扬水曝气器的水质改善功能及提水、充氧性能研究

扬水曝气器是水源水质改善设备,应用于湖泊水库水源地,抑制藻类生长,控制底泥污染物释放,取得了良好的效果.建立了扬水曝气器上升流速数学模型,用于模拟计算扬水曝气器的提水能力.建立了扬水曝气器曝气室的充氧能力数学模型.在实验室实测了扬水曝气器上升流速及其对水体的充氧过程,实测值与模拟计算值吻合较好,验证了提水、充氧能力数学模型.     

关中地区污水处理工艺选择的系统分析

建立评价污水处理工艺方案的指标体系并给出各指标的计算方法。结合陕西省关中地区的实际情况，对于拟采用的３种污水处理方案，利用层次分析法进行计算、评价，最后给出最优的决策     

紫外联合过氧甲酸灭活真菌孢子的效能与机制

探索了紫外/过氧甲酸(UV/PFA)联合工艺对两种典型致病真菌(黑曲霉和黄曲霉)的灭活效能与机制.结果显示,UV/PFA在8min时可实现黑曲霉1.21-log、黄曲霉2.08-log的灭活,且效率高于单独PFA和单独UV的效率之和,表现出协同作用.联合灭活的机制主要是UV能活化PFA生成强氧化性的羟基自由基(·OH)对细胞膜造成破坏,提高胞内活性氧水平增大细胞应激,也便于PFA渗透进入细胞内部,从而增强灭活效率.联合灭活过程中起主要作用的是UV,其次是·OH,二者在黑曲霉灭活中的贡献率分别87%和11%,在黄曲霉灭活中的贡献率分别为71%和27%.此外,经过联合灭活后,真菌再生长的时间推迟,再生长的最大潜能也得到抑制.     

生物流化床去除水中腐殖酸的动力学模式

对腐殖酸的吸附机理作了论述。在Monod方程基础上,结合生物量、世代时间及停留时间之间的关系,推导出稳态条件下腐殖酸（HA）的降解动力学模式ss₀＝11＋a₁s₀＋a₂θ。利用非线性最小二乘法,对动力学模式中的待定参数a₁、a₂进行了优化估计,得出a₁＝0.0171,a₂＝0.079。以实验数据对该动力学模式加以验证,结果令人满意     

低残油土壤中高效降油菌的筛选分离及其营养平衡

为了更有效地修复被石油污染的土壤,以低残油土壤为菌源,原油为唯一碳源,经反复驯化筛选后得到降解石油的高效菌,初步鉴定其为动胶菌属(Zoogloeasp.)。并对该菌种的营养平衡条件进行了初探。试验筛选出优势氮源为NH4NO3,氮磷比应控制在4∶1左右。     

基于决策树技术及在线监测的水质预测

利用北方某城市水源的水质在线监测系统,建立了基于决策树技术,具有较强可视性和实际应用,以及能预测次日源水中叶绿素水平的决策树模型.该模型将某城市水源在线监测的溶解氧和太阳辐射照度数据转换计算为每日平均标准偏差及均值,并与每日定时取样测定的叶绿素含量一起作为预测因子,通过将115组数据的前100组数据作为训练集建立预测次日叶绿素水平决策树模型,并采用后15组数据进行模型的仿真预测检验,结果只有3 d的预测出错,预测准确率达80%.并讨论了模型建立对数据的要求及解读预测规则等问题.     

扬州古运河沉积物污染物释放强度与特征研究

研究了扬州古运河沉积物中氮、磷、铁和锰等污染物释放强度与特征,着重考察了上覆水中DO和污染物负荷对污染物释放强度的影响,分析了氮、磷、铁和锰等污染物释放条件.结果表明:扬州古运河有一定的自净能力,且呈现初期释放NH4+ -N、后期转化为NO3-- N的特征；随着水环境条件改变,沉积物NH4+ -N、PO34-、铁和锰平均释放强度变化范围是123.14～445.68、13.50～32.45、25.20～198.47、19.97～25.02 mg/(m2·d)；上覆水DO浓度越低,污染物平均释放强度越大；上覆水污染物浓度越小,污染物(除铁外)平均释放强度越大；在DO＜5 mg/L条件下,沉积物向上覆水释放NH4+ -N;在DO＜1 mg/L条件下,沉积物向上覆水释放PO34-、铁和锰；在DO为2～5 mg/L条件下,上覆水PO34-和铁向沉积物中汇入,但锰则呈现释放和汇入的交替变化.     

