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2015年 第33卷 第4期
2015, 33(4): 1-3.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504001
摘要:
选用生物沸石作为混凝剂,对水性油墨废水中的水溶性树脂连结料以及颜料等悬浮物进行混凝沉淀去除。实验结果表明:当生物沸石投药量为350~400 mg/L时,COD去除率可达87%,混凝上清液呈淡粉红色,色度去除较好。然后将混凝上清液与经BAF处理后的生活污水1∶1混合后通过曝气生物滤池(BAF)进行生物处理,当进水ρ(COD)为450.1 mg/L时,出水ρ(COD)为131.4 mg/L,即水性油墨废水经生物处理后出水COD质量浓度约为262.8 mg/L,达GB 8978—1996《污水综合排放标准》的要求。
选用生物沸石作为混凝剂,对水性油墨废水中的水溶性树脂连结料以及颜料等悬浮物进行混凝沉淀去除。实验结果表明:当生物沸石投药量为350~400 mg/L时,COD去除率可达87%,混凝上清液呈淡粉红色,色度去除较好。然后将混凝上清液与经BAF处理后的生活污水1∶1混合后通过曝气生物滤池(BAF)进行生物处理,当进水ρ(COD)为450.1 mg/L时,出水ρ(COD)为131.4 mg/L,即水性油墨废水经生物处理后出水COD质量浓度约为262.8 mg/L,达GB 8978—1996《污水综合排放标准》的要求。
2015, 33(4): 4-8.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504002
摘要:
硝基苯作为一种具有稳定化学性质、高毒性、难降解性和易在生物体内积累的优先污染物,其环境污染治理越来越受到科研工作者的关注。综述了近年来国内外含硝基苯废水处理技术的研究进展,阐述了物理法、化学法、生物法和复合处理方法降解含硝基苯废水的机理,并探讨了其优缺点。指出将现有的各种处理技术进行高效整合并降低成本是今后处理含硝基苯废水的研究方向和重点。
硝基苯作为一种具有稳定化学性质、高毒性、难降解性和易在生物体内积累的优先污染物,其环境污染治理越来越受到科研工作者的关注。综述了近年来国内外含硝基苯废水处理技术的研究进展,阐述了物理法、化学法、生物法和复合处理方法降解含硝基苯废水的机理,并探讨了其优缺点。指出将现有的各种处理技术进行高效整合并降低成本是今后处理含硝基苯废水的研究方向和重点。
2015, 33(4): 9-13.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504003
摘要:
良好的表观性状是城市水体发挥景观功能的基本条件,现今封闭景观水体的表观受污染严重。以景观园林师陶园内的封闭水体为研究对象,进行为期半年的现场观察和水质监测,运用吸收光谱法研究了水体表观污染的历程,并进行了表观污染指数(SPI)及环境因子间的相关性分析以了解表观污染机制。研究发现,封闭水体的表观污染程度随季节变化明显,SPI与温度(T)、浊度、腐殖酸(UV254)、叶绿素a(Chl-a)均显著正相关,与溶解氧(DO)显著负相关,相关系数分别为0.786、0.951、0.595、0.849、-0.699。结果表明,植物残体的腐烂分解以及浮萍和藻类的竞争性生长会导致水体颜色和浊度异常,甚至出现发黑发臭的严重表观污染现象。
良好的表观性状是城市水体发挥景观功能的基本条件,现今封闭景观水体的表观受污染严重。以景观园林师陶园内的封闭水体为研究对象,进行为期半年的现场观察和水质监测,运用吸收光谱法研究了水体表观污染的历程,并进行了表观污染指数(SPI)及环境因子间的相关性分析以了解表观污染机制。研究发现,封闭水体的表观污染程度随季节变化明显,SPI与温度(T)、浊度、腐殖酸(UV254)、叶绿素a(Chl-a)均显著正相关,与溶解氧(DO)显著负相关,相关系数分别为0.786、0.951、0.595、0.849、-0.699。结果表明,植物残体的腐烂分解以及浮萍和藻类的竞争性生长会导致水体颜色和浊度异常,甚至出现发黑发臭的严重表观污染现象。
2015, 33(4): 14-19.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504004
摘要:
以3-氨基丙基三甲氧基硅烷为修饰剂,利用修饰方法,制备出氨基修饰SBA-15,并命名为N-SBA-15。采用XRD、FT-IR、N2吸附-脱附对样品进行表征,批量实验研究吸附剂对水中Cu2+的吸附性能,动力学实验数据采用拟一阶动力学方程、拟二阶动力学方程和内扩散方程进行分析。研究结果表明:N-SBA-15对Cu2+的吸附遵循液膜扩散和颗粒内扩散机理,且整个吸附过程更符合拟二阶动力学方程,45℃时Cu2+的最大吸附量达到0.812 mmol/g。Langmuir等温模型可较好地描述Cu2+在N-SBA-15上的吸附行为。热力学研究表明该吸附过程是一个自发、吸热过程,高温有利于吸附。
以3-氨基丙基三甲氧基硅烷为修饰剂,利用修饰方法,制备出氨基修饰SBA-15,并命名为N-SBA-15。采用XRD、FT-IR、N2吸附-脱附对样品进行表征,批量实验研究吸附剂对水中Cu2+的吸附性能,动力学实验数据采用拟一阶动力学方程、拟二阶动力学方程和内扩散方程进行分析。研究结果表明:N-SBA-15对Cu2+的吸附遵循液膜扩散和颗粒内扩散机理,且整个吸附过程更符合拟二阶动力学方程,45℃时Cu2+的最大吸附量达到0.812 mmol/g。Langmuir等温模型可较好地描述Cu2+在N-SBA-15上的吸附行为。热力学研究表明该吸附过程是一个自发、吸热过程,高温有利于吸附。
