生活垃圾生物炭源溶解性有机质分馏和络合重金属的作用

为揭示生活垃圾衍生的溶解性有机质的成分及其与重金属的相互作用机制,利用固相萃取与分馏技术,将生活垃圾衍生的溶解性有机质进行分馏,并采用荧光猝灭滴定与光谱分析探究各馏分与Cu的络合作用.结果表明,分馏共得到4种组分,分别为疏水酸性组分、疏水中性组分、疏水碱性组分和亲水性组分,按C含量分别占5.64%、64.37%和11.66%和18.33%.在这4个组分的三维荧光光谱中观察到5个荧光峰：A(Ex/Em=240/425 nm,类富里酸物质)、C1和C2(Ex/Em=270/425 nm和Ex/Em=315/412 nm,类腐殖酸物质)、T1(Ex/Em=240/354 nm,类色氨酸物质)和T2(Ex/Em=275/358 nm,微生物代谢产物);其中在疏水中性组分中观察到3个荧光峰A、C1和C2. Cu对疏水中性组分的络合顺序为：405—450 nm>383 nm>397 nm>323—340 nm;Ryan-Weber模型拟合表明络合稳定常数（lg K）:C2(4.10)>A(3.97)>C1(3.91);这表明与Cu络合时类腐殖酸物质优先于类富里酸物质....     

电催化氧化处理难降解废水技术研究进展

电催化氧化处理难降解废水技术已得到了广泛关注.本文从电极材料与应用,电极结构及反应器形状,以及与其它处理方法联用等综述了最新研究进展,并在此基础上总结出了电催化氧化技术今后的发展方向.     

焦化废水生化处理过程中溶解性有机物及毒性变化规律

焦化废水中的溶解性有机物(DOM)作为废水污染物和毒性的主要来源受到广泛关注。厌氧-缺氧-好氧(A-A-O)生物法联合混凝沉淀工艺在焦化废水处理中被广泛应用。于2018年4,7和11月分别采集4座焦化废水处理厂废水,采用光谱学分析手段和水生生物急性毒性试验对A-A-O联合混凝沉淀处理过程中焦化废水的DOM和毒性变化进行分析。结果表明,焦化废水中含有大量不饱和芳香性物质,其中类色氨酸、络氨酸物质占主导,其次为类溶解性微生物代谢产物、类富里酸物质和类腐殖酸类物质;未经处理的焦化废水对藻类和大型溞的急性毒性等级为中毒至高毒。A-A-O联合混凝沉淀处理可去除90%以上的类色氨酸、络氨酸和类富里酸物质,但对类腐殖酸类物质去除率相对较低,仅为约80%,关键去除段为缺氧段和好氧段;该工艺对焦化废水急性毒性削减率为80.51%~94.30%,关键削减段为厌氧段。Pearson相关性分析结果显示,焦化废水溶解性总有机碳(TOC)、类腐殖酸类物质荧光组分C1和类富里酸类物质荧光组分C4与废水急性毒性存在显著正相关关系,可利用其作为水样急性毒性初筛的指示性指标。可为焦化废水生化处理的效能优化和废水毒性控制及安全评估提供科学支撑。     

深埋岩溶隧道掌子面突水灾害可靠性上限分析∗

旨在研究高地应力、高压富水条件下深埋岩溶隧道掌子面突水灾害的可靠性问题。基于已有研究成果,考虑高地应力以及高压富水地质条件,采用极限分析上限法构建了以剪切破坏为主的深埋岩溶隧道掌子面三维防突机制。根据虚功率原理建立突水破坏过程中的能量方程,利用Hoek-Brown 强度准则求解了高地应力以及高压富水条件下防止掌子面突水所需要的支护力上限解。在极限破坏状态下,根据掌子面上施加的支护力与突水破坏时的围岩压力构建极限状态方程,建立了深埋岩溶隧道掌子面防突可靠度模型,并采用响应面法计算了掌子面发生突水灾害的失效概率。分析了水平地应力、溶腔水压力、岩体强度参数以及隧道洞径对支护力、潜在破坏长度的影响规律,给出了满足不同容许失效概率下深埋岩溶隧道预防突水灾害所需要的最小支护力以及在有限支护效应下能抵抗的最大破坏长度。将研究成果应用于实际工程案例中,与已有研究、现场结果相比较,验证了本文计算结果的有效性,可为今后类似深埋岩溶隧道的防突问题提供理论指导和参考。     

改性Cu-Pd双金属电极电化学还原硝酸盐性能研究

为揭示高盐废水中电催化还原硝酸盐氮的能力,采用阴极电沉积法成功制备了NF/CNTs/Cu-Pd双金属复合电极.通过SEM-EDS、XRD和XPS表征,证实CuPd纳米颗粒成功沉积在泡沫镍(NF)底板上.研究了电流密度、初始pH值、初始硝酸盐浓度和Cl^-浓度等因素对模拟水中NO₃^--N、TN的去除能力的影响,并用实际高盐废水验证了其可行性.结果表明:没有Cl^-存在情况下,NF/CNTs/Cu-Pd可有效去除NO₃^--N,但TN去除能力一般,NO₃^--N主要转化为NH₄⁺-N.有Cl^-存在作用下,NO₃^--N、TN得到有效去除.反应最佳条件为:电流密度30mA/cm²,初始pH值7,初始浓度50mg/L,氯离子浓度2.0g/L,此时NO₃^--N...     

