城市污水处理厂初沉池与二沉池计算机模拟与设计模型研究

本文提出了适用于计算机稳态模拟与辅助设计的初次沉淀池及二次沉淀池悬浮物出水SS、BOD_5、COD去除率的通用数学模型。根据工厂实际运行数据,回归得到了平流式、斜板式初沉池及二沉池模型参数。并应用这些模型对污水厂初沉池及二沉池出水水质进行模拟,结果基本令人满意。为运用"系统方法"研制污水厂全流程计算机模拟与设计软件奠定了基础。     

大气模拟烟雾箱中HONO的表征

NO2与H2O在烟雾箱表面生成HONO的异相反应是导致烟雾箱实验数据不确定性增加的主要原因之一,因此.必须对该反应进行表征.本研究采用烟雾箱实验与箱式模型模拟相结合的方法,确定实验系统特有的HONO释放速率.实验在室内烟雾箱实验系统完成,通过NO、NO2沉积实验获得的气态反应物在烟雾箱壁面(Teflon膜)上的沉积速率分别为0.0026 h-1及0.0025 h-1;光解实验得到NO2的光解速率为0.21min-1,在此基础上利用量子产率、吸收截面积、光谱分布计算出其它6个光解反应的速率常数.将实验获取的速率常数与CB-Ⅳ反应机理联合使用建立箱式模拟系统,利用c0一NO实验数据对模拟参数进行优化,得到该系统的HONO的释放速率为1.65×10-5cm3·mol-1·s-1.由此提供了一种表征实验与箱式模型联合使用确定烟雾箱系统HONO释放速率的有效方法.     

水蒸汽流化下煤气化气态污染物释放研究2.污染物生成与脱硫过程综合模型

将蒸汽流化下煤气化污染物生成及脱硫这一复杂物理化学过程分解为３个基本过程；流态化过程，煤热解及污染物生成过程，焦气化及脱硫过程，并在已有的对单一过程研究的基础上建立起基于煤种和实验条件的综合过程模型；模型参数通过预测值与实验值的比较加以确定，将参数估计的结果应用于综合模型，预测值与实验数据基本符合。     

大气污染植被控制模型及应用——以湖南省益阳市为例

以野外监测数据为基础,应用模糊综合评判方法掌握大气污染物的变化规律,然后采用熏气试验测定植被对污染物的净化速率,建立大气污染物的植被控制模型,并以此提出了益阳市大气主要污染物的植被负荷及绿化设计。     

pH对高锰酸钾氧化降解苯胺类化合物动力学的影响

以苯胺和对氯苯胺为目标污染物,在假一级动力学实验条件下(KMn O4初始浓度是目标有机物初始浓度的10倍),考察了p H对KMn O4氧化降解苯胺类化合物的动力学的影响.发现在KMn O4氧化降解苯胺类化合物的过程中存在明显的自催化现象,推测这种自催化现象可能是由于原位生成的Mn Ox在其表面络合目标污染物,从而促进了KMn O4对污染物的氧化速率.对不同p H条件下KMn O4氧化苯胺类化合物的动力学数据进行了假一级拟合获得假一级反应速率常数(kobs),通过KMn O4浓度与kobs进一步得到的二级反应速率常数k″(M-1·s-1)随p H的增加先升高后降低,在苯胺和对氯苯胺各自的p Ka附近时达到最大,即文献中提出的类抛物线现象.笔者之前提出的质子传递模型可以很好地拟合KMn O4氧化苯胺和对氯苯胺的二级反应速率常数随p H的变化趋势.     

基于一级动力学模型的潜流湿地污染物去除研究

通过对北京市野生动物救护中心水平潜流人工湿地运行特征参数及进出水水质情况进行定期连续监测,研究了污染物去除的面积速率常数及背景浓度与进水污染负荷之间的相关关系,并依据出水浓度,通过Arrhenius方程对潜流湿地不同污染物背景浓度进行了估计,同时分析比较了不同温度条件下污染物背景浓度的变化特征及不同背景浓度条件下面积速率常数的季节性变化规律.结果表明:污染物出水浓度与温度之间存在一定的相关关系,其中总悬浮固体物(TSS)和化学需氧量(CODcr)与温度的相关系数分别为0.6293和0.6210;对全磷(TP)和全氮(TN)的比较发现,在估计背景浓度条件下,TP和TN的面积速率常数高于零背景值时的面积速率常数(P0.05);当污染负荷低于25mg/L时,潜流湿地对TSS去除的面积速率常数随进水污染负荷的升高而呈指数增加,而在高污染负荷时,面积速率常数出现较大波动;污染物背景浓度与进水污染负荷之间存在一定的线性相关性,其中TSS的背景浓度与进水污染负荷之间的拟合度最高(R2=0.8388);潜流湿地对污染物去除的面积速率常数存在较明显的季节性变化,秋季面积速率常数较高,而夏季和冬季较低     