2015, 33(4): 20-24.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504005
摘要:
畜禽养殖废水中的抗生素会影响生物脱氮过程,加剧水体富营养化。采用SBR法处理模拟畜禽废水厌氧消化液探究金霉素、碱度和温度对生物脱氮的限速步骤硝化过程的影响。6个相同的SBR反应器分别在25,30℃、不同金霉素浓度和碱度条件下运行166个周期。结果表明:不同温度和碱度下,金霉素质量浓度依次为0,5,20 mg/L时,随着金霉素浓度升高,氨氧化率降低,亚硝态氮积累率升高。不同温度和金霉素浓度下,氨氧化率随碱度的减少(ALK/N分别为9.28、7.14、4.76、3.57、2.38、0)而降低;而亚硝态氮积累率随温度变化而改变。由此可见,金霉素对AOB和NOB均有抑制作用,致使氨氧化率降低;其中,金霉素对NOB的抑制作用大于AOB,造成亚硝态氮累积。金霉素和温度的共同作用可致使亚硝态氮积累率增加。
畜禽养殖废水中的抗生素会影响生物脱氮过程,加剧水体富营养化。采用SBR法处理模拟畜禽废水厌氧消化液探究金霉素、碱度和温度对生物脱氮的限速步骤硝化过程的影响。6个相同的SBR反应器分别在25,30℃、不同金霉素浓度和碱度条件下运行166个周期。结果表明:不同温度和碱度下,金霉素质量浓度依次为0,5,20 mg/L时,随着金霉素浓度升高,氨氧化率降低,亚硝态氮积累率升高。不同温度和金霉素浓度下,氨氧化率随碱度的减少(ALK/N分别为9.28、7.14、4.76、3.57、2.38、0)而降低;而亚硝态氮积累率随温度变化而改变。由此可见,金霉素对AOB和NOB均有抑制作用,致使氨氧化率降低;其中,金霉素对NOB的抑制作用大于AOB,造成亚硝态氮累积。金霉素和温度的共同作用可致使亚硝态氮积累率增加。
2015, 33(4): 25-29.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504006
摘要:
磁性吸附材料是利用多种物理化学作用来处理水体中的无机污染物和有机污染物,其具有的磁性便于与污水分离,有利于集中处理污染物,具有快速、高效、可重复利用等优点。从Fe3O4磁性颗粒和纳米磁性粒子出发,对磁性吸附材料的制备以及其在污水处理中的应用研究进展进行综述,并对磁性吸附材料今后的研究方向进行展望。
磁性吸附材料是利用多种物理化学作用来处理水体中的无机污染物和有机污染物,其具有的磁性便于与污水分离,有利于集中处理污染物,具有快速、高效、可重复利用等优点。从Fe3O4磁性颗粒和纳米磁性粒子出发,对磁性吸附材料的制备以及其在污水处理中的应用研究进展进行综述,并对磁性吸附材料今后的研究方向进行展望。
2015, 33(4): 30-33.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504007
摘要:
对自主研发的厌氧折流内循环反应器(anaerobic baffled internal circulation,ABIC)处理木薯淀粉废水的运行特性进行研究,结果表明:ABIC在水力停留时间为20~24 h、进水ρ(COD)为3 000~15 000 mg/L、有机负荷为3.0~20.0kg/(m3·d)时COD去除率均高于80.0%,最高可达91.2%。ABIC对进水负荷的冲击具有良好耐受能力,最大可承受的容积负荷VLR为26.0 kg/(m3·d),运行稳定。反应器重新启动耗时较短,对处理木薯淀粉季节性生产废水有利。
对自主研发的厌氧折流内循环反应器(anaerobic baffled internal circulation,ABIC)处理木薯淀粉废水的运行特性进行研究,结果表明:ABIC在水力停留时间为20~24 h、进水ρ(COD)为3 000~15 000 mg/L、有机负荷为3.0~20.0kg/(m3·d)时COD去除率均高于80.0%,最高可达91.2%。ABIC对进水负荷的冲击具有良好耐受能力,最大可承受的容积负荷VLR为26.0 kg/(m3·d),运行稳定。反应器重新启动耗时较短,对处理木薯淀粉季节性生产废水有利。
2015, 33(4): 34-38.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504008
摘要:
针对微污染河道水体的水质特点,考察了复合式渗流试验装置对此类河道水的处理效能。试验结果表明:在10 cm/d和20 cm/d水力负荷条件下,两个阶段TN的平均去除率分别为36.34%、28.53%;TN平均出水浓度分别为6.15,12.45 mg/L;TP的平均去除率分别为90.86%、64.15%;TP平均出水浓度分别为0.05,0.42 mg/L。氮的去除主要发生在前两个格室,前两个格室填充的腐木作为补充碳源,有利于微生物的反硝化脱氮作用;磷的去除主要发生在后两个格室,原因是后两个格室填充了水泥砖块,水泥砖块对磷具有较好的吸附性能,但随着时间的推移,系统的除磷能力会因填料对磷的吸附饱和而逐渐下降,故需要及时更换填料。
针对微污染河道水体的水质特点,考察了复合式渗流试验装置对此类河道水的处理效能。试验结果表明:在10 cm/d和20 cm/d水力负荷条件下,两个阶段TN的平均去除率分别为36.34%、28.53%;TN平均出水浓度分别为6.15,12.45 mg/L;TP的平均去除率分别为90.86%、64.15%;TP平均出水浓度分别为0.05,0.42 mg/L。氮的去除主要发生在前两个格室,前两个格室填充的腐木作为补充碳源,有利于微生物的反硝化脱氮作用;磷的去除主要发生在后两个格室,原因是后两个格室填充了水泥砖块,水泥砖块对磷具有较好的吸附性能,但随着时间的推移,系统的除磷能力会因填料对磷的吸附饱和而逐渐下降,故需要及时更换填料。