三维荧光分析评价腐殖酸高级氧化前处理效果的研究

地表水中腐殖酸类物质在常规水处理过程中很难被降解去除,大部分残留组分会在后期加氯消毒过程中产生消毒副产物等对人体有害的物质。选取紫外(UV)辐照、过硫酸根(peroxydisulfate,PDS)和双氧水(H_2O_2)高级氧化过程,对腐殖酸进行部分氧化降解,考察了不同的高级氧化作用对腐殖酸的处理效果。三维荧光光谱(fluorescence excitation emission matrix,FEEM)分析结果表明, UV/PDS共同作用可在10 min内极大程度地去除腐殖质类难降解组分,可减轻腐殖质带来的嗅味与色度问题,并可减少后续消毒处理过程中产生消毒副产物的问题。     

基于社会力模型的三维阶梯教室行人疏散仿真研究

为研究三维阶梯教室内座位布局及单双门对行人疏散效果的影响，改进社会力模型，模拟单双门情况下4种常见座位布局的行人疏散过程，从宏观和微观2个层面分析行人的疏散效果及内在的物理机制。结果表明:在限定门口宽度下，单开后门的平均总疏散时间均小于单开前门，而双门情形下的平均总疏散时间最小；从微观密度图来看，无论是单开前门、单开后门，还是双门均打开，4种座位布局中发生人员拥挤的位置相似。但单开后门情况下高密度区域的峰值高于单开前门，而双门情况下行人承受拥挤的压力最小，发生事故的风险小。     

钢渣粒子电极的制备及其在三维电催化氧化除藻中的应用

为进一步提升电催化氧化除藻效果,制备出钢渣粒子电极,构建了三维电催化氧化系统并用以处理普通小球藻藻液,进而对除藻机理进行了探索。利用钢渣、蒙脱石和锯末在高温煅烧条件下制备钢渣粒子电极,通过制备条件的优化,获得了具有良好除藻性能的钢渣粒子电极。考察普通小球藻经过三维电催化氧化后,藻细胞密度、SOD、光合活性和叶绿素a的变化特征。结果表明:钢渣、蒙脱石、锯末的配比为60%∶28%∶12%,在800℃煅烧60 min制备出的钢渣粒子电极在三维电催化氧化系统8 V、 60 min条件下,对初始浓度为4×10~9～6×10~9 cells·L~(-1)小球藻的去除率为97.10%;处理1 m~3藻液的耗电量为3.78 kWh;经过10 min三维电催化氧化处理的藻细胞,其SOD活性会出现短暂升高,藻细胞的光合活性减弱、叶绿素a浓度下降,藻细胞的光合系统的抑制效应可维持较长时间。综合上述结果,应用钢渣粒子的三维电催化氧化系统能够高效除藻,并可长久抑制藻细胞的光合活性。     

岩石破坏失稳的声发射响应与损伤定量表征研究

为了探索在外载荷作用下岩石的损伤演化规律及声发射响应特征，实现损伤程度的定量表征，以标准岩石试件为研究对象，采用RMT-301岩石力学试验系统和DS5-8B全信息声发射仪，开展单轴加载条件下岩石破坏全过程的声发射(AE)试验研究，根据声发射参数、声发射源三维定位、声发射能量密度和岩石力学分析表征其破坏形态，再现岩石裂隙孕育、发展和贯通过程，揭示岩石破坏规律、能量密度分布特征、裂隙空间演化和AE时序参数；以时间为中间变量，建立声发射累计振铃计数和应力、应变及损伤变量的耦合关系；基于岩石损伤演化方程，进一步建立声发射累积能量和应力、应变的定量模型。研究结果对揭示岩石破坏机制、区分岩体强度具有指导意义，为矿山煤岩动力灾害的预测预警提供一定理论支撑。     

电絮凝法去除模拟废水中的PFOS和PFOA

由于全氟化合物(PFCs)具有持久性、生物富集性和多种毒性,近年来人们日益关注广泛存在于工业废水、生活污水、以及天然水体中的全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)污染.本研究通过周期换向电絮凝法对模拟废水中的PFOS和PFOA污染进行高效处理,并对处理条件和吸附机理进行深入探讨.鉴于其去除效果会受到不同因素的影响,为明确最优参数,本研究着眼于以下影响因素:电极材料、电流密度、pH值、电解质的浓度与种类、极板间距、换相时间、转速、污染物的初始浓度等,同时采用控制变量法研究不同条件下溶液中PFOS和PFOA的去除率.由实验结果可知,在使用Al-Zn电极、添加0.035 mol·L~(-1)的NaCl、电流密度调整为25 mA·cm~(-2)、初始pH值控制在7左右、电极间距为2 cm、换向时间为10 s、转速为600 r·min~(-1)的条件下,PFOS和PFOA的去除效果最佳.