DNAN的UV/H2O2氧化及影响因素研究

作为钝感炸药的重要成分,DNAN（2,4-二硝基茴香醚）可以在炸药合成中替代TNT。随着对含DNAN废水的关注增多,发展了几种处理含DNAN废水的方法。其中,UV/H²O²氧化被证明是一种很有效的处理废水中DNAN的方法。本研究开展了DNAN降解的一系列批处理实验,研究碳酸根、初始pH和H²O²剂量对DNAN降解过程的影响。分别采用DI水（去离子水）和自来水配置与含DNAN废水相同浓度的DNAN溶液进行处理,比较和分析DNAN的降解过程和影响因素。结果显示：DI水溶液中DNAN的降解速率要快于自来水溶液,表明碳酸根和初始pH会影响DNAN的降解过程。配置溶液中DNAN的降解速率快于含DNAN废水中DNAN的降解速率,因为废水其他有机物的存在会与DNAN形成竞争。DNAN废水中的氮都被UV/H²O²氧化为硝态氮,表明该方法是处理污水中DNAN的有效技术。另外,溶液中的碳酸根、初始pH、H²O²剂量和其他有机物成分都会影响DNAN的降解过程。研究结果为DNAN废水处理的最优降解条件确定提供理论支撑。     

规模化城市污水处理厂沉淀池模拟优化

高效沉淀池广泛应用于市政污水处理厂,其表面负荷是沉淀效率的关键指标。为将实际工程表面负荷稳定提升到12 m·h^-1,采用计算流体力学方法,模拟优化了高效沉淀池的负荷。结果表明,污泥特性和几何构型的协同关系是提高沉淀池表面负荷的关键。宽下降区、长挡墙有利于提升流场的均匀性,但远端出水堰的污泥流失风险限制了表面负荷提升。优化的挡墙长度、上升区/下降区(1/2.65)之比等几何构型特征,能够减少积泥斗污泥扰动,改善总体流场均匀性,从而将表面负荷提高到11～12 m·h^-1。污泥沉淀过程中的流变特性和流动本构认识不足,限制了表面负荷的进一步提升。上述结果提升了高效沉淀池工程负荷,深化了对高效沉淀池流态的认识,亦为污水处理系统的减污降碳协同增效提供运行优化工具及案例参考。     

通风控制方式对动物粪便堆肥过程的影响

考察了2种不同通风控制方式(时间控制、时间-温度联合控制)对动物粪便堆肥过程的影响.研究结果表明,在高温阶段,2种通风控制方式堆肥试验的堆体温度均达到了在50℃～55℃以上维持5～7 d的无害化要求(GB7959-87).在高温持续时间和温度分布均匀性方面,采用时间控制通风的堆肥方式优于采用时间-温度联合控制通风的堆肥方式,但过高的温度(60～70℃)不利于堆体中水分的去除和有机质的生物降解在高温堆肥阶段,通过改变通风时间,2种控制方式的堆肥过程均出现了2次高温期,这更利于堆肥的无害化.     

纳米零价铁对水溶液中Cr(Ⅵ)的去除效果

采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对纳米零价铁(nZVI)做形态表征,考察不同实验条件下nZVI对水中Cr(Ⅵ)的去除效果,评价nZVI处理含铬污染废水的可行性。结果表明:溶液中H+会促进nZVI对Cr(Ⅵ)的去除,去除过程符合拉格尔格伦二级动力学模型,前10 min nZVI对Cr(Ⅵ)的去除率在96%以上,1 h后基本达到吸附平衡。nZVI对Cr(Ⅵ)的去除是先吸附后还原,并在nZVI颗粒表面形成Cr-Fe膜结构。实际电镀废水中nZVI投加量为20 g/L,反应1 h后水溶液中大部分重金属被去除。     

基于小流域山水林田湖草一体化保护修复的北运河上游生态修复专栏序言

北运河上游流域(沙河水库以上)地处山区源头和城乡结合部过渡区,面临着农业和村镇面源污染风险、河沟道生态系统退化等问题,其水环境治理和水生态修复是北运河流域水生态环境改善的重要环节.本专栏是"北运河项目"中"北运河上游水环境治理与水生态修复综合示范"课题团队近年来的代表性科研成果,遵循以小流域为单元的山水林田湖草一体化保...     

水位调度运行对河道型水库水生态环境的影响—以沙河水库为例

基于自然的修复理念,以典型河道型水库—北运河流域沙河水库为研究对象,考察水位调度运行对其水生态环境的影响.结果表明,低水位运行期间,沙河水库月均出库水量增加149.48%,月均蒸发水量和渗透水量减少了34.17%和29.17%.沙河水库水质明显改善,沙河闸出库断面NH₄⁺-N、TN和TP平均浓度由（2.53±0.89）、（14.18±5.06）、（0.50±0.02）mg·L^-1降低到（1.12±0.11）、（5.61±1.45）、（0.19±0.01）mg·L^-1,其中NH₄⁺-N和TP稳定达到了地表水环境质量标准（GB 3838-2002）的IV类水要求(1.5 mg·L^-1和0.3 mg·L^-1).低水位运行期间,沙河水库库心区沉积柱（0～30 cm）和表层沉积物（0～4 cm）中TN、TP平均含量总体呈稳定下降趋势,降幅分别为57.62%、45.28%和64.16%、48.00%;沙河水库共记录水鸟70种...     

