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2020年 第38卷 第12期
2020, 38(12): 1-5.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012001
摘要:
为解决传统集中式处理系统存在的工程量大、维护成本高、资源浪费等问题，将水热碳化技术用于厕所黑水源分离处理，提出了1种基于水热碳化的厕所黑水处理系统。试验设置温度梯度为200，210，220，230，240℃，反应停留时长为20，30 min，分析对比了反应产物的真空抽滤时长和滤渣含水率。结果表明：在200℃ 20 min、200℃ 30 min和210℃ 20 min 3组反应条件下抽滤时长>3 min，其余反应条件下均<1 min，随着反应温度的升高，滤渣的含水率逐渐下降。以处理量为200人/d对系统成本和能耗进行估算，系统成本和人均处理费用分别为10.3万元和0.08元。水热碳化后固体产物可进行资源化利用，废液和废气可通过真空蒸发和催化燃烧法进行处理。
为解决传统集中式处理系统存在的工程量大、维护成本高、资源浪费等问题，将水热碳化技术用于厕所黑水源分离处理，提出了1种基于水热碳化的厕所黑水处理系统。试验设置温度梯度为200，210，220，230，240℃，反应停留时长为20，30 min，分析对比了反应产物的真空抽滤时长和滤渣含水率。结果表明：在200℃ 20 min、200℃ 30 min和210℃ 20 min 3组反应条件下抽滤时长>3 min，其余反应条件下均<1 min，随着反应温度的升高，滤渣的含水率逐渐下降。以处理量为200人/d对系统成本和能耗进行估算，系统成本和人均处理费用分别为10.3万元和0.08元。水热碳化后固体产物可进行资源化利用，废液和废气可通过真空蒸发和催化燃烧法进行处理。
2020, 38(12): 6-12.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012002
摘要:
分流制排水系统雨污混接严重所造成的放江污染是河道黑臭的主要原因之一。对此，以A1/O1/A2/O2工艺和粉体强化技术为基础，研发了1款一体化生物硅藻土反应器，以水质波动较大的雨水泵站截流污水为原水，探索工艺参数对污水中污染物去除效果的影响，以及枯水期污水与丰水期污水处理运行时微生物种群结构的差异性。结果表明：反应器内硅藻土浓度为3 g/L，进行枯水期污水处理时，最佳运行条件为Q=1.5 m3/h，O1池ρ（DO）为1.5~2.5 mg/L，R内=50%，R外=100%，经处理后出水达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的地表水质Ⅴ类标准；进行丰水期污水处理时，最佳运行条件是Q=1.0 m3/h，O1池ρ（DO）为2.5~3.5 mg/L，R外=200%，R内=100%，PAC投加量为23 mg/L，A2池碳源投加量折合ρ（COD）为60 mg/L，经处理后出水达到浙江省DB 33/2169—2018《城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》中表2排放标准。高通量测序结果表明，枯水期污水处理运行时，Proteobacteria（59.25%）为优势菌门，Gammaproteobacteria（31.57%）为优势菌纲，反硝化菌属Dechloromona（7.76%）为优势菌属；丰水期污水处理时，Proteobacteria（46.02%）为优势菌门，Bacteroidia（32.71%）为优势菌纲，norank-Saprospiracea（20.65%）为优势菌属。硅藻土发挥了微生物载体及助沉的作用，增加了生物黏性，提高了生化系统内污泥浓度，扩大了反应器的处理范围，对生物硅藻土反应器有良好的应用前景。
分流制排水系统雨污混接严重所造成的放江污染是河道黑臭的主要原因之一。对此，以A1/O1/A2/O2工艺和粉体强化技术为基础，研发了1款一体化生物硅藻土反应器，以水质波动较大的雨水泵站截流污水为原水，探索工艺参数对污水中污染物去除效果的影响，以及枯水期污水与丰水期污水处理运行时微生物种群结构的差异性。结果表明：反应器内硅藻土浓度为3 g/L，进行枯水期污水处理时，最佳运行条件为Q=1.5 m3/h，O1池ρ（DO）为1.5~2.5 mg/L，R内=50%，R外=100%，经处理后出水达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的地表水质Ⅴ类标准；进行丰水期污水处理时，最佳运行条件是Q=1.0 m3/h，O1池ρ（DO）为2.5~3.5 mg/L，R外=200%，R内=100%，PAC投加量为23 mg/L，A2池碳源投加量折合ρ（COD）为60 mg/L，经处理后出水达到浙江省DB 33/2169—2018《城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》中表2排放标准。高通量测序结果表明，枯水期污水处理运行时，Proteobacteria（59.25%）为优势菌门，Gammaproteobacteria（31.57%）为优势菌纲，反硝化菌属Dechloromona（7.76%）为优势菌属；丰水期污水处理时，Proteobacteria（46.02%）为优势菌门，Bacteroidia（32.71%）为优势菌纲，norank-Saprospiracea（20.65%）为优势菌属。硅藻土发挥了微生物载体及助沉的作用，增加了生物黏性，提高了生化系统内污泥浓度，扩大了反应器的处理范围，对生物硅藻土反应器有良好的应用前景。
2020, 38(12): 13-18,85.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012003
