定在50 mg/L以下,COD负荷为0.43 kg/(m~3·d),出水ρ(NH_3-N)稳定在5 mg/L以下,该两项指标均能满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准的要求。MCOP反应器污泥浓度可达7 316 mg/L,远高于一般曝气池。
采用MCOP(modified contact oxidation process)反应器处理市政污水,通过调整进水流量,考察水力停留时间及反应器中污泥浓度变化对污染物去除效果的影响。研究表明:MCOP反应器处理市政污水的水力停留时间为11.2 h时,出水ρ(COD)能够稳定在50 mg/L以下,COD负荷为0.43 kg/(m~3·d),出水ρ(NH_3-N)稳定在5 mg/L以下,该两项指标均能满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准的要求。MCOP反应器污泥浓度可达7 316 mg/L,远高于一般曝气池。
2018, 36(12): 10-15.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812003
摘要:
在自然水体经历了从重度污染到微污染转变的过程中,生态浮岛技术具有投入少、操作性强、无二次污染等特点,在湖泊、池塘、景观河道等微污染水体治理中被广泛应用。分别从净水系统的构建、污染物去除机制、净水效果与成本分析、微生物群落变化及其功能分析方面来阐述生态浮岛的发展现状。提出今后有关浮岛技术研究中应阐明浮岛的建造及运行成本、发掘微生物信息,解释浮岛微生物降解机制,为进一步优化浮岛运行效果、为水环境治理和水生态维护提供依据。
在自然水体经历了从重度污染到微污染转变的过程中,生态浮岛技术具有投入少、操作性强、无二次污染等特点,在湖泊、池塘、景观河道等微污染水体治理中被广泛应用。分别从净水系统的构建、污染物去除机制、净水效果与成本分析、微生物群落变化及其功能分析方面来阐述生态浮岛的发展现状。提出今后有关浮岛技术研究中应阐明浮岛的建造及运行成本、发掘微生物信息,解释浮岛微生物降解机制,为进一步优化浮岛运行效果、为水环境治理和水生态维护提供依据。
2018, 36(12): 16-20.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812004
摘要:
以红土为主要原料的多孔除磷滤料为研究对象,通过物理化学特性分析、实验室静态和动态吸附实验考察其除磷性能;再将其作为潜流湿地填料,通过实际工程运用,考察其在城市面源中的实际除磷效果。结果表明:该红土基多孔除磷滤料具有较好的吸附除磷物理化学特性;对磷的最佳吸附时间为4 h,饱和吸附量为5.61 mg/g;在人工模拟废水总磷浓度为1.95 mg/L,水力负荷分别为0.30,0.59,0.88,1.18 m~3/(m~2·d)的条件下,总磷平均去除率为89.20%、81.00%、69.68%、45.37%;在雨水花园实际工程运用中,填充该滤料的潜流湿地对城市面源污染物总磷的平均去除率为73.9%,湿地出水水质相对稳定,基本满足GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准。因此,该红土基多孔滤料是理想的除磷滤料。
以红土为主要原料的多孔除磷滤料为研究对象,通过物理化学特性分析、实验室静态和动态吸附实验考察其除磷性能;再将其作为潜流湿地填料,通过实际工程运用,考察其在城市面源中的实际除磷效果。结果表明:该红土基多孔除磷滤料具有较好的吸附除磷物理化学特性;对磷的最佳吸附时间为4 h,饱和吸附量为5.61 mg/g;在人工模拟废水总磷浓度为1.95 mg/L,水力负荷分别为0.30,0.59,0.88,1.18 m~3/(m~2·d)的条件下,总磷平均去除率为89.20%、81.00%、69.68%、45.37%;在雨水花园实际工程运用中,填充该滤料的潜流湿地对城市面源污染物总磷的平均去除率为73.9%,湿地出水水质相对稳定,基本满足GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准。因此,该红土基多孔滤料是理想的除磷滤料。
2018, 36(12): 21-25.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812005
摘要:
基于当前环境污染现状及国家环保标准的提高,津西钢铁对2号265 m~2烧结机实施技术改造,项目圆满通过168 h满负荷运行性能考核。低温烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术开发了独有的低温氧化催化剂和高效的循环流化床反应器,解决了NO的低成本氧化和SO_2及NO_x高效脱除的两大关键难题。该技术的成功应用,为烧结烟气实现超低排放的提供了一条经济可靠的技术路线。
基于当前环境污染现状及国家环保标准的提高,津西钢铁对2号265 m~2烧结机实施技术改造,项目圆满通过168 h满负荷运行性能考核。低温烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术开发了独有的低温氧化催化剂和高效的循环流化床反应器,解决了NO的低成本氧化和SO_2及NO_x高效脱除的两大关键难题。该技术的成功应用,为烧结烟气实现超低排放的提供了一条经济可靠的技术路线。
2018, 36(12): 26-28.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812006
摘要:
反应塔对电厂的烟气排放及安全运行至关重要,其锥体上端连接焊缝及其周边区域易腐蚀减薄,针对某拟建反应塔项目,基于弹塑性损伤力学建立了反应塔三维损伤模型,分析了反应塔在静力荷载及动力荷载作用下筒体变截面处焊缝的应力变化情况,模拟了直筒段与锥体连接处的损伤,提出了一种加固方法。结果表明:静力荷载作用下反应塔原结构腐蚀后焊缝最大等效应力为未腐蚀前的2.4倍;反应塔加固结构焊缝应力明显小于未加固结构,在加筋板处应力显著降低;灰块冲击载荷作用下,与原结构相比加固结构的损伤区域明显变小,最大损伤值亦变小,加固结构损伤主要在第2个加固筋板附近;由于加筋板的存在,焊缝变形小于原结构。
反应塔对电厂的烟气排放及安全运行至关重要,其锥体上端连接焊缝及其周边区域易腐蚀减薄,针对某拟建反应塔项目,基于弹塑性损伤力学建立了反应塔三维损伤模型,分析了反应塔在静力荷载及动力荷载作用下筒体变截面处焊缝的应力变化情况,模拟了直筒段与锥体连接处的损伤,提出了一种加固方法。结果表明:静力荷载作用下反应塔原结构腐蚀后焊缝最大等效应力为未腐蚀前的2.4倍;反应塔加固结构焊缝应力明显小于未加固结构,在加筋板处应力显著降低;灰块冲击载荷作用下,与原结构相比加固结构的损伤区域明显变小,最大损伤值亦变小,加固结构损伤主要在第2个加固筋板附近;由于加筋板的存在,焊缝变形小于原结构。
2018, 36(12): 29-33.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812007
摘要:
气流分布对脱硫塔-湿式电除尘器一体化设备的除尘效率以及SO_3酸雾和PM_(2.5)的去除具有重要意义,通过数值模拟试验,对1台130 t/h循环流化床锅炉脱硫塔-湿式电除尘器一体化设备内部流场进行系统分析。结果表明:通过在集液斗导流叶片上部和湿式电除尘器进口喇叭段添加导流板可使流场变得均匀,电场进口断面气流分布相对均方根满足要求;将管式湿式电除尘器中超过一定烟气流量偏差的阳极管数量控制在一定范围内,保证出口烟气含尘浓度达到设计目标。
