六种有机物在亚/超临界水中氧化的反应动力学研究

为了给超临界水氧化设备工业化应用提供指导思路,本文设计制作了一套连续化的超临界水氧化仿工业化装置(压力为24MPa,H2O2过氧量倍数为3倍),选取甲基红、靛红、苯磺酸、对氨基苯磺酸、对二甲氨基苯甲醛、2,4-二硝基苯肼6种芳香烃化合物进行了从亚临界过渡到超临界状态下的水氧化试验,并以总有机碳(TOC)为表征研究了6种化合物的去除效果,以幂指数方程描述了6种化合物从亚临界到超临界的反应动力学参数。结果表明:6种有机物在亚临界至超临界点时间段内,反应物TOC的浓度随时间的变化呈现良好的线性下降趋势,且在亚临界状态下,足够的反应停留时间就能取得较好的TOC去除效果,而在超临界状态下,反应过程十分迅速,在较短的反应时间内也会取得较好的TOC去除效果,但随着反应时间的增加,在几分钟之内,TOC的去除率随时间的变化还是较为明显;6种有机物的反应活化能介于26.2～54.341kJ/mol之间,表明不同结构化合物SCWO反应的温度升高效应不同。     

Fenton氧化法处理有机污染物的降解规律探讨

为了预测新生或缺乏试验数据的含有机污染物废水的治理效果,本文通过试验对Fenton氧化法降解芳烃类、卤代物、杂环类等28种有机污染物的规律进行了研究。结果表明:在Fenton反应初始阶段,氧化反应剧烈,反应过程基本符合一级动力学方程,但随着时间的延长,反应趋于平缓;28种有机污染物色度平均去除率(Rcolor)为80.8±30.3%,TOC平均去除率(RTOC)为39.8±30.3%,约为色度平均去除率的0.44倍;以色度为表征的一级反应动力学常数(Kcolor)均大于对应的以TOC为表征的一级反应动力学常数(KTOC),且色度去除效率更高;Fenton氧化法对不同有机污染物的去除效果有显著差异,分子结构对称性强、水溶性较差的有机污染物如偶氮苯、蒽醌等的降解效果相对较差,而苯酚、苯胺等水溶性较好的有机污染物的降解效果相对较好,表明水溶性是影响有机污染物降解效果的重要因素。     

低C/N条件下MUCT工艺数学模型的参数校正与验证

基于ASM2d模型建立了稳定运行的MUCT工艺营养物质去除过程的动力学反应模型,比较各种COD、TN、NH 4＋-N、TP的实测值和模拟值,以确定系统在低C/N条件下运行时的动力学和化学计量学参数.模拟结果表明,稳态模型中的动力学参数qPHA、KA、KPP、YPO3-4、μAUT和ηNO-3分别取值2.90 g.（g.d）-1、3.85 g.m-3、1.35 g.（g.d）-1、0.35、1.6和0.8.其他的动力学和化学计量学参数可采用IWA给出的默认值.     

硫酸羟胺的自加速分解温度和稳定性研究

通过快速筛选热分析试验对硫酸羟胺热危险性进行定性分析,对其热分解过程进行初步研究,获得温度、压力变化规律;再运用C80微量热仪对硫酸羟胺进行深入分析,得到硫酸羟胺的化学反应动力学参数,根据Semenov模型计算其自加速分解温度（SADT）。试验结果表明：由RSD初步筛选试验得到硫酸羟胺在164．2℃时即发生分解放热;用C80法得到硫酸羟胺的起始热分解温度为137．1℃,并计算了该物质在3种典型包装下的自加速分解温度。由SADT得到储存、运输过程中硫酸羟胺的控制温度,从而为减少硫酸羟胺事故的发生提供必要的参考数据。     

水体系中氧氟沙星的光化学降解研究

研究了高压汞灯和氙灯照射下氧氟沙星(OFLX)在蒸馏水、人工海水和天然海水中的光降解过程,探讨了光源、起始浓度、丙酮、表面活性剂等因素对OFLX光化学降解速率的影响.结果表明,OFLX在高压汞灯下的光反应速率比在氙灯下快得多,均符合一级反应动力学过程;在相同光源下,OFLX在海水中降解最快,其次是人工海水;当OFLX初始浓度为2、4、6mg.L-1时,其光解速率常数分别为0.163、0.140和0.132 min-1,随着OFLX初始浓度增大,其光解率降低;不同浓度的丙酮均能促进OFLX光降解的反应,其反应速率常数为0.084 2～0.102 min-1,且光敏效率与丙酮浓度呈正相关关系;然而当十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、吐温-20(TW-20)等表面活性剂的浓度为5 mg.L-1,它们均抑制了水体中OFLX光降解反应的进程.另外,利用金藻8701单种培养进行了OFLX光化学降解前后的毒性试验,表明OFLX光解过程产生风险较高的中间产物,随着光解进行,产物毒性降低.     

