应急自动堵漏材料的设计制备及模拟实验

目的设计制备一种基于磷酸镁水泥的应急自动堵漏材料,并进行室内模拟实验。方法通过加入核桃壳粒和膨润土,为应急堵漏材料提供骨架支撑,调整材料密度。基于此进行单掺实验遴选抗分散组分、填料组分和膨胀组分种类,并确定各自掺量范围。而后,以聚丙烯酰胺(PAM)掺量、核桃颗粒级配和吸水树脂(SAP)掺量作为正交试验设计因素,开展三因素三水平正交试验,得到应急自动堵漏材料的基本配方。最后,根据不同漏口位置、漏口形状、漏口大小,掺加纤维搭建漏口阻挡体系,加入漂珠调节堵漏材料密度实现自动堵漏。通过初凝时间和终凝时间测试、置换法和p H值测试,分别测定应急自动堵漏材料凝结时间、密度和抗分散性,依据堵漏渗水的多少判定堵漏效果。结果通过单掺试验遴选材料和正交试验调整掺量,最后得到基于磷酸镁水泥应急自动堵漏材料基础配方为100%MPC+60%核桃壳颗粒+40%~100%漂珠+5%膨润土+0.6%PAM+4%SAP+3%~4%硼砂+0.4%减水剂+0~5%纤维,水固比为0.2~0.25,对基础配方改进后能对底部、侧部不同尺度漏口进行封堵。结论纤维能在漏口形成网架结构,实现刚性填料和弹性膨胀组分拦阻,核桃颗粒等填料可以在漏口内部狭窄处进行架桥,提供封堵层骨架,SAP等膨胀组分吸水可较密实地填充漏口,漂珠可以有效调节应急堵漏材料密度。     

长江经济带“三磷”行业环境管理现状及对策建议

“十三五”期间总磷成为长江经济带水体首要污染因子,长江流域的总磷污染开始引起各方面的高度关注.我国“三磷”〔磷矿、磷化工（含磷肥、含磷农药、黄磷制造等）、磷石膏库〕企业主要分布在长江经济带四川省、云南省、贵州省、重庆市、湖南省、湖北省、江苏省等7省市,企业分布与长江总磷污染程度呈正相关.介绍了我国“三磷”行业产业发展现状,全面梳理长江经济带7省市“三磷”行业环境污染现状,进一步指出现阶段“三磷”行业存在的主要环境问题:①磷石膏库防渗不到位、渗滤液无法有效收集;②磷肥企业雨污分流不完善、初期雨水收集设施不规范;③黄磷企业“点天灯”、无组织废气排放控制不严;④含磷农药企业母液处理回收难度大;⑤磷矿矿井水不能稳定达标排放、贮矿场雨污分流不彻底.针对上述问题,提出规范化整治建议,即完善企业雨污分流以及加强黄磷尾气综合利用、含磷农药母液处理、磷石膏综合利用等.结合国家层面宏观管控要求,剖析了现阶段“三磷”行业环境管理政策存在的问题,提出针对性对策建议:①完善“三磷”标准规范制修订工作;②继续强化“三磷”排查整治专项行动;③加强环境综合监管力度及效能;④政策层面推动磷石膏综合利用.      

磷酸铵镁结晶-沉淀反应器构建与流态模拟

构建了套筒式机械搅拌磷酸铵镁结晶-斜板强化沉淀反应器用于处理高浓度氮磷废水,并回收磷酸铵镁晶体.考察了搅拌转速、水力停留时间以及颗粒碰撞总次数（GT值）对运行效果的影响,并利用计算流体动力学软件（Fluent18.1）对反应器流态进行了数值模拟,分析了反应器结构设计的合理性,为磷酸铵镁结晶-沉淀反应器设计及运行提供技术参考.结果表明,反应器在转速为250r/min、水力停留时间为0.375h、平均GT值范围在14000~20000之间时,氨氮的平均回收率为76.00%以上,磷的平均回收率为97.00%以上,晶体的平均粒径达到20.515μm,出水浊度一直稳定在2NTU以下.扫描电镜以及X射线衍射分析表明,沉淀物为纯净的磷酸铵镁.反应器内不同区域的水力分级明显：混合反应结晶区流态为湍流区,缓冲区和磷酸铵镁收集区流态为过渡区,固液分离区流态为层流区.反应器的流态特征表明,在适宜的运行参数下该反应器的结构设计满足晶体形成、生长与固液分离的水力需求.     