江河中有机污染物在鲤鱼体内富集与释放的模拟研究

以第二松花江重点有机污染物硝基芳烃为研究对象,用改进的双膜理论预测了７种硝基芳烃的挥发速率常数,快速测定了它们在鱼体内的富集与释放速率常数,用获得的参数及二室模型预测这７种化合物的鱼体内的迁移过程,并与模拟实验测定的结果进行比较,得到了比较满意的结果。     

酚类污染物解离态与非解离态光解特性及其速率常数的预测

以氙灯为光源模拟太阳光,通过研究不同pH条件下3种酚类污染物直接光解的过程,探讨了酚类污染物的解离对其光解规律的影响,并建立了解离态与非解离态酚类污染物光解速率常数的计算方法及预测模式.结果表明,随着pH从4.0增加到9.0,五氯酚的光解速率常数随之从25.30×10-4min-1增加到82.90×10-4min-1,而对硝基酚的光解速率常数相应从11.90×10-4min-1降低到了3.18×10-4min-1.苯酚的光解趋势与对硝基酚相似,当pH从4.0增加到11.0时,其光解速率常数依次从32.50×10-4min-1降低至13.40×10-4min-1.3种酚类化合物的光解总速率常数与解离度之间均满足幂函数变化规律.任意解离度条件下的解离态和非解离态光解速率常数,可根据幂函数的切线方程来确定.解离对酚类物质降解规律的影响主要是通过氧负离子的形成,改变苯环以及其他取代基团的活性而造成的.该研究结果为进一步了解天然水环境中酚类污染物的环境行为提供了理论参考.     

Fenton高级氧化工艺中苯酚对亚甲基蓝退色反应的影响

为了提高Fenton试剂处理有机污染物的效率,探索最佳处理条件,以亚甲基蓝-苯酚混合溶液为模型污水,进行了Fenton试剂氧化亚甲基蓝退色反应的影响因素实验.对不同试验条件下褪色反应动力学过程进行了在线跟踪、拟合和比较研究发现,苯酚和亚甲基蓝在反应体系中存在竞争.苯酚会影响Fenton试剂对亚甲基蓝的退色反应效率;退色反应分3个阶段,本研究得到了第1阶段和第3阶段的反应速率常数的表达式.     

电极生物法强化A/O工艺反硝化及动力学研究

在模拟A/O工艺A池工况的条件下,研究了外加电压对反硝化的影响,分析了不同外加电压下TN、NO₃^--N及NO₂^--N浓度随时间的变化.结果表明,适当的外加电压可以大幅度提高反硝化速率,同时抑制NO₂^--N的积累,过高的外加电压会对反硝化产生抑制.本实验条件下,最佳外加电压为3.0V,此时TN和NO₃^--N降解速率分别提高了74%和20%.用单一底物Monod方程完成了TN降解的动力学分析并用matlab软件对方程进行了求解,模拟值与实验值吻合良好.分析外加电压与模型中参数的关系,得到TN降解动力学方程,模型计算值与实验值误差小于3mg/L.     

有机污染物在自然沉积物上的吸附行为——固体浓度对吸附分配系数的影响

本文研究了11种有机污染物在松花江沉积物上的吸附行为,发现吸附分配系数随固体浓度的改变而变化.原因为吸附平衡过程中,有机碳和悬浮微粒由固相扩散到液相.同时在实验基础上建立了数学模型,并计算了11种有机物的吸附分配系数.     

松花江鱼类有机污染物的研究

测定了松花江哨口至松花江村江段、扶余至三岔河口江段和嫩江下游鱼类肌肉中5类33种有机污染物的平均含量。其中,可疑致癌物6种,促癌或助癌物3种。鱼类有机污染物的平均含量以扶余至三岔河口江段最高,其次为嫩江下游,而哨口至松花江村江段由于近年来加强了对吉林市区有机污染源的治理,使其污染程度降低。     

基于模糊数学和GIS的松花江流域水环境质量评价研究

应用模糊数学原理,以松花江流域1990—2006年15个国控断面的监测资料为依据,选择13种污染物为评价参数,运用模糊综合评价方法进行运算,得出综合评价结果. 在评价过程中充分利用GIS的数据管理与空间表达能力, 从产业结构特征上分析松花江流域水体污染的变化趋势,并运用地理信息手段表征流域水质的时空变化规律. 结果表明:松花江流域整体水质呈现好转的趋势;河流水质的季节变化明显,其中嫩江区域受面源污染的影响,丰水期水质劣于枯水期,第二松花江和松花江干流区域枯水期污染较重,污染主要来源于工业废水和生活污水的排放;流域水质区域差异性表现为支流污染重于干流,大城市附近水域的水质明显劣于其他水域水质. 流域主要污染物为石油类,COD_Mn,BOD₅,氨氮和六价铬等.      

松花江有机污染物的污染特征研究

松花江地处寒冷地区,每年冰封期长达5个月之久,其环境污染特征与国内其它大江河有着明显的不同.冰封期有机毒物污染加重是松花江最重要的环境污染特征;松花江流域存在着工业企业的点源污染和地表径流带来的面源污染,研究表明,松花江流域的有机毒物污染是以点源污染为主;有机毒物对江水中CODMn的贡献值极小,甚至不产生贡献.江水中CODMn值不能反映出有机毒物的污染状况.     