2015, 33(4): 39-43.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504009
摘要:
以城市污水处理厂剩余污泥为材料,探究不同含硫底物及其浓度对污泥重金属生物沥滤的效果影响,通过添加单一底物(S0、Fe SO4、Na2S2O3、Fe S和Fe S2)、两种底物配合(S0+Fe SO4、S0+Na2S2O3、S0+Fe S、S0+Fe S2)进行沥滤实验。结果表明:除Fe S和Fe S2外,投加单一底物的沥滤体系中p H都呈下降趋势,沥滤持续5 d后p H值降至1.8左右,污泥中Zn、Pb、Ni、Cr和Cu等重金属去除率高,底物投加量为8~10 g/L(以S计);投加复合底物时,最佳投加方式为S0+Fe SO4,投加量为8 g/L,此时污泥体系酸化速度快,污泥中重金属Zn、Pb、Ni、Cr、Cu去除率分别达95.41%、89.48%、86.45%、84.51%和94.33%。
以城市污水处理厂剩余污泥为材料,探究不同含硫底物及其浓度对污泥重金属生物沥滤的效果影响,通过添加单一底物(S0、Fe SO4、Na2S2O3、Fe S和Fe S2)、两种底物配合(S0+Fe SO4、S0+Na2S2O3、S0+Fe S、S0+Fe S2)进行沥滤实验。结果表明:除Fe S和Fe S2外,投加单一底物的沥滤体系中p H都呈下降趋势,沥滤持续5 d后p H值降至1.8左右,污泥中Zn、Pb、Ni、Cr和Cu等重金属去除率高,底物投加量为8~10 g/L(以S计);投加复合底物时,最佳投加方式为S0+Fe SO4,投加量为8 g/L,此时污泥体系酸化速度快,污泥中重金属Zn、Pb、Ni、Cr、Cu去除率分别达95.41%、89.48%、86.45%、84.51%和94.33%。
2015, 33(4): 44-47.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504010
摘要:
构建3个微曝气(0.1 L/min)矿化垃圾反应器进行渗滤液处理,研究较长时期内不同水力负荷对矿化垃圾处理渗滤液效果的影响。结果表明:随着水力负荷的增加,反应器对渗滤液中有机污染物和氮污染物的降解能力降低。在试验运行稳定阶段,水力负荷为28,42,56 L/(m3·d)时,COD平均去除率分别为88%、66%、56%;NH+4-N平均去除率分别为94%、90%、71%;TN平均去除率分别为52%、50%、45%。当水力负荷>42 L/(m3·d)时出现NO-2-N累积现象,且水力负荷越大NO-2-N累积越严重。建议微曝气矿化垃圾反应器处理渗滤液过程中水力负荷不宜大于42 L/(m3·d)。
构建3个微曝气(0.1 L/min)矿化垃圾反应器进行渗滤液处理,研究较长时期内不同水力负荷对矿化垃圾处理渗滤液效果的影响。结果表明:随着水力负荷的增加,反应器对渗滤液中有机污染物和氮污染物的降解能力降低。在试验运行稳定阶段,水力负荷为28,42,56 L/(m3·d)时,COD平均去除率分别为88%、66%、56%;NH+4-N平均去除率分别为94%、90%、71%;TN平均去除率分别为52%、50%、45%。当水力负荷>42 L/(m3·d)时出现NO-2-N累积现象,且水力负荷越大NO-2-N累积越严重。建议微曝气矿化垃圾反应器处理渗滤液过程中水力负荷不宜大于42 L/(m3·d)。
2015, 33(4): 48-52.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504011
摘要:
采用铁盐溶液蒸发法制备沸石负载氧化铁吸附剂,探讨其对磷的吸附性能。结果表明:随着沸石负载氧化铁吸附剂投加量的增加,单位质量吸附剂对磷的吸附量先升高后降低;磷的去除率随负载铁含量的增加而升高;p H=7时,去除率高达92.6%;吸附剂对磷的去除率受共存离子的影响较小;吸附数值可采用Freundlich等温模型拟合,相关性显著;吸附过程很好地遵循准二级动力学模型;采用Na OH为再生剂效果较好,再生率随着Na OH溶液浓度的提高而提高。
采用铁盐溶液蒸发法制备沸石负载氧化铁吸附剂,探讨其对磷的吸附性能。结果表明:随着沸石负载氧化铁吸附剂投加量的增加,单位质量吸附剂对磷的吸附量先升高后降低;磷的去除率随负载铁含量的增加而升高;p H=7时,去除率高达92.6%;吸附剂对磷的去除率受共存离子的影响较小;吸附数值可采用Freundlich等温模型拟合,相关性显著;吸附过程很好地遵循准二级动力学模型;采用Na OH为再生剂效果较好,再生率随着Na OH溶液浓度的提高而提高。
2015, 33(4): 53-57.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504012
摘要:
针对脉冲生物滤池的硝化功能,依据物料衡算方程、Fick第一定律构建生物膜传质子模型以及简化的ASM3模型,建立生物膜反应子模型。以Matlab软件为平台编程,模拟在沿脉冲生物滤池水流方向上基质浓度,并依据实测值和参数灵敏度进行分步校正。实测和模拟结果均表明:COD、NH+4-N、NO-2-N的去除主要集中在脉冲生物滤池的中上部、中部、下部,COD和氨氮去除率分别为45%、50%。当改变有机负荷和布水周期时,氨氮去除率随有机负荷的增大而减小,随布水周期的增大而增大。
针对脉冲生物滤池的硝化功能,依据物料衡算方程、Fick第一定律构建生物膜传质子模型以及简化的ASM3模型,建立生物膜反应子模型。以Matlab软件为平台编程,模拟在沿脉冲生物滤池水流方向上基质浓度,并依据实测值和参数灵敏度进行分步校正。实测和模拟结果均表明:COD、NH+4-N、NO-2-N的去除主要集中在脉冲生物滤池的中上部、中部、下部,COD和氨氮去除率分别为45%、50%。当改变有机负荷和布水周期时,氨氮去除率随有机负荷的增大而减小,随布水周期的增大而增大。
