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2019年 第37卷 第7期
2019, 37(7): 1-7.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907001
摘要:
海绵城市建设与PPP相结合是城市规划建设与管理的一种创新模式,但海绵城市建设项目往往由于边界不清等因素导致其绩效考核难度加大。2019年,第1批海绵城市试点城市正式进入运营阶段,许多海绵城市PPP项目也将陆续进入绩效考核阶段。为制定科学有效的海绵城市PPP项目绩效考核办法,在辨析PPP项目绩效评价与绩效考核异同的基础上,构建了以政府实施机构为主,第三方机构为辅,竣工验收考核、可用性绩效考核、运营绩效考核相结合的三级绩效考核体系,明确考核内容及方法,针对含有多责任主体的绩效考核单元,提出了以径流水量和污染物总量为核心的责任分担方法。以期为我国今后应用PPP模式建设海绵城市提供思路,为项目绩效考核办法制定提供参考。
海绵城市建设与PPP相结合是城市规划建设与管理的一种创新模式,但海绵城市建设项目往往由于边界不清等因素导致其绩效考核难度加大。2019年,第1批海绵城市试点城市正式进入运营阶段,许多海绵城市PPP项目也将陆续进入绩效考核阶段。为制定科学有效的海绵城市PPP项目绩效考核办法,在辨析PPP项目绩效评价与绩效考核异同的基础上,构建了以政府实施机构为主,第三方机构为辅,竣工验收考核、可用性绩效考核、运营绩效考核相结合的三级绩效考核体系,明确考核内容及方法,针对含有多责任主体的绩效考核单元,提出了以径流水量和污染物总量为核心的责任分担方法。以期为我国今后应用PPP模式建设海绵城市提供思路,为项目绩效考核办法制定提供参考。
2019, 37(7): 8-12.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907002
摘要:
气候变化对降雨产生的影响会干扰低影响开发设施的运行效果。为了建设气候适应性低影响开发设施从而实现海绵城市可持续性发展,引入气候模式模拟及预测成果来辅助规划低影响开发设施的规模。通过总结概括CMIP5在雨水控制设施应用方面的主要研究成果,提出根据模拟能力筛选CMIP5最优耦合模式,利用多模式集成降尺度法修正模式预估降雨日尺度数据,并结合历史实测站点数据共同作为建设气候适应性低影响开发设施的研究基础数据,对长序列降雨数据截选与分组,统计分析同一年径流总量控制率下的设计降雨量标准差及差值作为划分气候敏感区域的依据,并针对不同敏感区提出建设意见,可为我国城市雨水系统应对未来气候变化提供参考。
气候变化对降雨产生的影响会干扰低影响开发设施的运行效果。为了建设气候适应性低影响开发设施从而实现海绵城市可持续性发展,引入气候模式模拟及预测成果来辅助规划低影响开发设施的规模。通过总结概括CMIP5在雨水控制设施应用方面的主要研究成果,提出根据模拟能力筛选CMIP5最优耦合模式,利用多模式集成降尺度法修正模式预估降雨日尺度数据,并结合历史实测站点数据共同作为建设气候适应性低影响开发设施的研究基础数据,对长序列降雨数据截选与分组,统计分析同一年径流总量控制率下的设计降雨量标准差及差值作为划分气候敏感区域的依据,并针对不同敏感区提出建设意见,可为我国城市雨水系统应对未来气候变化提供参考。
2019, 37(7): 13-17.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907003
摘要:
以老(旧)城市水问题为导向,结合城市未来发展建设更新需求,坚持"系统构建、分区治理"的建设思路,通过优化调整现有排水分区,布置源头减排工程(建筑与小区、公园广场及道路LID改造项目)、过程转输控制工程(排水管网、调蓄池)和末端调蓄治理(泵站)等系统工程设施来构建海绵城市,综合实现工程总体治理目标。利用MIKE FLOOD分析模型和海绵城市监测系统评估工程建设成效,为海绵城市建设提供了可借鉴的建设经验。
以老(旧)城市水问题为导向,结合城市未来发展建设更新需求,坚持"系统构建、分区治理"的建设思路,通过优化调整现有排水分区,布置源头减排工程(建筑与小区、公园广场及道路LID改造项目)、过程转输控制工程(排水管网、调蓄池)和末端调蓄治理(泵站)等系统工程设施来构建海绵城市,综合实现工程总体治理目标。利用MIKE FLOOD分析模型和海绵城市监测系统评估工程建设成效,为海绵城市建设提供了可借鉴的建设经验。
2019, 37(7): 18-24.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907004
摘要:
海绵城市建设已成为未来城市发展的一种重要方式,但如何因地制宜地推进海绵城市建设是西北黄土地区城市建设所面临的问题之一。以西北某城市新区为例,探讨了在西北干旱地区且存在大面积土地填挖方条件下进行海绵城市建设的设计方法,提出了针对土壤地质特点的海绵城市建设目标与指标,并借助Mike Urban数学模型评估了海绵城市建设效果,以期为我国西北地区及填挖方区域的海绵城市建设提供借鉴。
海绵城市建设已成为未来城市发展的一种重要方式,但如何因地制宜地推进海绵城市建设是西北黄土地区城市建设所面临的问题之一。以西北某城市新区为例,探讨了在西北干旱地区且存在大面积土地填挖方条件下进行海绵城市建设的设计方法,提出了针对土壤地质特点的海绵城市建设目标与指标,并借助Mike Urban数学模型评估了海绵城市建设效果,以期为我国西北地区及填挖方区域的海绵城市建设提供借鉴。
2019, 37(7): 25-29.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907005
摘要:
土壤的物理性质作为影响降雨与径流关系的重要因素,直接关系到雨量径流系数的取值。采用运动波计算模型推导出的无量纲体积比值公式算法,针对北京城市典型砂质土的土质特征,在城市透水区域雨水入渗的动态过程中,分层计算不同重现期和降雨历时下的雨量径流系数。结果表明:在相同降雨条件下,不透水区域比例增大,径流系数从0开始线性增加,土壤的入渗量是决定径流系数大小的重要因素。此外,土壤厚度和孔隙率也对其径流系数具有制约关系。研究结果可为北京地区雨量径流系数的修正,以及海绵城市雨水系统规划设计提供理论参考。
土壤的物理性质作为影响降雨与径流关系的重要因素,直接关系到雨量径流系数的取值。采用运动波计算模型推导出的无量纲体积比值公式算法,针对北京城市典型砂质土的土质特征,在城市透水区域雨水入渗的动态过程中,分层计算不同重现期和降雨历时下的雨量径流系数。结果表明:在相同降雨条件下,不透水区域比例增大,径流系数从0开始线性增加,土壤的入渗量是决定径流系数大小的重要因素。此外,土壤厚度和孔隙率也对其径流系数具有制约关系。研究结果可为北京地区雨量径流系数的修正,以及海绵城市雨水系统规划设计提供理论参考。
2019, 37(7): 30-33.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907006
摘要:
植草沟是海绵城市建设中一种重要的转输设施,但现有的计量方法难以直接测定植草沟流量,因而提出利用薄壁三角堰,并通过设计一种与植草沟贴合的堰槽方式来测定植草沟的过流流量,使用此设施不仅可以监测植草沟进出口流量,还可以在不破环植草沟结构的前提下测定植草沟内任意一段的流量。采用直线边坡加圆弧底方式构建了非常规堰槽结构、直角三角形开口方式,实验率定了堰上水头与流量之间的曲线,并与既有公式进行对比。结果表明:相同堰上水头条件下,直角三角堰用既有公式计算出的流量值小于该堰槽方式下的实测值,且相对差值较大,实验范围内最大差值达25. 9%,因此既有计算公式不能直接用于流量计算,而必须进行率定。通过率定拟合公式计算出流量与实测流量相对误差的绝对值在5%左右,计量精度能满足工程要求。
