响应面优化制备粉煤灰基PASC混凝剂性能与表征

研究了以粉煤灰为原料制备聚硅氯化铝（PASC）混凝剂的影响因素、产品性能和微观结构.选取A（碱化度）、B（n（Si）：n（Al））、C（聚合温度）和D（反应时间）对混凝高岭土模拟废水后透光率进行四因素三水平响应面实验.最终优化方案为：A为1.18,B为5.64,C为47.40℃,D为2.48h,透光率预测值达86.58%,验证试验均值相对误差仅为0.18%,模型相关系数为0.9984,表明RSM优化模型可靠.混凝剂性能随投加量增加而不断增加,最终趋于稳定;随废水pH值增大呈现先增大后减小的趋势.XRD分析PASC主要物相为氯化钠,非晶态衍射峰形成预示着浸出液和聚硅酸加碱聚合形成了新的无定形物;FT-IR测试表明聚硅酸与Al³⁺及其水解产物间络合形成了金属-OH等非离子键;SEM显示产品为高聚集度和枝化度的空间网状结构.     

Simultaneous denitrification and denitrifying phosphorus removal in a full-scale anoxic–oxic process without internal recycle treating low strength wastewater

Performance of a full-scale anoxic-oxic activated sludge treatment plant(4.0×10~5 m~3/day for the first-stage project) was followed during a year.The plant performed well for the removal of carbon,nitrogen and phosphorus in the process of treating domestic wastewater within a temperature range of 10.8℃ to 30.5℃.Mass balance calculations indicated that COD utilization mainly occurred in the anoxic phase,accounting for 88.2% of total COD removal.Ammonia nitrogen removal occurred 13.71% in the anoxic zones and 78.77% in the aerobic zones.The contribution of anoxic zones to total nitrogen(TN) removal was 57.41%.Results indicated that nitrogen elimination in the oxic tanks was mainly contributed by simultaneous nitrification and denitrification(SND).The reduction of phosphorus mainly took place in the oxic zones,51.45% of the total removal.Denitrifying phosphorus removal was achieved biologically by 11.29%.Practical experience proved that adaptability to gradually changing temperature of the microbial populations was important to maintain the plant overall stability.Sudden changes in temperature did not cause paralysis of the system just lower removal efficiency,which could be explained by functional redundancy of microorganisms that may compensate the adverse effects of temperature changes to a certain degree.Anoxic-oxic process without internal recycling has great potential to treat low strength wastewater(i.e.,TN 35 mg/L) as well as reducing operation costs.     

填埋场污染控制新标准下生物反应器填埋场的机遇与挑战

生物反应器填埋场是近20年发展起来的一种新型填埋方式,具有很多传统填埋场不具备的优点。《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)的发布,对填埋场的污染控制提出了更高的要求。该新标准中一些条款的变动,给生物反应器填埋场在中国的推广和应用提供了机遇和挑战。对此进行分析,以供生物反应器填埋场的选择、设计和运行管理作参考。     

双功能吸附剂的制备及其对水中毒死蜱的降解特性

对具有催化功能的负载Fe（Ⅲ）的活性炭进行了表征，与母体活性炭相比，其比表面积以及微孔体积均有所下降，酸性官能团的量有所增加；考察了普通浸渍法和超声浸渍法制备的双功能活性炭对毒死蜱的吸附和降解性能，结果表明，双功能活性炭对毒死蜱的吸附量有所降低，但对毒死蜱的降解能力增强，超声浸渍法所制备的活性炭对毒死蜱的降解能力要优于普通浸渍法所制备的活性炭。     

空气污染与健康效益评估工具BenMAP CE研发

为了评估空气污染带来的健康冲击、评估健康效益,克服现有评估工具(BenMAP V4.0)计算速度缓慢及用户体验较差等问题,受美国环保署委托,设计并研发了新一代空气污染与健康效益评估工具BenMAP CE,搭建了BenMAP CE的框架,进行了详细功能设计,并利用美国环保署提供的数据进行了实测.测试结果表明,基于相同的输入文件和设置,BenMAP CE能重现BenMAP V4.0的计算结果,相比现有的评估工具,BenMAP CE具有良好的用户体验、强大的GIS展示功能及大幅提高的计算速度.BenMAP CE是考虑了污染物环境浓度削减、人口密度、收入差异等经济因素的综合性评估工具,能为决策者评估空气污染控制措施所带来的健康效益提供辅助决策依据.     