流域系统动力学模型的全耦合问题研究进展

从系统分析的视角出发,对流域系统动力学建模过程、方法进行总结。综述了国内外系统动力学模型(简称SD模型)在社会经济发展与流域水资源承载力、流域水环境承载和流域水生态承载力耦合关系的研究。从简单的零维模型发展到复杂的社会经济综合模型和OO-SD模型(即Objective-Optimization SD模型),国内SD模型耦合关系研究主要集中在叶尔羌河、洱海、滇池等流域,SD模型在监测、数据共享和模型结构、参数选取和不确定性分析等方面还存在不足,有待改进。     

除镉最佳混凝剂的筛选及应用条件研究

通过采用聚合氯化铝铁（PAFC）、氯化铁（FeCl3）及聚合硫酸铁（PFS）对含镉废水的处理研究表明,三种混凝剂对含镉水体均有良好的处理效果,同等条件下,三种混凝剂对含镉水体去除率分别为98.22%、92.19%和93.63%。研究了PAFC对含镉水体的混凝沉淀效果,实验结果表明：碱性条件有利于镉离子的沉淀,当pH为9～11时,去除率可达98.00%左右;对于初始浓度为4.000 0 mg.L-1的含镉废水,经处理后,水体浓度可降至0.184 0 mg.L-1,对于初始浓度为0.400 0 mg.L-1的含镉废水,经处理后水体浓度降至0.007 2 mg.L-1;废水中投加一定量的石灰乳对PAFC除镉起一定的作用,投加量达30.00 mg.L-1时,其去除率达99.91%;通过对PAFC除镉动力学拟合,符合一级线性动力学方程。     

沈阳城市化进程对大气边界层影响研究

利用沈阳气象站2000-2010年高空观测数据,统计分析了各年探空温度和风速曲线,还依据统计得到的中性层结风速廓线资料,利用莫宁-奥布霍夫相似理论计算了下垫面的空气动力学参数,综合研究了沈阳城市化进程对大气边界层的影响。结果表明:(1)随着城市化进程的发展,地面平均温度呈逐年升高的趋势,但升温幅度很小;高层温度也有增加的趋势,增温幅度很小。(2)垂直温度递减率有增加的趋势,这表示城市化程度的发展对边界层的影响也是显著的。(3)由于下垫面城市化程度的提高,在不同高度上风速都有不同程度的减小的趋势。(4)摩擦速度逐年增加,对风速的消减作用逐渐增强;粗糙度逐年增高和零平面位移逐年增大,可见沈阳下垫面城市化的程度逐年增加。     

酒石酸淋洗过程中土壤重金属解吸动力学特征

采用批处理淋洗的方法,研究了酒石酸淋洗修复张士污灌区土壤过程中镉、铅、铜、锌4种重金属离子解吸动力学特征。结果表明,酒石酸在12h条件下,达到对污染土壤中镉离子的最大去除率,铅、铜、锌3种重金属离子达到最大去除率则需要24h。4种重金属离子的解吸动力学过程可以用Elovich方程很好的描述,说明酒石酸去除重金属离子的过程是一种非均相扩散过程。此外,解吸速率曲线显示,反应初期相同时刻上酒石酸对铅离子的解吸速率最快,其次是铜和锌,最后是镉离子;反应后期同一时刻上铜和锌的解吸速率大于铅和镉。     

中试厌氧氨氧化反应器的运行性能及其过程动力学特性

研究了上流式中试厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)反应器在环境温度下的运行性能及其过程动力学特性.基质浓度试验表明,中试厌氧氨氧化反应器可在进水亚硝酸盐浓度为(380.4±18.3)mg.L-1稳定运行,继续提升至(480.5±21.9)mg.L-1时,反应器性能恶化.在水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)试验中,HRT可缩短至3.43 h,反应器容积基质氮去除速率可达3.45 kg.(m3.d)-1.长期运行中,温度对中试厌氧氨氧化反应器的性能影响较大.采用改进型的Stover-Kincannon模型可较好地模拟非抑制状态下中试厌氧氨氧化反应器在不同温度范围下的行为.获得的Stover-Kincannon模型动力学参数及其出水总基质浓度预测公式和总基质去除率预测公式,可用于指导中试厌氧氨氧化反应器的实际操作.