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2015年 第33卷 第12期
2015, 33(12): 1-4.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512001
摘要:
近年来,城市内涝和非点源污染得到高度关注。透水铺装系统是基于"海绵城市"理念的一种重要的源控制技术,可以有效的减少洪峰流量、防治城市内涝现象、净化雨水径流污染。已被广泛应用于公园、停车场、人行道、广场、轻载道路等。通过总结国内外相关文献资料,重点介绍透水铺装系统在雨水径流水文特性和水质净化方面的研究现状和行业趋势,并对日后研究方向和未来行业领域的发展提出建议,对透水铺装系统的进一步深入研究具有积极意义。
近年来,城市内涝和非点源污染得到高度关注。透水铺装系统是基于"海绵城市"理念的一种重要的源控制技术,可以有效的减少洪峰流量、防治城市内涝现象、净化雨水径流污染。已被广泛应用于公园、停车场、人行道、广场、轻载道路等。通过总结国内外相关文献资料,重点介绍透水铺装系统在雨水径流水文特性和水质净化方面的研究现状和行业趋势,并对日后研究方向和未来行业领域的发展提出建议,对透水铺装系统的进一步深入研究具有积极意义。
2015, 33(12): 5-9.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512002
摘要:
为了探究羟基磷酸钙(HAP)结晶法应用于生活污水中磷回收的可行性,采用改性珊瑚砂为晶种,考察了晶种投加量、pH值、水力停留时间(HRT)、n(Ca)/n(P)和曝气量对HAP结晶效率的影响。试验结果表明:HAP结晶回收生活污水中的磷,不需要额外加碱调节pH,通过曝气吹脱CO_2而致碱度提高,足以满足HAP结晶对OH-的需求;HRT是影响反应结晶效率的一个较重要的因素,HRT越短,污水磷回收效率越差。室温条件下,当进水磷浓度稳定在3~6 mg/L,HAP结晶法回收生活污水中的磷的最佳运行条件为:pH值为8.3,水力停留时间HRT为6 h,n(Ca)/n(P)为8∶1,曝气量为200 L/h,改性珊瑚砂晶种投加量为83.64g/L。以上结果表明,以改性珊瑚砂为晶种的HAP结晶法应用于生活污水磷回收是可行的。
为了探究羟基磷酸钙(HAP)结晶法应用于生活污水中磷回收的可行性,采用改性珊瑚砂为晶种,考察了晶种投加量、pH值、水力停留时间(HRT)、n(Ca)/n(P)和曝气量对HAP结晶效率的影响。试验结果表明:HAP结晶回收生活污水中的磷,不需要额外加碱调节pH,通过曝气吹脱CO_2而致碱度提高,足以满足HAP结晶对OH-的需求;HRT是影响反应结晶效率的一个较重要的因素,HRT越短,污水磷回收效率越差。室温条件下,当进水磷浓度稳定在3~6 mg/L,HAP结晶法回收生活污水中的磷的最佳运行条件为:pH值为8.3,水力停留时间HRT为6 h,n(Ca)/n(P)为8∶1,曝气量为200 L/h,改性珊瑚砂晶种投加量为83.64g/L。以上结果表明,以改性珊瑚砂为晶种的HAP结晶法应用于生活污水磷回收是可行的。
2015, 33(12): 10-13.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512003
摘要:
以湖北省为研究区域,采用水资源负载指数法,在Arc GIS软件的支持下评价了湖北省各城市和各分区的水资源利用程度及开发潜力,定量揭示了不同地区人口-经济规模和水资源量之间的平衡关系。结果表明:整体上,湖北省多年平均水资源负载指数为7.31,水资源利用程度较高,进一步开发的潜力较小。在城市尺度上,神农架林区、恩施自治州、十堰市和咸宁市等城市水资源潜力较大,其他城市水资源潜力较小;在分区尺度上,鄂西南地区水资源潜力较大,江汉平原水资源潜力较小。研究成果将为该地区合理开发水资源、制定中长期生态环境保护和社会经济发展规划提供科学依据。
以湖北省为研究区域,采用水资源负载指数法,在Arc GIS软件的支持下评价了湖北省各城市和各分区的水资源利用程度及开发潜力,定量揭示了不同地区人口-经济规模和水资源量之间的平衡关系。结果表明:整体上,湖北省多年平均水资源负载指数为7.31,水资源利用程度较高,进一步开发的潜力较小。在城市尺度上,神农架林区、恩施自治州、十堰市和咸宁市等城市水资源潜力较大,其他城市水资源潜力较小;在分区尺度上,鄂西南地区水资源潜力较大,江汉平原水资源潜力较小。研究成果将为该地区合理开发水资源、制定中长期生态环境保护和社会经济发展规划提供科学依据。
2015, 33(12): 14-18.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512004
摘要:
以PN-ANAMMOX为代表的生物自养脱氮联合工艺突破了传统生物脱氮的基本理论,无需另外投加有机碳源,受到国内外研究学者的广泛关注。而PN-ANAMMOX新型联合工艺在中温环境下处理废水的能耗高于传统生物脱氮工艺。为此,综述了常温部分亚硝化工艺与常温ANAMMOX工艺的研究进展,分析其两种工艺的实现方法。对PNANAMMOX联合工艺在常温与中温下脱氮速率的差异进行分析。在常温下ANAMMOX过程是整体联合工艺的速率限制步骤,应重点控制。在20℃时联合工艺脱氮效率虽然略低于中温,但能够满足脱氮要求,节省了加热废水的能耗,相比中温更具经济价值。
以PN-ANAMMOX为代表的生物自养脱氮联合工艺突破了传统生物脱氮的基本理论,无需另外投加有机碳源,受到国内外研究学者的广泛关注。而PN-ANAMMOX新型联合工艺在中温环境下处理废水的能耗高于传统生物脱氮工艺。为此,综述了常温部分亚硝化工艺与常温ANAMMOX工艺的研究进展,分析其两种工艺的实现方法。对PNANAMMOX联合工艺在常温与中温下脱氮速率的差异进行分析。在常温下ANAMMOX过程是整体联合工艺的速率限制步骤,应重点控制。在20℃时联合工艺脱氮效率虽然略低于中温,但能够满足脱氮要求,节省了加热废水的能耗,相比中温更具经济价值。