植草沟是海绵城市建设中一种重要的转输设施,但现有的计量方法难以直接测定植草沟流量,因而提出利用薄壁三角堰,并通过设计一种与植草沟贴合的堰槽方式来测定植草沟的过流流量,使用此设施不仅可以监测植草沟进出口流量,还可以在不破环植草沟结构的前提下测定植草沟内任意一段的流量。采用直线边坡加圆弧底方式构建了非常规堰槽结构、直角三角形开口方式,实验率定了堰上水头与流量之间的曲线,并与既有公式进行对比。结果表明:相同堰上水头条件下,直角三角堰用既有公式计算出的流量值小于该堰槽方式下的实测值,且相对差值较大,实验范围内最大差值达25. 9%,因此既有计算公式不能直接用于流量计算,而必须进行率定。通过率定拟合公式计算出流量与实测流量相对误差的绝对值在5%左右,计量精度能满足工程要求。
2019, 37(7): 34-38.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907007
摘要:
为研究城市降雨冲刷过程中污染物变化特征,选取天津市中心城区3类典型下垫面,针对2018年6—8月期间5场降雨事件,分析降雨初期冲刷效应和径流污染特征。结果表明:SS和COD是降雨径流中的主要污染物,降雨径流污染程度从大到小依次为小区路面>平屋面>斜屋面。SS与COD、浊度以及TP存在一定相关性,是降雨径流中污染物的主要载体。典型场次降雨事件中斜屋面前30%的径流量输送SS、COD污染物总量的比例分别为73. 33%、57. 78%,平屋面为61. 11%、56. 67%。各下垫面径流污染均存在一定程度的初期冲刷效应,其中屋面径流冲刷与Sartor-Boyd模型拟合相关性较好。
为研究城市降雨冲刷过程中污染物变化特征,选取天津市中心城区3类典型下垫面,针对2018年6—8月期间5场降雨事件,分析降雨初期冲刷效应和径流污染特征。结果表明:SS和COD是降雨径流中的主要污染物,降雨径流污染程度从大到小依次为小区路面>平屋面>斜屋面。SS与COD、浊度以及TP存在一定相关性,是降雨径流中污染物的主要载体。典型场次降雨事件中斜屋面前30%的径流量输送SS、COD污染物总量的比例分别为73. 33%、57. 78%,平屋面为61. 11%、56. 67%。各下垫面径流污染均存在一定程度的初期冲刷效应,其中屋面径流冲刷与Sartor-Boyd模型拟合相关性较好。
2019, 37(7): 39-46.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907008
摘要:
透水砖铺装系统的入渗特征是海绵城市建设中产流控制的重要影响因素。以海绵城市试点庄河市为例,通过渗流试验,构建不同土基土壤土水特征曲线,建立适用于透水砖铺装系统各层的入渗模型,揭示系统雨水入渗规律,阐明结构层厚度和土基土壤特性对产流控制的影响。研究表明:土壤粒径对产流控制影响程度最大;特大暴雨时,粗砂土壤作为土基,相比细砂土壤和粉质黏土作为土基,可以延长产流时间,但随着雨强继续增大,产流时间延长作用逐渐减弱;以粉质黏土作为土基,基层与垫层厚度比约为3∶2,以砂质土壤作为土基时,基层与垫层厚度比约为4∶1时,透水砖铺装系统产流控制效果最好。
透水砖铺装系统的入渗特征是海绵城市建设中产流控制的重要影响因素。以海绵城市试点庄河市为例,通过渗流试验,构建不同土基土壤土水特征曲线,建立适用于透水砖铺装系统各层的入渗模型,揭示系统雨水入渗规律,阐明结构层厚度和土基土壤特性对产流控制的影响。研究表明:土壤粒径对产流控制影响程度最大;特大暴雨时,粗砂土壤作为土基,相比细砂土壤和粉质黏土作为土基,可以延长产流时间,但随着雨强继续增大,产流时间延长作用逐渐减弱;以粉质黏土作为土基,基层与垫层厚度比约为3∶2,以砂质土壤作为土基时,基层与垫层厚度比约为4∶1时,透水砖铺装系统产流控制效果最好。
2019, 37(7): 47-51.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907009
摘要:
植草沟作为海绵城市建设的一种工程措施被广泛应用于道路绿化中,但目前植草沟的植物选择多为感性的主观判断,缺乏量化的选取标准。以西安西咸新区海绵城市建设中道路植草沟的植物选择为例,采用层次分析法等,从生态适应性、功能特性、景观特性、经济效益4个方面构建了道路植草沟植物选择综合评价体系,筛选出18种道路植草沟优良品种,以及14种较优品种,为我国的道路植草沟植物的选择提供理论依据与案例参考。
植草沟作为海绵城市建设的一种工程措施被广泛应用于道路绿化中,但目前植草沟的植物选择多为感性的主观判断,缺乏量化的选取标准。以西安西咸新区海绵城市建设中道路植草沟的植物选择为例,采用层次分析法等,从生态适应性、功能特性、景观特性、经济效益4个方面构建了道路植草沟植物选择综合评价体系,筛选出18种道路植草沟优良品种,以及14种较优品种,为我国的道路植草沟植物的选择提供理论依据与案例参考。
2019, 37(7): 52-56.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907010
摘要:
基于低影响开发(LID)理念,选取南宁市某生物滞留设施,采用水文模型法评价了该生物滞留设施对径流的消纳效果及影响因素,并分析了相关参数的敏感程度,以及单因素、多因素条件下参数变化与径流控制率的关系。结果表明:水文模型可以较为客观地评价海绵设施径流消纳效果,生物滞留设施对于较小降雨量具有较好的控制效果,但随着降雨强度增加,径流的控制效果下降迅速。同时明确了不同参数条件对该海绵设施效果的影响,模型法在海绵设施建设评价和设计中具有重要作用。
基于低影响开发(LID)理念,选取南宁市某生物滞留设施,采用水文模型法评价了该生物滞留设施对径流的消纳效果及影响因素,并分析了相关参数的敏感程度,以及单因素、多因素条件下参数变化与径流控制率的关系。结果表明:水文模型可以较为客观地评价海绵设施径流消纳效果,生物滞留设施对于较小降雨量具有较好的控制效果,但随着降雨强度增加,径流的控制效果下降迅速。同时明确了不同参数条件对该海绵设施效果的影响,模型法在海绵设施建设评价和设计中具有重要作用。
2019, 37(7): 57-63.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907011
摘要:
延时调节技术可同时对城市雨水径流峰值流量和径流污染进行有效控制,但其设计方法尚不完善。分析了延时调节设施的峰值流量和径流污染控制目标及标准的确定方法,对延时调节设施的类型、功能和适用条件等进行分析。以延时调节塘为例,对设施各组成部分的构造和设计参数进行剖析,提出延时调节设施的设计方法和程序,为海绵城市建设中延时调节设施的设计与应用提供参考。
延时调节技术可同时对城市雨水径流峰值流量和径流污染进行有效控制,但其设计方法尚不完善。分析了延时调节设施的峰值流量和径流污染控制目标及标准的确定方法,对延时调节设施的类型、功能和适用条件等进行分析。以延时调节塘为例,对设施各组成部分的构造和设计参数进行剖析,提出延时调节设施的设计方法和程序,为海绵城市建设中延时调节设施的设计与应用提供参考。
2019, 37(7): 64-69.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907012
摘要:
通过长历时天然降雨监测以及人工模拟降雨实验研究了不同基质层及排水层材料对简单式绿色屋顶径流滞留、峰值削减、污染物浓度及负荷削减能力的影响及规律。结果表明:使用改良土作为绿色屋顶基质层材料时径流滞留能力与峰值削减能力均优于超轻量基质,而使用陶粒作为绿色屋顶排水层材料时仅会降低其峰值削减能力。3类装置对悬浮物(SS)的污染物浓度削减能力相似,但改良土装置的SS负荷削减能力更高;径流中COD负荷均高于雨水,故认为本研究中绿色屋顶是COD的源。