流域水资源标准体系风险分析与对策

为实施流域水资源有效保护,从技术管理层面分析流域水资源共享过程中标准体系的构成与作用。对现阶段实施的生活饮用水卫生标准、地表水环境质量标准和排水标准中涵盖的有机污染物进行对称性分析,指出标准体系中存在的技术风险以及生活污水和工业废水混排存在的管理风险。以松花江流域中某化工厂排水为实例进行有机污染物成份检测,发现了标准体系对污染物监控存在的疏漏。提出从人体健康角度完善排水和水环境质量标准,从流域水资源共享角度对排水和给水设施进行整体规划和布局,从水资源安全保障角度建立流域有机污染物优先控制名单。     

生物降解氯苯的动力学模型研究

描述微生物降解有机底物和微生物生长速率的动力学模型主要有Monod模型和Heukelekian模型,对模型中参数的求解大多是采用线性回归的方法,但是这种方法往往由于在变量的转换和试验过程中产生的误差,使得到的参数结果不准确. 通过将有机物的挥发作用耦合在模型中,并对方程推导求解动力学方程的参数值,可以减少参数求解和试验过程中产生的误差. 用松花江水中的微生物降解氯苯的动力学试验数据对该方法进行了验证表明;通过推导耦合后的模型求解的参数值能准确地反映试验松花江水中微生物对氯苯的降解和降解过程中微生物生长的动力学情况.      

界河(黑龙江)水质质量监测及水质变化趋势

针对中俄界河黑龙江与乌苏里江,全面开展了枯、平、丰水期的河流水环境现状调查,覆盖黑龙江、乌苏里江干流及主要的一级支流。基于现状水质调查结果以及已有的历史长序列水质监测资料,采用单因子污染指数法和水质综合污染指数法对水环境现状进行评价。研究表明:黑龙江干流全年以Ⅳ类水质为主,乌苏里江干流全年以Ⅲ、Ⅳ类水质为主。部分水域高锰酸盐指数和氨氮浓度偏高;支流松花江水质污染严重,以有机污染为主。     

基于GIS的松花江沿岸某区浅层地下水污染特征及人群暴露风险评价

对松花江流域吉林段某区浅层地下水进行采样监测,并筛选流域特征污染物包括有机污染物:芴、蒽、八氯联苯、芘、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、茚(1,2,3-cd)芘、四氯联苯、五氯联苯、硝基苯、α-六氯环己烷、β-六氯环己烷、γ-六氯环己烷、七氯、p,p'-DDD、O,O-二甲基-O-2,2-二氯乙烯磷酸酯,重金属污染物:Cr、Cd、Pb、Hg,共21种,采用US EPA推荐的健康风险评价“四步法”,对研究区人群经口途径健康风险进行科学评估.结果表明:∑PCBs、七氯、滴滴涕、O,O-二甲基-O-2,2-二氯乙烯磷酸酯、硝基苯和Hg、Cr、Cd、Pb均未超出相关标准.∑PAHs低于报道的∑PAHs水平,芴浓度最高,六氯环己烷总量超标;研究区地下水污染物成人经口暴露总剂量为2.79×10-4mg/(kg×d),儿童为5.34×10-5mg/(kg×d),成人经口暴露剂量是儿童的5.23倍.成人和儿童经口暴露剂量中Cr的贡献率均最高分别为46.67%、42.82%,其次是β-六氯环己烷分别为27.29%、25.15%;采用Arcgis 9.3软件的插值运算功能,估算流域成人和儿童的健康风险,生成健康风险图,可以从地域上发现,流域人群非致癌风险由北向南呈现递减趋势,松花江两岸非致癌风险波动不大,上游风险大于下游风险;人群致癌风险总体趋势不明显.人群致癌风险高于非致癌风险,成人健康风险水平均高于US EPA推荐的最大可接受风险水平1.0×10-4,儿童健康风险水平仅小部分区域高于1.0×10-4.     

长江流域污染负荷核算及来源分析

为研究长江流域污染物输出的时空变化特征和来源,将长江流域划分为114个排污单元,195个纳污河段,应用污染物“产生-排放-入河-消减-输出”模型,结合长江流域2004—2007年的社会经济、水文监测资料,利用朱坨、寸滩、宜昌、大通4个监测断面2004—2007年逐月的水量和水质数据,通过连续演算核算长江流域各河段的污染物输出过程,进行区间污染物输出平衡分析,估算出姚港断面污染物输出过程. 结果表明,各断面计算数据与实测数据相对误差不超过20%,模型及参数组合的可靠性较好. 点源对COD_Mn输出贡献较大,占56.4%;非点源对TN、TP的贡献大,分别占74.3%和92.1%. 从污染物输出分布来看,江西、四川、湖南、湖北四省占流域污染物输出总量的60%以上,贡献率较大,是流域污染物输出的重要区域.