2015, 33(12): 19-23.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512005
摘要:
以开发可实现餐饮废水的中水回用新技术为目标,开展了一系列餐饮废水处理的实验研究,验证了移动床-微滤膜生物处理工艺(MBBR-MBR)实现餐饮废水中水回用的可行性,探讨曝气量、水力停留时间、温度等影响要素对餐饮废水处理效果的影响,并对该工艺的处理性能进行综合评价。研究结果表明:移动床生物处理系统中微滤膜的植入,不但可有效地改善系统的耐负荷冲击性能,还可以提高系统对污水的处理深度,改善出水水质;在诸多的影响因素中,曝气量和水力停留时间对去除COD、氨氮、总磷等的影响最大。MBBR-MBR的最佳曝气量、水力停留时间、温度分别为0.4 m~3/h、12 h、30℃。在此条件下,COD、氨氮、总磷的去除率分别达到95%、94%、94%。经MBBR-MBR处理后的各主要水质指标均能达到城市生活污水的一级排放标准,可满足餐饮废水中水回用的要求。
以开发可实现餐饮废水的中水回用新技术为目标,开展了一系列餐饮废水处理的实验研究,验证了移动床-微滤膜生物处理工艺(MBBR-MBR)实现餐饮废水中水回用的可行性,探讨曝气量、水力停留时间、温度等影响要素对餐饮废水处理效果的影响,并对该工艺的处理性能进行综合评价。研究结果表明:移动床生物处理系统中微滤膜的植入,不但可有效地改善系统的耐负荷冲击性能,还可以提高系统对污水的处理深度,改善出水水质;在诸多的影响因素中,曝气量和水力停留时间对去除COD、氨氮、总磷等的影响最大。MBBR-MBR的最佳曝气量、水力停留时间、温度分别为0.4 m~3/h、12 h、30℃。在此条件下,COD、氨氮、总磷的去除率分别达到95%、94%、94%。经MBBR-MBR处理后的各主要水质指标均能达到城市生活污水的一级排放标准,可满足餐饮废水中水回用的要求。
2015, 33(12): 24-28.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512006
摘要:
从某农药厂的活性污泥中富集、筛选出一株醚苯磺隆的共代谢降解菌株MB-1,鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。研究碳源、醚苯磺隆初始浓度及接菌量对菌株降解特性的影响,实验结果表明:葡萄糖为200 mg/L,醚苯磺隆初始浓度为200 mg/L,接菌量为1%时,MB-1对醚苯磺隆的降解效果最佳。采用海藻酸钠固定化技术对菌株MB-1进行固定化。结果表明海藻酸钠质量分数为4%,CaCl_2质量分数为2%,接菌量为2%,钙化时间为4 h时,固定化菌株对醚苯磺隆废水的降解效果良好。将固定化MB-1小球投入实验室规模的SBR装置中进行应用发现,固定化MB-1菌株可以持续高效降解醚苯磺隆废水。
从某农药厂的活性污泥中富集、筛选出一株醚苯磺隆的共代谢降解菌株MB-1,鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。研究碳源、醚苯磺隆初始浓度及接菌量对菌株降解特性的影响,实验结果表明:葡萄糖为200 mg/L,醚苯磺隆初始浓度为200 mg/L,接菌量为1%时,MB-1对醚苯磺隆的降解效果最佳。采用海藻酸钠固定化技术对菌株MB-1进行固定化。结果表明海藻酸钠质量分数为4%,CaCl_2质量分数为2%,接菌量为2%,钙化时间为4 h时,固定化菌株对醚苯磺隆废水的降解效果良好。将固定化MB-1小球投入实验室规模的SBR装置中进行应用发现,固定化MB-1菌株可以持续高效降解醚苯磺隆废水。
2015, 33(12): 29-34.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512007
摘要:
利用荧光发射光谱和三维荧光光谱研究了环境因素(pH值、盐度、共存离子和光照)对长江口不同区域(南支岸边、北支岸边、河道和海域)沉积物提取DOM样品与砷/锑(As/Sb)之间相互作用的影响。结果表明,DOM的荧光强度随水体pH值的升高而增大,其主要归因于类蛋白峰B、D峰的增强。Sb~(3+)对类蛋白峰B、D的淬灭最为明显,但不同pH值条件对DOM与As/Sb相互作用的影响不大。盐度的增加可促进As/Sb与DOM的结合。Ca~(2+)的加入可减弱As/Sb对DOM类蛋白荧光的淬灭作用,因此Ca~(2+)抑制DOM与As/Sb的相互结合,并且随Ca~(2+)浓度的增加抑制作用增强。Mg~(2+)的影响很小。光照可促进DOM自身发生光降解,其对As5+淬灭类蛋白D峰有明显的促进作用。
利用荧光发射光谱和三维荧光光谱研究了环境因素(pH值、盐度、共存离子和光照)对长江口不同区域(南支岸边、北支岸边、河道和海域)沉积物提取DOM样品与砷/锑(As/Sb)之间相互作用的影响。结果表明,DOM的荧光强度随水体pH值的升高而增大,其主要归因于类蛋白峰B、D峰的增强。Sb~(3+)对类蛋白峰B、D的淬灭最为明显,但不同pH值条件对DOM与As/Sb相互作用的影响不大。盐度的增加可促进As/Sb与DOM的结合。Ca~(2+)的加入可减弱As/Sb对DOM类蛋白荧光的淬灭作用,因此Ca~(2+)抑制DOM与As/Sb的相互结合,并且随Ca~(2+)浓度的增加抑制作用增强。Mg~(2+)的影响很小。光照可促进DOM自身发生光降解,其对As5+淬灭类蛋白D峰有明显的促进作用。
2015, 33(12): 35-38.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512008
摘要:
目前硝酸盐污染已对饮用水安全构成了一定威胁,随着未来饮用水指标的提高,利用绿色处理方法去除硝酸盐有着迫切的实际需求。在精确pH条件下利用微电解法去除硝酸盐对饮用水出水不会产生影响。实验结果表明:对进水硝酸盐浓度为30 mg/L体系下的单因素进行连续实验,当进水pH=3.12时可取得最佳去除效果,最高去除率为68.7%;当进水pH=3.52时,系统的硝酸盐去除效果最差,最高去除率仅为56.1%;当铁碳质量比为3∶1时可取得最佳去除效果,稳定阶段硝酸盐去除率在80%以上,最高去除率为85.7%;硝酸盐去除率随水力停留时间的增加而提高,当水力停留时间为60 min时,最高去除率达93.2%。