摘要:
采用微纳米气泡曝气的方式处理染料蓝1为原料配制的模拟水性油墨废水，以废水中的染料浓度、COD及氨氮去除效果作为考察指标，探讨废水中不同初始pH值、NaCl投加量、H2O2添加量对微纳米气浮法处理油墨废水的影响效果。实验结果表明：采用微纳米气浮去除油墨废水污染物能达到较好的效果，不同的反应条件有效促进了微纳气泡的曝气吸附作用，其中在pH为5的条件下处理效果最佳，染料浓度和COD去除率分别达到90.0%以上，氨氮去除率也达到75.4%。
采用微纳米气泡曝气的方式处理染料蓝1为原料配制的模拟水性油墨废水，以废水中的染料浓度、COD及氨氮去除效果作为考察指标，探讨废水中不同初始pH值、NaCl投加量、H2O2添加量对微纳米气浮法处理油墨废水的影响效果。实验结果表明：采用微纳米气浮去除油墨废水污染物能达到较好的效果，不同的反应条件有效促进了微纳气泡的曝气吸附作用，其中在pH为5的条件下处理效果最佳，染料浓度和COD去除率分别达到90.0%以上，氨氮去除率也达到75.4%。
2020, 38(12): 19-25,31.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012004
摘要:
对酸碱-微波耦合预处理后不同EPS组分在污泥厌氧消化行为中扮演的角色进行研究，通过产甲烷潜能实验评价其甲烷转化性能。结果表明：酸碱-微波耦合预处理通过溶出胞内有机物和改变EPS的分布来影响污泥产甲烷行为。甲烷累积产量最优预处理条件为pH=10，微波500 W，预处理时间120 s。此时，预处理后溶解型胞外聚合物（S-EPS）中的溶解性化学需氧量（SCOD）浓度达到11460 mg/L，是对照组浓度的184.5%，累积甲烷产量为89.08 mL/g，较对照组增加59.9%。碱处理（pH=10和12）时，S-EPS对累积甲烷产量的贡献率分别达到了16.6%和30.4%，远高于松散结合型胞外聚合物（LB-EPS）与紧密结合型胞外聚合物（TB-EPS）。在48 d的厌氧消化过程中，S-EPS对产甲烷的贡献率在1~4 d内快速升高，随后缓慢持续下降。因此，酸碱-微波耦合预处理通过强化污泥S-EPS中的多糖、蛋白质等有机质的溶出，促进污泥甲烷化。
对酸碱-微波耦合预处理后不同EPS组分在污泥厌氧消化行为中扮演的角色进行研究，通过产甲烷潜能实验评价其甲烷转化性能。结果表明：酸碱-微波耦合预处理通过溶出胞内有机物和改变EPS的分布来影响污泥产甲烷行为。甲烷累积产量最优预处理条件为pH=10，微波500 W，预处理时间120 s。此时，预处理后溶解型胞外聚合物（S-EPS）中的溶解性化学需氧量（SCOD）浓度达到11460 mg/L，是对照组浓度的184.5%，累积甲烷产量为89.08 mL/g，较对照组增加59.9%。碱处理（pH=10和12）时，S-EPS对累积甲烷产量的贡献率分别达到了16.6%和30.4%，远高于松散结合型胞外聚合物（LB-EPS）与紧密结合型胞外聚合物（TB-EPS）。在48 d的厌氧消化过程中，S-EPS对产甲烷的贡献率在1~4 d内快速升高，随后缓慢持续下降。因此，酸碱-微波耦合预处理通过强化污泥S-EPS中的多糖、蛋白质等有机质的溶出，促进污泥甲烷化。
2020, 38(12): 26-31.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012005
摘要:
通过简单的水热法制备了比表面积较高的MnO2纳米微球，以之替代Fenton试剂中的Fe试剂，采用类电Fenton反应降解染料亚甲基蓝（MB），研究其处理效果。实验结果表明：当MB溶液初始浓度为30 mg/L时，电压为10.6 V，MnO2浓度为80 mg/L，H2O2浓度为20.4 g/L，保持pH为4条件下，MB在40 min内的降解率达到94.08%。分析了反应前后MnO2的变化并提出其反应机理。该研究成果可为电Fenton技术的应用提供新的思路和理论依据。
通过简单的水热法制备了比表面积较高的MnO2纳米微球，以之替代Fenton试剂中的Fe试剂，采用类电Fenton反应降解染料亚甲基蓝（MB），研究其处理效果。实验结果表明：当MB溶液初始浓度为30 mg/L时，电压为10.6 V，MnO2浓度为80 mg/L，H2O2浓度为20.4 g/L，保持pH为4条件下，MB在40 min内的降解率达到94.08%。分析了反应前后MnO2的变化并提出其反应机理。该研究成果可为电Fenton技术的应用提供新的思路和理论依据。
2020, 38(12): 32-37,44.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012006
摘要:
考察了温度变化对亚硝化颗粒污泥反应器的长期和短期影响特性，结果表明：在进水ρ（NH4+-N）为（35.8±5.2）mg/L、水力停留时间为2.0 h以及运行温度为7~17℃的条件下，反应器保持着95%的亚硝化率和0.18~0.25 kg/（m3·L）的NH4+-N去除负荷；反应器中较低的ρ（DO）∶ρ（NH4+-N）（<0.25）是实现亚硝酸盐氧化细菌（NOB）有效抑制的关键因素；长期低温运行造成颗粒污泥比NH4+-N氧化速率（SAOR）从（237±14）g/（g·d）下降至（93±11）g/（g·d），但颗粒污泥中氨氧化细菌（AOB）的活化率（实际SAOR与最大SAOR之比）从48%升至约85%。批式实验结果表明，在7.1~28℃的短时温度变化内，亚硝化颗粒污泥NH4+-N氧化反应的温度系数（θ）和活化能（Ea）分别为1.042~1.063，29.7~41.9 kJ/mol，均显著低于同等条件下絮体污泥的数值，表明颗粒污泥AOB比絮体污泥AOB具有更好的抗温度冲击能力。该研究结果可为基于颗粒污泥的高效城市污水亚硝化技术提供参考。