通过长历时天然降雨监测以及人工模拟降雨实验研究了不同基质层及排水层材料对简单式绿色屋顶径流滞留、峰值削减、污染物浓度及负荷削减能力的影响及规律。结果表明:使用改良土作为绿色屋顶基质层材料时径流滞留能力与峰值削减能力均优于超轻量基质,而使用陶粒作为绿色屋顶排水层材料时仅会降低其峰值削减能力。3类装置对悬浮物(SS)的污染物浓度削减能力相似,但改良土装置的SS负荷削减能力更高;径流中COD负荷均高于雨水,故认为本研究中绿色屋顶是COD的源。
2019, 37(7): 70-76.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907013
摘要:
为探究景观湖生态设计方法,基于Visual MODFLOW模型,对景观湖4种防渗方式进行模拟分析,从水资源、水生态和成本方面进行定量评估,提出了优化复合防渗方式,并探究不防渗景观湖的影响因素和设计条件。研究发现:湖底土工膜和岸坡黏土压实防渗方式能够减少59. 89%的渗漏,降低9. 82%的成本,复合方式较之单一方式更能兼顾生态环境、防渗效果和经济成本;当景观湖不采取防渗时,在湖体水位、湖体面积和区域水文条件因素中,湖体水位变化、面积变化对景观湖渗漏量影响更大,湖体面积变化则对周边潜水水位的影响更加明显,而区域水文条件的改变则会影响地下水对景观湖的补充。
为探究景观湖生态设计方法,基于Visual MODFLOW模型,对景观湖4种防渗方式进行模拟分析,从水资源、水生态和成本方面进行定量评估,提出了优化复合防渗方式,并探究不防渗景观湖的影响因素和设计条件。研究发现:湖底土工膜和岸坡黏土压实防渗方式能够减少59. 89%的渗漏,降低9. 82%的成本,复合方式较之单一方式更能兼顾生态环境、防渗效果和经济成本;当景观湖不采取防渗时,在湖体水位、湖体面积和区域水文条件因素中,湖体水位变化、面积变化对景观湖渗漏量影响更大,湖体面积变化则对周边潜水水位的影响更加明显,而区域水文条件的改变则会影响地下水对景观湖的补充。
2019, 37(7): 77-81.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907014
摘要:
通过导管强化有机磷转化、基质改良强化无机磷吸附构建了优化构造的二级驳岸湿地,并考察其对雨水径流中磷元素的去除。结果表明:降雨重现期越小,构造优化的二级驳岸湿地除磷效果越好。当模拟降雨重现期为1年一遇时,第1级湿地引入空气导管可显著提高对有机磷的去除,场次去除率达32%,比传统构造湿地提高29%;第2级湿地采用铁锰复合氧化物改良填料可显著提高对无机磷的去除,场次去除率达77%,比传统构造湿地提高52%;优化构造的二级驳岸湿地对雨水径流中磷的去除率明显升高,对总磷、无机磷和有机磷的场次去除率分别可达66%、80%和42%,比传统构造的二级湿地分别提高了40%、55%和13%。通过模型预测得出,优化构造驳岸湿地的使用寿命比传统构造驳岸湿地提高了11年,大大减小了基建投资成本。
通过导管强化有机磷转化、基质改良强化无机磷吸附构建了优化构造的二级驳岸湿地,并考察其对雨水径流中磷元素的去除。结果表明:降雨重现期越小,构造优化的二级驳岸湿地除磷效果越好。当模拟降雨重现期为1年一遇时,第1级湿地引入空气导管可显著提高对有机磷的去除,场次去除率达32%,比传统构造湿地提高29%;第2级湿地采用铁锰复合氧化物改良填料可显著提高对无机磷的去除,场次去除率达77%,比传统构造湿地提高52%;优化构造的二级驳岸湿地对雨水径流中磷的去除率明显升高,对总磷、无机磷和有机磷的场次去除率分别可达66%、80%和42%,比传统构造的二级湿地分别提高了40%、55%和13%。通过模型预测得出,优化构造驳岸湿地的使用寿命比传统构造驳岸湿地提高了11年,大大减小了基建投资成本。
2019, 37(7): 82-87.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907015
摘要:
以某城市道路低影响开发雨水系统为例,研究了低影响开发系统的水量和水质控制效果。采用了同场次降雨对比分析方法,分别选取低影响开发道路A、B两监测点和传统道路C监测点进行对比监测。比较7场典型降雨下A、B、C监测点的数据表明:A、B监测点出流总量和出流污染负荷得到有效削减。平均径流出流总量削减率分别为64. 37%、54. 79%;平均径流出流污染物负荷(以SS计)削减率分别为90. 23%、70. 94%。因此,城市道路低影响开发雨水系统在雨水径流水量和水质控制方面效果显著。
以某城市道路低影响开发雨水系统为例,研究了低影响开发系统的水量和水质控制效果。采用了同场次降雨对比分析方法,分别选取低影响开发道路A、B两监测点和传统道路C监测点进行对比监测。比较7场典型降雨下A、B、C监测点的数据表明:A、B监测点出流总量和出流污染负荷得到有效削减。平均径流出流总量削减率分别为64. 37%、54. 79%;平均径流出流污染物负荷(以SS计)削减率分别为90. 23%、70. 94%。因此,城市道路低影响开发雨水系统在雨水径流水量和水质控制方面效果显著。
2019, 37(7): 88-92.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907016
摘要:
在海绵城市建设中,雨水径流流量是一项重要的基本参数。但由于径流雨水的水头低、流量不稳定等特点,使得雨水径流流量测量难度很高。针对雨水径流流量测量难的问题,设计出1种薄壁堰式智能流量监测装置。该装置基于三角形薄壁堰测流原理,结合1种水位实时监测模块,实现雨水径流流量的在线实时监测。水位测量是利用阿基米德原理,通过力传感器将内置的圆柱体浮筒所受浮力转化为薄壁堰的堰上水头高度,再通过三角堰流量率定公式,计算得到被测流量。通过物联网技术,将数据实时发送到网站,实现在线监测。对设计的三角堰进行率定,流量为0. 5871～6. 4741 L/s,率定实验结果表明,所建立的拟合公式R~2=0. 9983,相对误差<4. 7%,具有良好的测量效果。将装置应用于某海绵城市建设园区内进行测试,能很好地记录降雨过程中径流流量以及流量的变化、峰值时间等参数,并且满足精准度的要求,在海绵城市建设和信息化建设中具有广阔的应用和推广前景。
在海绵城市建设中,雨水径流流量是一项重要的基本参数。但由于径流雨水的水头低、流量不稳定等特点,使得雨水径流流量测量难度很高。针对雨水径流流量测量难的问题,设计出1种薄壁堰式智能流量监测装置。该装置基于三角形薄壁堰测流原理,结合1种水位实时监测模块,实现雨水径流流量的在线实时监测。水位测量是利用阿基米德原理,通过力传感器将内置的圆柱体浮筒所受浮力转化为薄壁堰的堰上水头高度,再通过三角堰流量率定公式,计算得到被测流量。通过物联网技术,将数据实时发送到网站,实现在线监测。对设计的三角堰进行率定,流量为0. 5871～6. 4741 L/s,率定实验结果表明,所建立的拟合公式R~2=0. 9983,相对误差<4. 7%,具有良好的测量效果。将装置应用于某海绵城市建设园区内进行测试,能很好地记录降雨过程中径流流量以及流量的变化、峰值时间等参数,并且满足精准度的要求,在海绵城市建设和信息化建设中具有广阔的应用和推广前景。
2019, 37(7): 93-98.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907017
摘要:
采集北京经济技术开发区博大大厦停车场生物滞留系统表层和10 cm深度处介质,考察该生物滞留系统运行5年后重金属累积量,探讨pH值、有机质含量与重金属累积量之间的关系,并对其进行污染风险评价。结果表明:博大大厦停车场生物滞留系统单位介质中重金属含量顺序为Zn>Cu>Pb>Cd,且10 cm深度处介质中重金属累积量大于表层介质;采用内梅罗综合指数法和地质累积指数法评价得到各重金属污染风险从大到小依次为Pb>Cd>Cu>Zn,其中Pb是该生物滞留系统中主要的重金属污染风险源。