目前硝酸盐污染已对饮用水安全构成了一定威胁,随着未来饮用水指标的提高,利用绿色处理方法去除硝酸盐有着迫切的实际需求。在精确pH条件下利用微电解法去除硝酸盐对饮用水出水不会产生影响。实验结果表明:对进水硝酸盐浓度为30 mg/L体系下的单因素进行连续实验,当进水pH=3.12时可取得最佳去除效果,最高去除率为68.7%;当进水pH=3.52时,系统的硝酸盐去除效果最差,最高去除率仅为56.1%;当铁碳质量比为3∶1时可取得最佳去除效果,稳定阶段硝酸盐去除率在80%以上,最高去除率为85.7%;硝酸盐去除率随水力停留时间的增加而提高,当水力停留时间为60 min时,最高去除率达93.2%。
2015, 33(12): 39-42.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512009
摘要:
针对传统铁碳微电解装置存在的偏流、堵塞、填料板结等问题,提出了相应的解决方法及措施,对装置结构进行优化改进,并进行了现场中试实验。通过在装置内部增加挡圈防止设备偏流,增设废水内循环工艺防止设备堵塞,改变填料的结构防止设备板结。采用改进型铁碳微电解设备处理青岛某电镀废水,稳定运行120 d出水平均值ρ(Cr6+)为0.03 mg/L,ρ(Cr)为0.04 mg/L,ρ(Zn~(2+))为0.12 mg/L,ρ(Cu~(2+))为0.67 mg/L,达到了GB 21900—2008《电镀废水排放标准》的要求,且设备运行稳定可靠。
针对传统铁碳微电解装置存在的偏流、堵塞、填料板结等问题,提出了相应的解决方法及措施,对装置结构进行优化改进,并进行了现场中试实验。通过在装置内部增加挡圈防止设备偏流,增设废水内循环工艺防止设备堵塞,改变填料的结构防止设备板结。采用改进型铁碳微电解设备处理青岛某电镀废水,稳定运行120 d出水平均值ρ(Cr6+)为0.03 mg/L,ρ(Cr)为0.04 mg/L,ρ(Zn~(2+))为0.12 mg/L,ρ(Cu~(2+))为0.67 mg/L,达到了GB 21900—2008《电镀废水排放标准》的要求,且设备运行稳定可靠。
2015, 33(12): 43-48.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512010
摘要:
通过pH示差法和高效液相色谱双质谱连用(UPLC-MS-MS)检测茶多酚消毒剂中花青素总量和花青素种类,选择花青素标准品探索其在茶多酚消毒过程中对水体色度的影响。研究表明:茶多酚中花青素总含量仅为0.011%;其中花青素大多数以不稳定的色苷形式存在,研究所用茶多酚消毒剂中六种花青素分别为飞燕草-3-半乳糖苷、矢车菊-3-半乳糖苷、矢车菊、天竺葵-3-芸香糖苷、飞燕草-3-葡萄糖苷、矢车菊-3-6-丙二酰葡萄糖苷;花青素使水体产生的色度值占茶多酚产生色度值的14.3%,对茶多酚消毒剂产生的色度有较大影响;可以利用花青素的不稳定性去除部分茶多酚作为消毒剂对饮用水色度的影响。
通过pH示差法和高效液相色谱双质谱连用(UPLC-MS-MS)检测茶多酚消毒剂中花青素总量和花青素种类,选择花青素标准品探索其在茶多酚消毒过程中对水体色度的影响。研究表明:茶多酚中花青素总含量仅为0.011%;其中花青素大多数以不稳定的色苷形式存在,研究所用茶多酚消毒剂中六种花青素分别为飞燕草-3-半乳糖苷、矢车菊-3-半乳糖苷、矢车菊、天竺葵-3-芸香糖苷、飞燕草-3-葡萄糖苷、矢车菊-3-6-丙二酰葡萄糖苷;花青素使水体产生的色度值占茶多酚产生色度值的14.3%,对茶多酚消毒剂产生的色度有较大影响;可以利用花青素的不稳定性去除部分茶多酚作为消毒剂对饮用水色度的影响。
2015, 33(12): 49-53.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512011
摘要:
采用均相Fenton高级氧化技术对苯甲酸废水进行降解,考察了p H值、H2O2投加量、Fe~(2+)的用量、苯甲酸溶液的初始浓度等因素对苯甲酸降解的影响。结果表明:在室温条件下,最佳初始pH=3,H_2O_2最佳的经济投加量(Qth)为12.3 mmol/L,Fe~(2+)最佳投加量为0.41 mmol/L(即c(H_2O_2)∶c(Fe~(2+))=30∶1);经60 min反应后,100 mg/L苯甲酸基本可完全去除,TOC去除率也可达41.9%以上;当苯甲酸浓度为200 mg/L时,TOC去除率最大,可达45.4%;当苯甲酸浓度高于200 mg/L时,可以采取分批投加H_2O_2的方式以获得较高的去除率。
采用均相Fenton高级氧化技术对苯甲酸废水进行降解,考察了p H值、H2O2投加量、Fe~(2+)的用量、苯甲酸溶液的初始浓度等因素对苯甲酸降解的影响。结果表明:在室温条件下,最佳初始pH=3,H_2O_2最佳的经济投加量(Qth)为12.3 mmol/L,Fe~(2+)最佳投加量为0.41 mmol/L(即c(H_2O_2)∶c(Fe~(2+))=30∶1);经60 min反应后,100 mg/L苯甲酸基本可完全去除,TOC去除率也可达41.9%以上;当苯甲酸浓度为200 mg/L时,TOC去除率最大,可达45.4%;当苯甲酸浓度高于200 mg/L时,可以采取分批投加H_2O_2的方式以获得较高的去除率。
2015, 33(12): 54-57.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512012
摘要:
目前中国面临着严峻的农业非点源污染形势,而畜禽养殖是其中的一个重要方面。以濑溪河流域(泸县境内)10个城镇为例,对畜禽养殖所引起的农业非点源污染进行了研究。结果表明:濑溪河流域(泸县境内)集中式畜禽养殖对水体污染小;散养型畜禽养殖对水体污染严重,主要污染物为COD和NH_3~-N,其中福集镇的畜禽养殖污染贡献度最大,对此提出了合理的建议及措施来减轻研究区的畜禽养殖污染。