2015, 33(4): 58-62.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504013
摘要:
城市景观湖泊是生态城市建设的重要组成部分,其水流缓慢,水动力交换和自净能力较弱,水质易受城市排污、径流、人为活动等因素影响。本文应用EFDC(environment fluid dynamic code)三维模型研究分析了典型城市景观湖泊-天印湖的水动力特征,模拟了2011年9月至2013年12月水龄变化过程和时空分布,分析降雨径流和风力驱动对水龄的影响力。结果表明:天印湖的水动力主要驱动力为降雨径流,风力对水龄的影响很小。研究结论有助于理解城市景观水体的水动力特性以及进一步研究水动力对水质变化的影响,并为城市水环境建设和保护提供一定的方案支持。
城市景观湖泊是生态城市建设的重要组成部分,其水流缓慢,水动力交换和自净能力较弱,水质易受城市排污、径流、人为活动等因素影响。本文应用EFDC(environment fluid dynamic code)三维模型研究分析了典型城市景观湖泊-天印湖的水动力特征,模拟了2011年9月至2013年12月水龄变化过程和时空分布,分析降雨径流和风力驱动对水龄的影响力。结果表明:天印湖的水动力主要驱动力为降雨径流,风力对水龄的影响很小。研究结论有助于理解城市景观水体的水动力特性以及进一步研究水动力对水质变化的影响,并为城市水环境建设和保护提供一定的方案支持。
2015, 33(4): 63-69.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504014
摘要:
基于化学计量学与生物力能学确定生化反应的理论反应式,结合multiplicative Monod及non-competitive Monod方程,建立了反硝化耦合甲烷化的数学模型。以乙酸钠为电子供体,厌氧颗粒污泥为接种污泥,通过间歇实验获取模型的相关参数。结果表明:该模型能较好地分析反硝化耦合甲烷化过程底物降解、竞争规律及反硝化中间产物对甲烷化的抑制作用;预测气体的累积产气量及各菌群生物量变化。参数灵敏度分析表明:甲烷化、硝酸盐还原和亚硝酸盐过程的灵敏度因子分别为km,a、km,NO3和km,NO2,这证实最大比底物利用速率对底物降解过程影响最显著,其值分别为km,a=0.098 h-1,km,NO3=0.0824 h-1和km,NO2=0.0695 h-1。
基于化学计量学与生物力能学确定生化反应的理论反应式,结合multiplicative Monod及non-competitive Monod方程,建立了反硝化耦合甲烷化的数学模型。以乙酸钠为电子供体,厌氧颗粒污泥为接种污泥,通过间歇实验获取模型的相关参数。结果表明:该模型能较好地分析反硝化耦合甲烷化过程底物降解、竞争规律及反硝化中间产物对甲烷化的抑制作用;预测气体的累积产气量及各菌群生物量变化。参数灵敏度分析表明:甲烷化、硝酸盐还原和亚硝酸盐过程的灵敏度因子分别为km,a、km,NO3和km,NO2,这证实最大比底物利用速率对底物降解过程影响最显著,其值分别为km,a=0.098 h-1,km,NO3=0.0824 h-1和km,NO2=0.0695 h-1。
2015, 33(4): 70-74.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504015
摘要:
通过原位水质监测仪监测某石油类污染地下水的6项常规水化学指标,研究不同测量方式、不同测量深度对其产生的影响。结果表明:受石油污染的地下水水面以下0.5 m处,原、异位测量的水温、p H值、溶解氧、氧化还原电位、浊度均有不同程度的差异。在对比研究期内,可观测到这种差异最大可达:水温5~6℃,p H值0.2,溶解氧3.0 mg/L,氧化还原电位11 m V,浊度55 NTU。这种地下水环境条件的改变,必然会引起一系列水文地球化学、生物地球化学反应的变化。原位测量水深0.5~4 m范围内,水温随深度增加逐渐增大,最大变幅0.16℃;p H随深度增加变化不大;DO受温度和生化耗氧作用影响,随深度增加而降低;ORP与DO变化趋势大致相同,最大减幅达62 m V;电导率随地下水深度增加其值不变;最大浊度值113 NTU出现在水深4 m处。
通过原位水质监测仪监测某石油类污染地下水的6项常规水化学指标,研究不同测量方式、不同测量深度对其产生的影响。结果表明:受石油污染的地下水水面以下0.5 m处,原、异位测量的水温、p H值、溶解氧、氧化还原电位、浊度均有不同程度的差异。在对比研究期内,可观测到这种差异最大可达:水温5~6℃,p H值0.2,溶解氧3.0 mg/L,氧化还原电位11 m V,浊度55 NTU。这种地下水环境条件的改变,必然会引起一系列水文地球化学、生物地球化学反应的变化。原位测量水深0.5~4 m范围内,水温随深度增加逐渐增大,最大变幅0.16℃;p H随深度增加变化不大;DO受温度和生化耗氧作用影响,随深度增加而降低;ORP与DO变化趋势大致相同,最大减幅达62 m V;电导率随地下水深度增加其值不变;最大浊度值113 NTU出现在水深4 m处。
2015, 33(4): 75-81.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504016
摘要:
从乌鲁木齐工业区、交通区、生活区、风景对照区4个典型区域入手,利用崂应2050型大气自动采样器及TSP/PM10/PM5/PM2.5/切割头对大气中TSP、PM10、PM5、PM2.5进行同步采集,并采用火焰原子吸收分光光度法及石墨炉原子吸收分光光度法对TSP、PM10、PM5、PM2.5中的6种重金属Cd、Pb、Cu、Ni、Zn、Mn的含量进行了测定。测定结果为:Cd的浓度为0.52~10.72 ng/m3;Pb的浓度为25.66~356.87 ng/m3;Cu的浓度为12.57~173.93 ng/m3;Ni的浓度为1.85~78.22 ng/m3;Zn的浓度为67.58~431.49 ng/m3;Mn的浓度为18.87~310.20 ng/m3。大气颗粒物中各重金属之间存在一定的相关性,重金属的分布与风力也有一定的关系。
从乌鲁木齐工业区、交通区、生活区、风景对照区4个典型区域入手,利用崂应2050型大气自动采样器及TSP/PM10/PM5/PM2.5/切割头对大气中TSP、PM10、PM5、PM2.5进行同步采集,并采用火焰原子吸收分光光度法及石墨炉原子吸收分光光度法对TSP、PM10、PM5、PM2.5中的6种重金属Cd、Pb、Cu、Ni、Zn、Mn的含量进行了测定。测定结果为:Cd的浓度为0.52~10.72 ng/m3;Pb的浓度为25.66~356.87 ng/m3;Cu的浓度为12.57~173.93 ng/m3;Ni的浓度为1.85~78.22 ng/m3;Zn的浓度为67.58~431.49 ng/m3;Mn的浓度为18.87~310.20 ng/m3。大气颗粒物中各重金属之间存在一定的相关性,重金属的分布与风力也有一定的关系。
2015, 33(4): 82-85.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504017
摘要:
为研究城市空间结构对汽车尾气扩散规律,根据高分辨率遥感影像建立了某城市核心区域几何模型。以当地常年气象风向作为重要的边界条件之一,应用CFD多相流技术,模拟了十字交叉口车辆队列怠速等候35,45,55 s时的尾气扩散过程,并对45 s时4个监测点的体积分数进行了实测,最后,通过建筑高度优化,降低了该区域的尾气含量。以上研究结果表明:在空间狭小区域,近地空间CO体积分数达1.0×10-7,与研究域平均体积分数相差100倍以上,说明城市空间结构对尾气扩散影响较大,仿真所揭示的规律与实测吻合。建筑设计时应结合当地气象风向和风速,应设计一定的建筑高度梯度,可以促使污浊气体迅速扩散至远地空间。
为研究城市空间结构对汽车尾气扩散规律,根据高分辨率遥感影像建立了某城市核心区域几何模型。以当地常年气象风向作为重要的边界条件之一,应用CFD多相流技术,模拟了十字交叉口车辆队列怠速等候35,45,55 s时的尾气扩散过程,并对45 s时4个监测点的体积分数进行了实测,最后,通过建筑高度优化,降低了该区域的尾气含量。以上研究结果表明:在空间狭小区域,近地空间CO体积分数达1.0×10-7,与研究域平均体积分数相差100倍以上,说明城市空间结构对尾气扩散影响较大,仿真所揭示的规律与实测吻合。建筑设计时应结合当地气象风向和风速,应设计一定的建筑高度梯度,可以促使污浊气体迅速扩散至远地空间。
2015, 33(4): 86-91.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504018
摘要:
选用四种不同织物构造的聚苯硫醚覆膜滤料、超细纤维面层滤料、异形纤维面层滤料和常规滤料,采用氧化铝标准粉尘Pural NF在VDI测试装置进行除尘滤料冷动态除尘性能测试。通过对实验数据的分析得到:织物特性对滤料阻力有较大影响,虽然清洁阶段覆膜滤料阻力最大,接近200 Pa,但稳定和老化阶段阻力最小,仅有300 Pa,而常规滤料阻力在稳定阶段最大,高达790 Pa;织物特性的差异对滤料平均清灰周期也有较大影响,覆膜滤料、超细纤维层滤料、三叶纤维层滤料和常规滤料清洁阶段滤料的平均清灰周期分别为380,241,223,177 s,其他阶段滤料清灰周期长短顺序与清洁阶段相同,覆膜滤料清灰周期最长,寿命也最长;织物特性的不同对滤料过滤效率也有一定的影响,超细滤料、覆膜滤料、三叶形滤料和常规滤料清洁阶段过滤效率达到99.9%以上,穿透率分别为0.0261%、0.004%、0.0321%、0.0322%;稳定阶段的过滤效率除常规滤料外都可以达到99.99%以上,穿透率分别为0.0027%、0.0003%、0.0014%和0.4765%。
选用四种不同织物构造的聚苯硫醚覆膜滤料、超细纤维面层滤料、异形纤维面层滤料和常规滤料,采用氧化铝标准粉尘Pural NF在VDI测试装置进行除尘滤料冷动态除尘性能测试。通过对实验数据的分析得到:织物特性对滤料阻力有较大影响,虽然清洁阶段覆膜滤料阻力最大,接近200 Pa,但稳定和老化阶段阻力最小,仅有300 Pa,而常规滤料阻力在稳定阶段最大,高达790 Pa;织物特性的差异对滤料平均清灰周期也有较大影响,覆膜滤料、超细纤维层滤料、三叶纤维层滤料和常规滤料清洁阶段滤料的平均清灰周期分别为380,241,223,177 s,其他阶段滤料清灰周期长短顺序与清洁阶段相同,覆膜滤料清灰周期最长,寿命也最长;织物特性的不同对滤料过滤效率也有一定的影响,超细滤料、覆膜滤料、三叶形滤料和常规滤料清洁阶段过滤效率达到99.9%以上,穿透率分别为0.0261%、0.004%、0.0321%、0.0322%;稳定阶段的过滤效率除常规滤料外都可以达到99.99%以上,穿透率分别为0.0027%、0.0003%、0.0014%和0.4765%。
2015, 33(4): 92-96.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504019
摘要:
电除尘器电场进出口气流分布的均匀性是影响电除尘器除尘效率的重要因素。基于计算流体力学(CFD)技术,采用fluent软件平台,通过对方形和圆筒形两种外形转炉煤气用电除尘器的气流分布进行数值模拟计算,比较了两种外形电除尘器的气流分布差异,说明了圆筒形电除尘器较方形电除尘器气流分布状态的优越性。