气流分布对脱硫塔-湿式电除尘器一体化设备的除尘效率以及SO_3酸雾和PM_(2.5)的去除具有重要意义,通过数值模拟试验,对1台130 t/h循环流化床锅炉脱硫塔-湿式电除尘器一体化设备内部流场进行系统分析。结果表明:通过在集液斗导流叶片上部和湿式电除尘器进口喇叭段添加导流板可使流场变得均匀,电场进口断面气流分布相对均方根满足要求;将管式湿式电除尘器中超过一定烟气流量偏差的阳极管数量控制在一定范围内,保证出口烟气含尘浓度达到设计目标。
2018, 36(12): 34-37.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812008
摘要:
以深圳市坪山河综合整治工程为例,开展河道清淤及淤泥制混凝土砌块研究,为城市河道淤泥处置提供解决方案。在坪山河老河道采集57个淤泥样品,检测淤泥浸出液重金属含量,结果表明:砷和铜含量较高,砷最高值达2.861 mg/L,铜最高值为1.515 mg/L。淤泥无机矿物成分占比82.36%,有机质占比9.03%,淤泥掺量为15%时制得的混凝土砌块抗压强度为57.6 MPa。砌块在河道综合整治工程中可回用于路面工程、河道护坡工程。淤泥制砌块的两个重要考核指标是砌块的环境安全性和质量。该示范案例将为类似工程提供参考。
以深圳市坪山河综合整治工程为例,开展河道清淤及淤泥制混凝土砌块研究,为城市河道淤泥处置提供解决方案。在坪山河老河道采集57个淤泥样品,检测淤泥浸出液重金属含量,结果表明:砷和铜含量较高,砷最高值达2.861 mg/L,铜最高值为1.515 mg/L。淤泥无机矿物成分占比82.36%,有机质占比9.03%,淤泥掺量为15%时制得的混凝土砌块抗压强度为57.6 MPa。砌块在河道综合整治工程中可回用于路面工程、河道护坡工程。淤泥制砌块的两个重要考核指标是砌块的环境安全性和质量。该示范案例将为类似工程提供参考。
2018, 36(12): 38-42.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812009
摘要:
目前我国空气质量改善任务严峻,如何获得细粒度的空气质量数据,是当前开展大气环境管理、科研的重要任务。随着传感器和智能终端的不断发展,催生了一种新的感知模式——参与感知。参与感知强调人在感知过程中的作用,利用智能手机,对环境中的状态信息进行自主或者交互式的采集和传输,并利用特定的方法对数据进行分析。阐述了参与感知的基本概念和已开展的相关工作;设计了基于参与感知的空气质量监测系统的体系架构,详细分析了感知层、数据处理层、数据传输层和数据应用层的基本结构;对参与感知应用过程中涉及的关键技术提出了解决方案,为构建参与感知应用环境提供了理论参考。
目前我国空气质量改善任务严峻,如何获得细粒度的空气质量数据,是当前开展大气环境管理、科研的重要任务。随着传感器和智能终端的不断发展,催生了一种新的感知模式——参与感知。参与感知强调人在感知过程中的作用,利用智能手机,对环境中的状态信息进行自主或者交互式的采集和传输,并利用特定的方法对数据进行分析。阐述了参与感知的基本概念和已开展的相关工作;设计了基于参与感知的空气质量监测系统的体系架构,详细分析了感知层、数据处理层、数据传输层和数据应用层的基本结构;对参与感知应用过程中涉及的关键技术提出了解决方案,为构建参与感知应用环境提供了理论参考。
2018, 36(12): 43-47.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812010
摘要:
填埋场存量生活垃圾的治理已成为近年我国环境保护的重要工作。陈腐垃圾的资源化利用是保证填埋场治理工作顺利开展的关键。就填埋场陈腐垃圾的主要成分——腐殖土和可燃垃圾(以塑料为主)的综合利用研究现状进行了论述。目前腐殖土的主要利用技术有作为废水处理的生物填料、填埋场覆盖土以及绿化土和栽种基质,可燃垃圾的主要利用技术包括焚烧发电、水泥窑的替代燃料、微波裂解等。通过分析发现,现有腐殖土和可燃垃圾资源化处理技术存在处理量相对较小,设施处理能力不足的问题。因此,陈腐垃圾的资源化在采用现有多种技术的同时,应开辟新的途径。项目研究可为生活垃圾填埋场陈腐垃圾的综合利用提供技术参考。
填埋场存量生活垃圾的治理已成为近年我国环境保护的重要工作。陈腐垃圾的资源化利用是保证填埋场治理工作顺利开展的关键。就填埋场陈腐垃圾的主要成分——腐殖土和可燃垃圾(以塑料为主)的综合利用研究现状进行了论述。目前腐殖土的主要利用技术有作为废水处理的生物填料、填埋场覆盖土以及绿化土和栽种基质,可燃垃圾的主要利用技术包括焚烧发电、水泥窑的替代燃料、微波裂解等。通过分析发现,现有腐殖土和可燃垃圾资源化处理技术存在处理量相对较小,设施处理能力不足的问题。因此,陈腐垃圾的资源化在采用现有多种技术的同时,应开辟新的途径。项目研究可为生活垃圾填埋场陈腐垃圾的综合利用提供技术参考。
2018, 36(12): 48-53.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812011
摘要:
南京、宁波、青海等地诸多工业污染场地修复工程项目中采用了原位注入-高压旋喷注射修复技术,以原位化学氧化/还原修复技术为代表,根据不同场地污染物的特性、污染程度、污染分布及修复场地水文地质情况,设计了原位注入-高压旋喷注射修复系统及修复工艺,通过大量工程实践获得了系统施工参数,验证了系统的修复效果。最终工程实施结果表明:所采用的原位注入-高压旋喷修复技术对主要污染物苯、氯苯、对/邻硝基氯化苯、苯胺、多环芳烃、石油烃等VOCs/SVOCs及重金属(六价铬)的修复效果显著,所修复的土壤/地下水均达到修复目标,相比现有Geoprobe水力压裂、注入井等原位修复技术,解决了注射压力不足、注射效率低、药剂扩散半径偏小、饱和层修复注射难以保证注浆量影响扩散效果等问题,且彻底解决了异位修复噪声、大气环境二次污染问题,为我国工业污染场地土壤及地下水原位修复问题解决提供了新思路,具有广阔的应用前景和工程借鉴价值。
南京、宁波、青海等地诸多工业污染场地修复工程项目中采用了原位注入-高压旋喷注射修复技术,以原位化学氧化/还原修复技术为代表,根据不同场地污染物的特性、污染程度、污染分布及修复场地水文地质情况,设计了原位注入-高压旋喷注射修复系统及修复工艺,通过大量工程实践获得了系统施工参数,验证了系统的修复效果。最终工程实施结果表明:所采用的原位注入-高压旋喷修复技术对主要污染物苯、氯苯、对/邻硝基氯化苯、苯胺、多环芳烃、石油烃等VOCs/SVOCs及重金属(六价铬)的修复效果显著,所修复的土壤/地下水均达到修复目标,相比现有Geoprobe水力压裂、注入井等原位修复技术,解决了注射压力不足、注射效率低、药剂扩散半径偏小、饱和层修复注射难以保证注浆量影响扩散效果等问题,且彻底解决了异位修复噪声、大气环境二次污染问题,为我国工业污染场地土壤及地下水原位修复问题解决提供了新思路,具有广阔的应用前景和工程借鉴价值。
2018, 36(12): 54-58.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812012
摘要:
生物炭和沉水植物对重金属铜(Cu)都有良好的吸附和富集效果,但关于生物炭对沉水植物生长的影响及二者共存对水体Cu污染的修复效果仍不明确。通过设置4个稻壳生物炭添加梯度(CK:0 g/L,T1:3 g/L,T2:6 g/L,T3:12 g/L),研究水体中ρ(Cu)为1 mg/L污染条件下,生物炭对刺苦草(Vallisneria spinulosa)生长和水质的影响。结果表明:1) T1、T2和T3组刺苦草富集的Cu含量相对于CK组分别降低41.01%、41.21%和67.86%,刺苦草叶片叶绿素含量分别提高9.45%、29.94%和53.83%,刺苦草地上部分高度分别增加21.38%、23.38%、5.08%;2)随着生物炭添加量的增加,水体溶解氧和氧化还原电位显著降低,pH和电导率显著增大,T1、T2和T3组水体Cu含量相比CK组分别降低-4.48%、12.58%和31.85%,水体NO~-_3-N分别下降19.53%、25.88%和38.11%,NH~+_4-N分别下降66.78%、72.04%和72.04%,但各处理组磷含量相对于CK组却显著增大。表明:水体施加稻壳生物炭可以降低刺苦草对Cu的富集量,从而缓解Cu对刺苦草的胁迫,生物炭与刺苦草联合对水体Cu的吸附效果优于单独使用刺苦草,但生物炭中磷的释放对水体会产生潜在风险。