目前中国面临着严峻的农业非点源污染形势,而畜禽养殖是其中的一个重要方面。以濑溪河流域(泸县境内)10个城镇为例,对畜禽养殖所引起的农业非点源污染进行了研究。结果表明:濑溪河流域(泸县境内)集中式畜禽养殖对水体污染小;散养型畜禽养殖对水体污染严重,主要污染物为COD和NH_3~-N,其中福集镇的畜禽养殖污染贡献度最大,对此提出了合理的建议及措施来减轻研究区的畜禽养殖污染。
2015, 33(12): 58-62.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512013
摘要:
介绍了一种新型的电凝聚A/O-MBR,以油页岩废水为研究对象,与普通A/O-MBR比较,考察了污泥驯化期反应器中的污泥特性和微生物种群变化,讨论了曝气量和温度对油页岩干馏废水中COD和氨氮去除效果的影响。结果表明:电凝聚A/O-MBR的MLVSS为3 243 mg/L,高于普通A/O-MBR的2 679.5 mg/L,说明电场和铁离子能刺激微生物增殖。整个驯化阶段的优势种群主要为有机物降解菌和异养脱氮菌。电凝聚A/O-MBR中生物多样性指数较高,且发现了与铁代谢相关的Fusibacter、Clostridium和Enterococcus,以及有电化学活性的Ferruginibacter等特有菌群。曝气量为0.2 m~3/h,温度为25℃时,普通A/O-MBR和电凝聚A/O-MBR能达到最佳处理效果。电凝聚A/O-MBR比普通A/O-MBR对低温的耐受性更强。
介绍了一种新型的电凝聚A/O-MBR,以油页岩废水为研究对象,与普通A/O-MBR比较,考察了污泥驯化期反应器中的污泥特性和微生物种群变化,讨论了曝气量和温度对油页岩干馏废水中COD和氨氮去除效果的影响。结果表明:电凝聚A/O-MBR的MLVSS为3 243 mg/L,高于普通A/O-MBR的2 679.5 mg/L,说明电场和铁离子能刺激微生物增殖。整个驯化阶段的优势种群主要为有机物降解菌和异养脱氮菌。电凝聚A/O-MBR中生物多样性指数较高,且发现了与铁代谢相关的Fusibacter、Clostridium和Enterococcus,以及有电化学活性的Ferruginibacter等特有菌群。曝气量为0.2 m~3/h,温度为25℃时,普通A/O-MBR和电凝聚A/O-MBR能达到最佳处理效果。电凝聚A/O-MBR比普通A/O-MBR对低温的耐受性更强。
2015, 33(12): 63-68.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512014
摘要:
为分析2013年1月北京市严重雾霾原因,在总结前人相关研究成果和气象数据的基础上,得出雾霾天气形成的原因、春夏秋冬4个季节PM_(2.5)的组分变化规律、本地贡献率、PM_(2.5)与气象参数相关度。通过对细颗粒物的来源解析,得出燃煤产生的细颗粒物占15%~19%。在此基础上重点分析了燃煤产生的污染物对大气所造成的污染特点,系统地对近年来国内外燃煤产生PM_(2.5)机理的研究现状,抑制PM_(2.5)/PM10产生的措施,以及目前国内大气污染治理存在的问题进行了总结和归纳。拟为北京市雾霾的治理提出合理建议。
为分析2013年1月北京市严重雾霾原因,在总结前人相关研究成果和气象数据的基础上,得出雾霾天气形成的原因、春夏秋冬4个季节PM_(2.5)的组分变化规律、本地贡献率、PM_(2.5)与气象参数相关度。通过对细颗粒物的来源解析,得出燃煤产生的细颗粒物占15%~19%。在此基础上重点分析了燃煤产生的污染物对大气所造成的污染特点,系统地对近年来国内外燃煤产生PM_(2.5)机理的研究现状,抑制PM_(2.5)/PM10产生的措施,以及目前国内大气污染治理存在的问题进行了总结和归纳。拟为北京市雾霾的治理提出合理建议。
2015, 33(12): 69-74.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512015
摘要:
南京2013年冬季至2014年春季多次出现灰霾污染天气过程,防治颗粒物污染刻不容缓,其中细颗粒物(PM_(10))和超细颗粒物(PM_(2.5))所占比例较大。利用南京市环保局空气质量发布平台污染物监测数据和中国天气网站气象要素数据,对冬春季PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度的变化特征以及它们与气象条件的关系进行分析。结果表明:南京冬季PM_(2.5)、PM10平均浓度分别为0.0982,0.1536 mg/m3,春季平均浓度分别为0.0673,0.1207 mg/m3。市区和郊区污染程度由高到低依次为:市区>江宁>六合>溧水。南京空气中颗粒物小时平均浓度日变化呈"双峰双谷型"特征。颗粒物与相对湿度、降雨量和风力呈一定的负相关性,与温度呈一定的正相关性,它们共同影响颗粒物质量浓度水平和大气污染状况。
南京2013年冬季至2014年春季多次出现灰霾污染天气过程,防治颗粒物污染刻不容缓,其中细颗粒物(PM_(10))和超细颗粒物(PM_(2.5))所占比例较大。利用南京市环保局空气质量发布平台污染物监测数据和中国天气网站气象要素数据,对冬春季PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度的变化特征以及它们与气象条件的关系进行分析。结果表明:南京冬季PM_(2.5)、PM10平均浓度分别为0.0982,0.1536 mg/m3,春季平均浓度分别为0.0673,0.1207 mg/m3。市区和郊区污染程度由高到低依次为:市区>江宁>六合>溧水。南京空气中颗粒物小时平均浓度日变化呈"双峰双谷型"特征。颗粒物与相对湿度、降雨量和风力呈一定的负相关性,与温度呈一定的正相关性,它们共同影响颗粒物质量浓度水平和大气污染状况。
