城市污水污泥与咖啡渣的混燃特性分析

利用热重分析法研究了城市污水污泥、咖啡渣在不同气氛及不同混合比例条件下,其单一样及其混合样的燃烧特性,计算了各类综合燃烧特性指数,并对他们的燃烧动力学进行了建模.结果表明,单一污泥样品的燃烧曲线存在3个明显的失重峰,分别对应于水分的析出、挥发分的析出燃烧、难燃有机物及固定碳的燃烧.咖啡渣燃烧则分为挥发分析出及燃烧、挥发分的燃尽和固定碳燃烧两个明显阶段.污泥中混合咖啡渣后,污泥燃烧特性有所改善,其中混合30%咖啡渣后污泥的挥发分释放特性指数D、可燃性指数C、燃尽指数Cb、综合燃烧特性指数S分别增加了1.5、1.0、0.3、1.7倍,与燃烧气氛N_2/O_2相比,污泥和咖啡渣混合试样在CO_2/O_2气氛中燃烧受到了一定的抑制作用.利用Coats-Redfern积分法计算得到不同条件下污泥、咖啡渣及其混合样燃烧的质量平均表观活化能(Em)分别在30.49~36.72 k J·mol~(-1)、63.07~118.90 k J·mol~(-1)、37.80~44.49k J·mol~(-1)范围.可以分别用f(α)=(1-α)0.5、f(α)=(1-α)2描述污泥、咖啡渣及其混合样燃烧的第一挥发分峰前及峰后的燃烧机理.     

咖啡渣制备活性炭工艺及其吸附性能

以咖啡渣为原料,采用真空热解及磷酸溶液辅助活化方式制备出活性炭,重点研究了不同活化参数对咖啡渣制备活性炭性能的影响.结果发现,咖啡渣热解自活化的最佳温度为450℃,在活化温度为600℃、真空度为-0.02 MPa、升温速率为20℃·min-1、活化时间为30 min、浸渍比为1.6条件下制备的活性炭吸附性能最佳,此时活性炭得率为27.1%,比表面积为1250 m~2·g~(-1),碘吸附值为1398.4 mg·g~(-1),亚甲基蓝吸附值为270.32 mg·g~(-1).最佳工艺条件下制备的活性炭吸附100 mg·L~(-1)的Cr(Ⅵ)试验表明,在投加量为7 g·L~(-1)、吸附时间为80 min、pH为3.0和吸附温度为15℃条件下,活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附量最大,最大去除率为87%.     

铅锌硫化矿浮选废水及尾矿库外排水中VOSCs的组成特征及其来源解析

利用臭氧氧化技术对铅锌硫化矿浮选过程各单元作业废水及尾矿库外排水进行处理,根据硫酸根离子浓度增量计算废水中低价态硫(价态小于+6)浓度.采用吹扫捕集-气相色谱质谱联用仪(PTC-GC/MS)检测浮选药剂(丁基二硫代碳酸钠(n-BX)、二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)、腐殖酸钠(SH)、松醇油)水溶液的自然降解产物、尾矿库进水及外排水中的挥发性有机硫化物(VOSCs).结果表明,尾矿库主要进水水源中低价态硫浓度为112 mg·L-1,其中,二硫化碳(CS2)在检测组分中所占相对比例为35.60%,是主要的VOSCs物质.各单元作业中浮选作业工段加入大量浮选药剂,浮选药剂水溶液自然降解产物中均检出CS2,而用药量最大的n-BX(C5H9Na OS2)自然降解产物中CS2相对比例最高(80.33%),因此,n-BX是浮选废水中VOSCs主要药剂来源.尾矿库外排水中低价态硫浓度为22 mg·L-1,其中,VOSCs物质主要有3,6-二甲基-1,2,4,5-四硫环己烷(C2H4S4)、N-巯基-甲酰胺(CH2SNO)和2-甲基-3-噻唑啉(C4H7NS),尾矿库外排水中C2H4S4所占相对比例为22.59%,是主要VOSCs物质.尾矿库水体中微生物通过消耗CS2生成C2H4S4进行新陈代谢.本研究结果可为铅锌硫化矿浮选工艺改进和安全排放提供参考.     