生物炭和沉水植物对重金属铜(Cu)都有良好的吸附和富集效果,但关于生物炭对沉水植物生长的影响及二者共存对水体Cu污染的修复效果仍不明确。通过设置4个稻壳生物炭添加梯度(CK:0 g/L,T1:3 g/L,T2:6 g/L,T3:12 g/L),研究水体中ρ(Cu)为1 mg/L污染条件下,生物炭对刺苦草(Vallisneria spinulosa)生长和水质的影响。结果表明:1) T1、T2和T3组刺苦草富集的Cu含量相对于CK组分别降低41.01%、41.21%和67.86%,刺苦草叶片叶绿素含量分别提高9.45%、29.94%和53.83%,刺苦草地上部分高度分别增加21.38%、23.38%、5.08%;2)随着生物炭添加量的增加,水体溶解氧和氧化还原电位显著降低,pH和电导率显著增大,T1、T2和T3组水体Cu含量相比CK组分别降低-4.48%、12.58%和31.85%,水体NO~-_3-N分别下降19.53%、25.88%和38.11%,NH~+_4-N分别下降66.78%、72.04%和72.04%,但各处理组磷含量相对于CK组却显著增大。表明:水体施加稻壳生物炭可以降低刺苦草对Cu的富集量,从而缓解Cu对刺苦草的胁迫,生物炭与刺苦草联合对水体Cu的吸附效果优于单独使用刺苦草,但生物炭中磷的释放对水体会产生潜在风险。
2018, 36(12): 59-63.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812023
摘要:
以氯消毒工艺为核心,研究再生水厂出水中溶解性有机物(DOM)消毒前后化学特性的变化,利用XAD树脂,将再生水氯消毒前出水及不同消毒时间后出水中有机物分为4类:疏水中性有机物(HoN)、疏水碱性有机物(HoB)、弱疏水酸性有机物(WHoA)、亲水中性有机物(HiN),采用总有机碳、紫外分光光度和三维荧光光谱分析考察不同组分有机物的特性。结果表明:HoN和WHoA是氯化反应的主要反应组分。DOM组分的芳香性程度与参与氯化反应的活跃程度无线性关系。再生水厂出水DOM中主要以芳香性蛋白质和溶解性微生物代谢产物为主,氯消毒反应后,HoN、HiN、WHoA荧光强度均有增强,HoB荧光强度有所下降,但随着时间的延长,各类荧光物质荧光强度逐渐减弱。
以氯消毒工艺为核心,研究再生水厂出水中溶解性有机物(DOM)消毒前后化学特性的变化,利用XAD树脂,将再生水氯消毒前出水及不同消毒时间后出水中有机物分为4类:疏水中性有机物(HoN)、疏水碱性有机物(HoB)、弱疏水酸性有机物(WHoA)、亲水中性有机物(HiN),采用总有机碳、紫外分光光度和三维荧光光谱分析考察不同组分有机物的特性。结果表明:HoN和WHoA是氯化反应的主要反应组分。DOM组分的芳香性程度与参与氯化反应的活跃程度无线性关系。再生水厂出水DOM中主要以芳香性蛋白质和溶解性微生物代谢产物为主,氯消毒反应后,HoN、HiN、WHoA荧光强度均有增强,HoB荧光强度有所下降,但随着时间的延长,各类荧光物质荧光强度逐渐减弱。
2018, 36(12): 64-69.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812013
摘要:
降低换水周期可以有效抑制水华的发生,但是要达到理论平衡换水周期,城市水体所需换水量将受到当地城市水资源承载力的限制,导致其实用性不佳。为探究更加直接实用的水动力抑藻条件及其应用机理,通过建造环流河道模型,并利用推进装置调控河道模型内水流速度,研究基于指定换水周期的不同流速对水华的抑制机理。基于合肥环城水系的水流状况和通过直流河道模型得到的平衡换水周期,设定环流河道模型的换水周期为10 d时,实验结果表明,河道模型内平衡流速为80 cm/min。说明河道模型中平衡流速是存在的,而且在水华发生的理化因素均满足的情况下,运用水动力条件来抑制水华发生的方法是可行的。根据模拟得到的水动力数据,提出了存在和不存在换水周期两种模式下的水质模型。
降低换水周期可以有效抑制水华的发生,但是要达到理论平衡换水周期,城市水体所需换水量将受到当地城市水资源承载力的限制,导致其实用性不佳。为探究更加直接实用的水动力抑藻条件及其应用机理,通过建造环流河道模型,并利用推进装置调控河道模型内水流速度,研究基于指定换水周期的不同流速对水华的抑制机理。基于合肥环城水系的水流状况和通过直流河道模型得到的平衡换水周期,设定环流河道模型的换水周期为10 d时,实验结果表明,河道模型内平衡流速为80 cm/min。说明河道模型中平衡流速是存在的,而且在水华发生的理化因素均满足的情况下,运用水动力条件来抑制水华发生的方法是可行的。根据模拟得到的水动力数据,提出了存在和不存在换水周期两种模式下的水质模型。
2018, 36(12): 70-74.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812014
摘要:
以南方农村分散式生活和养殖混合污水为处理对象,构建由生物滤池-人工湿地-稳定塘组合生态处理系统。运行结果表明:该处理系统对NH~+_4-N、TN、TP和COD年平均去除率分别为93.8%、93.4%、90.2%和86.0%,单位面积去除负荷依次为5.12,8.31,0.45,15.92 g/(m~2·d)。其中,氮、磷的去除主要在生物滤池和人工湿地中得到去除,而COD主要由生物滤池去除。组合生态处理系统可有效处理农村分散式混合污水,出水水质稳定,可达GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准,具有良好的应用前景。
以南方农村分散式生活和养殖混合污水为处理对象,构建由生物滤池-人工湿地-稳定塘组合生态处理系统。运行结果表明:该处理系统对NH~+_4-N、TN、TP和COD年平均去除率分别为93.8%、93.4%、90.2%和86.0%,单位面积去除负荷依次为5.12,8.31,0.45,15.92 g/(m~2·d)。其中,氮、磷的去除主要在生物滤池和人工湿地中得到去除,而COD主要由生物滤池去除。组合生态处理系统可有效处理农村分散式混合污水,出水水质稳定,可达GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准,具有良好的应用前景。
2018, 36(12): 75-80.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812015
摘要:
试验采用水解反硝化+AO工艺处理城镇废水,系统连续运行7.5个月,日处理水量达48 m~3,其间无剩余污泥外排。系统出水ρ(COD)、ρ(NH~+_4-N)和ρ(SS)均值分别为27.32,0.59,6.68 mg/L;系统功能强化段,系统出水ρ(TN)和ρ(TP)均值分别为14.68,0.151 mg/L,优于GB 8978—2017《污水综合排放标准》一级A排放标准。研究发现:硝化螺菌属和陶厄氏菌属为系统优势菌群,代谢机制类和信号传导类基因丰度较高表明微生物活性和代谢能力较强,糖苷水解酶和碳水化合物结合模块丰度较高反映分解合成代谢能力较强,这表明水解反硝化+AO工艺具有较强的脱氮能力。中试规模试验运行稳定且高效,为废水强化脱氮提供了参考依据。