2015, 33(12): 75-79.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512016
摘要:
通过试验验证了细微颗粒存在较强的浓度梯度扩散现象,及净化设备向污染空气的相对运动可以更快速净化污染空气。首先在实验室中通过发烟模拟重度雾霾环境,净化装置由金属丝网和特殊极线按常规电除尘器的布置方式组成。装置固定时,房间颗粒物浓度降至50%时,约需2.8 min,而降至20%以及恢复到发烟前初始状态,则分别需要约8 min和16 min。装置移动时,房间颗粒物浓度降至50%时,约需20 s;距离净化装置1,3,6 m处的浓度测量值很接近,浓度梯度在实验工况最大为15μg/(m~3·m)。距离净化装置1,3,6 m~3个位置中,1 m处颗粒迁移速度最大,从约0.02 m/s增大到约0.07 m/s。户外实验净化装置由RS芒刺线和铁丝网简易拼凑而成,在距离其3 m位置,雾霾浓度双向平均可降低约25.5%。
通过试验验证了细微颗粒存在较强的浓度梯度扩散现象,及净化设备向污染空气的相对运动可以更快速净化污染空气。首先在实验室中通过发烟模拟重度雾霾环境,净化装置由金属丝网和特殊极线按常规电除尘器的布置方式组成。装置固定时,房间颗粒物浓度降至50%时,约需2.8 min,而降至20%以及恢复到发烟前初始状态,则分别需要约8 min和16 min。装置移动时,房间颗粒物浓度降至50%时,约需20 s;距离净化装置1,3,6 m处的浓度测量值很接近,浓度梯度在实验工况最大为15μg/(m~3·m)。距离净化装置1,3,6 m~3个位置中,1 m处颗粒迁移速度最大,从约0.02 m/s增大到约0.07 m/s。户外实验净化装置由RS芒刺线和铁丝网简易拼凑而成,在距离其3 m位置,雾霾浓度双向平均可降低约25.5%。
2015, 33(12): 80-83.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512017
摘要:
超声波在硅胶中传播时,能够引起硅胶进行高频微振动,同时部分能量被硅胶直接吸收,从而能够强化硅胶再生过程中的传热传质,降低硅胶再生温度。从实验层面上研究了不同再生空气状态对超声波耦合再生效果的影响。实验中再生空气温度分别为40,50,60,70℃,再生空气含湿量分别为0.01,0.015,0.02 kg/kg,所用的超声波频率为23 k Hz,功率为60 W。使用平均再生强化率(AERR)来评价施加超声波的效果。实验结果表明:超声波的效果随着再生温度的升高,先增大而后减小,而在实验空气含湿量范围内,其效果随含湿量的升高而减小。
超声波在硅胶中传播时,能够引起硅胶进行高频微振动,同时部分能量被硅胶直接吸收,从而能够强化硅胶再生过程中的传热传质,降低硅胶再生温度。从实验层面上研究了不同再生空气状态对超声波耦合再生效果的影响。实验中再生空气温度分别为40,50,60,70℃,再生空气含湿量分别为0.01,0.015,0.02 kg/kg,所用的超声波频率为23 k Hz,功率为60 W。使用平均再生强化率(AERR)来评价施加超声波的效果。实验结果表明:超声波的效果随着再生温度的升高,先增大而后减小,而在实验空气含湿量范围内,其效果随含湿量的升高而减小。
2015, 33(12): 84-89.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512018
摘要:
采用轨迹模拟与观测资料相结合的方式,对北京市2014年10月6—12日1次典型空气重污染过程的大气环境背景、气象条件和形成原因进行分析。结果表明:京津冀区域稳定的气象条件是形成重污染的主要原因,重污染过程中大气层结稳定,平均逆温强度每100 m为3.42℃,平均风速为1.56 m/s,平均湿度为83.13%;重污染过程中10月8—11日污染最重,北京ρ(PM_(2.5))日均值平均为264μg/m~3,且京津冀约20×104km~2国土面积处于重度污染水平;模拟结果显示污染最重的8—11日区域输送对北京PM_(2.5)贡献率在61%~69%;区域输送对北京PM2.5浓度起着更为重要的作用。
采用轨迹模拟与观测资料相结合的方式,对北京市2014年10月6—12日1次典型空气重污染过程的大气环境背景、气象条件和形成原因进行分析。结果表明:京津冀区域稳定的气象条件是形成重污染的主要原因,重污染过程中大气层结稳定,平均逆温强度每100 m为3.42℃,平均风速为1.56 m/s,平均湿度为83.13%;重污染过程中10月8—11日污染最重,北京ρ(PM_(2.5))日均值平均为264μg/m~3,且京津冀约20×104km~2国土面积处于重度污染水平;模拟结果显示污染最重的8—11日区域输送对北京PM_(2.5)贡献率在61%~69%;区域输送对北京PM2.5浓度起着更为重要的作用。
2015, 33(12): 90-94.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512019
摘要:
应用Solid Works软件的Flow Simulation插件对一款典型的汽车排气管三元催化器进行计算流体动力学(CFD)分析,设计了2个CFD项目:1)催化体为各向同性的多孔介质;2)催化体为单向的多孔介质。通过CFD模拟仿真,获得在相同边界条件下,2种CFD项目不同的速度场及压力场;预测了两种催化体的背压、直观地观察到催化体内流体的分布,间接反映出2种催化体对汽车尾气的净化效率,以便在实际中,对不同排放要求的车型,选择合适的催化体。
应用Solid Works软件的Flow Simulation插件对一款典型的汽车排气管三元催化器进行计算流体动力学(CFD)分析,设计了2个CFD项目:1)催化体为各向同性的多孔介质;2)催化体为单向的多孔介质。通过CFD模拟仿真,获得在相同边界条件下,2种CFD项目不同的速度场及压力场;预测了两种催化体的背压、直观地观察到催化体内流体的分布,间接反映出2种催化体对汽车尾气的净化效率,以便在实际中,对不同排放要求的车型,选择合适的催化体。