电除尘器电场进出口气流分布的均匀性是影响电除尘器除尘效率的重要因素。基于计算流体力学(CFD)技术,采用fluent软件平台,通过对方形和圆筒形两种外形转炉煤气用电除尘器的气流分布进行数值模拟计算,比较了两种外形电除尘器的气流分布差异,说明了圆筒形电除尘器较方形电除尘器气流分布状态的优越性。
2015, 33(4): 97-99.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504020
摘要:
抓斗式疏浚设备如何进行效率高、底泥污染物释放少的疏浚是环保疏浚面临的难题。根据环保疏浚的要求和三峡库区常年回水区的具体情况,要解决库区淤积和一般疏浚工程带来的二次污染问题,必须从减少扰动,防止泥沙悬浮等方面寻求最优参数。采用传统的抓斗式疏浚设备通过抓斗开度、飘斗角、抓泥频率等参数的控制模拟三峡库区常年回水区底泥疏浚,以寻找底泥污染物释放量最小的参数组合。建议三峡库区常年回水区疏浚以试验最优参数组合为基础,结合实际通航要求进行工程疏浚。
抓斗式疏浚设备如何进行效率高、底泥污染物释放少的疏浚是环保疏浚面临的难题。根据环保疏浚的要求和三峡库区常年回水区的具体情况,要解决库区淤积和一般疏浚工程带来的二次污染问题,必须从减少扰动,防止泥沙悬浮等方面寻求最优参数。采用传统的抓斗式疏浚设备通过抓斗开度、飘斗角、抓泥频率等参数的控制模拟三峡库区常年回水区底泥疏浚,以寻找底泥污染物释放量最小的参数组合。建议三峡库区常年回水区疏浚以试验最优参数组合为基础,结合实际通航要求进行工程疏浚。
2015, 33(4): 100-102.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504021
摘要:
钢渣是来源于炼钢过程的废弃物,其矿物组成与水泥熟料相似,但钢渣中含有较高的f-Ca O,是限制钢渣在建材领域应用的重要原因。基于此,利用CO2改性技术对钢渣进行了改性处理,并通过热力学分析对改性效果进行了验证。结果表明:热力学理论分析与实验结果具有良好的一致性,CO2作为改性气相对钢渣物相组成具有显著改性效果,改性后钢渣中f-Ca O含量可以降到1%以下。
钢渣是来源于炼钢过程的废弃物,其矿物组成与水泥熟料相似,但钢渣中含有较高的f-Ca O,是限制钢渣在建材领域应用的重要原因。基于此,利用CO2改性技术对钢渣进行了改性处理,并通过热力学分析对改性效果进行了验证。结果表明:热力学理论分析与实验结果具有良好的一致性,CO2作为改性气相对钢渣物相组成具有显著改性效果,改性后钢渣中f-Ca O含量可以降到1%以下。
2015, 33(4): 103-107.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504022
摘要:
对铅、镉两种重金属的氯化物(Pb Cl2、Cd Cl2)开展了吸附/冷凝实验研究。利用管式回转炉和控温立式炉联用装置研究了铅、镉在水泥生料上的吸附冷凝特性。结果表明:在水泥窑共处置的低温段水泥生料对重金属铅、镉的吸附冷凝作用主要以冷凝为主。进入吸附冷凝炉的重金属可以分为三部分,第一部分冷凝在管壁上,该部分Pb含量占进炉总铅的60%左右,Cd占进炉总镉的60%;第二部分吸附/冷凝在生料上,该部分Pb含量占总铅比例低于30%,Cd为20%~30%;第三部分随烟气释放到空气中,该部分Pb比例低于20%,Cd占10%左右。水泥生料对Pb、Cd的吸附冷凝量随时间的增加而增加,随温度的升高而降低。水泥生料对Pb、Cd的吸附冷凝特性可用双常数速率方程拟合,拟合效果较好,得到Pb的活化能为5.013 k J/mol,Cd的活化能为5.07 k J/mol。
对铅、镉两种重金属的氯化物(Pb Cl2、Cd Cl2)开展了吸附/冷凝实验研究。利用管式回转炉和控温立式炉联用装置研究了铅、镉在水泥生料上的吸附冷凝特性。结果表明:在水泥窑共处置的低温段水泥生料对重金属铅、镉的吸附冷凝作用主要以冷凝为主。进入吸附冷凝炉的重金属可以分为三部分,第一部分冷凝在管壁上,该部分Pb含量占进炉总铅的60%左右,Cd占进炉总镉的60%;第二部分吸附/冷凝在生料上,该部分Pb含量占总铅比例低于30%,Cd为20%~30%;第三部分随烟气释放到空气中,该部分Pb比例低于20%,Cd占10%左右。水泥生料对Pb、Cd的吸附冷凝量随时间的增加而增加,随温度的升高而降低。水泥生料对Pb、Cd的吸附冷凝特性可用双常数速率方程拟合,拟合效果较好,得到Pb的活化能为5.013 k J/mol,Cd的活化能为5.07 k J/mol。
2015, 33(4): 108-111.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504023
摘要:
目前污水处理面临脱氮除磷效率低下的问题,其原因是污水中有机物含量高但可生物降解有机物含量不足,而可生物降解有机物是脱氮除磷微生物的重要碳源。部分固体废弃物具有有机物含量高、价廉易得、易生物降解等特点,因此将固体废弃物作为外加碳源提高污水的脱氮除磷效果具有良好的前景。通过对污泥、农业废物、水产养殖废物、厨余垃圾等固体废弃物的特点及其水解液作碳源的研究现状进行分析,指出了目前固体废弃物作碳源存在的问题及未来的研究方向,为学者后期研究奠定基础。
目前污水处理面临脱氮除磷效率低下的问题,其原因是污水中有机物含量高但可生物降解有机物含量不足,而可生物降解有机物是脱氮除磷微生物的重要碳源。部分固体废弃物具有有机物含量高、价廉易得、易生物降解等特点,因此将固体废弃物作为外加碳源提高污水的脱氮除磷效果具有良好的前景。通过对污泥、农业废物、水产养殖废物、厨余垃圾等固体废弃物的特点及其水解液作碳源的研究现状进行分析,指出了目前固体废弃物作碳源存在的问题及未来的研究方向,为学者后期研究奠定基础。
