面向碳捕集系统的碳中性评价:研究框架及方法

作为应对全球气候变暖而提出的概念,碳中性主要是指在一定时空边界条件下,通过技术措施使得向大气中排放的净CO_2为零。随着近年来可再生能源、碳捕集等技术的快速发展,负碳甚至成为可能,因此碳中性概念框架需要不断调整,以应对新技术要素的填充。首先回顾了碳中性的既有定义和包含要素,并对碳中性框架内涵盖的时间、空间两边界尺度进行探讨,总结了文字、公式和图形三种碳中性定义的具体表达形式。特别地,本文提供的面向碳捕集系统的碳中性框架,可为碳捕集系统的环境友好性设计提供一种量化考察方法,从而服务碳捕集工程领域内的设计或评估工作。     

天津市冬季近地层颗粒物垂直分布特征研究

为了解天津市冬季近地层颗粒物垂直分布特征,于2013年12月23日—2014年1月18日,利用Andersen撞击式采样器在天津大气边界层观测站采集10 m和220 m高度颗粒物样品,分析了水溶性离子、碳组分.结果表明,不同天气下不同粒径颗粒物质量浓度分布均呈双峰形,峰值出现在1.1~2.1μm和9.0~10μm粒径段.PM10浓度均随高度的增加而降低,污染日和清洁日最大浓度峰值分别出现在1.1~2.1μm、9.0~10μm粒径段.污染日SO_4~(2-)、NO_3~-、NH_4~+等二次离子质量浓度、百分占比及OC/EC的比值均随高度的上升而增加;清洁日二次离子质量浓度随着高度的上升而降低,但百分占比随着高度的上升而增加,OC/EC的比值均随高度的上升基本保持稳定.污染日SO_4~(2-)、NO_3~-、Cl~-质量浓度及百分占比均较清洁日增加明显,燃煤、机动车及二次离子为颗粒物的主要来源,并在220 m高度二次污染较重.污染日和清洁日下NO_3~-/SO_4~(2-)的比值均随着高度的上升而增加,低层机动车排放对亚微米模态(1μm)贡献明显,而对于粗粒径段,燃煤源的贡献则大于机动车.污染日和清洁日二次离子、OC、EC主要富集于细粒子,Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+等一次离子主要富集于粗粒子.     

滇池流域宝象河暴雨径流初始冲刷效应

为了有效理解滇池非点源入湖过程,选择滇池流域宝象河开展暴雨径流初始冲刷效应的初步研究.2009年雨季,在其干流沿程上、中、下游设置3个断面进行了初期3场暴雨及河道水量、水质同步观测,并提出降雨净冲刷量、负荷净冲刷量以及净冲刷径流平均浓度EMCn的定义与计算方法.结果表明,宝象河TSS、TN、TP、高锰酸盐指数的EMCn、累积曲线M(V)随着河道沿程不透水地面比例和人口规模的增加而提高,TSS、TP负荷贡献率及其M(V)与降雨强度的变化趋势一致,而TN和高锰酸盐指数负荷贡献率则与降雨量表现正相关,其中TN中NO3--N所占比例随着降雨事件次数增加而逐渐降低;此外,提出的EMCn也被证实能有效消除各点位的基流及其负荷影响,相对冲刷径流平均浓度,更为真实反映且能放大沿程断面间、不同降雨事件间的暴雨初始冲刷效应的差异.     

超声波辅助化学萃取对某工业场地铅污染土壤修复效果研究

以某铅蓄电池厂污染场地5个铅污染区域(WS、A、B、C及BZ)的土壤为研究对象,对土壤中铅全量及各形态含量进行分析.在0.1 mol.L-1EDTA,30 min,25℃相同条件下,使用超声波辅助化学洗脱(ultrasonic-assisted chemical extraction,UCE)与传统化学洗脱(conventional chemical extraction,CCE)两种不同的作用方式,对铅的去除效率进行比较,并对两种不同清洗方式后铅的形态变化进行了探讨.结果表明,UCE对铅的去除效率显著优于CCE.在CCE作用下,5份污染土壤WS、A、B、C、BZ铅的去除效率依次为10.06%、48.29%、48.69%、53.28%及36.26%,而UCE作用下铅的去除效率依次为22.42%、69.31%、71.00%、74.49%及71.58%,平均效率高出22%.通过对比两种清洗方式后土壤中的铅形态发现,酸可提取态在UCE作用后持平或有所降低,但CCE后使酸溶态有增高的趋势;对于铁锰氧化态,UCE对其有着极好的去除能力,可达98%左右,同时对有机物及硫化物结合态、残渣态也具有较好的去除能力.因此,UCE在化学萃取中的应用具有一定的可行性,是一种简单、极快速去除污染场地中重金属铅的增效手段.     