2015, 33(12): 95-99.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512020
摘要:
堆肥是固体有机废弃物资源化利用的有效方法之一,碳氮代谢是堆肥化进程中的主要生化反应。本文通过筛选出与碳氮代谢相关的微生物并制成菌剂添加到堆肥中,研究添加菌剂对堆肥化的影响,利用PCR-DGGE方法对堆肥化进程中细菌群落进行分析,结果显示:各组堆肥的生物菌群在堆肥过程中的变化趋势是相似的,但添加菌剂减少了堆肥的生物多样性,使有效微生物迅速成为优势菌群,从而促进堆肥腐熟。
堆肥是固体有机废弃物资源化利用的有效方法之一,碳氮代谢是堆肥化进程中的主要生化反应。本文通过筛选出与碳氮代谢相关的微生物并制成菌剂添加到堆肥中,研究添加菌剂对堆肥化的影响,利用PCR-DGGE方法对堆肥化进程中细菌群落进行分析,结果显示:各组堆肥的生物菌群在堆肥过程中的变化趋势是相似的,但添加菌剂减少了堆肥的生物多样性,使有效微生物迅速成为优势菌群,从而促进堆肥腐熟。
2015, 33(12): 100-104.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512021
摘要:
高炉冶炼钒钛磁铁矿产生的钛渣中含有大量的钛资源,其综合利用是解决高炉钛渣环境污染、实现其高附加值应用的关键。介绍了目前高炉钛渣的综合利用现状,包括建材、水泥、耐火材料、钛渣富集及提取技术等,并指出由于高炉钛渣中含有TiO_2等活性组分,经处理后可用于废水、废油、废气中的有害物质降解、吸附等领域,是高炉钛渣综合利用的重要发展方向。
高炉冶炼钒钛磁铁矿产生的钛渣中含有大量的钛资源,其综合利用是解决高炉钛渣环境污染、实现其高附加值应用的关键。介绍了目前高炉钛渣的综合利用现状,包括建材、水泥、耐火材料、钛渣富集及提取技术等,并指出由于高炉钛渣中含有TiO_2等活性组分,经处理后可用于废水、废油、废气中的有害物质降解、吸附等领域,是高炉钛渣综合利用的重要发展方向。
2015, 33(12): 105-110.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512022
摘要:
三峡库区支流富营养化问题严重,由于数量较多,难以长期逐一开展监测。因此,以库区澎溪河流域3个断面2012年的数据为基础,建立不同指标对应的隶属度函数,通过粗糙集约简与主观因素确定指标权重,结合透明度(SD)、总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a(Chl-a)、化学需氧量(COD)5个指标进行支流的富营养化模糊综合评价,同时比较采用修正的卡尔森营养状态指数法计算结果。结果表明:模糊综合评价结果更接近实际观测结果,效果优于修正的卡尔森营养状态指数法。因此该模型不仅可以为富营养化评价提供有效的方法,也可为库区的富营养化研究工作提供参考。
三峡库区支流富营养化问题严重,由于数量较多,难以长期逐一开展监测。因此,以库区澎溪河流域3个断面2012年的数据为基础,建立不同指标对应的隶属度函数,通过粗糙集约简与主观因素确定指标权重,结合透明度(SD)、总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a(Chl-a)、化学需氧量(COD)5个指标进行支流的富营养化模糊综合评价,同时比较采用修正的卡尔森营养状态指数法计算结果。结果表明:模糊综合评价结果更接近实际观测结果,效果优于修正的卡尔森营养状态指数法。因此该模型不仅可以为富营养化评价提供有效的方法,也可为库区的富营养化研究工作提供参考。
2015, 33(12): 111-115.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512023
摘要:
基于流域水环境风险因子辨析,进行流域尺度水环境风险评估研究,并提出水环境风险调控策略。依据社会经济发展与流域水环境质量的相关关系,梳理和辨析流域水环境风险源及其相关因素,从企业和工业园区2个层面探讨了水环境风险来源、风险指标体系构建、风险等级划分及风险评估方法;结合流域特征和污染物成分、数量等与水环境风险水平的响应关系,从氮磷、有机物、重金属三个方面对流域水环境风险指数选用、风险分级评估等进行了探讨;最后,从预防、预警和应急处置等方面提出流域水环境风险调控策略。
基于流域水环境风险因子辨析,进行流域尺度水环境风险评估研究,并提出水环境风险调控策略。依据社会经济发展与流域水环境质量的相关关系,梳理和辨析流域水环境风险源及其相关因素,从企业和工业园区2个层面探讨了水环境风险来源、风险指标体系构建、风险等级划分及风险评估方法;结合流域特征和污染物成分、数量等与水环境风险水平的响应关系,从氮磷、有机物、重金属三个方面对流域水环境风险指数选用、风险分级评估等进行了探讨;最后,从预防、预警和应急处置等方面提出流域水环境风险调控策略。
2015, 33(12): 116-120.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512024
摘要:
为减少汽车零部件制造的环境影响,根据绿色制造理论内涵和国内汽车行业LCA评价方法,采用本土化环境评价指标,提出了以零部件生命周期评价为技术主线的绿色制造模式。以汽车座椅轻量化为例,从原材料获取、制造装配、使用维护直到废弃再生的各个生命周期阶段加以说明,指导产品绿色制造和生态设计。结果显示,材料选取对轻量化设计和最后环境影响有至关重要的作用;相同材料不同制备方法对轻量化效果无影响,但是对环境有影响。
为减少汽车零部件制造的环境影响,根据绿色制造理论内涵和国内汽车行业LCA评价方法,采用本土化环境评价指标,提出了以零部件生命周期评价为技术主线的绿色制造模式。以汽车座椅轻量化为例,从原材料获取、制造装配、使用维护直到废弃再生的各个生命周期阶段加以说明,指导产品绿色制造和生态设计。结果显示,材料选取对轻量化设计和最后环境影响有至关重要的作用;相同材料不同制备方法对轻量化效果无影响,但是对环境有影响。