非常规水源补给的城市河道型水库水质改善与水生态修复专栏序言

沙河水库是北运河上游水系重要的节点和多源污染的重要聚集处.基于国家水专项北运河项目的“源-流-汇”全过程污染防控思路,沙河水库课题以改善水环境质量、提升水生态功能为目标,统筹“水环境、水资源、水生态和水动力”,识别和诊断其主要问题,研发与集成面向沙河水库的水环境质量改善与水生态修复关键技术;通过水位调控和工程示范,形成了适于非常规水源补给的城市河道型水库水质改善与水生态修复综合集成技术,支撑了沙河水库水环境质量改善及水生态修复综合示范区建设,促进了沙河水库水质改善和水生态功能提升,并支撑“北京市昌平区沙河湿地公园”项目获得了北京市发展和改革委员会批复立项.     

磁混凝预处理小城镇混合污水的效能与混凝机制研究

针对某小城镇污水处理厂混合进水浓度高的问题,本研究探讨了磁混凝技术在典型小城镇混合污水处理厂提质增效与技术升级改造中的适用性,结果表明,优化的混凝条件为：pH=7,PAC和PAM投加量分别为600 mg·L^-1和4 mg·L^-1,慢搅速率为30 r·min^-1.三维荧光光谱耦合区域面积积分法（FRI）和平行因子法（PARAFAC）的分析结果表明,污水中溶解性有机物（DOM）以色氨酸类、酪氨酸类及富里酸类3种组分为主,内源性特征明显.磁种可显著提升混凝效果,优化的磁种投加量为400 mg·L^-1,浊度和COD去除率分别为99.7%和82%.在磁混凝过程中,磁种作为絮体形成的核心并促进絮体生长,可显著提升絮体的比重、密实度与沉降性能,进而强化固液分离效率,沉降时间缩短为1/6.同时,密实度的增加和微磁场的作用可进一步提升絮体颗粒间的结合力,强化水力冲击下混凝过程的稳定性.因此,与传统混凝工艺相比,磁混凝 技术在典型小城镇污水处理提质增效中具有较高的应用潜能.     

南昌某城市污水处理厂进水浓度低成因分析研究

针对南昌某城市污水处理厂进水浓度低的现象,为明确造成污水处理厂进水浓度低的原因,通过对南昌市2018—2020年降雨特征对污水处理厂进水污染物浓度影响的统计分析,估算了降水对雨污合流制管网污水浓度的影响.考察了合流制管网4个污水提升泵站、污水处理厂的日处理水量,结合水量平衡三角法,核算地下水、河水、雨水的渗入.以及利用倒排查法对源居民小区内/外-污水提升泵站-污水处理厂的水质沿程采样分析,得出相关结论.研究结果表明：①2018—2019年上半年污水处理厂进水COD在降雨后2~5 h进水浓度明显降低;但2019年下半年—2020年这种相关性明显削弱.②污水处理厂日进水COD受泵站的日流量的影响,呈显著负相关.③水量三角平衡定量分析表明地下水、河水混入28%~38%,雨水混入11%~18%.④水质沿程的分析显示小区到某些泵站的浓度明显降低,雨天COD、氨氮浓度分别减少了69.78%、75.21%,晴天COD、氨氮浓度分别降低了66.78%、76.94%,表明相应的小区外-泵站段的市政管网是污水处理厂进水浓度降低的关键管段,亟需进一步重点排查和改造.⑤老旧小区排水浓度受天气的影响远比新小区大,雨天分别比晴天减少79.23%、67.87%和54.40%,可能发生了大量雨水混入.     

反硝化除磷工艺实现亚硝酸盐积累的参数优化

为促进反硝化除磷与厌氧氨氧化工艺的耦合,实现污水氮、磷的同步高效去除,构建序批式反应器(Sequencing batch reactor,SBR),优化了反硝化除磷工艺实现亚硝酸盐积累的工艺参数.SBR在厌氧-缺氧-微好氧运行条件下,缺氧段投加模拟硝酸盐工业废水逐步实现了反硝化除磷过程的亚硝酸盐积累.结果表明,经过142d的培养驯化,在进水C/P比为55时,缺氧段引入NO₃^--N浓度为23mg/L时,亚硝酸盐积累率为51.01%,NO₃^--N→NO₂^--N转化率为40.22%,硝酸盐去除率为72.14%,PO₄^3--P去除率最高达88.17%.出水COD浓度低于25mg/L,COD去除率维持在90%以上.微生物群落结构分析表明,拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)为系统内优势菌门.通过参数优化实现了聚磷菌的驯化,Candidatus Accumulibacter为代表的反硝化聚磷菌丰度增加(累积丰度由1.49%增加到5.08%),以Candidatus Competibacter为代表的反硝化聚糖菌丰度增加更为明显(累积丰度由1.02%增加到15.49%),聚磷菌与聚糖菌的共同作用有利于实现除磷过程的亚硝酸盐累积.