考察了温度变化对亚硝化颗粒污泥反应器的长期和短期影响特性，结果表明：在进水ρ（NH4+-N）为（35.8±5.2）mg/L、水力停留时间为2.0 h以及运行温度为7~17℃的条件下，反应器保持着95%的亚硝化率和0.18~0.25 kg/（m3·L）的NH4+-N去除负荷；反应器中较低的ρ（DO）∶ρ（NH4+-N）（<0.25）是实现亚硝酸盐氧化细菌（NOB）有效抑制的关键因素；长期低温运行造成颗粒污泥比NH4+-N氧化速率（SAOR）从（237±14）g/（g·d）下降至（93±11）g/（g·d），但颗粒污泥中氨氧化细菌（AOB）的活化率（实际SAOR与最大SAOR之比）从48%升至约85%。批式实验结果表明，在7.1~28℃的短时温度变化内，亚硝化颗粒污泥NH4+-N氧化反应的温度系数（θ）和活化能（Ea）分别为1.042~1.063，29.7~41.9 kJ/mol，均显著低于同等条件下絮体污泥的数值，表明颗粒污泥AOB比絮体污泥AOB具有更好的抗温度冲击能力。该研究结果可为基于颗粒污泥的高效城市污水亚硝化技术提供参考。
2020, 38(12): 38-44.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012007
摘要:
研究选取嘉兴市下辖农村的160座生活污水处理设施进出水为研究对象，分析了区域农村生活污水污染物时空分布特征及其处理设施现状，以期提高处理设施效率。结果表明：嘉兴市农村生活污水中氮、磷污染较有机污染更严重，ρ（COD）、ρ（TP）、ρ（TN）、ρ（NH4+-N）年均值分别为142.23，4.02，44.19，27.74 mg/L，各污水处理设施处理效果有很大优化空间，COD、TP、TN、NH4+-N年均去除率分别为50.5%、29.7%、36.8%、51.7%。农村生活污水空间上呈自西向东、由北至南逐渐减小的分布特征，时间上表现为冬季 > 春季 > 秋季 > 夏季。相关性分析表明，COD、TP、TN、NH4+-N之间呈极显著正相关（P<0.01），相关系数为0.688±0.946。设施进水C/N、NH4+-N/TN年均值分别为3.21、68.9%，传统的单一A2/O处理工艺对低碳源污水处理效果不理想，可通过组合工艺设计、规范运营管理、加强后期监测等有效措施来进一步加强污水处理设施处理效果。
研究选取嘉兴市下辖农村的160座生活污水处理设施进出水为研究对象，分析了区域农村生活污水污染物时空分布特征及其处理设施现状，以期提高处理设施效率。结果表明：嘉兴市农村生活污水中氮、磷污染较有机污染更严重，ρ（COD）、ρ（TP）、ρ（TN）、ρ（NH4+-N）年均值分别为142.23，4.02，44.19，27.74 mg/L，各污水处理设施处理效果有很大优化空间，COD、TP、TN、NH4+-N年均去除率分别为50.5%、29.7%、36.8%、51.7%。农村生活污水空间上呈自西向东、由北至南逐渐减小的分布特征，时间上表现为冬季 > 春季 > 秋季 > 夏季。相关性分析表明，COD、TP、TN、NH4+-N之间呈极显著正相关（P<0.01），相关系数为0.688±0.946。设施进水C/N、NH4+-N/TN年均值分别为3.21、68.9%，传统的单一A2/O处理工艺对低碳源污水处理效果不理想，可通过组合工艺设计、规范运营管理、加强后期监测等有效措施来进一步加强污水处理设施处理效果。
2020, 38(12): 49-53,111.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012009
摘要:
为探究新兴污染物溴代阻燃剂（BFR）对生物脱氮除磷（BNPR）的影响，以实际废水为探究对象，建立厌氧/好氧/缺氧序批式反应器，中温环境下研究了不同浓度多溴联苯醚（PBDEs）对BNPR的影响。结果表明：PBDEs对BNPR的影响具有浓度依赖性，低浓度PBDEs对BNPR及污泥特征影响不明显，而ρ（PBDEs）>0.1 mg/L时可显著抑制BNPR。当PBDEs浓度为2.0 mg/L时，活性污泥系统稳定运行时化学需氧量（COD）、氨氮及正磷酸盐（OP）的去除率分别为73.2%~75.6%、85.2%和72.1%~73.6%，显著低于空白组。此外，PBDEs的存在可降低污泥内总悬浮固体和挥发性悬浮固体，提高污泥体积指数及胞外聚合物含量。典型周期研究发现PBDEs可抑制硝化、反硝化、厌氧释磷及好氧吸磷过程。
为探究新兴污染物溴代阻燃剂（BFR）对生物脱氮除磷（BNPR）的影响，以实际废水为探究对象，建立厌氧/好氧/缺氧序批式反应器，中温环境下研究了不同浓度多溴联苯醚（PBDEs）对BNPR的影响。结果表明：PBDEs对BNPR的影响具有浓度依赖性，低浓度PBDEs对BNPR及污泥特征影响不明显，而ρ（PBDEs）>0.1 mg/L时可显著抑制BNPR。当PBDEs浓度为2.0 mg/L时，活性污泥系统稳定运行时化学需氧量（COD）、氨氮及正磷酸盐（OP）的去除率分别为73.2%~75.6%、85.2%和72.1%~73.6%，显著低于空白组。此外，PBDEs的存在可降低污泥内总悬浮固体和挥发性悬浮固体，提高污泥体积指数及胞外聚合物含量。典型周期研究发现PBDEs可抑制硝化、反硝化、厌氧释磷及好氧吸磷过程。
2020, 38(12): 54-58,77.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012010
摘要:
为提高垃圾渗滤液膜浓缩液减量化水平，采用石灰混凝-浸没蒸发协同处理纳滤膜浓缩液，获得了处理过程中水质变化规律。结果表明：单独采用石灰混凝处理，在石灰投加量为2 g/L时，膜浓缩液混凝软化效果最佳；随着石灰投加量增加，此时，膜浓缩液pH=10.58，硬度去除率为29.1%，COD去除率为24.1%，NH3-N去除率为67.3%。。采用石灰混凝-浸没蒸发协同处理，石灰投加量为2 g/L、浓缩倍率为10时，蒸发残液软化效果进一步提升，较单独处理，硬度去除率由29.1%提升至65.9%，COD去除率由24.1%提升至41.2%，NH3-N去除率由67.3%提升至81.4%；K+浓度由样液中4300 mg/L提高到36210 mg/L、Na+浓度由5860 mg/L提高到48300 mg/L，为资源化利用提供了条件；冷凝液ρ（COD）由26.3 mg/L降低至16.3 mg/L，ρ（NH3-N）由2.0 mg/L降低至1.4 mg/L，出水可满足GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》相关要求。
为提高垃圾渗滤液膜浓缩液减量化水平，采用石灰混凝-浸没蒸发协同处理纳滤膜浓缩液，获得了处理过程中水质变化规律。结果表明：单独采用石灰混凝处理，在石灰投加量为2 g/L时，膜浓缩液混凝软化效果最佳；随着石灰投加量增加，此时，膜浓缩液pH=10.58，硬度去除率为29.1%，COD去除率为24.1%，NH3-N去除率为67.3%。。采用石灰混凝-浸没蒸发协同处理，石灰投加量为2 g/L、浓缩倍率为10时，蒸发残液软化效果进一步提升，较单独处理，硬度去除率由29.1%提升至65.9%，COD去除率由24.1%提升至41.2%，NH3-N去除率由67.3%提升至81.4%；K+浓度由样液中4300 mg/L提高到36210 mg/L、Na+浓度由5860 mg/L提高到48300 mg/L，为资源化利用提供了条件；冷凝液ρ（COD）由26.3 mg/L降低至16.3 mg/L，ρ（NH3-N）由2.0 mg/L降低至1.4 mg/L，出水可满足GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》相关要求。
2020, 38(12): 59-63,5.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012011
摘要:
基于2016—2018年罗时江、弥苴河、永安江及洱海北部湖区监测数据分析，探讨洱海北部入湖河流污染变化特征及对北部湖区的影响。结果表明：1）"北三江"监测断面总磷、COD、氨氮浓度整体稳定在GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅱ—Ⅲ类标准限值内，年内污染物浓度变化表现出典型的农业面源污染特征，且受流域内产业模式等的综合影响；2）研究期间，河流首要污染物为TN，旱季次要污染物为COD，雨季为TP。雨季入湖负荷高于旱季，弥苴河污染负荷大于罗时江、永安江。"北三江"入湖TN和TP污染负荷分别占洱海允许负荷的50.1%和59.7%；3）入湖河流的磷元素输入是洱海北部湖区磷污染的重要来源。北部湖区污染物浓度对氮、磷入湖污染负荷相关性次月强于当月，响应存在延迟。筛选环境友好型种植模式，控制"北三江"氮磷入湖负荷，有利于保护洱海水环境。
基于2016—2018年罗时江、弥苴河、永安江及洱海北部湖区监测数据分析，探讨洱海北部入湖河流污染变化特征及对北部湖区的影响。结果表明：1）"北三江"监测断面总磷、COD、氨氮浓度整体稳定在GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅱ—Ⅲ类标准限值内，年内污染物浓度变化表现出典型的农业面源污染特征，且受流域内产业模式等的综合影响；2）研究期间，河流首要污染物为TN，旱季次要污染物为COD，雨季为TP。雨季入湖负荷高于旱季，弥苴河污染负荷大于罗时江、永安江。"北三江"入湖TN和TP污染负荷分别占洱海允许负荷的50.1%和59.7%；3）入湖河流的磷元素输入是洱海北部湖区磷污染的重要来源。北部湖区污染物浓度对氮、磷入湖污染负荷相关性次月强于当月，响应存在延迟。筛选环境友好型种植模式，控制"北三江"氮磷入湖负荷，有利于保护洱海水环境。
2020, 38(12): 64-69,123.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012012
摘要:
CaO2已广泛应用于黑臭河道底泥原位处理中，但现有研究较多集中于CaO2对底泥中酸可挥发性硫化物（acidic volatile sulfide，AVS）的去除效果，缺乏对其他污染指标影响的研究。通过小试，考察了CaO2原位处理黑臭河道底泥AVS和有机物的效果，同时对底泥的颜色、ORP、pH和重金属含量及形态变化进行了检测。结果表明：CaO2原位处理黑臭河道底泥污染物具有明显的效果，AVS去除率可达98%以上，TOC含量可降低0.4%左右；同时底泥颜色由黑色转变为土黄色，ORP从-150 mV提高至100 mV左右，pH从中性变为碱性（pH=11左右）。投加CaO2对底泥重金属含量变化无影响，但会将底泥中部分较稳定形态存在的重金属转化为较不稳定化的赋存形态。
CaO2已广泛应用于黑臭河道底泥原位处理中，但现有研究较多集中于CaO2对底泥中酸可挥发性硫化物（acidic volatile sulfide，AVS）的去除效果，缺乏对其他污染指标影响的研究。通过小试，考察了CaO2原位处理黑臭河道底泥AVS和有机物的效果，同时对底泥的颜色、ORP、pH和重金属含量及形态变化进行了检测。结果表明：CaO2原位处理黑臭河道底泥污染物具有明显的效果，AVS去除率可达98%以上，TOC含量可降低0.4%左右；同时底泥颜色由黑色转变为土黄色，ORP从-150 mV提高至100 mV左右，pH从中性变为碱性（pH=11左右）。投加CaO2对底泥重金属含量变化无影响，但会将底泥中部分较稳定形态存在的重金属转化为较不稳定化的赋存形态。