2015, 33(12): 121-124.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512025
摘要:
环境风险事故发生具有突发性和不确定性,以西北某芳烃抽提装置为例,通过源项分析、AERMOD模型不利气象条件筛选、标准的选取等对环境风险进行预测。确定美国AEGLs为评价标准,应用Risk System模型进行风险预测,预测结果显示敏感点1、敏感点2和敏感点3对应的不利气象条件下最远影响范围分别为474.2,511.7,101.4 m,均小于与芳烃抽提装置之间距离;区域最大浓度不利气象条件下最远影响范围为585.7 m。应用AERMOD模型筛选各个敏感点对应的不利气象条件,做出风险预测并给出影响范围,同时给出区域最大浓度气象条件下污染物浓度分布。
环境风险事故发生具有突发性和不确定性,以西北某芳烃抽提装置为例,通过源项分析、AERMOD模型不利气象条件筛选、标准的选取等对环境风险进行预测。确定美国AEGLs为评价标准,应用Risk System模型进行风险预测,预测结果显示敏感点1、敏感点2和敏感点3对应的不利气象条件下最远影响范围分别为474.2,511.7,101.4 m,均小于与芳烃抽提装置之间距离;区域最大浓度不利气象条件下最远影响范围为585.7 m。应用AERMOD模型筛选各个敏感点对应的不利气象条件,做出风险预测并给出影响范围,同时给出区域最大浓度气象条件下污染物浓度分布。
2015, 33(12): 125-129.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512026
摘要:
以投入产出理论为基础,探讨了主要产业部门产值变动对碳强度的作用路径和作用关系,在此基础上构建系统动力学模型来反映各产业产值变化对碳强度的动态作用过程,并运用2007年河北省投入产出表中数据计算模型主要参数,并以该年各产业产值为基数假定各产业产值增加1%,对碳强度在未来20年的变化情况进行了动态估计。
以投入产出理论为基础,探讨了主要产业部门产值变动对碳强度的作用路径和作用关系,在此基础上构建系统动力学模型来反映各产业产值变化对碳强度的动态作用过程,并运用2007年河北省投入产出表中数据计算模型主要参数,并以该年各产业产值为基数假定各产业产值增加1%,对碳强度在未来20年的变化情况进行了动态估计。
2015, 33(12): 130-133.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512027
摘要:
二氧化碳排放核算是控制温室气体排放、应对气候变化的基础性工作。基于宁夏能源平衡表,采用《省级温室气体清单编制指南(试行)》推荐的化石燃料燃烧二氧化碳排放核算方法,对宁夏2005—2012年能源消费二氧化碳排放量进行了核算与分析。基于能源平衡表的核算结果,明显低于前人以能源消费总量核算的二氧化碳排放量,主要是因为基于能源平衡表可以剔除大量计入了能源消费总量、但未被氧化排放二氧化碳的能源消费,若不剔除,可使宁夏工业能源消费二氧化碳排放量偏高近50%。火力发电二氧化碳排放占宁夏能源消费二氧化碳排放的50%以上,原煤是二氧化碳排放最大能源品种;大规模电力外送导致宁夏近年二氧化碳排放量激增,同时也使能源消费二氧化碳排放量与能源消费量变化不同步。
二氧化碳排放核算是控制温室气体排放、应对气候变化的基础性工作。基于宁夏能源平衡表,采用《省级温室气体清单编制指南(试行)》推荐的化石燃料燃烧二氧化碳排放核算方法,对宁夏2005—2012年能源消费二氧化碳排放量进行了核算与分析。基于能源平衡表的核算结果,明显低于前人以能源消费总量核算的二氧化碳排放量,主要是因为基于能源平衡表可以剔除大量计入了能源消费总量、但未被氧化排放二氧化碳的能源消费,若不剔除,可使宁夏工业能源消费二氧化碳排放量偏高近50%。火力发电二氧化碳排放占宁夏能源消费二氧化碳排放的50%以上,原煤是二氧化碳排放最大能源品种;大规模电力外送导致宁夏近年二氧化碳排放量激增,同时也使能源消费二氧化碳排放量与能源消费量变化不同步。
2015, 33(12): 134-137.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512028
摘要:
通过系统设计的调查问卷,对企业的排污权交易认知状况进行了全面调查。利用相关分析,对企业在排污权交易方面的认识、态度、行为之间的相互关系进行了研究。利用因子分析和聚类分析,对企业的排污权交易认知模式进行了探讨。结果表明:企业在排污权交易上存在着态度和行为的不一致现象,而排污权交易的有效实施也并不需要企业有积极的环保意愿。研究结论为排污权有偿使用和交易政策的推广提供了重要启示。
通过系统设计的调查问卷,对企业的排污权交易认知状况进行了全面调查。利用相关分析,对企业在排污权交易方面的认识、态度、行为之间的相互关系进行了研究。利用因子分析和聚类分析,对企业的排污权交易认知模式进行了探讨。结果表明:企业在排污权交易上存在着态度和行为的不一致现象,而排污权交易的有效实施也并不需要企业有积极的环保意愿。研究结论为排污权有偿使用和交易政策的推广提供了重要启示。
2015, 33(12): 138-141.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512029
摘要:
铅污染是对人类健康危害最严重的重金属污染形式之一,并且人为活动引起铅污染问题在日益增多。由于铅的污染来源复杂,准确、快速地识别污染源并弄清其迁移路径是土壤铅污染防治的关键问题。随着稳定同位素示踪技术的快速发展,逐渐成为重金属污染的溯源研究中的一项重要技术。根据铅同位素的地球化学特征,分析了其在示踪土壤重金属污染中的理论基础,以铅同位素的示踪原理与测定方法为切入点,参考国内外大量研究案例,重点论述了铅同位素示踪技术在重金属污染溯源研究中的应用现状、不足,并对今后的发展前景进行了展望。