城市绿地土壤入渗模型及参数确定

采用降雨径流法和正交实验L9（34）获得了天津中心城区绿地土壤入渗曲线,选取Kostiakov模型、Kostiakov-Lewis模型、Philip模型、Horton模型、Collis-George模型对土壤入渗过程进行描述,利用粒子群算法确定模型参数,使用剩余平方和对模型进行评价。结果表明,Horton模型较常用的K...     

MBR中微生物群落结构的演变与分析

为了揭示膜.生物反应器中微生物群落结构多样性的演变过程,通过细胞裂解法直接提取不同时期污泥中的基因组DNA,利用基于16SrDNA的PCR-DGGE技术获得了微生物群落的DNA特征指纹图谱,并对条带进行了统计分析和切胶测序,使用序列数据进行了同源性分析并建立了系统发育树.DGGE分析表明,在反应器运行前17d内污泥中微生物群落结构变化很大,与接种污泥的相似性系数下降到了29.2%,从而说明MBR中处理工艺和进水水质的改变导致微生物群落结构多样性降低.在试验过程中,Pscudomonas和Aeromonas hydrophila等种群一直保持着较为稳定的优势地位,也有原始种群如Bacillus sp.的消亡和以Enterococcus faecalis、Comamonas sp.、Fusobacterium sp.等为代表的次级种群的强化和演变.UPGMA聚类分析将DGGE图谱区分为3大类群并对应于各自的运行时期.测序结果表明,MBR中微生物菌群间进化距离较大,其中Proteobaeteria纲和Bacillus属细菌较多.在反应器运行后期演变为优势地位的菌群(如Comamonas sp.)加剧了膜污染物的产生和积累.     

胞外聚合物与溶解性微生物产物的关系

通过活性污泥内源呼吸试验,发现胞外聚合物与溶解性微生物产物之间存在相互转化、吸附与被吸附的关系。内源呼吸初期(0~19h),bound EPS水解生成BAP,细胞自溶过程也释放部分SMP。19~43h,微生物利用SMP中易降解部分生成bound EPS和UAP,大分子量的SMP被bound EPS吸附,并存在一定程度的细胞水解。43~162h为SMP分泌、溶出阶段,内源呼吸加强,微生物脱氢酶活性几乎丧失,细胞水解、自溶。bound EPS表面出现SMP解吸-吸附的交替过程。162~210h期间bound EPS水解及细胞自溶为主要过程。并且产出的SMP可生物降解性较差,对微生物表现出毒性作用,抑制其脱氢酶活性,而在毒性环境下,微生物又产出更多的SMP。     

溶解性微生物产物对浸没式膜生物反应器运行的影响

对溶解性微生物产物(SMP)的累积行为及其对浸没式膜生物反应器(SMBR)操作运行的影响进行了研究.在90 d的实验过程中,对总有机碳(TOC)、相对分子质量分布(MWDs)、比耗氧速率(SOUR)进行定期监测,采用死端过滤实验来检测SMP对膜污染的影响.结果表明,在SMBR上清液中SMP出现明显累积;随着实验运行,SMP中相对分子质量大于10000的浓度增加显著;与相对分子质量小于1 000的SMP相比,此部分SMP对污泥活性和膜污染影响较大,对SMBR的出水水质影响较小.     

浸入式超滤膜工艺稳定运行影响因素研究

以确定浸入式超滤膜工艺稳定运行工况为目标,进行了混凝.浸入式超滤膜工艺处理滦河原水的中试研究.采用横跨膜压差(TMP)做为表征膜稳定运行的工艺参数,考察了膜通量、制水周期、原水水质条件的改变对膜工艺的影响.结果表明,采用浸入式膜处理滦河水时,膜通量为53.3 L/(m2·h)且制水周期为30 min时膜工艺运行稳定,能较好控制膜污染;水温变化对膜工艺运行影响较大,低温期单个过滤周期TMP比高藻期增加了76%;EFM和化学清洗结合是一种有效地控制膜污染、强化稳定运行的措施.     

氢自养反硝化系统中亚硝酸盐的累积特性

建立了序批式反应器氢自养反硝化系统中亚硝酸盐累积的数学模型,定义了反硝化系数α来描述亚硝酸盐的累积状况,研究了序批式反应器内加入亚硝酸盐前后硝酸盐和亚硝酸盐还原速率以及亚硝酸盐累积浓度的变化情况.结果表明.第l阶段中硝酸盐的还原速率为6.52 mg/(L·h),亚硝酸盐的还原速率为4.40 mg/(L·h),亚硝酸盐累积明显,加入亚硝酸盐后亚硝酸盐的还原速率上升到4.89 mg/(L·h);第2阶段中硝酸盐的还原速率下降到3.94 me,/(L·h),此时几乎无亚硝酸盐累积.亚硝酸盐的加入,改变了硝酸盐和亚硝酸盐的还原速率,从而最终影响了亚硝酸盐的累积浓度.亚硝酸盐的累积过程与根据模型计算得出的理论值吻合较好;反硝化系数α能够准确反映亚硝酸盐的累积状况:α1时,亚硝酸盐累积浓度很低,<0.30 mg/L.