2020, 38(12): 70-77.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012013
摘要:
重金属带来的环境风险日益严峻，利用污泥生物炭去除水中重金属污染方面的研究得到了广泛关注。结合当前国内外研究现状，归纳了不同条件下制备的污泥生物炭对水中重金属，如Cd、Pb、Cr、As等的吸附机理，污泥生物炭对大多数重金属的吸附满足物理吸附和化学吸附的多重作用，可通过增加生物炭表面有效基团及有效吸附位点提升吸附性能。同时，总结了影响吸附效率的各种因素，探究了污泥生物炭的再生问题，并对今后污泥生物炭去除水中重金属的研究方向做出了展望。
重金属带来的环境风险日益严峻，利用污泥生物炭去除水中重金属污染方面的研究得到了广泛关注。结合当前国内外研究现状，归纳了不同条件下制备的污泥生物炭对水中重金属，如Cd、Pb、Cr、As等的吸附机理，污泥生物炭对大多数重金属的吸附满足物理吸附和化学吸附的多重作用，可通过增加生物炭表面有效基团及有效吸附位点提升吸附性能。同时，总结了影响吸附效率的各种因素，探究了污泥生物炭的再生问题，并对今后污泥生物炭去除水中重金属的研究方向做出了展望。
2020, 38(12): 78-85.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012014
摘要:
流域水体管控单元划分是实现流域水生态环境差异化管理的基础。基于小流域特点，结合水质参数、水生生物多样性等多要素指标，提出了一种水体空间管控单元划分方法。在此基础上，利用模糊层次分析法对各管控单元的优先级进行评价，揭示出小流域水生态环境质量与潜在污染来源的关联关系。以四川南河小流域为例，划分出3个管控区段和21个水体管控单元，识别出6个极高的管控单元，4个极低的管控单元，为指导小流域多尺度、精细化管理提供了参考。
流域水体管控单元划分是实现流域水生态环境差异化管理的基础。基于小流域特点，结合水质参数、水生生物多样性等多要素指标，提出了一种水体空间管控单元划分方法。在此基础上，利用模糊层次分析法对各管控单元的优先级进行评价，揭示出小流域水生态环境质量与潜在污染来源的关联关系。以四川南河小流域为例，划分出3个管控区段和21个水体管控单元，识别出6个极高的管控单元，4个极低的管控单元，为指导小流域多尺度、精细化管理提供了参考。
2020, 38(12): 86-91.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012015
摘要:
喷雾焙烧法作为不锈钢混酸废液全酸回收的最先进工艺方法，不仅可以实现废液中游离酸和化合酸的回收，还可以实现金属氧化物的回收。若该工艺中焙烧炉（核心设备）内流场和温度场分布混乱，易加剧金属氧化物粉末挂壁，进而导致废酸不能完全反应而腐蚀炉体，影响生产运行。采用模拟软件Fluent对不同空燃比、燃烧气初始流速等条件下焙烧炉内流场和温度场的分布进行模拟，以获得最优的流场和温度场，最大程度消除金属氧化物粉末的挂壁现象，确保设备的长时间稳定运行。结果表明：在燃气介质为煤气，燃烧气初始流速为20 m/s，空燃比为1.7∶1模拟时可获得最佳的流场和温度场分布，在该最佳条件下焙烧炉内温度梯度的实际测量与模拟结果基本吻合，也进一步验证了模型建立的正确性。在改变燃气介质为天然气的条件下，在燃烧气初始流速为20 m/s，空燃比为13∶1时也可模拟获得最佳的流场和温度场分布。该模型对今后酸再生工艺的开发设计和运行管理具有良好的指导作用。
喷雾焙烧法作为不锈钢混酸废液全酸回收的最先进工艺方法，不仅可以实现废液中游离酸和化合酸的回收，还可以实现金属氧化物的回收。若该工艺中焙烧炉（核心设备）内流场和温度场分布混乱，易加剧金属氧化物粉末挂壁，进而导致废酸不能完全反应而腐蚀炉体，影响生产运行。采用模拟软件Fluent对不同空燃比、燃烧气初始流速等条件下焙烧炉内流场和温度场的分布进行模拟，以获得最优的流场和温度场，最大程度消除金属氧化物粉末的挂壁现象，确保设备的长时间稳定运行。结果表明：在燃气介质为煤气，燃烧气初始流速为20 m/s，空燃比为1.7∶1模拟时可获得最佳的流场和温度场分布，在该最佳条件下焙烧炉内温度梯度的实际测量与模拟结果基本吻合，也进一步验证了模型建立的正确性。在改变燃气介质为天然气的条件下，在燃烧气初始流速为20 m/s，空燃比为13∶1时也可模拟获得最佳的流场和温度场分布。该模型对今后酸再生工艺的开发设计和运行管理具有良好的指导作用。
2020, 38(12): 92-96.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012016
摘要:
利用雷达探测技术，以绑有水葫芦的标准泡沫板为目标物，系统研究了水浮植物雷达对水葫芦目标识别能力、探测范围以及距离、面积、速度测量性能。试验结果表明：水浮植物雷达可以区分水面、墙体以及水葫芦，径向探测距离为37~114.5 m，不同径向距离的平均测距误差均在0.6%以内。在雷达3°/s扇扫速度小范围扇扫模式下，远距离比近距离面积测量平均误差高26.99%；同一距离，12°/s比3°/s扇扫速度的面积测量平均误差低12.13%。另外，在0.1~1.0 m/s的目标速度测量范围内，雷达对水葫芦的测速均方误差百分比不超过8%。
利用雷达探测技术，以绑有水葫芦的标准泡沫板为目标物，系统研究了水浮植物雷达对水葫芦目标识别能力、探测范围以及距离、面积、速度测量性能。试验结果表明：水浮植物雷达可以区分水面、墙体以及水葫芦，径向探测距离为37~114.5 m，不同径向距离的平均测距误差均在0.6%以内。在雷达3°/s扇扫速度小范围扇扫模式下，远距离比近距离面积测量平均误差高26.99%；同一距离，12°/s比3°/s扇扫速度的面积测量平均误差低12.13%。另外，在0.1~1.0 m/s的目标速度测量范围内，雷达对水葫芦的测速均方误差百分比不超过8%。