铅污染是对人类健康危害最严重的重金属污染形式之一,并且人为活动引起铅污染问题在日益增多。由于铅的污染来源复杂,准确、快速地识别污染源并弄清其迁移路径是土壤铅污染防治的关键问题。随着稳定同位素示踪技术的快速发展,逐渐成为重金属污染的溯源研究中的一项重要技术。根据铅同位素的地球化学特征,分析了其在示踪土壤重金属污染中的理论基础,以铅同位素的示踪原理与测定方法为切入点,参考国内外大量研究案例,重点论述了铅同位素示踪技术在重金属污染溯源研究中的应用现状、不足,并对今后的发展前景进行了展望。
2015, 33(12): 142-146.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512030
摘要:
以秭归黄壤和万州紫壤为例,研究了氯氰菊酯在三峡库区消落带土壤中的降解特性。实验采用超声提取和固相萃取的方法,从土壤中提取氯氰菊酯,并用气相色谱分析技术检测其浓度,以浓度变化揭示其在两种土壤中的降解半衰期与土壤理化性质及环境条件的关系。研究发现:库区消落带土壤氯氰菊酯生物降解的最优条件为含水量30%、初始氯氰菊酯浓度10 mg/kg以及土壤温度25~35℃。消落带土壤与三峡库区的水质关系密切,研究消落区的土壤在自然等条件下对农药的降解行为对消落区的生态环境治理有重要意义。
以秭归黄壤和万州紫壤为例,研究了氯氰菊酯在三峡库区消落带土壤中的降解特性。实验采用超声提取和固相萃取的方法,从土壤中提取氯氰菊酯,并用气相色谱分析技术检测其浓度,以浓度变化揭示其在两种土壤中的降解半衰期与土壤理化性质及环境条件的关系。研究发现:库区消落带土壤氯氰菊酯生物降解的最优条件为含水量30%、初始氯氰菊酯浓度10 mg/kg以及土壤温度25~35℃。消落带土壤与三峡库区的水质关系密切,研究消落区的土壤在自然等条件下对农药的降解行为对消落区的生态环境治理有重要意义。
2015, 33(12): 147-150.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512031
摘要:
目前钢渣的处理主要采用热闷、热泼法处理,热泼法处理后仍有大量尾渣无法有效利用。钢渣含有约10%的金属铁和20%以上的氧化铁、硅酸钙无机材料,且富含高热值。在熔融条件下对钢渣进行铁沉积和氧化铁还原处理回收铁,改性后的尾渣用于制备高活性渣粉,可实现熔融钢渣的全部资源化利用。该技术处理钢渣具有产品附加值高,能耗低,市场空间巨大的优势,具有较好的发展前景。
目前钢渣的处理主要采用热闷、热泼法处理,热泼法处理后仍有大量尾渣无法有效利用。钢渣含有约10%的金属铁和20%以上的氧化铁、硅酸钙无机材料,且富含高热值。在熔融条件下对钢渣进行铁沉积和氧化铁还原处理回收铁,改性后的尾渣用于制备高活性渣粉,可实现熔融钢渣的全部资源化利用。该技术处理钢渣具有产品附加值高,能耗低,市场空间巨大的优势,具有较好的发展前景。
2015, 33(12): 151-154.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512032
摘要:
综述了中国钢渣的矿物组成和化学成分,指出了中国钢渣化学成分特点。分析了影响钢渣作胶凝材料的主要因素。分别对氧化气氛和还原气氛下针对钢渣改性的研究进行了综述,并提出了钢渣改性研究目前存在的主要问题。
综述了中国钢渣的矿物组成和化学成分,指出了中国钢渣化学成分特点。分析了影响钢渣作胶凝材料的主要因素。分别对氧化气氛和还原气氛下针对钢渣改性的研究进行了综述,并提出了钢渣改性研究目前存在的主要问题。
2015, 33(12): 155-158.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512033
摘要:
二恶英减排技术已经成为冶金烧结流程烟气污染防治领域的重要研究方向。本文综述了目前二恶英减排技术的研究现状,介绍了烧结过程二恶英的产生机理,重点论述了不同二恶英减排技术的研究进展,提出开发对烧结过程无负面影响的低成本二恶英减排技术将具有较好的发展前景。
二恶英减排技术已经成为冶金烧结流程烟气污染防治领域的重要研究方向。本文综述了目前二恶英减排技术的研究现状,介绍了烧结过程二恶英的产生机理,重点论述了不同二恶英减排技术的研究进展,提出开发对烧结过程无负面影响的低成本二恶英减排技术将具有较好的发展前景。
2015, 33(12): 159-162.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512034
摘要:
现阶段我国钢铁企业循环水系统的管理大部分采取的是传统的粗放式管理模式。水处理专家管理系统将先进的计算机技术引入循环水系统管理中,很好地解决了钢铁企业循环水水质、加药、水量管理方面存在的问题。水处理专家系统在钢铁企业的应用,提高了循环水系统运行管理的效率,节省了钢铁企业水处理系统的运行成本,保证了循环水系统的健康运行。
现阶段我国钢铁企业循环水系统的管理大部分采取的是传统的粗放式管理模式。水处理专家管理系统将先进的计算机技术引入循环水系统管理中,很好地解决了钢铁企业循环水水质、加药、水量管理方面存在的问题。水处理专家系统在钢铁企业的应用,提高了循环水系统运行管理的效率,节省了钢铁企业水处理系统的运行成本,保证了循环水系统的健康运行。
2015, 33(12): 163-166.
doi: 10.13205/j.hjgc.201512035
摘要:
目前我国钢渣综合利用仍处于较低水平,钢渣中的游离氧化钙导致体积安定性不良,影响其在建筑材料中的应用。本文提出采用还原法分离钢渣中的铁元素,同时利用硅质、铝质等辅助组分调整了尾渣的组成。实验结果表明:钢渣含铁量降低促使其化学组成显著变化,硅质、铝质添加剂对重熔钢渣的安定性有改善作用。
目前我国钢渣综合利用仍处于较低水平,钢渣中的游离氧化钙导致体积安定性不良,影响其在建筑材料中的应用。本文提出采用还原法分离钢渣中的铁元素,同时利用硅质、铝质等辅助组分调整了尾渣的组成。实验结果表明:钢渣含铁量降低促使其化学组成显著变化,硅质、铝质添加剂对重熔钢渣的安定性有改善作用。