试验采用水解反硝化+AO工艺处理城镇废水,系统连续运行7.5个月,日处理水量达48 m~3,其间无剩余污泥外排。系统出水ρ(COD)、ρ(NH~+_4-N)和ρ(SS)均值分别为27.32,0.59,6.68 mg/L;系统功能强化段,系统出水ρ(TN)和ρ(TP)均值分别为14.68,0.151 mg/L,优于GB 8978—2017《污水综合排放标准》一级A排放标准。研究发现:硝化螺菌属和陶厄氏菌属为系统优势菌群,代谢机制类和信号传导类基因丰度较高表明微生物活性和代谢能力较强,糖苷水解酶和碳水化合物结合模块丰度较高反映分解合成代谢能力较强,这表明水解反硝化+AO工艺具有较强的脱氮能力。中试规模试验运行稳定且高效,为废水强化脱氮提供了参考依据。
2018, 36(12): 81-86.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812016
摘要:
生物滞留系统的基质组成与填料层的深度对污染物去除有重要影响。利用给水厂污泥改良砂土作用生物滞留系统基质,研究了污染物在生物滞留系统内不同深度的去除情况,以确定改良填料层的最优设计深度。结果显示:进水ρ(SS)平均为198.14 mg/L,下渗通过20 cm改良基质后出水为15.96 mg/L,平均去除率高达92.34%;进水ρ(COD)平均为178.29 mg/L时,40与60 cm深度改良基质区间对溶解性COD的平均去除率分别为55.3%、78.7%;进水ρ(NH~+_4-N)平均为3.67 mg/L,经过40 cm改良基质后出水为0.12 mg/L;进水ρ(NO~-_3-N)与ρ(TN)平均分别为7.78,11.54 mg/L,通过15 cm种植土层和20,40,60 cm改良基质后,对NO~-_3-N平均去除率依次为5.0%、6.8%、15.1%、24.9%,对TN平均去除率分别为9.4%、16.6%、24.8%、32.8%;进水ρ(PO~(3-)_4-P)平均为5.31 mg/L时,经过40 cm改良基质后出水平均为0.09 mg/L。对实测雨水径流污染物浓度和形态进行分析表明,给水厂污泥改良砂土基质填料层深度为40 cm时,雨水生物滞留系统出水中各项污染物浓度均可满足GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅱ-Ⅲ类水质标准。
生物滞留系统的基质组成与填料层的深度对污染物去除有重要影响。利用给水厂污泥改良砂土作用生物滞留系统基质,研究了污染物在生物滞留系统内不同深度的去除情况,以确定改良填料层的最优设计深度。结果显示:进水ρ(SS)平均为198.14 mg/L,下渗通过20 cm改良基质后出水为15.96 mg/L,平均去除率高达92.34%;进水ρ(COD)平均为178.29 mg/L时,40与60 cm深度改良基质区间对溶解性COD的平均去除率分别为55.3%、78.7%;进水ρ(NH~+_4-N)平均为3.67 mg/L,经过40 cm改良基质后出水为0.12 mg/L;进水ρ(NO~-_3-N)与ρ(TN)平均分别为7.78,11.54 mg/L,通过15 cm种植土层和20,40,60 cm改良基质后,对NO~-_3-N平均去除率依次为5.0%、6.8%、15.1%、24.9%,对TN平均去除率分别为9.4%、16.6%、24.8%、32.8%;进水ρ(PO~(3-)_4-P)平均为5.31 mg/L时,经过40 cm改良基质后出水平均为0.09 mg/L。对实测雨水径流污染物浓度和形态进行分析表明,给水厂污泥改良砂土基质填料层深度为40 cm时,雨水生物滞留系统出水中各项污染物浓度均可满足GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅱ-Ⅲ类水质标准。
2018, 36(12): 87-92.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812017
摘要:
以氯化亚铁(FeCl_2·4H_2O)和硫化钠(Na_2S·9H_2O)为原料,经化学共沉淀法合成纳米FeS,并用壳聚糖对纳米FeS进行表面改性处理,研究了壳聚糖用量对FeS-CTS粒径、Zeta电位和稳定性的影响,以及溶液pH、吸附时间、Sb(V)初始浓度和共存阴离子等因素对FeS-30%CTS吸附Sb(V)效果的影响。结果发现:壳聚糖用量为30%时的纳米FeS分散性较好,满足纳米吸附材料原位处理地下水需要的迁移性要求;pH对FeS-30%CTS吸附水中Sb(V)的过程影响较小,共存阴离子中PO~(3-)_4 对吸附过程影响最明显;FeS-CTS吸附Sb(V)的过程符合拟二级吸附动力学模型,属于化学吸附过程,同时符合Freundlich等温线,属于多分子层吸附。
以氯化亚铁(FeCl_2·4H_2O)和硫化钠(Na_2S·9H_2O)为原料,经化学共沉淀法合成纳米FeS,并用壳聚糖对纳米FeS进行表面改性处理,研究了壳聚糖用量对FeS-CTS粒径、Zeta电位和稳定性的影响,以及溶液pH、吸附时间、Sb(V)初始浓度和共存阴离子等因素对FeS-30%CTS吸附Sb(V)效果的影响。结果发现:壳聚糖用量为30%时的纳米FeS分散性较好,满足纳米吸附材料原位处理地下水需要的迁移性要求;pH对FeS-30%CTS吸附水中Sb(V)的过程影响较小,共存阴离子中PO~(3-)_4 对吸附过程影响最明显;FeS-CTS吸附Sb(V)的过程符合拟二级吸附动力学模型,属于化学吸附过程,同时符合Freundlich等温线,属于多分子层吸附。
2018, 36(12): 93-97.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812018
摘要:
不同前处理方法可能会影响沉积物中重金属赋存形态的准确分析。分别采集界河、胶莱河以及黄渤海的12个表层沉积物样品,采用Tessier五步连续提取法,对比了新鲜保存、自然风干和冷冻干燥3种前处理方式对河流与海洋沉积物中镉(Cd)赋存形态的影响。研究显示:不同前处理方式对沉积物中Cd的赋存形态产生了显著影响。新鲜样品中Cd的各形态含量偏离真实值程度较大;自然风干样品中碳酸盐结合态和铁锰氧化态偏离真实值程度较高,其余形态含量接近真实值;冷冻干燥样品中各形态含量普遍较低,但海洋沉积物多数形态含量更接近真实值。自然风干适用于河流沉积物样品Cd的处理,而冷冻干燥更适用于海洋沉积物Cd的处理。
不同前处理方法可能会影响沉积物中重金属赋存形态的准确分析。分别采集界河、胶莱河以及黄渤海的12个表层沉积物样品,采用Tessier五步连续提取法,对比了新鲜保存、自然风干和冷冻干燥3种前处理方式对河流与海洋沉积物中镉(Cd)赋存形态的影响。研究显示:不同前处理方式对沉积物中Cd的赋存形态产生了显著影响。新鲜样品中Cd的各形态含量偏离真实值程度较大;自然风干样品中碳酸盐结合态和铁锰氧化态偏离真实值程度较高,其余形态含量接近真实值;冷冻干燥样品中各形态含量普遍较低,但海洋沉积物多数形态含量更接近真实值。自然风干适用于河流沉积物样品Cd的处理,而冷冻干燥更适用于海洋沉积物Cd的处理。
2018, 36(12): 98-102.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812019
摘要:
随着我国城市化进程的加快,城市不透水区域面积急剧增加,导致雨水径流外排总量和峰值流量增加,同时城市区域人类活动带来的道路交通、地表沉积物、空气沉降等污染,最终在雨水径流的冲刷作用下排入受纳水体,对城市排水防涝和水体水质带来了极大的威胁。针对上述问题,雨水调蓄池在城市雨水管理中得到越来越广泛的应用,但目前普遍存在投资大、设计功能单一、利用效率较低等问题。分析了雨水调蓄池内水质变化规律,同时模拟某下凹桥区调蓄池在不同重现期及进水浓度下污染物的变化规律,以期为雨水调蓄池优化运行和实时控制提供参考。
随着我国城市化进程的加快,城市不透水区域面积急剧增加,导致雨水径流外排总量和峰值流量增加,同时城市区域人类活动带来的道路交通、地表沉积物、空气沉降等污染,最终在雨水径流的冲刷作用下排入受纳水体,对城市排水防涝和水体水质带来了极大的威胁。针对上述问题,雨水调蓄池在城市雨水管理中得到越来越广泛的应用,但目前普遍存在投资大、设计功能单一、利用效率较低等问题。分析了雨水调蓄池内水质变化规律,同时模拟某下凹桥区调蓄池在不同重现期及进水浓度下污染物的变化规律,以期为雨水调蓄池优化运行和实时控制提供参考。
2018, 36(12): 103-107.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812024
摘要:
以西北某沙漠地区的废水排放场地为例,利用Visual MODFLOW 2010.1软件构建污染物溶质运移模型,模拟废水中硝态氮在该场地饱和带地下水中的迁移、扩散和衰减规律,从而定量模拟预测未来20年内污染晕的扩散范围和浓度变化趋势。结果表明:含硝态氮废水在进入含水层后对地下水造成明显污染。随着时间延长,地下水中污染晕的范围在水平方向上呈椭圆状缓慢扩大,污染中心区地下水硝态氮浓度明显降低。受场地地下水水力梯度的限制,地下水流动缓慢,污染晕的空间扩散范围非常有限。废水进入含水层后第1年、第5年、第10年和第20年年末,污染晕的水平分布面积分别为18.52万,21.25万,24.15万,28.24万m~2,面积平均扩散速率为0.512万m~2/a;硝态氮的最大浓度分别为1.32,0.68,0.27,0.14 mg/L。污染晕中心相对于第1年、第5年、第10年和第20年分别沿地下水流线方向迁移447.21,948.68,1 755.63 m,距离平均迁移距离为87.78 m/a。在切断污染源后,随着时间延长,废水排放对地下水水质产生的影响将逐渐减弱,最终能够达到可接受水平。
以西北某沙漠地区的废水排放场地为例,利用Visual MODFLOW 2010.1软件构建污染物溶质运移模型,模拟废水中硝态氮在该场地饱和带地下水中的迁移、扩散和衰减规律,从而定量模拟预测未来20年内污染晕的扩散范围和浓度变化趋势。结果表明:含硝态氮废水在进入含水层后对地下水造成明显污染。随着时间延长,地下水中污染晕的范围在水平方向上呈椭圆状缓慢扩大,污染中心区地下水硝态氮浓度明显降低。受场地地下水水力梯度的限制,地下水流动缓慢,污染晕的空间扩散范围非常有限。废水进入含水层后第1年、第5年、第10年和第20年年末,污染晕的水平分布面积分别为18.52万,21.25万,24.15万,28.24万m~2,面积平均扩散速率为0.512万m~2/a;硝态氮的最大浓度分别为1.32,0.68,0.27,0.14 mg/L。污染晕中心相对于第1年、第5年、第10年和第20年分别沿地下水流线方向迁移447.21,948.68,1 755.63 m,距离平均迁移距离为87.78 m/a。在切断污染源后,随着时间延长,废水排放对地下水水质产生的影响将逐渐减弱,最终能够达到可接受水平。
2018, 36(12): 108-112.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812020
摘要:
采用壳聚糖包覆沸石分子筛为吸附剂,通过小试,考察温度、pH值、浊度、竞争离子对去除效果的影响,并通过研究吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学探讨壳聚糖包覆沸石分子筛吸附氨氮的机理。结果表明:壳聚糖包覆沸石分子筛对氨氮有较好的去除效果,温度、pH值、浊度是影响壳聚糖包覆沸石分子筛去除氨氮的主要因素,壳聚糖包覆滞石分子筛对离子的选择交换顺序为K~+>Na~+>Ca~(2+)>Mg~(2+);壳聚糖包覆沸石分子筛去除氨氮反应符合Lagergren准二级动力学模型(R~2=0.999);吸附符合Langmuir吸附等温线方程;吸附热力学结果表明,壳聚糖包覆沸石分子筛去除氨氮的过程为吸热反应。该研究成果可为微污染水中氨氮的处理提供参考。
采用壳聚糖包覆沸石分子筛为吸附剂,通过小试,考察温度、pH值、浊度、竞争离子对去除效果的影响,并通过研究吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学探讨壳聚糖包覆沸石分子筛吸附氨氮的机理。结果表明:壳聚糖包覆沸石分子筛对氨氮有较好的去除效果,温度、pH值、浊度是影响壳聚糖包覆沸石分子筛去除氨氮的主要因素,壳聚糖包覆滞石分子筛对离子的选择交换顺序为K~+>Na~+>Ca~(2+)>Mg~(2+);壳聚糖包覆沸石分子筛去除氨氮反应符合Lagergren准二级动力学模型(R~2=0.999);吸附符合Langmuir吸附等温线方程;吸附热力学结果表明,壳聚糖包覆沸石分子筛去除氨氮的过程为吸热反应。该研究成果可为微污染水中氨氮的处理提供参考。
2018, 36(12): 113-118.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812021
摘要:
活性碳纤维(ACF)电极的电容去离子技术(CDI)对水中离子具有良好的脱除效果,且经多次吸附脱附循环后电极仍具有良好的吸附性能和再生性能。当溶液中有苯甲酸、腐植酸和铜离子存在时,电极在长期运行的过程中会受到污染,离子去除率随着循环次数的增加而逐渐降低。通过扫描电子显微镜技术(SEM)、低温氮气吸附-脱附技术、循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)对电极污染特性进行测试及表征。结果表明:电极被不同污染物污染后,其电吸附性能呈不同的下降趋势,污染电极表面出现颗粒状和片状的有机污染和无机结垢;苯甲酸污染引起孔隙堵塞导致比表面积下降10.8%,腐植酸和铜离子对比表面积影响较小;电极受苯甲酸和腐植酸污染后,因比表面积减小而引起比电容降低;电极受铜离子污染后,有效吸附点位的减少使得比电容下降;电极被污染后,其表面或孔隙内污染物阻碍电子在纤维丝间的传递,电化学性能下降。
活性碳纤维(ACF)电极的电容去离子技术(CDI)对水中离子具有良好的脱除效果,且经多次吸附脱附循环后电极仍具有良好的吸附性能和再生性能。当溶液中有苯甲酸、腐植酸和铜离子存在时,电极在长期运行的过程中会受到污染,离子去除率随着循环次数的增加而逐渐降低。通过扫描电子显微镜技术(SEM)、低温氮气吸附-脱附技术、循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)对电极污染特性进行测试及表征。结果表明:电极被不同污染物污染后,其电吸附性能呈不同的下降趋势,污染电极表面出现颗粒状和片状的有机污染和无机结垢;苯甲酸污染引起孔隙堵塞导致比表面积下降10.8%,腐植酸和铜离子对比表面积影响较小;电极受苯甲酸和腐植酸污染后,因比表面积减小而引起比电容降低;电极受铜离子污染后,有效吸附点位的减少使得比电容下降;电极被污染后,其表面或孔隙内污染物阻碍电子在纤维丝间的传递,电化学性能下降。
2018, 36(12): 119-124.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812022
摘要:
为解决磷资源短缺和磷污染的问题,开发了具有同步去除与回收高浓度磷酸盐效果的生物膜技术。选用尼龙和悬浮两种填料研究了聚磷生物膜的除磷性能及聚磷能力。结果表明:在除磷性能方面,尼龙填料的聚磷生物膜无论从驯化时间和处理效果方面都优于悬浮填料,在出水主要指标达到标准时(ρ(PO~(3-)_4)<0.5 mg/L,ρ(COD)<50 mg/L),尼龙和悬浮填料的除磷率分别为97.23%和83.6%;同时,在聚磷能力方面,通过SMT(surface mount technology)法测得尼龙和悬浮填料中的磷含量分别为112,86.50 mg/g,高于现有活性污泥中的磷含量。由扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)分析,发现尼龙填料驯化培养性能优于悬浮填料,且聚磷菌以球状菌为主。
为解决磷资源短缺和磷污染的问题,开发了具有同步去除与回收高浓度磷酸盐效果的生物膜技术。选用尼龙和悬浮两种填料研究了聚磷生物膜的除磷性能及聚磷能力。结果表明:在除磷性能方面,尼龙填料的聚磷生物膜无论从驯化时间和处理效果方面都优于悬浮填料,在出水主要指标达到标准时(ρ(PO~(3-)_4)<0.5 mg/L,ρ(COD)<50 mg/L),尼龙和悬浮填料的除磷率分别为97.23%和83.6%;同时,在聚磷能力方面,通过SMT(surface mount technology)法测得尼龙和悬浮填料中的磷含量分别为112,86.50 mg/g,高于现有活性污泥中的磷含量。由扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)分析,发现尼龙填料驯化培养性能优于悬浮填料,且聚磷菌以球状菌为主。
2018, 36(12): 125-129.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812025
摘要:
采用单因素实验研究了等离子体装置的电源电压、针长度、针板间距等参数对甲醛去除率的影响规律,采用正交实验探讨了KMnO_4质量分数、浸渍时间、浸渍温度、烘干温度等因素对ACF协同等离子体甲醛去除率的影响,得出实验所需等离子体的最佳参数和ACF的最佳改性条件,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)等分析改性前后ACF的微观形貌和晶体结构。研究表明:等离子体去除甲醛的最佳参数为:针长度为8 mm,针板间距为8 mm,电源电压为9 kV。改性ACF协同等离子体有利于甲醛的去除,ACF的最佳改性条件为:浸泡时间为50 min、浸泡温度为60℃、w(KMnO_4)为3%、烘干温度为50℃。改性ACF协同等离子体甲醛去除率高达96%。
采用单因素实验研究了等离子体装置的电源电压、针长度、针板间距等参数对甲醛去除率的影响规律,采用正交实验探讨了KMnO_4质量分数、浸渍时间、浸渍温度、烘干温度等因素对ACF协同等离子体甲醛去除率的影响,得出实验所需等离子体的最佳参数和ACF的最佳改性条件,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)等分析改性前后ACF的微观形貌和晶体结构。研究表明:等离子体去除甲醛的最佳参数为:针长度为8 mm,针板间距为8 mm,电源电压为9 kV。改性ACF协同等离子体有利于甲醛的去除,ACF的最佳改性条件为:浸泡时间为50 min、浸泡温度为60℃、w(KMnO_4)为3%、烘干温度为50℃。改性ACF协同等离子体甲醛去除率高达96%。
2018, 36(12): 130-134.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812026
摘要:
使用便携式排放测试系统(PEMS)在一辆状态良好的轻型汽油轿车上进行实际道路排放试验,研究发动机不同转速、负荷工况与行驶挡位对排放的影响。结果表明:NO_x、CO、CO_2排放速率随着发动机转速与负荷的升高有增加的趋势。市区工况中,NO_x、CO、CO_2排放因子随着行驶挡位的升高有下降的趋势。全工况中以最高挡行驶时,发动机在中、高转速与大负荷、最大负荷条件下运行的比例上升,NO_x、CO排放速率与排放因子有增加的趋势。
使用便携式排放测试系统(PEMS)在一辆状态良好的轻型汽油轿车上进行实际道路排放试验,研究发动机不同转速、负荷工况与行驶挡位对排放的影响。结果表明:NO_x、CO、CO_2排放速率随着发动机转速与负荷的升高有增加的趋势。市区工况中,NO_x、CO、CO_2排放因子随着行驶挡位的升高有下降的趋势。全工况中以最高挡行驶时,发动机在中、高转速与大负荷、最大负荷条件下运行的比例上升,NO_x、CO排放速率与排放因子有增加的趋势。
2018, 36(12): 135-139.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812027
摘要:
通过SUMMA罐采样-冷阱捕集浓缩与气质联用技术,对珠江三角洲A工业城镇的工业区、居住区和教学区环境空气中总VOCs浓度和34种VOCs组分含量进行分析。结果表明:A城镇环境空气中总VOCs的平均浓度为141.82μg/m~3,100%检出的苯系物有9种,氯代烃有11种;二氯甲烷、甲苯、乙苯、间,对二甲苯、苯乙烯、苯、邻-二甲苯、1,2-二氯乙烷是环境空气中占比最高的8种VOCs污染物;苯乙烯的小时浓度存在超标现象。OFP计算结果显示,间,对二甲苯、甲苯、邻-二甲苯、乙苯和苯乙烯是A城镇环境空气中生成臭氧潜趋势最大的物质。
通过SUMMA罐采样-冷阱捕集浓缩与气质联用技术,对珠江三角洲A工业城镇的工业区、居住区和教学区环境空气中总VOCs浓度和34种VOCs组分含量进行分析。结果表明:A城镇环境空气中总VOCs的平均浓度为141.82μg/m~3,100%检出的苯系物有9种,氯代烃有11种;二氯甲烷、甲苯、乙苯、间,对二甲苯、苯乙烯、苯、邻-二甲苯、1,2-二氯乙烷是环境空气中占比最高的8种VOCs污染物;苯乙烯的小时浓度存在超标现象。OFP计算结果显示,间,对二甲苯、甲苯、邻-二甲苯、乙苯和苯乙烯是A城镇环境空气中生成臭氧潜趋势最大的物质。
2018, 36(12): 140-144.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812028
摘要:
研究了内蒙古自治区2016年PM_(2.5)浓度时空分布规律及PM_(2.5)与其前体物之间的关系。结果表明,内蒙古自治区PM_(2.5)浓度具有一定的时空分布特征,并与气象条件、污染物排放及前体物二次转化均有关联。时间上,PM_(2.5)日浓度变化曲线呈双峰型分布,两个峰值时段分别为10:00—12:00、23:00—翌日01:00,PM_(2.5)月均浓度曲线呈"U"形分布,在8月最低;空间上,内蒙古自治区PM_(2.5)浓度由高到低的区域依次为中部、西部、东部;PM_(2.5)小时浓度与其前体物NO_2、SO_2小时浓度均为显著正相关,说明前体物对PM_(2.5)浓度变化影响显著。研究结论可为内蒙古自治区大气污染环境治理提供参考。
研究了内蒙古自治区2016年PM_(2.5)浓度时空分布规律及PM_(2.5)与其前体物之间的关系。结果表明,内蒙古自治区PM_(2.5)浓度具有一定的时空分布特征,并与气象条件、污染物排放及前体物二次转化均有关联。时间上,PM_(2.5)日浓度变化曲线呈双峰型分布,两个峰值时段分别为10:00—12:00、23:00—翌日01:00,PM_(2.5)月均浓度曲线呈"U"形分布,在8月最低;空间上,内蒙古自治区PM_(2.5)浓度由高到低的区域依次为中部、西部、东部;PM_(2.5)小时浓度与其前体物NO_2、SO_2小时浓度均为显著正相关,说明前体物对PM_(2.5)浓度变化影响显著。研究结论可为内蒙古自治区大气污染环境治理提供参考。