采集北京经济技术开发区博大大厦停车场生物滞留系统表层和10 cm深度处介质,考察该生物滞留系统运行5年后重金属累积量,探讨pH值、有机质含量与重金属累积量之间的关系,并对其进行污染风险评价。结果表明:博大大厦停车场生物滞留系统单位介质中重金属含量顺序为Zn>Cu>Pb>Cd,且10 cm深度处介质中重金属累积量大于表层介质;采用内梅罗综合指数法和地质累积指数法评价得到各重金属污染风险从大到小依次为Pb>Cd>Cu>Zn,其中Pb是该生物滞留系统中主要的重金属污染风险源。
2019, 37(7): 99-103.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907018
摘要:
水源补给不足是高原富营养化湖泊治理的难点,污水处理厂尾水补给可有效增加入湖水量。基于氮、磷形态的变化分析,对污水处理厂尾水进入景观河道和入湖口汇水区的变化特征开展实验。结果发现:污水处理厂尾水中氮、磷含量可达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,NO_3~--N含量占比超过93%。河道中氮、磷含量随河道延伸有波动但总体呈下降趋势。在汇水区,草海水倒灌对河道水体中的氮、磷起到稀释作用,ρ(TN)和ρ(TP)分别达到5. 74,0. 258 mg/L。河道中底泥的氮、磷含量均高于水体中的,说明经过长期累积底泥已吸附了大量的N、P,但汇水区因受到草海水体中悬浮颗粒物沉降的影响,底泥中的氮含量低于水体中。因此,建议在利用尾水补给草海水源时,应在河道中栽种一些沉水植物来吸收NO_3~--N。
水源补给不足是高原富营养化湖泊治理的难点,污水处理厂尾水补给可有效增加入湖水量。基于氮、磷形态的变化分析,对污水处理厂尾水进入景观河道和入湖口汇水区的变化特征开展实验。结果发现:污水处理厂尾水中氮、磷含量可达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,NO_3~--N含量占比超过93%。河道中氮、磷含量随河道延伸有波动但总体呈下降趋势。在汇水区,草海水倒灌对河道水体中的氮、磷起到稀释作用,ρ(TN)和ρ(TP)分别达到5. 74,0. 258 mg/L。河道中底泥的氮、磷含量均高于水体中的,说明经过长期累积底泥已吸附了大量的N、P,但汇水区因受到草海水体中悬浮颗粒物沉降的影响,底泥中的氮含量低于水体中。因此,建议在利用尾水补给草海水源时,应在河道中栽种一些沉水植物来吸收NO_3~--N。
2019, 37(7): 104-107.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907019
摘要:
为研究湿地植物净化硝态氮(NO_3~-)的效果及吸收机理,以风眼莲、美人蕉2种常用湿地植物为实验材料,采用溶液培养法研究2种植物在模拟农田水体中对NO_3~-的去除率与质膜H~+-ATPase活性及其与14-3-3蛋白的互作水平的关系。结果表明:凤眼莲对NO_3~-的去除率高于美人蕉,其根尖质膜H~+-ATPase活性、叶片中硝酸还原酶活性均大于美人蕉。质膜H~+-ATPase活性影响植株NO_3~-的吸收能力,表明质膜H~+-ATPase参与了植物吸收NO_3~-的调控作用。
为研究湿地植物净化硝态氮(NO_3~-)的效果及吸收机理,以风眼莲、美人蕉2种常用湿地植物为实验材料,采用溶液培养法研究2种植物在模拟农田水体中对NO_3~-的去除率与质膜H~+-ATPase活性及其与14-3-3蛋白的互作水平的关系。结果表明:凤眼莲对NO_3~-的去除率高于美人蕉,其根尖质膜H~+-ATPase活性、叶片中硝酸还原酶活性均大于美人蕉。质膜H~+-ATPase活性影响植株NO_3~-的吸收能力,表明质膜H~+-ATPase参与了植物吸收NO_3~-的调控作用。
2019, 37(7): 108-113.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907020
摘要:
以强化用于农村污水处理的两段式人工湿地对氮、磷去除能力为目的,搭建了前段为砾石填料,后段分别投加部分铁碳填料和硫铁矿填料的两段式水平流人工湿地系统,以模拟农村生活污水为处理对象,在水力停留时间为3 d,曝气量为0. 2 L/min的条件下,研究填料在去除污染物中的作用及其机理。结果表明:3种人工湿地中,对模拟农村生活污水处理效果最好的是铁碳人工湿地,中后段处理效果强于其他2种人工湿地,出水TN、TP、NH_4~+-N和COD平均质量浓度分别为2. 75,2. 65,1. 90,20. 33 mg/L。硫铁矿人工湿地处理效果与砾石人工湿地差别不大,铁碳人工湿地在中性条件通过微电解除氮时,未产生中间产物NH_4~+-N与NO_2~--N。
以强化用于农村污水处理的两段式人工湿地对氮、磷去除能力为目的,搭建了前段为砾石填料,后段分别投加部分铁碳填料和硫铁矿填料的两段式水平流人工湿地系统,以模拟农村生活污水为处理对象,在水力停留时间为3 d,曝气量为0. 2 L/min的条件下,研究填料在去除污染物中的作用及其机理。结果表明:3种人工湿地中,对模拟农村生活污水处理效果最好的是铁碳人工湿地,中后段处理效果强于其他2种人工湿地,出水TN、TP、NH_4~+-N和COD平均质量浓度分别为2. 75,2. 65,1. 90,20. 33 mg/L。硫铁矿人工湿地处理效果与砾石人工湿地差别不大,铁碳人工湿地在中性条件通过微电解除氮时,未产生中间产物NH_4~+-N与NO_2~--N。
2019, 37(7): 114-118.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907021
摘要:
采用溶胶-凝胶法,制备出银氮共掺杂TiO_2负载膨胀珍珠岩的催化剂,通过电子显微镜扫描(SEM)、比表面积及孔径分析(BET)和X射线衍射(XRD)对其结构进行表征,并以罗丹明B溶液为目标降解物,研究所制备催化剂的光催化性能。结果表明:复合材料成功负载了Ag和N元素,且掺杂增强了TiO_2对可见光的响应能力;复合材料存在少量的微孔和大孔,同时存在大量的介孔;掺杂氮后材料的光催化活性大幅度提高,继续掺杂Ag后光催化活性进一步提高,当n(Ag)∶n(Ti)=0. 50%时光催化性能最佳,4 h内处理罗丹明B降解率可达99. 3%,材料的光催化反应符合一级反应动力学方程,表明其在环境净化实际应用中的巨大潜力。
采用溶胶-凝胶法,制备出银氮共掺杂TiO_2负载膨胀珍珠岩的催化剂,通过电子显微镜扫描(SEM)、比表面积及孔径分析(BET)和X射线衍射(XRD)对其结构进行表征,并以罗丹明B溶液为目标降解物,研究所制备催化剂的光催化性能。结果表明:复合材料成功负载了Ag和N元素,且掺杂增强了TiO_2对可见光的响应能力;复合材料存在少量的微孔和大孔,同时存在大量的介孔;掺杂氮后材料的光催化活性大幅度提高,继续掺杂Ag后光催化活性进一步提高,当n(Ag)∶n(Ti)=0. 50%时光催化性能最佳,4 h内处理罗丹明B降解率可达99. 3%,材料的光催化反应符合一级反应动力学方程,表明其在环境净化实际应用中的巨大潜力。
2019, 37(7): 119-123.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907022
摘要:
探讨了初始浓度、接触时间、pH、离子强度等因素对针铁矿对去除水溶液中Cd(Ⅱ)的影响。利用X射线粉末衍射仪(XRD)对针铁矿进行表征,并通过批量实验研究了针铁矿对Cd(Ⅱ)吸附动力学和等温吸附机理。结果表明:针铁矿比表面积为82. 36 m~2/g;准二级动力学和Langmuir等温吸附适用于针铁矿对Cd(Ⅱ)的吸附,相关系数分别为0. 9535和0. 9915;当25℃、pH为5时,用Langmuir等温线计算得到其最大吸附量为35. 29 mg/g;针铁矿吸附Cd(Ⅱ)能力随pH增大而增大;随着CaCl_2的浓度增大,针铁矿对Cd(Ⅱ)的吸附量减小,随着MgCl_2的浓度增大,针铁矿对Cd(Ⅱ)的吸附量先减小后上升,总体有抑制作用。
探讨了初始浓度、接触时间、pH、离子强度等因素对针铁矿对去除水溶液中Cd(Ⅱ)的影响。利用X射线粉末衍射仪(XRD)对针铁矿进行表征,并通过批量实验研究了针铁矿对Cd(Ⅱ)吸附动力学和等温吸附机理。结果表明:针铁矿比表面积为82. 36 m~2/g;准二级动力学和Langmuir等温吸附适用于针铁矿对Cd(Ⅱ)的吸附,相关系数分别为0. 9535和0. 9915;当25℃、pH为5时,用Langmuir等温线计算得到其最大吸附量为35. 29 mg/g;针铁矿吸附Cd(Ⅱ)能力随pH增大而增大;随着CaCl_2的浓度增大,针铁矿对Cd(Ⅱ)的吸附量减小,随着MgCl_2的浓度增大,针铁矿对Cd(Ⅱ)的吸附量先减小后上升,总体有抑制作用。
2019, 37(7): 124-129.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907023
摘要:
氯苯是产生二噁英的主要前驱物。利用脉冲电晕等离子去除三氯苯,从电源参数电压、频率、脉宽、上升沿几个方面探讨了其对三氯苯去除效果及作用机理。结果表明:1)在输入电压16 k V,频率300 Hz,脉宽100 ns,上升/下降沿100 ns的条件下,三氯苯去除率最高可达70%左右。2)当输入频率500 Hz,脉宽100 ns,上升/下降沿100 ns时,三氯苯去除率随着电压升高增大;当输入电压分别为14,16 k V,脉宽100 ns,上升/下降沿100 ns时,调节频率为100～800 Hz,随着频率升高,三氯苯去除率增大,继续增加频率,三氯苯去除率不变。3)脉宽和上升沿对三氯苯的处理效果影响不大。同时对脉冲电晕等离子体降解三氯苯的机理进行探讨,认为其降解主要是通过巨大能量引起断键脱氯脱氢,其次是氧化。
氯苯是产生二噁英的主要前驱物。利用脉冲电晕等离子去除三氯苯,从电源参数电压、频率、脉宽、上升沿几个方面探讨了其对三氯苯去除效果及作用机理。结果表明:1)在输入电压16 k V,频率300 Hz,脉宽100 ns,上升/下降沿100 ns的条件下,三氯苯去除率最高可达70%左右。2)当输入频率500 Hz,脉宽100 ns,上升/下降沿100 ns时,三氯苯去除率随着电压升高增大;当输入电压分别为14,16 k V,脉宽100 ns,上升/下降沿100 ns时,调节频率为100～800 Hz,随着频率升高,三氯苯去除率增大,继续增加频率,三氯苯去除率不变。3)脉宽和上升沿对三氯苯的处理效果影响不大。同时对脉冲电晕等离子体降解三氯苯的机理进行探讨,认为其降解主要是通过巨大能量引起断键脱氯脱氢,其次是氧化。
2019, 37(7): 130-134.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907024
摘要:
为分析华北地区某化工装置A与企业B对某受体区域污染程度的影响,选用化学质量平衡模型(CMB)定量解析污染来源。首先,利用开路式傅里叶变换红外光谱(OP-FTIR)设备在线监测A与B的污染物排放数据,结合相关性分析建立了二者的成分谱库;在此基础上,根据受体区域污染物在线监测数据,利用CMB完成了污染物来源的定量解析。研究结果表明:受体位置的烷烃及苯系物主要来自A,氨气近乎完全来自B,该解析结果与现场实际及工艺资料相吻合。
为分析华北地区某化工装置A与企业B对某受体区域污染程度的影响,选用化学质量平衡模型(CMB)定量解析污染来源。首先,利用开路式傅里叶变换红外光谱(OP-FTIR)设备在线监测A与B的污染物排放数据,结合相关性分析建立了二者的成分谱库;在此基础上,根据受体区域污染物在线监测数据,利用CMB完成了污染物来源的定量解析。研究结果表明:受体位置的烷烃及苯系物主要来自A,氨气近乎完全来自B,该解析结果与现场实际及工艺资料相吻合。
2019, 37(7): 135-141.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907025
摘要:
富氧燃烧技术能有效地实现碳捕集,但NO_x和SO_x等酸性气体的存在不利于CO_2的运输和封存。CO_2的压缩是运输前的必要过程,故研究烟气在高压下联合脱硫脱硝,对碳捕集和封存技术的应用具有重大意义。基于实验获得的传质系数,并结合文献中的反应机理和动力学建立鼓泡反应器的传质及动力学耦合模型,通过龙格-库塔数学方法对这一非稳态问题进行求解,模拟研究了NO和SO_2单独吸收和不同压力下联合吸收过程中产物的变化规律。结果表明:NO_x和SO_x在液相中的相互作用促进了SO2、NO2的吸收和液相中SO_4~(2-)、HSO_4~-的大量生成,同时也生成了大量的温室气体N_2O;联合吸收过程中,溶液的pH从7迅速降低到5以下,结束时溶液pH约为2; HADS(HNO(SO_3)_2~(2-))和HAMS(HNOHSO_3~-)为主要N-S化合物;压力提高,有利于SO_4~(2-)、NO_3~-、HADS和HAMS的生成,同时也导致N_2O的生成量增多。
富氧燃烧技术能有效地实现碳捕集,但NO_x和SO_x等酸性气体的存在不利于CO_2的运输和封存。CO_2的压缩是运输前的必要过程,故研究烟气在高压下联合脱硫脱硝,对碳捕集和封存技术的应用具有重大意义。基于实验获得的传质系数,并结合文献中的反应机理和动力学建立鼓泡反应器的传质及动力学耦合模型,通过龙格-库塔数学方法对这一非稳态问题进行求解,模拟研究了NO和SO_2单独吸收和不同压力下联合吸收过程中产物的变化规律。结果表明:NO_x和SO_x在液相中的相互作用促进了SO2、NO2的吸收和液相中SO_4~(2-)、HSO_4~-的大量生成,同时也生成了大量的温室气体N_2O;联合吸收过程中,溶液的pH从7迅速降低到5以下,结束时溶液pH约为2; HADS(HNO(SO_3)_2~(2-))和HAMS(HNOHSO_3~-)为主要N-S化合物;压力提高,有利于SO_4~(2-)、NO_3~-、HADS和HAMS的生成,同时也导致N_2O的生成量增多。
2019, 37(7): 142-147.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907026
摘要:
利用HYSPLIT模型的后向轨迹模式,结合GDAS气象数据、衡阳市PM_(2.5)质量浓度数据,分析了衡阳市2015—2017年冬季外来气团后向轨迹分布特征,并运用后向轨迹模式中的聚类分析法、潜在源分析法(PSCF)、浓度权重分析法(CWT),分析了衡阳市冬季PM_(2.5)外来输送通道及潜在源分布情况。结果表明:衡阳市冬季外来气团后向轨迹主要来自偏北方向,移动速度较慢,100 m高度的PM_(2.5)外来输送路径较集中,以近距离输送为主; 500 m高度的输送路径较分散且更长,长距离输送的影响增大。聚类分析显示,来自东北方向的聚类轨迹出现频率最高,该类轨迹移动方向是PM_(2.5)外来输送的主要通道方向。潜在源分析显示,衡阳市冬季PM_(2.5)外来输送以区域输送为主,对浓度影响较大,湘东、湘南、赣西、湘赣交界处、桂东北、豫南地区为PM_(2.5)外来输送的主要潜在源区,湘南、湘东北、赣西地区是高浓度外来输送潜在源区。