2015, 33(4): 112-115.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504024
摘要:
铬元素是现代工业最重要的原材料之一,但有钙焙烧工艺产生的铬渣会对环境和人体健康产生巨大的危害。介绍和分析了国内外铬渣处理处置的主要方法及其优缺点,国外集中于铬渣的无害化处理,而国内则以铬渣的综合利用为主。在越来越注重环境效益和资源利用率的今天,铬渣的综合利用更能获得经济效益和环境效益的双赢。
铬元素是现代工业最重要的原材料之一,但有钙焙烧工艺产生的铬渣会对环境和人体健康产生巨大的危害。介绍和分析了国内外铬渣处理处置的主要方法及其优缺点,国外集中于铬渣的无害化处理,而国内则以铬渣的综合利用为主。在越来越注重环境效益和资源利用率的今天,铬渣的综合利用更能获得经济效益和环境效益的双赢。
2015, 33(4): 116-120.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504025
摘要:
线路板是电子废弃物的核心部分,每年产生的废弃线路板数量巨大,而典型线路板中约含金属30%。随机收集市场上不同品牌型号及生产年代的废弃电脑、手机、硬盘、工业控制器等进行粗拆,对其线路板进行系统的精细拆解,对比分析了拆除元器件线路板和元器件上的金属含量以及其潜在的资源化价值,发现不同线路板金属种类和含量差别明显,废弃工业控制器和硬盘线路板的资源化价值远大于电脑和手机,尤其是贵金属金含量高,价值高达80万元/t,普通金属尤其是铜的含量巨大,可达20 kg/t,集中分布在脱除元器件的线路板上。
线路板是电子废弃物的核心部分,每年产生的废弃线路板数量巨大,而典型线路板中约含金属30%。随机收集市场上不同品牌型号及生产年代的废弃电脑、手机、硬盘、工业控制器等进行粗拆,对其线路板进行系统的精细拆解,对比分析了拆除元器件线路板和元器件上的金属含量以及其潜在的资源化价值,发现不同线路板金属种类和含量差别明显,废弃工业控制器和硬盘线路板的资源化价值远大于电脑和手机,尤其是贵金属金含量高,价值高达80万元/t,普通金属尤其是铜的含量巨大,可达20 kg/t,集中分布在脱除元器件的线路板上。
2015, 33(4): 121-127.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504026
摘要:
以宝鸡市长青镇冶炼厂周围土壤为研究对象,分析了Pb、Zn、Cr和Cu的含量,评估了其健康风险,对污染源进行解析。研究结果表明:Pb、Zn、Cr和Cu的含量均高于背景值,且从表层向下浓度逐渐降低;均处于中污染-重污染以内,污染顺序为:Pb≥Cr≥Zn>Cu;儿童日暴露量、单因子非致癌健康风险和总非致癌健康风险均大于成人,成人和儿童的日暴露量和非致癌健康风险顺序为经口摄入>皮肤接触吸收>呼吸吸入,均不存在非致癌健康风险和总风险;Cr对儿童经呼吸暴露的致癌健康风险大于成人,且均不可能造成致癌健康影响;源解析显示Pb、Cr和Cu具有相同的污染源,而Zn有不同的污染源。
以宝鸡市长青镇冶炼厂周围土壤为研究对象,分析了Pb、Zn、Cr和Cu的含量,评估了其健康风险,对污染源进行解析。研究结果表明:Pb、Zn、Cr和Cu的含量均高于背景值,且从表层向下浓度逐渐降低;均处于中污染-重污染以内,污染顺序为:Pb≥Cr≥Zn>Cu;儿童日暴露量、单因子非致癌健康风险和总非致癌健康风险均大于成人,成人和儿童的日暴露量和非致癌健康风险顺序为经口摄入>皮肤接触吸收>呼吸吸入,均不存在非致癌健康风险和总风险;Cr对儿童经呼吸暴露的致癌健康风险大于成人,且均不可能造成致癌健康影响;源解析显示Pb、Cr和Cu具有相同的污染源,而Zn有不同的污染源。
2015, 33(4): 128-131.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504027
摘要:
引入净年值分析方法,在分析影响地源热泵系统效益评价因素的基础上,建立了综合效益评价模型。以天津某工程为例,对地源热泵系统与分散式制冷机房+市政热网系统进行综合比较,结果表明:地源热泵系统净年值增加额ΔNAV为162.8万元,该项目年运行费用减少51.3万元,年节约标准煤481.4 t,经济及环境效益显著。并对地源热泵系统的财务内部收益率进行了敏感性分析,为企业优化投资决策,规避风险提供参考。
引入净年值分析方法,在分析影响地源热泵系统效益评价因素的基础上,建立了综合效益评价模型。以天津某工程为例,对地源热泵系统与分散式制冷机房+市政热网系统进行综合比较,结果表明:地源热泵系统净年值增加额ΔNAV为162.8万元,该项目年运行费用减少51.3万元,年节约标准煤481.4 t,经济及环境效益显著。并对地源热泵系统的财务内部收益率进行了敏感性分析,为企业优化投资决策,规避风险提供参考。
2015, 33(4): 132-136.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504028
摘要:
站位布设是海域环境监测工作的一个重要技术部分,是获取有代表性监测数据,为环境管理服务的重要环节。为了最高效地布设采样点,结合辽东湾的实例,利用Q型类聚法优化了研究区域的监测点位,由原来的29个水质采样点优化到22个代表站位,优化后的站位所表征的环境质量,与近岸海域环境质量等效,并比原常规监测站位更具有代表性。在提高采样效率的同时节约了监测成本。因此,研究近岸海域环境监测站位优化具有十分重要的现实意义。