秋冬季台湾海峡西部海域大气颗粒物中有机氯农药的污染特征及入海通量

通过采集台湾海峡西岸厦门岛秋、冬两季的近海大气颗粒物样品,分析20种有机氯农药（OCPs）的污染特征及可能来源,并估算OCPs干沉降入海通量。结果显示,厦门岛大气颗粒物中OCPs主要为DDTs、HCHs和Methoxychlor。季节变化上,受中国北方陆地污染气团来源的影响,冬季OCPs各化合物的浓度高于秋季。2006至2008年,OCPs浓度呈上升趋势,可能受到该时期内厦门灰霾日数明显增加导致大气总悬浮颗粒物含量增长的影响。与国内主要城市区域相比,OCPs浓度处于较低水平,与背景区域的浓度水平相当。通过分子标志物示踪污染物来源显示,DDTs、氯丹和硫丹主要为历史残留,而HCHs主要受到工业HCHs污染的影响。秋季和冬季,OCPs的大气干沉降通量分别为3.49 ng/（m2·d）和9.25 ng/（m2·d）,按照台湾海峡海域覆盖面积（63000 km2）估算,秋季和冬季大气颗粒物中OCPs通过干沉降入海通量分别为20.03 kg和52.45 kg。     

纳米乳化油修复地下水硝酸盐过程中产气及微生物增殖代谢对多孔介质堵塞的模拟评估

为有效评估纳米乳化油原位处理地下水硝酸盐过程中,产气及微生物增殖代谢对含水层多孔介质的堵塞作用,以纳米乳化油为碳源,采用市售反硝化菌剂接种微生物进行硝酸盐降解批实验研究,探讨产气及微生物增殖代谢的动态变化及特征,并基于Kozeny-Carman(K-C)方程、Clement、Pham及Kozeny Grain(KG)模型,对假定含水层一维流模拟柱,预估产气及微生物增殖代谢造成的渗透性损失,识别堵塞过程及主导因素.结果显示,反硝化菌降解效果良好,硝氮总去除率达90.23%.CO_2及N_2为主要产气成分,降解1 mg硝氮对应的平均CO_2产气量为0.71 mL,平均N_2产气量为0.14 mL;微生物代谢产物胞外聚合物以蛋白质及多糖为主,降解1 mg硝氮平均蛋白产量为0.64 mg,平均多糖产量为0.16 mg.在含水层不与外界交换气体的假设前提下,K-C方程预测显示产气可在2个周期内造成渗透性完全损失,Clement、Pham及KG模型评估的微生物增殖代谢造成中、细砂渗透性损失分别为10.87%～31.10%、12.77%～48.32%,分析认为初期细胞生物量是导致渗透性骤降的关键因素,后期为细胞生物量和胞外聚合物共同作用.此外,封闭体系中产气是堵塞的主导因素,随着含水层开启程度增加,产气的贡献占比会下降,微生物的贡献占比提高.因此,对于相对封闭的含水层系统,探索增强其开放状况是缓解堵塞的有效途径之一.     

基于响应面模型的区域大气污染控制辅助决策工具研发

基于CMAQ模型结果,利用高维克里金插值算法,建立了排放控制因子与污染物环境浓度的响应面模型(RSM),实现了大气污染可控源排放与复合污染水平的实时函数响应.研究结果显示,RSM对PM2.5的预测结果与CMAQ实际模拟结果的误差在容许范围内(最大误差小于0.20μg.m-3,3.89%).基于所建立的RSM,开发了RSM-VAT区域大气污染控制可视化辅助决策工具.使用RSM-VAT对美国8个典型城市的PM2.5污染状况进行了控制情景分析,通过"可视化展示"和"图表分析"二大模块,输出不同控制情景下的环境污染物浓度的实时响应图、可视化展示和数据分析图表等结果.     

碱性过硫酸钾法测定总氮中影响因素及解决方法

总氮是水体中氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮等无机氮和有机氮的总和,是反映水体所受污染程度和富营养化程度的重要指标之一。在碱性过硫酸钾-紫外分光光度法测定水中总氮时,该方法操作步骤简单,易于操作和掌握,但在实际操作中影响因素较多,其准确度难以掌握。本文通过对总氮测定中试剂的纯度、配制的方法及水浴温度、储存时间、消解的温度、压力和时间等因素的总结、探讨和分析,确定适合的测定条件,提高测定结果的准确度和精密度。