限域结构纳米复合材料及其吸附性能研究进展

纳米材料因其比表面积大和表面活性高，在水处理领域表现出了极具潜力的发展前景。利用空间限域结构来固定和分散纳米材料可有效解决纳米材料易团聚失活、操作分离困难和潜在环境风险等问题。文章综述了具有限域结构的纳米复合材料制备方法及其对水中污染物吸附性能的研究进展，从限域空间内纳米颗粒的尺寸调控与污染物的富集、限域空间中特异性的污染物分子结构和纳米材料晶体结构等多方面详细分析了纳米限域效应的环境行为及其对水环境中污染物去除的重要意义。根据分析可知，限域结构中的吸附机理、纳米复合材料在真实环境体系下的应用、材料的环境与健康风险等是未来该领域研究的重要方向和热点内容。     

土地细碎化与农户环境友好型技术采纳决策——以测土配方施肥技术为例

利用湖北省1710份农户的微观数据,运用Double-hurdle模型,实证分析土地细碎化对农户环境友好型技术采纳决策的影响.研究表明:(1)总体来说,土地细碎化对农户是否采纳环境友好型技术,以及采纳密度(采纳环境友好型技术的面积/总农地经营面积)均产生负向影响;(2)对男性和低自我效能感知主体而言,土地细碎化对其是否采纳环境友好型技术决策和采纳密度决策均产生负向影响;而对女性和高自我效能感知主体,则未产生显著影响;(3)土地细碎化对强社会网络主体的是否采纳决策产生影响,对其采纳密度决策不产生影响,土地细碎化对弱社会网络主体的是否采纳和采纳密度决策均产生负向影响;(4)土地细碎化对低农业收入依赖主体的采纳密度决策以及高农业收入依赖主体的是否采纳决策产生负向影响,对低农业收入依赖主体的是否采纳决策以及高农业收入依赖主体的采纳密度决策不产生影响;(5)土地细碎化对平原地区农户的是否采纳决策不产生影响,对其采纳密度决策产生影响,土地细碎化对非平原地区农户的是否采纳和采纳密度决策均产生负向影响.据此,建议着力推进高水平良田建设,激励农户环境友好型技术采纳决策的政策制定需要充分考虑农户异质性影响,实施精准施肥政策,并充分考虑不同自然环境特征(如地形等)的影响,针对平原和非平原地区的农户,采取差异化的激励策略.     

高燃速推进剂成型过程中的安全性分析

为研究高燃速推进剂成型过程中的安全性,根据配方组成和工艺条件,对其压伸过程的热点形成因素进行了理论分析,并采用热-结构耦合方法,选择有限元软件ABAQUS对其不同工艺条件下的压伸过程进行了建模分析。结果表明:在压伸过程中,物料在收缩段承受的压力最大,且温度变化显著。物料中残留的气泡是影响高燃速推进剂压伸成型过程安全性的主要因素。当物料中有残留气泡时,随压伸过程所加的载荷不同,气泡的最高温度会显著上升,载荷为15MPa时,气泡的最高温度可达139.3℃;载荷为20 MPa时,温度可达264.2℃。     

射阳湖浮游动物群落结构特征及其与环境因子相关性研究

2016—2017年对射阳湖开展浮游动物群落结构和水质指标逐月监测。结果表明,射阳湖共鉴定出浮游动物61种,其中原生动物、轮虫、枝角类和桡足类分别为25种、24种、7种和5种。浮游动物种类数呈现春夏季多于秋冬季的变化趋势。浮游动物优势种数量较多、分布广,群落结构相对复杂且稳定。运用Shannon-Wiener指数、均匀度指数和B/T指数对射阳湖水质作评价,结果表明,该湖处于轻度—中度污染状态,生物学指标评价法与常规水质评价结果一致。浮游动物群落结构与水质指标相关性分析表明,水温、透明度、Chl-a和DO是影响射阳湖浮游动物群落结构的主要水质指标。     

厌氧+跌水曝气+人工湿地组合工艺处理农村生活污水

为研发适用于我国农村的分散式污水处理装置,采用厌氧+跌水曝气+人工湿地组合工艺对农村生活污水进行处理,考察组合工艺对COD、TN、TP、NH_4~+-N、SS 5个常规指标的去除效果及对各指标的沿程去除情况。结果表明,组合工艺对COD、TN、TP、NH_4~+-N和SS的平均去除率分别为74.5%、 57.2%、 59.5%、 59.00%和91.6%。人工湿地对COD、TN、TP和NH_4~+-N的去除率最大,分别为31.0%、36.7%、43.9%和30.0%;而厌氧反应池对SS去除贡献率最大,为40.3%。该组合工艺处理农村生活污水具有良好的处理效果,且装置运行能耗低,利于推广应用。     

山地丘陵区城市化进程中裸地的时空转化及改造利用的分类研究

针对近年来快速城镇化进程导致城市周边裸地显著增长但对其改造利用率低的问题，以山地丘陵型城市四川省绵阳市为例，采用1999~2017年4期Landsat TM/OLI遥感影像提取研究区包括裸地在内的土地利用/土地覆被变化信息，重点分析了城市化进程中裸地的时空分布及土地转移特征，并以2017年裸地为例探讨了裸地改造利用的分类分区方法。主要结论有： （1）1999~2017年，裸地在研究区最高约占6.34%（2011年），最低3.91%（1999年），年均增长率1.64%，低于同期城市不渗水面的年均增长率9.74%。空间上，裸地主要分布在460~500 m的高程范围和坡度8°以下，沿城乡过渡带、城市开发区以及新修道路两边是裸地主要分布区。（2）1999~2017年，约61.35%的裸地由耕地转化而来，23.58%来源于林地，同期又有51.88%裸地转换为耕地，24.79%转换为城市不渗水面。（3）综合裸地所处区位、地形、景观格局等因素后将2017年裸地划为社区利用型、城市绿化型、城市基础和公共服务设施建设型、都市农业型以及生态修复型5大类改造利用型，以期为研究区城市化进程中的裸地改造利用提供参考依据。     