诱导结晶法去除地下水中氟离子

针对现行高氟地下水处理工艺中存在的工艺复杂、运行管理困难等问题,提出采用诱导结晶法除氟。其技术核心是在高氟水中投加氟磷灰石作为晶种,并投加磷酸盐和钙盐使水中氟离子在晶种表面生成氟磷酸钙(Ca10(PO4)6F2)结晶。通过单因素实验得出最佳工艺条件:投加8g/L氟磷灰石,并投加NaH2PO4和CaCl2,使钙离子、磷酸根离子和氟离子的摩尔比为10∶5∶1,搅拌速度为100 r/min,反应时间1 h。反应中磷酸根离子和钙离子的利用率分别达到98%和25%以上。电子扫描显微镜(SEM)表征晶种在参与反应后,表面有结晶生成。研究表明,采用诱导结晶法可将水中氟离子浓度从5~10 mg/L降至1 mg/L以下,达到饮用水水质标准。     

二氧化氯对颤蚓成虫灭活效果及灭活作用机制

采用对苯二甲酸（terephthalic acid，TA）作为羟基自由基（hydroxyl radical，·OH）捕捉剂，利用荧光分光光度法测定了二氧化氯（CIO2）接触后颤蚓体内-OH浓度变化，结合颤蚓灭活率、过氧化氢酶（catalase，CAT）和丙二醛（malondi．alderhyde，MDA）等指标的测试结果，研究了CIO2对颤蚓成虫的灭活效果及灭活机理。结果表明，ClO2对颤蚓成虫灭活效果显著。当C1O2投加浓度超过0．4mg／L，可对颤蚓体内·OH产生明显的诱导效应，并且·OH诱导效应与颤蚓灭活率直接相关。接触条件下CAT变化情况表明，颤蚓受到了明显的氧化胁迫，且对颤蚓体内抗氧化系统有破坏作用，MAD变化结果则表明ClO2对颤蚓的脂质过氧化作用不明显，可以对颤蚓表皮层有效渗透。上述结果证实了CIO2对颤蚓成虫的灭活作用机制之一是诱导其体内生成·OH,产生氧化胁迫，而CIO2对颤蚓抗氧化系统的破坏作用和对颤蚓表皮层的有效渗透进一步增强灭活效果。     

分层水库水深对扬水曝气原位控藻效果的影响

扬水曝气是分层水源水库原位藻类控制的有效技术.针对西安金盆水库扬水曝气水质改善工程典型设计工况,采用商业化Fluent软件模拟计算了不同水深条件下扬水曝气器的外围流场,分析了水深对扬水曝气控藻区域和效果的影响.结果表明,当扬水曝气器外围流场稳定时,进水口附近的顺时针环流和其他区域的逆时针环流共存,进水口顺时针环流范围和强度不受水深影响,水流速度沿扬水曝气器径向减小.当水深从50 m逐渐增加到110 m时,扬水曝气核心控藻区域的百分比从12.5%增大到30.6%,核心控藻区域半径从60 m增加到175 m,藻类完全混合的时间从16 d增加到30 d.当水深不浅于65 m时,藻类在补偿点以下的停留时间均大于48 h,且随水深的增加而延长.非核心控藻区域内的藻类随逆时针环流被动迁移至核心区域,最终悬浮并滞留在扬水曝气器底部附近.分层水库中扬水曝气器合理设计间距为水深的1.2~1.6倍.