初夏渤海湾营养盐结构特征及其限制状况分析

根据2016年初夏渤海湾营养盐、叶绿素a和相关水文参数等数据,利用浮游植物吸收营养盐最低阈值和化学计量关系作为判断依据对渤海湾营养盐限制状况进行分析.结果表明：受陆地径流和渤海中部冷水输入的影响,初夏渤海湾在近岸、中部和湾口呈现三个明显的温盐特征海区.溶解无机氮（DIN）和活性硅酸盐（SiO₃^2--Si）受陆源输入影响,呈现近岸高湾口低的特征;DIN平均浓度为（7.67±6.48）μmol/L,SiO₃^2--Si平均浓度为（5.44±3.01）μmol/L,在湾口表层,DIN含量较低仅为（2.21±2.94）μmol/L,其中50%站点含量低于阈值（1μmol/L）,58.3%的站点存在DIN限制.而活性磷酸盐（PO₄^3--P）受陆源输入和浮游植物吸收储存作用等因素影响,呈现西部和曹妃甸外近海高中部较低的分布特征,平均浓度为（0.07±0.07）μmol/L,近岸受陆源氮磷输入总量差异影响,表层存在磷潜在限制比例达100%,而中部表层受浮游植物消耗吸收的影响,PO₄^3--P含量较低,仅为（0.02±0.02）μmol/L （未检出设为0）,其中近74.3%的水样含量低于阈值（0.03μmol/L）,磷限制状况严重.随着渤海湾氮磷营养盐陆源输入总量差距不断扩大,磷限制状况必将会进一步发展.     

鸭绿江口溶解态P、Si的地球化学研究

初步讨论了鸭绿江口溶解态 Ｐ、 Ｓｉ 的地球化学行为。与我国其他主要河流相比，鸭绿江口中的 Ｓｉ Ｏ２ －３含量较北方河流高，接近于南方河流水平，为９５２ μｍｏｌ／ Ｌ，这主要由上游流域盆地的气候及自然条件所决定。而 Ｐ Ｏ３ －４ 由于上游水库中浮游生物的消耗含量偏低，仅为０２０ μｍｏｌ／ Ｌ。鸭绿江口 Ｓｉ Ｏ２ －３ 的行为是保守的，主要受物理过程的影响； Ｐ Ｏ３ －４ 则表现出明显的再活化     

CAST工艺不同运行模式对系统除磷性能的影响研究

采用循环式活性污泥法（CAST）处理人工配水，研究了3种不同运行模式下CAST工艺对磷酸盐的去除情况，分析了不同运行模式下每个周期内磷酸盐的变化规律以及CAST反应器的除磷途径，通过缺氧吸磷速率和好氧吸磷速率得到了3种运行模式下系统内反硝化聚磷菌占总聚磷菌的大概比例。研究表明：系统稳定后，3种运行模式下出水磷酸盐浓度的平均值分别为0．48、0．15和0．04mg／L，平均去除率分别为90．03％、96．91％和99．07％；CAST系统除磷是在传统聚磷菌和反硝化聚磷菌的共同作用下完成的，其中3种不同运行模式下系统内反硝化聚磷菌占总聚磷菌的大概比例分别81．1％、77．1％和79．7％。     