气候变量和设计参数对生物滞留系统去除硝酸盐氮的影响

为探究生物滞留系统对NO₃^--N去除不稳定的主要影响因素,利用国际最佳管理措施数据库(BMPDP)和相关论文中的研究数据,统计分析了气候变量和设计参数对生物滞留系统去除NO₃^--N的影响,结合偏最小二乘回归(PLS)定量分析了不同影响因素的相对重要性,并提出了不同气候类型下的优化设计建议.结果表明,不同气候类型下生物滞留系统对NO₃^--N的去除能力分别为亚热带湿润气候(Cfa)>温带大陆气候(Dfa/Dfb)>温带地中海气候(Csb)>寒冷半干旱气候(BSk),对数去除率(LRV)中位数分别为-0.058、-0.212、-0.241和-0.327.设置内部存水区(IWS)、提高植物多样性、设置合理的服务面积比、添加介质土改良剂等措施均可在一定程度上增强生物滞留系统对NO₃^--N的去除能力.最小二乘回归(PLS)分析表明,气候变量较设计参数更能影响生物滞留系统对NO₃     

OAO和AO工艺处理城镇生活污水的微生物群落特征分析

以模拟城镇生活污水为对象,采用AO和OAO 2种工艺进行处理,通过常规水质检测和高通量测序技术来分析和探究导致2种工艺运行效果不同的微生物层面原因。结果表明:OAO工艺对COD和NH_3-N的平均去除率略高于AO工艺,但OAO工艺对TN和TP的去除效果较为显著,平均去除率分别比AO工艺高6.01%和3.44%;2种工艺的优势菌门均为Proteobacteria和Bacteroidetes,2种工艺的优势菌纲也均为β-Proteobacteria和γ-Proteobacteria;2种工艺间微生物群落差异性较大,OAO工艺的微生物种群丰度和多样性均大于AO工艺;AO工艺优势菌属为Pseudomonas、Thiothrix、Dechloromonas,OAO工艺为Thermomonas、Dechloromonas、Rhodobacter。此外,Nitrosomonas、Nitrospira作为亚硝化和硝化阶段的重要菌属在AO工艺好氧池的相对丰度为0.05%和0.02%,在OAO工艺中则显著提高,为0.47%和0.45%。其原因是OAO工艺的好氧池污泥BOD负荷较AO小,更适合硝化细菌生长。硝化细菌及其他功能菌在OAO工艺中的大量存在是OAO工艺的能够高效脱氮的主要原因。以上结果可为OAO工艺处理城镇生活污水中优势菌种的筛选及培养提供参考。     

贵金属催化剂活性组分分布对催化湿式氧化处理非达霉素提炼废水的影响

采用均匀型和蛋白型Ru/TiO_2催化剂为湿式氧化催化剂,应用于催化湿式氧化非达霉素提炼废水,以出水COD和TOC去除率作为指标来评价2种催化剂的催化活性差异;采用实验室连续评价装置对柱状颗粒催化剂在不同pH、不同废水流量和不同温度下处理非达霉素提炼废水进行了优化评价。结果表明:在265℃、pH=4.1、废水流量为10 mL·h~(-1)时,催化剂的催化活性最高,故确定此条件为该废水处理的最优条件;同时对比均匀型和蛋白型2种催化剂,蛋白型催化剂具有更高的催化效率;结合SEM及N_(2~-)物理吸附结果,推断蛋白型催化剂活性组分集中分布在催化剂颗粒的较浅层,有利于降低反应过程中的扩散阻力,提高贵金属活性组分的利用率,进而提高催化剂的催化活性。以上结果对开发高效湿式氧化催化剂,充分利用贵金属活性组分降低催化剂成本具有十分重要的意义。     

污水处理厂设备维护管理优化研究

以JL污水处理厂设备管理优化过程为例,充分吸取LCC,TPM中的先进思想,以设备运行可靠性及设备维护经济性为追求目标,建立了设备管理优化体系。流程体系上,通过建立作业指导文件,建立标准化维修程序,对于操作过程及时进行记录,建立可视化、可追溯的管理方法;指标体系上,根据设备重要性及运行状况,确定设备风险指数,分级管理;建立控制指标,并动态调整;管控体系上,建立设备“户口”,对设备的维护、保养、使用等信息进行全面登记;考核设备维护的全面性、及时性、可靠性、合规性;重视设备维护的预计与预警;技术体系上,通过设备监测仪器的使用,对设备运行状况定量化。通过不断推进设备预防性维护工作,设备完好率不断提升,仪表完好率从2016年的97.34%,96.55%水平,分别提升至99.08%,98.72%;维护费用也保持在较低水平,检修费与资产比例在实施的前两年分别降至1.49%,0.85%,实现了污水处理厂节能降耗及运行可靠性的强化。