2020, 38(12): 97-102,91.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012017
摘要:
燃煤细颗粒物对大气环境和人体健康均会产生严重影响，化学团聚是促进细颗粒形成大粒径团聚体而易被常规除尘器捕获的重要方法。化学团聚技术中团聚剂的组成是影响细颗粒物团聚效果的重要因素。由表面活性剂、无机盐和高分子絮凝剂构成多元团聚剂体系，经雾化形成液滴喷入细颗粒物团聚室，研究其对细颗粒团聚促进作用的影响。研究表明：选用含有无机盐的二元团聚剂体系均对细颗粒团聚有良好的促进作用，吐温-80体系对细颗粒物的清除效率可达44.1%；随着团聚剂溶液浓度的增加，细颗粒物的清除效率不断提高，阳离子型团聚剂体系对细颗粒物团聚的促进作用优于阴离子型团聚剂体系；团聚剂体系中无机盐，特别是氯化铵，能有效提高细颗粒清除效率；调节团聚剂体系的pH为弱酸性更有利于细颗粒的团聚。三元团聚剂体系各组分的协同作用可使颗粒间的黏附力提高3.5倍，团聚后细颗粒物的质量减少45%~49%，中位粒径由3.5 μm增加至7.5~8.6 μm。
燃煤细颗粒物对大气环境和人体健康均会产生严重影响，化学团聚是促进细颗粒形成大粒径团聚体而易被常规除尘器捕获的重要方法。化学团聚技术中团聚剂的组成是影响细颗粒物团聚效果的重要因素。由表面活性剂、无机盐和高分子絮凝剂构成多元团聚剂体系，经雾化形成液滴喷入细颗粒物团聚室，研究其对细颗粒团聚促进作用的影响。研究表明：选用含有无机盐的二元团聚剂体系均对细颗粒团聚有良好的促进作用，吐温-80体系对细颗粒物的清除效率可达44.1%；随着团聚剂溶液浓度的增加，细颗粒物的清除效率不断提高，阳离子型团聚剂体系对细颗粒物团聚的促进作用优于阴离子型团聚剂体系；团聚剂体系中无机盐，特别是氯化铵，能有效提高细颗粒清除效率；调节团聚剂体系的pH为弱酸性更有利于细颗粒的团聚。三元团聚剂体系各组分的协同作用可使颗粒间的黏附力提高3.5倍，团聚后细颗粒物的质量减少45%~49%，中位粒径由3.5 μm增加至7.5~8.6 μm。
2020, 38(12): 103-111.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012018
摘要:
PM2.5和PM10污染已成为全球关注的重要环境问题，监测其污染状况对人类健康、动植物生长、大气环境评价等具有重要意义。基于2013—2018年山东省17个城市大气PM2.5和PM10监测数据，利用时空分析方法和Spearman相关分析方法，研究其污染时空变化特征，并分析气象、人为及政策因素对二者的影响。结果表明：与2013年相比，2018年山东省大气PM2.5和PM10污染程度明显减轻，年均浓度降幅分别为48.72%、37.72%；6年整体月均PM2.5浓度呈近似"U "形变化规律，月均PM10浓度呈近似" V"形变化规律；PM2.5和PM10污染整体呈由西北内陆向东部沿海地区逐渐减轻的空间趋势；PM2.5和PM10浓度受气温和降水量2个气象因素影响较显著，受道路密度、城市绿化覆盖面积、SO2和NOx排放量等人为因素影响较显著，且气象因素和人为因素对PM2.5浓度的影响较PM10更大。
PM2.5和PM10污染已成为全球关注的重要环境问题，监测其污染状况对人类健康、动植物生长、大气环境评价等具有重要意义。基于2013—2018年山东省17个城市大气PM2.5和PM10监测数据，利用时空分析方法和Spearman相关分析方法，研究其污染时空变化特征，并分析气象、人为及政策因素对二者的影响。结果表明：与2013年相比，2018年山东省大气PM2.5和PM10污染程度明显减轻，年均浓度降幅分别为48.72%、37.72%；6年整体月均PM2.5浓度呈近似"U "形变化规律，月均PM10浓度呈近似" V"形变化规律；PM2.5和PM10污染整体呈由西北内陆向东部沿海地区逐渐减轻的空间趋势；PM2.5和PM10浓度受气温和降水量2个气象因素影响较显著，受道路密度、城市绿化覆盖面积、SO2和NOx排放量等人为因素影响较显著，且气象因素和人为因素对PM2.5浓度的影响较PM10更大。
2020, 38(12): 112-117,162.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012019
摘要:
基于焦炉炉头烟扩散过程的分析研究，提出栅网状抽吸面以及侧吸式抽吸结构的炉头烟集尘罩结构，并通过计算机仿真的方法进行分析。结果表明：栅网结构的抽吸形式增加了有效抽吸面积，优化了抽吸风量分布，解决了传统集尘罩有效抽吸截面小及风量分配不合理的问题；集尘罩前端的侧吸式抽吸结构，对沿顶板向两侧扩散烟气形成一种侧吸的效果，解决了炉头烟在冲击导烟板后向两侧排放的问题；优化后集尘罩结构，在风机风量降低30%时，依然能够对焦炉炉头烟实现有效治理，提高了集尘设备的运行效率。
基于焦炉炉头烟扩散过程的分析研究，提出栅网状抽吸面以及侧吸式抽吸结构的炉头烟集尘罩结构，并通过计算机仿真的方法进行分析。结果表明：栅网结构的抽吸形式增加了有效抽吸面积，优化了抽吸风量分布，解决了传统集尘罩有效抽吸截面小及风量分配不合理的问题；集尘罩前端的侧吸式抽吸结构，对沿顶板向两侧扩散烟气形成一种侧吸的效果，解决了炉头烟在冲击导烟板后向两侧排放的问题；优化后集尘罩结构，在风机风量降低30%时，依然能够对焦炉炉头烟实现有效治理，提高了集尘设备的运行效率。
2020, 38(12): 118-123.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012020
摘要:
论述了我国北方县城城区（县级市除外）改善和加强民用供暖的必然趋势，以及优化民用供暖热源和供暖方式的必要性和紧迫性。结合北方县域的生活垃圾处理和供暖现状，研究了北方城乡生活垃圾产生量及其焚烧热能与县城供暖需求的匹配关系，提出了未来最适合我国北方县城城区民用供暖的能源形式、热源形式和供暖系统形式——基于垃圾焚烧热电联产的城区集中供暖系统模式。以期为提高我国北方县城城区居民的生活品质，采用符合可持续发展理念的清洁环保、经济高效、可循环再生、安全可靠的民用供暖方式提供数据参考。
论述了我国北方县城城区（县级市除外）改善和加强民用供暖的必然趋势，以及优化民用供暖热源和供暖方式的必要性和紧迫性。结合北方县域的生活垃圾处理和供暖现状，研究了北方城乡生活垃圾产生量及其焚烧热能与县城供暖需求的匹配关系，提出了未来最适合我国北方县城城区民用供暖的能源形式、热源形式和供暖系统形式——基于垃圾焚烧热电联产的城区集中供暖系统模式。以期为提高我国北方县城城区居民的生活品质，采用符合可持续发展理念的清洁环保、经济高效、可循环再生、安全可靠的民用供暖方式提供数据参考。
2020, 38(12): 124-129.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012021
摘要:
垃圾焚烧技术在我国得到了快速应用。2018年我国垃圾焚烧量达到1.02亿t，占总无害化量的45%，将很快形成"焚烧为主，填埋托底"的垃圾终端处理格局，也还将继续由"能量回收型"向"资源回收型"发展。垃圾焚烧工程不仅在规模上得到了增长，同时在焚烧技术、烟气净化系统和市场竞争形势上也发生了深刻变化。我国垃圾焚烧行业依然存在较多技术痛点和发展瓶颈，可持续发展面临新的挑战和机遇。未来，建议垃圾焚烧企业和行业应探索中小城市（<50万人口）垃圾焚烧推广和盈利模式，响应矿化垃圾开采及焚烧处置需求，补齐垃圾焚烧飞灰无害化处置和资源化利用短板；在"提高发电效率，降低厂用电率"等方面提高技术水平和管理能力，加强"邻利"理念引领；积极布局国际市场，重视与高校科研院所的互动，以推动技术创新和技术转移。
垃圾焚烧技术在我国得到了快速应用。2018年我国垃圾焚烧量达到1.02亿t，占总无害化量的45%，将很快形成"焚烧为主，填埋托底"的垃圾终端处理格局，也还将继续由"能量回收型"向"资源回收型"发展。垃圾焚烧工程不仅在规模上得到了增长，同时在焚烧技术、烟气净化系统和市场竞争形势上也发生了深刻变化。我国垃圾焚烧行业依然存在较多技术痛点和发展瓶颈，可持续发展面临新的挑战和机遇。未来，建议垃圾焚烧企业和行业应探索中小城市（<50万人口）垃圾焚烧推广和盈利模式，响应矿化垃圾开采及焚烧处置需求，补齐垃圾焚烧飞灰无害化处置和资源化利用短板；在"提高发电效率，降低厂用电率"等方面提高技术水平和管理能力，加强"邻利"理念引领；积极布局国际市场，重视与高校科研院所的互动，以推动技术创新和技术转移。
2020, 38(12): 130-137.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012022
摘要:
建筑垃圾处置存在处置面窄、处置率偏低等问题，同时缺乏高效的处置设施网络。考虑固定式处置设施及移动式处置设施的协同，构建了结合生产及需求的建筑垃圾处置设施网络。首先从复杂网络节点重要性的角度分析2类处置设施选址的主要评价指标，利用灰色关联分析法提出固定式处置设施选址及移动式处置设施可行选址，进而通过建立区域总成本及社会负效应最小的混合整数规划模型得出本期移动处置设施选址，根据后续各期数据测算移动处置设施的动态选址及服务范围，并以南京市江北新区直管区为例建立建筑垃圾处置设施网络，以验证此模型有效性。可实现建筑垃圾高效资源利用，减少邻避冲突，并为政府等相关部门的决策者构建区域建筑垃圾处置网络提供一定的参考。
建筑垃圾处置存在处置面窄、处置率偏低等问题，同时缺乏高效的处置设施网络。考虑固定式处置设施及移动式处置设施的协同，构建了结合生产及需求的建筑垃圾处置设施网络。首先从复杂网络节点重要性的角度分析2类处置设施选址的主要评价指标，利用灰色关联分析法提出固定式处置设施选址及移动式处置设施可行选址，进而通过建立区域总成本及社会负效应最小的混合整数规划模型得出本期移动处置设施选址，根据后续各期数据测算移动处置设施的动态选址及服务范围，并以南京市江北新区直管区为例建立建筑垃圾处置设施网络，以验证此模型有效性。可实现建筑垃圾高效资源利用，减少邻避冲突，并为政府等相关部门的决策者构建区域建筑垃圾处置网络提供一定的参考。
2020, 38(12): 143-148.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012024
摘要:
厨余垃圾产量大、有机物含量高、营养元素丰富，对其进行适当处理后资源化利用是厨余垃圾处理的发展方向。厌氧消化可实现生物质能的高效利用，是厨余垃圾资源化、无害化处理的主要方法之一。提升餐厨垃圾厌氧消化效率获得清洁能源及对消化产物的综合利用是目前研究的热点。介绍了厨余垃圾的基本特性、厌氧消化的机理，总结厨余垃圾厌氧消化各阶段面临的问题，分析对应的国内外调控策略的优缺点及研究进展，并对今后厨余垃圾厌氧消化的调控新策略及产物再利用进行展望。
厨余垃圾产量大、有机物含量高、营养元素丰富，对其进行适当处理后资源化利用是厨余垃圾处理的发展方向。厌氧消化可实现生物质能的高效利用，是厨余垃圾资源化、无害化处理的主要方法之一。提升餐厨垃圾厌氧消化效率获得清洁能源及对消化产物的综合利用是目前研究的热点。介绍了厨余垃圾的基本特性、厌氧消化的机理，总结厨余垃圾厌氧消化各阶段面临的问题，分析对应的国内外调控策略的优缺点及研究进展，并对今后厨余垃圾厌氧消化的调控新策略及产物再利用进行展望。
2020, 38(12): 157-162.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012026
摘要:
为研究铅锌矿区土壤中重金属的稳定化方案，实地采集了四川省攀枝花市米易县某铅锌矿区污染土壤，采用稻壳、秸秆-木材和动物粪便3种不同来源的生物炭对土壤中弱酸提取态Pb、Zn、Cd、Cu和水溶态Zn进行了静态实验，并在此基础上选择动物粪便炭添加到污染土壤中进行了35 d的培育实验。结果表明：动物粪便炭对矿区污染土壤中弱酸提取态Zn、Cd、Pb、Cu稳定化性能最好，去除率分别为13.16%、15.68%、96.33%、65.39%，3种来源生物炭对水溶态Zn去除率均>90%；培育实验中施用30%动物粪便炭的土壤中弱酸提取态Pb降低了97.36%，水溶性Zn也得到了有效降低。因此动物粪便炭的施加可降低矿区污染土壤中重金属的迁移能力，对于铅锌矿区土壤重金属污染的防范与治理提供了参考。
为研究铅锌矿区土壤中重金属的稳定化方案，实地采集了四川省攀枝花市米易县某铅锌矿区污染土壤，采用稻壳、秸秆-木材和动物粪便3种不同来源的生物炭对土壤中弱酸提取态Pb、Zn、Cd、Cu和水溶态Zn进行了静态实验，并在此基础上选择动物粪便炭添加到污染土壤中进行了35 d的培育实验。结果表明：动物粪便炭对矿区污染土壤中弱酸提取态Zn、Cd、Pb、Cu稳定化性能最好，去除率分别为13.16%、15.68%、96.33%、65.39%，3种来源生物炭对水溶态Zn去除率均>90%；培育实验中施用30%动物粪便炭的土壤中弱酸提取态Pb降低了97.36%，水溶性Zn也得到了有效降低。因此动物粪便炭的施加可降低矿区污染土壤中重金属的迁移能力，对于铅锌矿区土壤重金属污染的防范与治理提供了参考。
2020, 38(12): 163-167,172.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012027
摘要:
合理的土壤采样策略是精确刻画场地污染情况的关键。以湖南某铬污染场地为研究对象，基于现场快速检测数据对反距离加权法（IDW）、普通克里金法（OK）、局部多项式法（LPI）和径向基函数法（RBF）4种空间插值方法的精确度和适用性进行了比较；通过冗余分析确定了实验室分析样品的布点数量；分析对比了实验室检测与快速检测空间插值结果。结果表明：1）不同空间插值方法对场地污染分布识别存在明显差异，适用性排序为IDW法 > RBF法 > OK法 > LPI法；2）经基于快速检测阶段235个点位数据进行的采样策略优化，需送往实验室分析的采样点位减少至113个；3）快速检测技术可有效反映场地铬污染区域分布趋势。
合理的土壤采样策略是精确刻画场地污染情况的关键。以湖南某铬污染场地为研究对象，基于现场快速检测数据对反距离加权法（IDW）、普通克里金法（OK）、局部多项式法（LPI）和径向基函数法（RBF）4种空间插值方法的精确度和适用性进行了比较；通过冗余分析确定了实验室分析样品的布点数量；分析对比了实验室检测与快速检测空间插值结果。结果表明：1）不同空间插值方法对场地污染分布识别存在明显差异，适用性排序为IDW法 > RBF法 > OK法 > LPI法；2）经基于快速检测阶段235个点位数据进行的采样策略优化，需送往实验室分析的采样点位减少至113个；3）快速检测技术可有效反映场地铬污染区域分布趋势。
2020, 38(12): 168-172.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012028
摘要:
近年来石油类污染在土壤和地下水环境中日益严重，由于天然及人为因素导致的地下水水位波动会造成污染物的二次迁移，扩大污染范围，因此探究水位波动对污染物迁移的影响刻不容缓。以柴油为例，利用二维模拟槽模拟柴油在地下水水位波动带中的迁移情况，通过控制水位升降模拟地下水水位波动，研究柴油透镜体的位置、模拟槽内柴油-水-气体饱和度随水位波动的变化，分析地下水水位波动对石油类污染物在地下水非饱和带中迁移的影响。结果表明：当水位向下波动时，油相可驱替水向下迁移，透镜体位置下移，迁移的过程中部分油相被介质吸附形成残余相，导致残余相柴油的污染范围增大；而当水位向上波动时，水可驱替油相向上迁移，透镜体位置上移，迁移的过程中部分油相溶解，导致溶解相柴油的污染范围的增大。该研究可为实际污染场地的修复提供理论支撑。
近年来石油类污染在土壤和地下水环境中日益严重，由于天然及人为因素导致的地下水水位波动会造成污染物的二次迁移，扩大污染范围，因此探究水位波动对污染物迁移的影响刻不容缓。以柴油为例，利用二维模拟槽模拟柴油在地下水水位波动带中的迁移情况，通过控制水位升降模拟地下水水位波动，研究柴油透镜体的位置、模拟槽内柴油-水-气体饱和度随水位波动的变化，分析地下水水位波动对石油类污染物在地下水非饱和带中迁移的影响。结果表明：当水位向下波动时，油相可驱替水向下迁移，透镜体位置下移，迁移的过程中部分油相被介质吸附形成残余相，导致残余相柴油的污染范围增大；而当水位向上波动时，水可驱替油相向上迁移，透镜体位置上移，迁移的过程中部分油相溶解，导致溶解相柴油的污染范围的增大。该研究可为实际污染场地的修复提供理论支撑。
2020, 38(12): 173-176,137.
doi: 10.13205/j.hjgc.202012029
摘要:
智能制造是我国钢铁行业紧跟世界发展趋势、实现转型升级的关键所在，是制造技术、信息技术和人工智能技术等深度融合与创新集成，是生产组织方式和商业模式的变革。通过研究钢铁行业智能制造的发展现状，探讨智能化在钢铁行业中的应用与关键技术，列出了包括湛江钢铁等国内钢铁企业的智能制造发展现状，指出钢铁行业智能制造的重难点和发展前景。
智能制造是我国钢铁行业紧跟世界发展趋势、实现转型升级的关键所在，是制造技术、信息技术和人工智能技术等深度融合与创新集成，是生产组织方式和商业模式的变革。通过研究钢铁行业智能制造的发展现状，探讨智能化在钢铁行业中的应用与关键技术，列出了包括湛江钢铁等国内钢铁企业的智能制造发展现状，指出钢铁行业智能制造的重难点和发展前景。