利用HYSPLIT模型的后向轨迹模式,结合GDAS气象数据、衡阳市PM_(2.5)质量浓度数据,分析了衡阳市2015—2017年冬季外来气团后向轨迹分布特征,并运用后向轨迹模式中的聚类分析法、潜在源分析法(PSCF)、浓度权重分析法(CWT),分析了衡阳市冬季PM_(2.5)外来输送通道及潜在源分布情况。结果表明:衡阳市冬季外来气团后向轨迹主要来自偏北方向,移动速度较慢,100 m高度的PM_(2.5)外来输送路径较集中,以近距离输送为主; 500 m高度的输送路径较分散且更长,长距离输送的影响增大。聚类分析显示,来自东北方向的聚类轨迹出现频率最高,该类轨迹移动方向是PM_(2.5)外来输送的主要通道方向。潜在源分析显示,衡阳市冬季PM_(2.5)外来输送以区域输送为主,对浓度影响较大,湘东、湘南、赣西、湘赣交界处、桂东北、豫南地区为PM_(2.5)外来输送的主要潜在源区,湘南、湘东北、赣西地区是高浓度外来输送潜在源区。
2019, 37(7): 148-152.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907027
摘要:
以宁波某石化公司污水处理厂臭气VOCs紫外光解处理工艺为例,分析污水VOCs处理存在问题,提出紫外光解预处理工艺。研究发现,设置紫外光波长为185 nm,气体停留时间为1 s,臭气相对湿度为80%,在光触媒催化剂作用下,紫外光解设备对臭气VOCs的处理效果最佳,臭气吸收液BOD_5/COD达到0. 45以上,VOCs的生物降解性能显著提高。经生物喷淋处理后,臭气浓度和非甲烷总烃的去除率分别提高到88. 6%和85. 4%。生物喷淋排污水ρ(COD)由450 mg/L降低到150 mg/L,污染物排放量得到有效控制。
以宁波某石化公司污水处理厂臭气VOCs紫外光解处理工艺为例,分析污水VOCs处理存在问题,提出紫外光解预处理工艺。研究发现,设置紫外光波长为185 nm,气体停留时间为1 s,臭气相对湿度为80%,在光触媒催化剂作用下,紫外光解设备对臭气VOCs的处理效果最佳,臭气吸收液BOD_5/COD达到0. 45以上,VOCs的生物降解性能显著提高。经生物喷淋处理后,臭气浓度和非甲烷总烃的去除率分别提高到88. 6%和85. 4%。生物喷淋排污水ρ(COD)由450 mg/L降低到150 mg/L,污染物排放量得到有效控制。
2019, 37(7): 153-158.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907028
摘要:
现场采样分析了4个生活垃圾焚烧炉烟气通过湿法洗涤后二噁英的排放浓度。结果表明:4个焚烧炉烟气和底灰中二噁英毒性当量浓度分别为1. 15～24. 88 ng I-TEQ/m~3和25. 69～231. 43 ng I-TEQ/kg,烟气中二噁英排放浓度远高于国家排放标准(0. 1 ng I-TEQ/m~3)(GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》)。烟气同系物分析表明,湿法洗涤后4个采样点烟气中4～8氯代PCDFs分布呈现较大的差异,但是4～8氯代PCDDs基本随氯取代数的增加而增加;底灰中4个采样点4～8氯代PCDFs和PCDDs分布相似,除了O_8CDF外,其余同系物基本随氯取代数的增加而增加。从毒性当量浓度来看,烟气和底灰中Pe_5CDF浓度占比最大,占总浓度的35. 65%～47. 02%。湿法洗涤对4～8氯代PCDFs和PCDDs的效率基本随氯取代数的增加而降低,主要原因可能是高温烟气使洗涤系统内二噁英发生了解析作用。
现场采样分析了4个生活垃圾焚烧炉烟气通过湿法洗涤后二噁英的排放浓度。结果表明:4个焚烧炉烟气和底灰中二噁英毒性当量浓度分别为1. 15～24. 88 ng I-TEQ/m~3和25. 69～231. 43 ng I-TEQ/kg,烟气中二噁英排放浓度远高于国家排放标准(0. 1 ng I-TEQ/m~3)(GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》)。烟气同系物分析表明,湿法洗涤后4个采样点烟气中4～8氯代PCDFs分布呈现较大的差异,但是4～8氯代PCDDs基本随氯取代数的增加而增加;底灰中4个采样点4～8氯代PCDFs和PCDDs分布相似,除了O_8CDF外,其余同系物基本随氯取代数的增加而增加。从毒性当量浓度来看,烟气和底灰中Pe_5CDF浓度占比最大,占总浓度的35. 65%～47. 02%。湿法洗涤对4～8氯代PCDFs和PCDDs的效率基本随氯取代数的增加而降低,主要原因可能是高温烟气使洗涤系统内二噁英发生了解析作用。
2019, 37(7): 159-165.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907029
摘要:
随着新能源汽车的快速发展,未来几年将迎来三元电池的大规模报废。三元电池和钴酸锂(Li Co O2)电池分子结构相似,但成分更复杂。目前对于三元电池的研究成为热点,但相关综述较少。综述了目前国内外对报废三元电池的主要回收处理技术,介绍了三元电池的组成结构,对报废三元电池处理过程中不同的处理技术进行比较,指出现阶段回收技术中存在的一些问题,并对未来报废三元电池的回收处置方向进行展望。
随着新能源汽车的快速发展,未来几年将迎来三元电池的大规模报废。三元电池和钴酸锂(Li Co O2)电池分子结构相似,但成分更复杂。目前对于三元电池的研究成为热点,但相关综述较少。综述了目前国内外对报废三元电池的主要回收处理技术,介绍了三元电池的组成结构,对报废三元电池处理过程中不同的处理技术进行比较,指出现阶段回收技术中存在的一些问题,并对未来报废三元电池的回收处置方向进行展望。
2019, 37(7): 166-171.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907030
摘要:
油墨污泥作为危险废物,实现其低成本减量化、无害化处理处置具有重要意义。采用固定床反应器对油墨污泥在500～900℃内进行了热解实验,研究了油墨污泥热解产物的特性,并分析了其低成本处理处置的可能性。结果表明,实验用油墨污泥挥发性有机物含量高达60. 43%,热解后干污泥减容率可达55%～62%。含水率约80%的污泥经干燥、热解后,固体减容率达到90%,且固体残渣浸出毒性小,可安全填埋。随着反应温度的升高,气体产率增加,热解残渣产率减小,在500℃时气体、热解残渣产率分别为21. 7%、48. 5%,900℃时分别为44. 3%、37. 4%; 600℃时焦油产率最高,达到30. 5%。根据800℃下热解结果进行了能量平衡分析,结果表明:焦油和气体燃烧产生的能量可满足含水率65%的污泥干燥和热解所需,从而实现污泥热解过程的能量自给。
油墨污泥作为危险废物,实现其低成本减量化、无害化处理处置具有重要意义。采用固定床反应器对油墨污泥在500～900℃内进行了热解实验,研究了油墨污泥热解产物的特性,并分析了其低成本处理处置的可能性。结果表明,实验用油墨污泥挥发性有机物含量高达60. 43%,热解后干污泥减容率可达55%～62%。含水率约80%的污泥经干燥、热解后,固体减容率达到90%,且固体残渣浸出毒性小,可安全填埋。随着反应温度的升高,气体产率增加,热解残渣产率减小,在500℃时气体、热解残渣产率分别为21. 7%、48. 5%,900℃时分别为44. 3%、37. 4%; 600℃时焦油产率最高,达到30. 5%。根据800℃下热解结果进行了能量平衡分析,结果表明:焦油和气体燃烧产生的能量可满足含水率65%的污泥干燥和热解所需,从而实现污泥热解过程的能量自给。
2019, 37(7): 172-177.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907031
摘要:
以从北京、山东、河南采集的生活垃圾焚烧炉渣样品为研究对象,对其形态特征、物理组成、粒径级配等基本性质进行测定,并通过SEM电镜扫描、XRD和EDS能谱分析、重金属浸出实验等分析了其微观形态、化学组成和毒性等特征。结果表明:垃圾焚烧炉渣是由玻璃、陶瓷、熔渣、未燃尽物质等组成的非均质混合物,呈现为由不规则状的小粒子黏结而成的大颗粒团聚体。焚烧炉渣的化学组成主要为SiO_2及CaCO_3等结晶矿物。焚烧炉渣中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn等浸出浓度均低于GB 5085. 3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》标准限值,属于一般固体废弃物。有效磷含量为66. 4～107 mg/kg、速效钾含量为2290～4590 mg/kg,有机质含量为8～16 g/kg,均高于DB11/T 864—2012《园林绿化种植土壤理化指标》3级指标。炉渣可溶性盐含量为0. 5%～1. 3%,为盐土范围值。
以从北京、山东、河南采集的生活垃圾焚烧炉渣样品为研究对象,对其形态特征、物理组成、粒径级配等基本性质进行测定,并通过SEM电镜扫描、XRD和EDS能谱分析、重金属浸出实验等分析了其微观形态、化学组成和毒性等特征。结果表明:垃圾焚烧炉渣是由玻璃、陶瓷、熔渣、未燃尽物质等组成的非均质混合物,呈现为由不规则状的小粒子黏结而成的大颗粒团聚体。焚烧炉渣的化学组成主要为SiO_2及CaCO_3等结晶矿物。焚烧炉渣中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn等浸出浓度均低于GB 5085. 3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》标准限值,属于一般固体废弃物。有效磷含量为66. 4～107 mg/kg、速效钾含量为2290～4590 mg/kg,有机质含量为8～16 g/kg,均高于DB11/T 864—2012《园林绿化种植土壤理化指标》3级指标。炉渣可溶性盐含量为0. 5%～1. 3%,为盐土范围值。
2019, 37(7): 178-182.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907032
摘要:
在中温条件下以污泥为接种物,以餐厨垃圾为发酵底物,通过向厌氧发酵系统中投加不同量的Fe~0,考察其对餐厨垃圾厌氧发酵过程中日产气量、累积产气量、SCOD、氨氮、挥发性脂肪酸(VFAs)以及厌氧发酵体系中抗生素抗性基因行为特征的影响(包括β-内酰胺类bla OXA-1、bla TEM,大环内脂类erm B、erm F、mef A,磺胺类sul1、sul2,四环素类tet M、tet O、tet Q、tet W、tet X和Ⅰ类整合子int I1)。结果表明:投加Fe~0可以起到提高产气量,促进有机物的水解,缓解酸抑制的作用,当投加20 g/L Fe~0时产气量最高。由于经过湿热水解预处理,原始餐厨垃圾的抗性基因丰度较低,但接种污泥中ermF、tetO、tetQ和tetW的丰度较高,分别为5. 13×10~5,3. 04×10~5,2. 03×10~5,1. 11×10~5copies/g,经厌氧发酵后这4种抗性基因丰度削减明显,但是mefA和tetM的丰度与原始投加物料相比有所增长,投加20 g/L Fe~0与未投加Fe~0相比,mefA、tetM 2种抗性基因的丰度有一定削减。
在中温条件下以污泥为接种物,以餐厨垃圾为发酵底物,通过向厌氧发酵系统中投加不同量的Fe~0,考察其对餐厨垃圾厌氧发酵过程中日产气量、累积产气量、SCOD、氨氮、挥发性脂肪酸(VFAs)以及厌氧发酵体系中抗生素抗性基因行为特征的影响(包括β-内酰胺类bla OXA-1、bla TEM,大环内脂类erm B、erm F、mef A,磺胺类sul1、sul2,四环素类tet M、tet O、tet Q、tet W、tet X和Ⅰ类整合子int I1)。结果表明:投加Fe~0可以起到提高产气量,促进有机物的水解,缓解酸抑制的作用,当投加20 g/L Fe~0时产气量最高。由于经过湿热水解预处理,原始餐厨垃圾的抗性基因丰度较低,但接种污泥中ermF、tetO、tetQ和tetW的丰度较高,分别为5. 13×10~5,3. 04×10~5,2. 03×10~5,1. 11×10~5copies/g,经厌氧发酵后这4种抗性基因丰度削减明显,但是mefA和tetM的丰度与原始投加物料相比有所增长,投加20 g/L Fe~0与未投加Fe~0相比,mefA、tetM 2种抗性基因的丰度有一定削减。
2019, 37(7): 183-189.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907033
摘要:
烷基酚聚氧乙烯醚(APEOs)是一种重要的非离子表面活性剂,广泛应用于日常生活和工业生产中,其具有环境雌激素效应和生物累积性,进入环境后对人类和生态系统具有潜在危害。微生物降解APEOs与其他处理方法相比,具有低成本、可持续以及无二次污染等优点。重点从APEOs降解菌株的选育、降解特性、降解机理及其处理工艺和影响因素展开综述,提出未来可从APEOs完全降解菌株筛选、功能基因鉴定与验证、APEOs废水生物强化处理实际应用以及其在污泥中的积累等方面开展相关研究。
烷基酚聚氧乙烯醚(APEOs)是一种重要的非离子表面活性剂,广泛应用于日常生活和工业生产中,其具有环境雌激素效应和生物累积性,进入环境后对人类和生态系统具有潜在危害。微生物降解APEOs与其他处理方法相比,具有低成本、可持续以及无二次污染等优点。重点从APEOs降解菌株的选育、降解特性、降解机理及其处理工艺和影响因素展开综述,提出未来可从APEOs完全降解菌株筛选、功能基因鉴定与验证、APEOs废水生物强化处理实际应用以及其在污泥中的积累等方面开展相关研究。
2019, 37(7): 190-193.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907034
摘要:
为实现建筑垃圾的资源化利用,采用SEM、XRF、XRD等分析测试技术,研究了建筑垃圾微粉的颗粒形貌、化学成分、矿物组成等相关性质。选用Ca(OH)_2、Na_2SO_4、CaCl_2为激发剂,在相同条件下激发建筑垃圾的活性,以建筑垃圾为主要原料,采用压制成型的方法制备蒸压砖,以蒸养砖的强度来评价激发效果。结果表明:Ca(OH)_2激发效果较好,建筑垃圾总用量达到90%,制备的蒸压砖强度达到MU15等级。
为实现建筑垃圾的资源化利用,采用SEM、XRF、XRD等分析测试技术,研究了建筑垃圾微粉的颗粒形貌、化学成分、矿物组成等相关性质。选用Ca(OH)_2、Na_2SO_4、CaCl_2为激发剂,在相同条件下激发建筑垃圾的活性,以建筑垃圾为主要原料,采用压制成型的方法制备蒸压砖,以蒸养砖的强度来评价激发效果。结果表明:Ca(OH)_2激发效果较好,建筑垃圾总用量达到90%,制备的蒸压砖强度达到MU15等级。
2019, 37(7): 194-198.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907035
摘要:
好氧发酵罐中有机物的发酵会产生大量的废热,为了更好地回收和利用这部分废热,设计了一个好氧发酵罐废热回收系统,并利用Aspen HYSY对系统的废气—水换热器和空气源热泵系统进行模拟和分析。模拟结果表明:在模拟工况(T=50℃、Tc=55℃、Te=7℃,Tair=25℃)下,以R134a为工质的热泵系统具有较高的COP和较低的压缩机排气温度,是该空气源热泵系统的理想循环工质;在南宁地区夏季(T_c=55℃、T_e=8℃,T_(air)=32℃)和冬季(T_c=60℃、T_e=2℃,T_(air)=15℃)模拟工况下,该热泵系统COP分别达到4. 46和3. 79,利用空气源热泵系统和废气-水换热器对好氧发酵罐的废气进行回收和利用是可行的;与传统电加热方式相比,该废热回收系统能有效降低能耗,具有明显的节能和环保效益。