站位布设是海域环境监测工作的一个重要技术部分,是获取有代表性监测数据,为环境管理服务的重要环节。为了最高效地布设采样点,结合辽东湾的实例,利用Q型类聚法优化了研究区域的监测点位,由原来的29个水质采样点优化到22个代表站位,优化后的站位所表征的环境质量,与近岸海域环境质量等效,并比原常规监测站位更具有代表性。在提高采样效率的同时节约了监测成本。因此,研究近岸海域环境监测站位优化具有十分重要的现实意义。
2015, 33(4): 137-141.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504029
摘要:
针对我国生物质气化发电行业的现状,总结诸多风险的影响因素,建立了我国生物质气化发电行业综合风险评价体系。该评价体系主要包括5个一级风险影响因素:市场风险、技术风险、安全风险、管理风险、环境风险,每个一级影响因素包括4个二级风险影响因素。由层次分析法获得各个一级影响因素和二级影响因素的权重值,根据所构建的评价集和评分标准,结合模糊综合评价法对我国生物质气化发电行业现状的综合风险等级做定量定性分析。综合风险评价研究结果表明,生物质气化发电行业处于"较高"的风险等级,与实际情况相符。综合风险评价体系的构建合理,所建立的评价方法以及相应对策分析可为决策者提供参考依据。
针对我国生物质气化发电行业的现状,总结诸多风险的影响因素,建立了我国生物质气化发电行业综合风险评价体系。该评价体系主要包括5个一级风险影响因素:市场风险、技术风险、安全风险、管理风险、环境风险,每个一级影响因素包括4个二级风险影响因素。由层次分析法获得各个一级影响因素和二级影响因素的权重值,根据所构建的评价集和评分标准,结合模糊综合评价法对我国生物质气化发电行业现状的综合风险等级做定量定性分析。综合风险评价研究结果表明,生物质气化发电行业处于"较高"的风险等级,与实际情况相符。综合风险评价体系的构建合理,所建立的评价方法以及相应对策分析可为决策者提供参考依据。
2015, 33(4): 142-145.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504030
摘要:
大气黑碳气溶胶主要有光学分析法、热学分析法以及热光结合分析法。利用苏州南门国控子站的碳分析数据,对三种黑碳浓度测量方法进行对比并分析其差异来源。主要得出以下结论:黑碳仪衰减系数无普适标准,热学分析法使有机碳碳化、元素碳不完全分离,TOT法协议设置存在争议是三种方法存在差异的主要原因。
大气黑碳气溶胶主要有光学分析法、热学分析法以及热光结合分析法。利用苏州南门国控子站的碳分析数据,对三种黑碳浓度测量方法进行对比并分析其差异来源。主要得出以下结论:黑碳仪衰减系数无普适标准,热学分析法使有机碳碳化、元素碳不完全分离,TOT法协议设置存在争议是三种方法存在差异的主要原因。
2015, 33(4): 146-149.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504031
摘要:
针对钢铁行业废水特点,分析了目前钢铁行业各工序及全厂主要废水污染控制措施,重点分析了二级反渗透工艺的主要流程及进出水水质,以及该工艺存在的主要问题。通过对大型钢铁集团的现场调研,以太钢采用的反渗透和蒸发结晶工艺为例分析了钢铁行业真正实现废水零排放的技术可行性。该技术可以很好解决钢铁行业浓盐水的外排问题。
针对钢铁行业废水特点,分析了目前钢铁行业各工序及全厂主要废水污染控制措施,重点分析了二级反渗透工艺的主要流程及进出水水质,以及该工艺存在的主要问题。通过对大型钢铁集团的现场调研,以太钢采用的反渗透和蒸发结晶工艺为例分析了钢铁行业真正实现废水零排放的技术可行性。该技术可以很好解决钢铁行业浓盐水的外排问题。
2015, 33(4): 150-155.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504032
摘要:
气源是影响碳捕获与封存技术推广的关键因素之一。以CO2气藏、含CO2天然气藏和高能耗企业废气三种气源途径为对象,研究了气源途径的经济性比较方法,构建了P1、P2指标及其计算模型,并对模型中经济要素在不同气源途径下的构成和计算方法进行分析。最后采用上述方法对中国现运行的三个捕集示范项目进行了实例验证。该研究的方法可以为CO2-EOR项目气源途径选择决策提供指导。
气源是影响碳捕获与封存技术推广的关键因素之一。以CO2气藏、含CO2天然气藏和高能耗企业废气三种气源途径为对象,研究了气源途径的经济性比较方法,构建了P1、P2指标及其计算模型,并对模型中经济要素在不同气源途径下的构成和计算方法进行分析。最后采用上述方法对中国现运行的三个捕集示范项目进行了实例验证。该研究的方法可以为CO2-EOR项目气源途径选择决策提供指导。
2015, 33(4): 156-160.
doi: 10.13205/j.hjgc.201504033
摘要:
中国目前面临着前所未有的大规模城镇化进程与产业升级,大量传统工业企业搬迁或改制,工业类棕地大面积暴露。在空间特征上,工业类棕地的场地地形基本平坦,最显著的空间元素为大型的工业建筑遗产。在污染特征上,此类棕地的污染以土壤污染与地下水污染为主,隐蔽性强、潜伏期长,项目周期长且具有不确定性。著名的美国西雅图市煤气厂公园经历了长达半个多世纪、几轮的环境勘测与污染治理过程,至今场地中仍然可能残存有污染物质,充分体现了工业类棕地的上述特征。
中国目前面临着前所未有的大规模城镇化进程与产业升级,大量传统工业企业搬迁或改制,工业类棕地大面积暴露。在空间特征上,工业类棕地的场地地形基本平坦,最显著的空间元素为大型的工业建筑遗产。在污染特征上,此类棕地的污染以土壤污染与地下水污染为主,隐蔽性强、潜伏期长,项目周期长且具有不确定性。著名的美国西雅图市煤气厂公园经历了长达半个多世纪、几轮的环境勘测与污染治理过程,至今场地中仍然可能残存有污染物质,充分体现了工业类棕地的上述特征。