2018, 36(12): 145-150.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812030
摘要:
电除尘器电场性能优劣是影响电除尘器收尘效率的重要因素。通过有限元法得出4种放电极(平齿线、90°齿线、十齿线、加强型RS线)与横置极板匹配时其电位与场强的空间分布,通过实验测量90°齿线分别与横置极板和C480板匹配时的极板表面电流密度的大小及分布,以板电流密度平均值和板电流密度几何标准差为电极配置电场性能的评价指标,对电除尘器不同电极配置参数下其电场性能优劣进行研究,通过调整电极配置几何参数以优化电场性能,为横置极板电除尘器的选型设计提供参考。
电除尘器电场性能优劣是影响电除尘器收尘效率的重要因素。通过有限元法得出4种放电极(平齿线、90°齿线、十齿线、加强型RS线)与横置极板匹配时其电位与场强的空间分布,通过实验测量90°齿线分别与横置极板和C480板匹配时的极板表面电流密度的大小及分布,以板电流密度平均值和板电流密度几何标准差为电极配置电场性能的评价指标,对电除尘器不同电极配置参数下其电场性能优劣进行研究,通过调整电极配置几何参数以优化电场性能,为横置极板电除尘器的选型设计提供参考。
2018, 36(12): 151-154.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812029
摘要:
降低烧结烟气细颗粒物排放是控制钢铁烧结领域污染物排放的重要手段。将烧结除尘灰和水洗后的烧结除尘灰以2%比例加入烧结配料中,开展烧结杯实验和烟气细颗粒物组成分析。结果表明:除尘灰和除尘灰中碱金属是影响烟气细颗粒物排放的重要因素,原除尘灰和水洗后的除尘灰配加后的细颗粒物排放值分别为127,90.9 mg/m~3。其中:水洗后飞灰配加下烟气细颗粒物中的碱金属排放较原除尘灰配加下的烟气减少了40%。因此,降低烧结配料中的碱金属将有助于控制烧结烟气细颗粒物的排放。
降低烧结烟气细颗粒物排放是控制钢铁烧结领域污染物排放的重要手段。将烧结除尘灰和水洗后的烧结除尘灰以2%比例加入烧结配料中,开展烧结杯实验和烟气细颗粒物组成分析。结果表明:除尘灰和除尘灰中碱金属是影响烟气细颗粒物排放的重要因素,原除尘灰和水洗后的除尘灰配加后的细颗粒物排放值分别为127,90.9 mg/m~3。其中:水洗后飞灰配加下烟气细颗粒物中的碱金属排放较原除尘灰配加下的烟气减少了40%。因此,降低烧结配料中的碱金属将有助于控制烧结烟气细颗粒物的排放。
2018, 36(12): 155-159.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812031
摘要:
基于生物炭对互营氧化过程的潜在促进机理,针对严重酸化的中温餐厨垃圾与污泥共发酵反应器(TVFA高达59.7 g COD/L),通过批次实验考察了生物炭促进酸化反应器中过量积累的VFAs降解及发酵系统快速恢复的可能性。结果表明:20 g/L生物炭能够使酸化系统中大量积累的VFAs在20 d内开始降解。而未添加生物炭的空白对照组,直至60 d后批次实验结束,仍未有恢复迹象。随后,将同等投加量的生物炭投加到实际酸化反应器中,发现反应器的pH值由6.7迅速上升至7.3,积累的VFAs在10 d内出现明显下降。可见,生物炭可以有效促进过量积累VFAs的快速降解,这为实际厌氧发酵系统酸化后快速恢复提供了技术支持。
基于生物炭对互营氧化过程的潜在促进机理,针对严重酸化的中温餐厨垃圾与污泥共发酵反应器(TVFA高达59.7 g COD/L),通过批次实验考察了生物炭促进酸化反应器中过量积累的VFAs降解及发酵系统快速恢复的可能性。结果表明:20 g/L生物炭能够使酸化系统中大量积累的VFAs在20 d内开始降解。而未添加生物炭的空白对照组,直至60 d后批次实验结束,仍未有恢复迹象。随后,将同等投加量的生物炭投加到实际酸化反应器中,发现反应器的pH值由6.7迅速上升至7.3,积累的VFAs在10 d内出现明显下降。可见,生物炭可以有效促进过量积累VFAs的快速降解,这为实际厌氧发酵系统酸化后快速恢复提供了技术支持。
2018, 36(12): 160-164.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812032
摘要:
介绍了一种利用逐步式pH强化污泥厌氧发酵生产短链脂肪酸(SCFA)的新方法。结果表明:在半连续流厌氧反应器中,pH由7升高至8时,提高了气相中甲烷和CO_2的分压,进一步升高至9和10,却显著降低了甲烷分压。当pH为9时,SCFA的最大产量为358.9 mg/g。机理研究发现:当pH由7升高至10时,SCOD、溶解性蛋白质、溶解性多糖的含量均呈现上升趋势,SCOD的含量由485 mg/L升高至685 mg/L,溶解性蛋白质的含量由235 mg/L升高至386 mg/L,而溶解性多糖的含量则由51 mg/L升高至92 mg/L。挥发性悬浮固体(VSS)减量随pH升高呈现上升趋势。微生物种群结构分析表明:pH的升高降低了Euryarchaeota的相对丰度,而升高了Firmicutes的相对丰度。
介绍了一种利用逐步式pH强化污泥厌氧发酵生产短链脂肪酸(SCFA)的新方法。结果表明:在半连续流厌氧反应器中,pH由7升高至8时,提高了气相中甲烷和CO_2的分压,进一步升高至9和10,却显著降低了甲烷分压。当pH为9时,SCFA的最大产量为358.9 mg/g。机理研究发现:当pH由7升高至10时,SCOD、溶解性蛋白质、溶解性多糖的含量均呈现上升趋势,SCOD的含量由485 mg/L升高至685 mg/L,溶解性蛋白质的含量由235 mg/L升高至386 mg/L,而溶解性多糖的含量则由51 mg/L升高至92 mg/L。挥发性悬浮固体(VSS)减量随pH升高呈现上升趋势。微生物种群结构分析表明:pH的升高降低了Euryarchaeota的相对丰度,而升高了Firmicutes的相对丰度。
2018, 36(12): 165-170.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812033
摘要:
生活垃圾堆体作为一种多孔介质,其孔隙的结构及分布均影响垃圾降解和水气运移。采用CT技术测量生活垃圾模拟填埋堆体初始和降解后状态的孔隙结构,并选取降解初始和稳定阶段的2个时刻扫描图像中垃圾堆体内部的孔道长度、孔喉面积、孔隙配位数及孔隙连通参数,对其进行对比分析。结果表明:微生物降解极大地改变了垃圾堆体内部的孔隙。从孔隙参数的绝对数值看,垃圾的降解使垃圾孔隙度、孔道密度、孔喉密度、配位数均得到减小。从孔隙参数的分布规律看,垃圾的降解使垃圾孔道长度分布更趋于单调下降,孔喉面积分布由单调下降向单峰分布转化,配位数分布的幂函数下降规律保持不变,但是下降梯度变大。
生活垃圾堆体作为一种多孔介质,其孔隙的结构及分布均影响垃圾降解和水气运移。采用CT技术测量生活垃圾模拟填埋堆体初始和降解后状态的孔隙结构,并选取降解初始和稳定阶段的2个时刻扫描图像中垃圾堆体内部的孔道长度、孔喉面积、孔隙配位数及孔隙连通参数,对其进行对比分析。结果表明:微生物降解极大地改变了垃圾堆体内部的孔隙。从孔隙参数的绝对数值看,垃圾的降解使垃圾孔隙度、孔道密度、孔喉密度、配位数均得到减小。从孔隙参数的分布规律看,垃圾的降解使垃圾孔道长度分布更趋于单调下降,孔喉面积分布由单调下降向单峰分布转化,配位数分布的幂函数下降规律保持不变,但是下降梯度变大。
2018, 36(12): 171-176.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812034
摘要:
热态钢渣降温过程中,对f-CaO有效消解同时实现钢渣渣性能的协同改善是热态钢渣处置的发展趋势。结合热力学分析与实验研究,利用CO_2、CO_2+水蒸气组合气、空气、空气+水蒸气等组合气体对钢渣进行处理,研究气体对物相组成、水化特性、安定性及胶凝性的影响。结果表明:在不同气氛下对钢渣处理后,通过钢渣化学组成、物相、微观结构分析,发现不同气氛对钢渣中f-CaO的消解能力由大到小排序分别是CO_2+水蒸气>空气+水蒸气>CO_2>空气,且CO_2+水蒸气组合气体通入后,钢渣粉的安定性能显著改善。钢渣复合胶凝材料的凝胶活性指数在3,7 d的强度略有降低,但在28 d对其强度影响不大,因此采用CO_2+水蒸气处理气氛通入热态钢渣,对改善钢渣的组成和性能综合效果最好,且热力学分析和实验结果具有良好的一致性。
热态钢渣降温过程中,对f-CaO有效消解同时实现钢渣渣性能的协同改善是热态钢渣处置的发展趋势。结合热力学分析与实验研究,利用CO_2、CO_2+水蒸气组合气、空气、空气+水蒸气等组合气体对钢渣进行处理,研究气体对物相组成、水化特性、安定性及胶凝性的影响。结果表明:在不同气氛下对钢渣处理后,通过钢渣化学组成、物相、微观结构分析,发现不同气氛对钢渣中f-CaO的消解能力由大到小排序分别是CO_2+水蒸气>空气+水蒸气>CO_2>空气,且CO_2+水蒸气组合气体通入后,钢渣粉的安定性能显著改善。钢渣复合胶凝材料的凝胶活性指数在3,7 d的强度略有降低,但在28 d对其强度影响不大,因此采用CO_2+水蒸气处理气氛通入热态钢渣,对改善钢渣的组成和性能综合效果最好,且热力学分析和实验结果具有良好的一致性。
2018, 36(12): 177-181.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812035
摘要:
将国内生产总值(GDP)和人口总数作为电力消费的两大重要影响因素,建立自回归移动平均模型对我国GDP进行预测,运用队列要素法建立实施"全面二孩"政策下的人口模型,并对我国人口总数进行了预测。同时,建立多元线性回归模型对我国未来电力消费进行预测,运用情景分析法探索煤电行业2018—2030年CO_2排放量,分析CO_2排放量与燃煤发电比重、CO_2排放强度之间的关系。研究表明:燃煤发电占比是影响我国煤电行业CO_2排放量的决定性因素,但改变CO_2排放强度对煤电行业CO_2排放峰值的到来时间几乎无影响。
将国内生产总值(GDP)和人口总数作为电力消费的两大重要影响因素,建立自回归移动平均模型对我国GDP进行预测,运用队列要素法建立实施"全面二孩"政策下的人口模型,并对我国人口总数进行了预测。同时,建立多元线性回归模型对我国未来电力消费进行预测,运用情景分析法探索煤电行业2018—2030年CO_2排放量,分析CO_2排放量与燃煤发电比重、CO_2排放强度之间的关系。研究表明:燃煤发电占比是影响我国煤电行业CO_2排放量的决定性因素,但改变CO_2排放强度对煤电行业CO_2排放峰值的到来时间几乎无影响。
2018, 36(12): 182-187.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812036
摘要:
基于中国30个省份2007—2016年的面板数据,利用考虑非期望产出的超效率SBM模型对建筑业碳排放效率进行估算,并结合空间自相关分析和空间杜宾面板计量模型,探讨了中国建筑业碳排放效率的时空分布特征及其主要影响因素。结果表明:建筑业碳排放效率在区域分布上呈现明显的空间聚集现象;其中,H-H聚集区主要集中在东部沿海地区,L-L聚集区主要分布在西部和北部地区。节能技术水平,城镇化水平,能源消费结构,资源禀赋均对中国建筑业碳排放效率的时空分布特征具有重要影响。
基于中国30个省份2007—2016年的面板数据,利用考虑非期望产出的超效率SBM模型对建筑业碳排放效率进行估算,并结合空间自相关分析和空间杜宾面板计量模型,探讨了中国建筑业碳排放效率的时空分布特征及其主要影响因素。结果表明:建筑业碳排放效率在区域分布上呈现明显的空间聚集现象;其中,H-H聚集区主要集中在东部沿海地区,L-L聚集区主要分布在西部和北部地区。节能技术水平,城镇化水平,能源消费结构,资源禀赋均对中国建筑业碳排放效率的时空分布特征具有重要影响。
2018, 36(12): 188-193.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812037
摘要:
如何预测并降低煤粉燃烧产生的氮氧化物排放量是治理大气污染问题的技术难点,当前存在的困难是燃烧场中各种操作条件的微小改动都会对NO_x的排放监测造成干扰。为了能够准确分析NO_x生成特性,制定有效的NO_x减排措施,建立了基于高炉燃烧场内的煤粉燃烧及NO_x生成的物理模型,并针对煤粉燃烧特点以及NO_x生成机理进行深入研究。仿真结果表明:随着煤粉粒径的减小,NO_x排放浓度有较大幅度的下降;通过降低炉膛温度及过量空气系数,其NO_x的排放量有所减少,但同时煤粉的燃烧效率也随之下降;提高挥发分含量后由于NO_x的还原作用逐渐加强导致高炉出口NO_x的浓度有所下降。通过仿真模拟可以比较准确地预测NO_x的生成特性,为工业应用中NO_x的排放量的控制提供理论依据。
如何预测并降低煤粉燃烧产生的氮氧化物排放量是治理大气污染问题的技术难点,当前存在的困难是燃烧场中各种操作条件的微小改动都会对NO_x的排放监测造成干扰。为了能够准确分析NO_x生成特性,制定有效的NO_x减排措施,建立了基于高炉燃烧场内的煤粉燃烧及NO_x生成的物理模型,并针对煤粉燃烧特点以及NO_x生成机理进行深入研究。仿真结果表明:随着煤粉粒径的减小,NO_x排放浓度有较大幅度的下降;通过降低炉膛温度及过量空气系数,其NO_x的排放量有所减少,但同时煤粉的燃烧效率也随之下降;提高挥发分含量后由于NO_x的还原作用逐渐加强导致高炉出口NO_x的浓度有所下降。通过仿真模拟可以比较准确地预测NO_x的生成特性,为工业应用中NO_x的排放量的控制提供理论依据。
2018, 36(12): 194-199.
doi: 10.13205/j.hjgc.201812038
摘要:
运用排放系数法建立2016年兰州市道路移动源排放清单,并利用GIS技术和机动车速度-流量模型估算得到限行后的排放清单,对比执行限行措施前后限行区内机动车尾气的排放量和空间分布,得出结论:常态化尾号限行期间,限行区内机动车尾气CO、HC、NO_x、PM_(2.5)、PM_(10)和SO_2的年排放量分别为21 177.39,4 539.84,8 159.60,212.27,235.08,8.97 t;重污染天气下,执行单双号限行措施每天可减少限行区内机动车排放上述污染物的量分别为36.27,5.92,8.20,0.24,0.26,0.01 t,削减率分别为62.69%、47.69%、36.78%、40.59%、40.57%、33.00%;空间上,城关区中西部、七里河区北部、安宁区中部以及西固区中部区域减排效果最明显。
运用排放系数法建立2016年兰州市道路移动源排放清单,并利用GIS技术和机动车速度-流量模型估算得到限行后的排放清单,对比执行限行措施前后限行区内机动车尾气的排放量和空间分布,得出结论:常态化尾号限行期间,限行区内机动车尾气CO、HC、NO_x、PM_(2.5)、PM_(10)和SO_2的年排放量分别为21 177.39,4 539.84,8 159.60,212.27,235.08,8.97 t;重污染天气下,执行单双号限行措施每天可减少限行区内机动车排放上述污染物的量分别为36.27,5.92,8.20,0.24,0.26,0.01 t,削减率分别为62.69%、47.69%、36.78%、40.59%、40.57%、33.00%;空间上,城关区中西部、七里河区北部、安宁区中部以及西固区中部区域减排效果最明显。