好氧发酵罐中有机物的发酵会产生大量的废热,为了更好地回收和利用这部分废热,设计了一个好氧发酵罐废热回收系统,并利用Aspen HYSY对系统的废气—水换热器和空气源热泵系统进行模拟和分析。模拟结果表明:在模拟工况(T=50℃、Tc=55℃、Te=7℃,Tair=25℃)下,以R134a为工质的热泵系统具有较高的COP和较低的压缩机排气温度,是该空气源热泵系统的理想循环工质;在南宁地区夏季(T_c=55℃、T_e=8℃,T_(air)=32℃)和冬季(T_c=60℃、T_e=2℃,T_(air)=15℃)模拟工况下,该热泵系统COP分别达到4. 46和3. 79,利用空气源热泵系统和废气-水换热器对好氧发酵罐的废气进行回收和利用是可行的;与传统电加热方式相比,该废热回收系统能有效降低能耗,具有明显的节能和环保效益。
2019, 37(7): 199-203.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907036
摘要:
为了提高农作物对低汞污染农田土壤的修复效率,同时保障可食部分的安全,在低汞污染农田土壤中投加富里酸(0,0. 075,0. 15,0. 225 kg/m~2),结合叶面硒肥,研究了油菜植株对土壤汞的富集情况及油菜籽中汞的含量,并分析试验结束后植物生物量和组织内汞含量及土壤总汞、有效汞含量。结果表明:叶面硒肥、富里酸对油菜植株的生物量及油菜籽的产量影响不大;富里酸能提高植株中总汞的含量,促进植物根部汞向地上部分转运,同时促进土壤总汞及有效汞的降低,低投加量下促进效果最好;当富里酸投加量为0. 075 kg/m~2时,修复后土壤总汞含量由0. 45 mg/kg降低为0. 35 mg/kg,土壤有效汞含量由1. 45μg/kg降低为1. 02μg/kg;投加富里酸也可增加油菜籽中汞的含量。喷施叶面硒肥,并未影响油菜植株对汞的富集,但可以降低油菜籽中汞的含量,喷施叶面硒肥的小区,油菜籽中汞均未检出。"油菜+富里酸+叶面硒肥"可作为低汞污染农田土壤边生产边修复的一种潜在模式,既能提高植株对汞的吸收,也能抑制油菜籽中汞的富集。
为了提高农作物对低汞污染农田土壤的修复效率,同时保障可食部分的安全,在低汞污染农田土壤中投加富里酸(0,0. 075,0. 15,0. 225 kg/m~2),结合叶面硒肥,研究了油菜植株对土壤汞的富集情况及油菜籽中汞的含量,并分析试验结束后植物生物量和组织内汞含量及土壤总汞、有效汞含量。结果表明:叶面硒肥、富里酸对油菜植株的生物量及油菜籽的产量影响不大;富里酸能提高植株中总汞的含量,促进植物根部汞向地上部分转运,同时促进土壤总汞及有效汞的降低,低投加量下促进效果最好;当富里酸投加量为0. 075 kg/m~2时,修复后土壤总汞含量由0. 45 mg/kg降低为0. 35 mg/kg,土壤有效汞含量由1. 45μg/kg降低为1. 02μg/kg;投加富里酸也可增加油菜籽中汞的含量。喷施叶面硒肥,并未影响油菜植株对汞的富集,但可以降低油菜籽中汞的含量,喷施叶面硒肥的小区,油菜籽中汞均未检出。"油菜+富里酸+叶面硒肥"可作为低汞污染农田土壤边生产边修复的一种潜在模式,既能提高植株对汞的吸收,也能抑制油菜籽中汞的富集。
2019, 37(7): 204-208.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907037
摘要:
针对HJ 169—2018《建设项目环境风险评价技术导则》提出的"最不利气象条件",及其在实际环境风险评价中应用的局限性和问题进行了分析。以煤化工中某煤制天然气项目为例,针对其典型大气环境风险事故,采取项目所在地逐时气象参数进行预测,对其预测结果进行了分析。讨论真实气象条件下进行大气环境风险分析的实际意义,提出相应的大气环境风险分析优化建议。
针对HJ 169—2018《建设项目环境风险评价技术导则》提出的"最不利气象条件",及其在实际环境风险评价中应用的局限性和问题进行了分析。以煤化工中某煤制天然气项目为例,针对其典型大气环境风险事故,采取项目所在地逐时气象参数进行预测,对其预测结果进行了分析。讨论真实气象条件下进行大气环境风险分析的实际意义,提出相应的大气环境风险分析优化建议。
2019, 37(7): 209-214.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907038
摘要:
针对工业园区清洁生产审核方法学不完善问题,以工业园区清洁生产审核重点作为研究对象,构建了普适性强的园区审核重点企业筛选评价指标,该指标体系包括目标层1个指标,准则层7个指标和指标层36个指标,同时建立了综合评价模型:利用主客观组合赋权结合指标合成,对园区企业进行综合评价得分优劣排序,筛选得分低于均值的企业为园区清洁生产审核重点企业,建立指标贡献百分比数学模型,对审核重点企业进行清洁生产潜力挖掘,有针对性地提出清洁生产方案。并以东北某工业园区进行实际案例验证,在此基础上对方案实施后的园区进行环境和经济效益评估。该成果可为工业园区实施清洁生产提供参考。
针对工业园区清洁生产审核方法学不完善问题,以工业园区清洁生产审核重点作为研究对象,构建了普适性强的园区审核重点企业筛选评价指标,该指标体系包括目标层1个指标,准则层7个指标和指标层36个指标,同时建立了综合评价模型:利用主客观组合赋权结合指标合成,对园区企业进行综合评价得分优劣排序,筛选得分低于均值的企业为园区清洁生产审核重点企业,建立指标贡献百分比数学模型,对审核重点企业进行清洁生产潜力挖掘,有针对性地提出清洁生产方案。并以东北某工业园区进行实际案例验证,在此基础上对方案实施后的园区进行环境和经济效益评估。该成果可为工业园区实施清洁生产提供参考。
2019, 37(7): 215-220.
doi: 10.13205/j.hjgc.201907039
摘要:
为调查清洁取暖政策实施后北方试点城市的取暖方式及能源结构现状,采用问卷调查的方法对鹤壁市农村地区1030户居民进行入户问卷调查。基于结果发现,以煤炭、秸秆为主的传统取暖方式逐步被电力、天然气取暖所取代。全市农村地区年标准煤耗量约为796093 t,较之前下降约20. 27%,人均年耗0. 86 t。当前农村能源结构中,电力、汽油柴油、天然气、煤炭、太阳能、集中供暖、LPG、沼气、薪柴的能耗占比分别为54. 19%、15. 93%、10. 17%、6. 43%、6. 30%、5. 17%、1. 01%、0. 45%和0. 45%。清洁取暖政策的推行是驱动能源替代的主要因素,驱使鹤壁市农村地区的能源结构迅速转变,传统的煤炭、薪柴、秸秆等燃料的消耗量大幅降低,电力、天然气、汽油柴油逐步主导了能源结构,为进一步研究冬季清洁取暖提供了数据支撑和政策建议。
为调查清洁取暖政策实施后北方试点城市的取暖方式及能源结构现状,采用问卷调查的方法对鹤壁市农村地区1030户居民进行入户问卷调查。基于结果发现,以煤炭、秸秆为主的传统取暖方式逐步被电力、天然气取暖所取代。全市农村地区年标准煤耗量约为796093 t,较之前下降约20. 27%,人均年耗0. 86 t。当前农村能源结构中,电力、汽油柴油、天然气、煤炭、太阳能、集中供暖、LPG、沼气、薪柴的能耗占比分别为54. 19%、15. 93%、10. 17%、6. 43%、6. 30%、5. 17%、1. 01%、0. 45%和0. 45%。清洁取暖政策的推行是驱动能源替代的主要因素,驱使鹤壁市农村地区的能源结构迅速转变,传统的煤炭、薪柴、秸秆等燃料的消耗量大幅降低,电力、天然气、汽油柴油逐步主导了能源结构,为进一步研究冬季清洁取暖提供了数据支撑和政策建议。