酸碱联合调节剩余污泥过程中氮、磷和有机质的释放

实现城市污泥的减量化和资源化是污水厂面临的难题之一。通过采用(1)先酸性(pH=3)后碱性(pH=10)、(2)先碱性(pH=10)后酸性(pH=3)的两段控制方式(每段反应8 d),同时做pH不调的对比实验,研究剩余污泥水解酸化过程中氨氮、磷酸盐和溶解性COD(SCOD)、碳水化合物、蛋白质和挥发性脂肪酸(VFAs)等有机质组分的释放。结果表明,酸碱联合调节有利于各组分的释放;氮和磷在酸性条件下的释放量大于碱性,有机质在碱性条件下的释放量大于酸性;采用(2)方式,调为酸性后反应1 d,氨氮的释放量即达到最大(17.28 mg/g TS);采用(1)的调节方式反应7 d,磷酸盐能达到最佳释放量(14.16 mg/g TS);总VFAs的产生受反应时间的影响较大,其余有机质组分在(2)的调节方式下,6 d左右即可达到较大释放量。     

Occurrence of perfluorinated carboxylic acids (PFCAs) in personal care products and compounding agents

Perfluorinated carboxylic acids (PFCAs), including perfluorooctanoic acid (PFOA), are persistent organic pollutants that pose human health risks. However, sources of contamination and exposure pathways of PFCAs have not been explored. In this study, PFCA concentrations were quantified in personal care products. Among 24 samples that listed fluorinated compounds, such as polyfluoroalkyl phosphate esters (PAPs), in their international nomenclature of cosmetic ingredients (INCI) labels, 21contained PFCAs (13 of 15 cosmetic samples, and 8 of 9 sunscreen samples). The concentrations of total PFCAs ranged from not detected to 5.9 μg g⁻¹ for cosmetics and from not detected to 19 μg g⁻¹ for sunscreens. We also investigated components of PFCAs in cosmetics and sunscreens. Commercially available compounding agents, mica and talc, which were treated with PAPs were analyzed and high concentrations of PFCAs were detected (total PFCAs 2.5 μg g⁻¹ for talc treated with PAPs, 35.0 μg g⁻¹ for mica treated with PAPs). To the best of our knowledge, this is the first report on contamination of end consumer products containing PAPs with high concentrations of PFCAs.     

氯化锌法改性小麦秸秆制备生物碳质吸附剂及其对磷酸根的吸附效果

为实现农作物秸秆资源化,解决水体富营养化问题,将小麦秸秆化学改性成一种可以有效吸附水体中磷酸根的生物碳质吸附剂,重点考察了氯化锌法改性小麦秸秆制备生物碳质吸附剂的最佳工艺条件以及产品对水体中磷酸根的去除效果。结果表明,当氯化锌溶液质量浓度为250 g/L、浸渍比为2.2∶1、活化温度为600℃、活化时间为45 min时,所得的小麦秸秆生物碳质吸附剂的得率为37.85%,对磷酸根的去除率为99.33%。     

MB(A2/O)处理城市污水富磷上清液的化学除磷研究

为开发新型除磷脱氮工艺，研制了将MBR和A²/O工艺相结合的新型MB(A²/O)反应器。研究了MB(A²/O)反应器处理城市污水厌氧富磷上清液的化学除磷，并分析了过程机理及特性。结果表明：对于TP在30～45 mg/L的富磷上清液，采用含20% Ca(OH)₂的工业石灰与P的最佳投加质量比为22.5；纯Ca(OH)₂与P的最佳投加质量比为5.6（摩尔比为2.5）；FeSO₄·7H₂O与P的最佳投加质量比为10.7（Fe^2＋与P的摩尔比为1.3）；Al₂(SO₄)₃·12H₂O与P的最佳投加质量比为12（Al^3＋与P的摩尔比为1.3）时，均可使出水TP稳定在0.3 mg/L以下；以石灰、NaOH的联合投加方式可大幅减少石灰投加量。