重金属废水在线控制系统的设计和应用

通过对荷贝克、理研汽车两个项目点已建污染源在线监测系统运行状况的调研,并结合重金属废水在线监测系统建设标准和项目点实际情况,介绍了重金属废水在线监控及控制系统的现场端和上端平台。该系统在原有基础上增加了四方面的设计:采用污染因子数据、污水处理工况和在线监测设备系统运行状态相结合的三级监控方式,对上传的数据进行有效性判别;对未达标排放的污水进行监控和控制;对设备故障和超标废水进行报警;自动上传日志及报告。实现了对监测因子数据有效性识别和超标控制功能,提高了在线运营监控工作效率,实际运行效果良好。     

基于WRF模式的广东海上风资源评估

在概述风资源评估传统方法的基础上,通过以下两个方面对基于WRF模式的海上风资源评估方法进行探讨。首先,详细分析了基于WRF模式的海上风资源评估的过程;其次使用珠江口某设计中的海上风场作为算例,进行了风资源量化估计,并对结果进行了对比。得出的主要结论为,鉴于我国缺乏长期和大面积的海上测风网,使用数值天气预报对海上风资源进行评估是必须的;风切变指数的变化剧烈,不应视作常数;数值预报数据应根据测风塔数据进行校正;对于选定了位置的风场,根据现场测风塔和根据数值天气预报给出的评估结果无显著差别。     

天津高沙岭潮间带泥螺对多环芳烃菲的累积特征

污染物的生物可利用性对生物修复、污染物生态毒性和环境风险评价有着十分重要的影响.本文通过对天津高沙岭潮间带底柄生物泥螺Bullacta exarata进行室内菲染毒实验,从泥螺暴露在菲污染环境之日算起,分别于1、3、5、7、10、12d采样,样品经冷冻、干燥、研磨、混匀、称量后,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测量了泥螺体和肝脏对多环芳烃菲的累积数量,经过计算生物累积因子(BSAF值)研究了泥螺对菲的生物可利用性.结果表明,泥螺对菲的累积周期为12 d,其身体和肝脏中菲的质量分数均呈现先升高后降低的趋势,分别在第7天和第5天达到最大值,其中肝脏的累积能力更强,肝脏对菲的最大累积量大约是身体的10倍,在食物链的传递中,这无疑会对更高营养级的生物造成较大的影响.研究还发现,泥螺对菲的累积主要来自于对底泥的摄食,这不仅与其自身的生活习性有关,还与栖息环境密切相关.所以,应当严格控制菲的人为输入.尤其是要严格控制石油类产品的泄露.该研究成果可以为天津河口、潮问带和近岸海域的环境监测、生态风险评价及生物修复提供科学依据.     

ICP-MS联用色谱技术在环境领域元素形态分析的应用

ICP-MS联用色谱技术是元素形态分析的主流分析手段,围绕ICP-MS联用气相色谱(GC)或高效液相色谱技术(HPLC)在环境领域元素形态分析的应用,从联用接口、前处理方法、应用进展三个方面展开文献调研并进行综述:联用接口方面,主要关注近年联用商品化接口在实际应用中的性能改进优化研究;前处理方法方面,介绍了衍生化、毛细管吹扫捕集、固相微萃取、微波或超声波辅助萃取、液相微萃取、磁性固相萃取、酶解法等作为联用技术前处理方法的应用实例;应用进展方面,重点总结了近十年来国内外有关联用技术用于空气和废气、水和废水、土壤和沉积物、生物样品等不同环境样品元素形态分析的最新研究成果及前沿研究方向。最后在此基础上,探讨了联用技术未来的三个发展趋势。     

臭氧预破络-重金属捕集耦合体系高效去除废水中络合态镍的机理研究

电镀废水处理厂化学镀镍废水经常规物化处理后,仍存在低浓度、高稳态的重金属污染物,导致后续出现难处理、难生化、难达标排放的普遍技术问题.本文提出一种新型高效的臭氧预氧化破络-重金属捕集螯合深度处理技术体系,即臭氧-重金属捕集剂(O_3-SN-9)耦合体系.通过单因素静态实验,重点考察了臭氧(O_3)氧化初始pH值、氧化时间、臭氧载气流量、重金属捕集剂(SN-9)投加量等对出水总镍(Ni)去除率的影响,并探讨了臭氧氧化破络络合态Ni的途径及SN-9捕集重金属Ni的机理.结果表明,在化学镀镍废水初始总Ni浓度为2.76 mg·L~(-1),臭氧预氧化初始pH值范围为7.0～11.0,反应时间为40 min,载气流量为3 L·min~(-1),SN-9投加量为40 mg·L~(-1)的条件下,处理后出水总Ni浓度稳定低于0.1 mg·L~(-1),可达到《电镀水污染物排放标准》(DB44/1597—2015)水污染物特别排放限值中总Ni的排放限值要求.液相色谱-质谱(LC-MS)、叔丁醇(Tert-Butyl Alcohol,TBA)捕获羟基自由基(·OH)实验和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明,在臭氧预氧化破络与螯合捕集Ni前后协同耦合的高效体系中,前端臭氧氧化以间接氧化为主,直接氧化为辅;氧化进程可控制为部分氧化破络,将高稳态镍络合物氧化成易失稳的小分子Ni络合物及部分离子态Ni;后续SN-9高效螯合捕集Ni的主要官能团为巯基官能团(—SH),可从低分子易失稳的Ni络合物上竞争夺取Ni离子,或直接与游离态Ni(II)反应,形成稳定的四边形配位螯合沉淀物,从而达到去除Ni的目的.     

春节前后华北平原农村地区黑碳浓度及来源

在河南某农村站点利用黑碳仪（AE33）对春节前后（2018年2月12日~3月12日）黑碳气溶胶（eBC）进行在线连续监测,获得其质量浓度、昼夜变化及来源.结果表明：春节期间的eBC浓度最高,（8.22±4.17）μg/m³,该时期人为活动对eBC影响最为明显.春节前,生物质燃烧产生的eBC占其总浓度百分比最大,为（41.1±5.3）%,并随时间推移逐渐减小,降至（26.8±12.0）%.AAE（1.40±0.16）说明,该地区春节前后eBC的化石燃料排放和生物质燃烧贡献程度接近.与城市点位相比,本研究的AAE值较高.春节前后,观测地区的eBC昼夜变化存在2个明显高值时段,分别在7：00~9：00和20：00左右.春节期间的eBC昼夜变化无明显波动.根据浓度权重轨迹分析显示,春节期间eBC的潜在源区有山西、陕西、安徽和江苏等省份,其他时期集中在河南、湖北境内.本研究对于识别冬季农村燃烧源排放黑碳演化特征及其对区域重霾形成和发展的影响具有重要意义,也可为黑碳气溶胶气候、环境和健康模拟提供基础数据.     

原水水质对输水管道硝化作用形成的影响

采用配制水样模拟Ⅱ类、Ⅲ类和劣Ⅴ类地表水,利用管道模拟反应器研究不同原水水质条件下输水管道中硝化作用的形成及对输水水质的影响.结果表明:原水中氨氮(NH4+-N)及溶解氧(DO)含量对NH4+-N去除均有一定影响,DO充足时,去除率随原水中NH4+-N含量的增加而增加,DO浓度低时,DO成为影响NH4+-N去除的主要因素;原水NH4+-N含量对运行初期NO2--N积累有重要影响,NH4+-N含量越高,NO2--N积累量越大,随着生物膜的成熟,影响作用逐渐减弱;反应器中AOB数量主要受原水NH4+-N浓度的影响,随NH4+-N浓度升高而增加;NOB数量受NH4+-N和DO浓度的双重影响,DO含量低会抑制NOB活性,使NOB数量减少,导致NO2--N积累;输水管道中的硝化作用是水中及生物膜中硝化细菌共同作用的结果,但生物膜中硝化细菌存在水平高,其硝化作用占主导地位.