网状季胺基阴离子吸附剂制备及吸附性能

以丝瓜络为原料,采用醚化-接枝技术制备出季胺基阴离子交换吸附剂。采用电镜扫描、傅里叶红外光谱、比表面积孔径分布测定仪和元素分析仪等仪器对其进行分析和结构表征,并考察了温度、p H和硝酸盐初始浓度等因素对NO-3去除率的影响。实验结果表明,在20℃,p H值为3~10时,NO-3的吸附率可达90%左右;在不同温度下该吸附过程用Langmuir等温线模型和Freundich等温线模型描述均可;与伪一级动力学方程相比,伪二级动力学方程能更好地描述其吸附动力学方程。     

基于在线监测和SWMM模型的合流制排水体制系统化提升方案评估研究

合流制溢流污染严重威胁着下游受纳水体的水环境质量。为科学评估基于海绵城市理念的合流制排水体制系统化提升方案在解决老城区合流制溢流污染方面的效果,以嘉兴市老城区为研究对象,采用在线监测技术和SWMM数学模型相结合的方式,对嘉兴市老城区合流制排水体制系统化提升方案进行了全面评估。经在线监测评估发现,完成海绵城市改造后,嘉兴市老城区在研究期内的溢流频次减少为26次,小雨不会产生溢流;经SWMM模拟评估发现,完成海绵城市改造后,老城区合流制溢流口年溢流频次减少了132.2次。整体来看,基于海绵城市理念的合流制排水体制系统化提升方案突破了传统末端治理的局限,从雨污水产生、收集的全过程对合流制排水体制进行了系统化整治,对于提升全局水环境质量效果显著。     

海绵铁预处理DSD酸废水的研究

用铁泥废渣制备水处理材料海绵铁,研究含碳球团直接还原的金属化率与还原时间,温度和铁泥粒度之间的关系,得到含碳球团制备海绵铁的反应参数。并对海绵铁预处理DSD酸废水的各种影响因素进行了试验研究,确定最佳试验条件;通过试验对海绵铁处理DSD酸废水的机理进行了探讨,确定它是电化学作用、电场作用、絮凝沉淀以及物理吸附等共同作用的结果。试验表明,海绵铁可作为高浓度DSD废水的预处理材料。     

繁茂膜海绵滤食养殖水体中过剩饵料的研究

繁茂膜海绵(Hymeniacidon perleve)可滤食养殖水体中的残饵。对活体饵料新月菱形藻(Natzchia closterum),在无营养盐条件,5 g鲜重海绵处理300 mL,藻数量为1.62×106/mL的藻液240 h后,处理组藻的平均浓度仅为对照组的2.9%,为初始浓度的17.2%;在有营养盐条件,5g鲜重海绵处理300 mL,藻数量为0.87×106mL-1的藻液220 h后,对照组的藻仍处于指数生长期,此时处理组藻的平均浓度仅为对照组的0.05%,为初始浓度的64.4%。对死体海参饵料—藻粉和鱼粉蛋白等,由于海绵的滤食作用,海水中颗粒物的浓度随时间增加而呈指数曲线降低。1.5 g鲜重海绵处理200 mL,含200 mg/L海参饵料的海水,在第4d时,海绵已滤食72.6%的颗粒物,有机颗粒物的最大比截留速率为21.6×10-3/d.L。同时,海绵的生物量明显增加。     

高地下水位地区透水停车场的水文控制效果

为确定高地下水位地区透水铺装对路面径流的水文控制效果,在上海市区建造了4个实验性透水铺装单元与1个不透水铺装对照,其中3个为设有防水衬底的不透型设施分别为透水混凝土铺装(设施Ⅰ)、水泥稳定碎石基层/缝隙透水砖面层(设施Ⅱ)、碎石基层/缝隙透水砖面层(设施Ⅲ),1个普通缝隙透水砖铺装(设施Ⅳ),以及1个不透水混凝土对照(设施0).历时1年监测了实际降雨条件下4种实验设施的表面径流、排水管出流流量及表面渗透速率,考察不同设施的径流总量削减率、峰值削减及峰现延迟能力.结果表明,缝隙透水砖面层的表面稳定渗透速率明显小于透水混凝土面层,使用1年后,2种面层表面稳定渗透速率均明显下降;4种设施的表面产流均无显著差异;3种不透型设施的就地消纳水量能力均较弱,年径流总量控制率分别为24.2%、28.5%、28.4%,排水管不发生出流的控制降雨量分别为5.2 mm、7.8 mm、7.8 mm;设施Ⅰ的峰值削减与峰现延迟效果弱于设施Ⅱ及设施Ⅲ,且3种设施的峰值削减率和峰现延迟时间与降雨强度呈现显著负相关性.     

粗放型绿色屋顶对多环芳烃的控制效果

构建4个粗放型绿色屋顶中试设施,考察不同基质组成的设施在实际降雨条件下出水中16种多环芳烃(PAHs)质量浓度并与降雨、沥青屋面径流、空白对照设施的出水进行对比.结果表明,8场监测降雨事件中,4种模拟屋面设施出流PAHs的平均质量浓度分别为145、166、151、160 ng·L~(-1),沥青屋面和空白对照设施出流PAHs的平均质量浓度分别为900 ng·L-1和270 ng·L~(-1),4个模拟设施出流PAHs质量浓度显著低于沥青屋面和空白对照设施;从质量负荷控制的角度,4个模拟设施均能有效控制屋面径流PAHs负荷,与空白屋面相比,平均负荷削减率为71.76%.绿色屋顶对PAHs的去除机制以基质材料的截留及吸附为主,同样基质配比的情况下,增加基质层厚度,能改善设施对PAHs的去除效果.将传统沥青屋面改造为粗放型绿色屋顶,有助于控制屋面径流PAHs排放.     

亚微米颗粒在Sierpinski海绵模型中热泳沉积研究

亚微米颗粒由于其特殊的粒径尺度,具有很多不同于与传统细颗粒的物理和化学性质,同时极易吸入人体,对人体造成很大危害。谢尔宾斯基海绵模型作为一种理想化的结构模型,具有内比表面积大、多通道等特点。通过建立可工程应用的谢尔宾斯基海绵模型通道,并结合热泳沉积相关数学模型开展计算,可以发现:随着谢尔宾斯基海绵阶数的上升,内部通道的增加是引起亚微米颗粒热泳沉积率上升的主要因素;在海绵通道中运动的亚微米颗粒较之其他粒径的颗粒,更容易受到热泳沉积的影响;同时温差对其热泳沉积影响较为剧烈,呈现线性变化。建立具有工程特征的谢尔宾斯基海绵模型通道,可为研究亚微米颗粒沉积及脱除开辟一条新途径。     

铁屑置换沉淀海绵铜动力学研究

从动力学角度研究了铁屑置换沉淀海绵铜的化学反应机理,探讨了溶液pH,Cu2+初始浓度,振荡强度和温度等因素对铜置换率的影响及动力学模型。通过测定不同温度条件下的表观反应速率常数(k);求得置换反应活化能为16.21kJ/mol。试验结果表明,置换反应的所有动力学数据服从一级反应速率规律,置换过程符合扩散控制机理。     

pH对海绵铁过滤柱预处理染色废水的影响

通过滤柱考察了进水pH变化对海绵铁预处理染色废水的影响。研究结果表明,在pH为6、7、8、10时,过滤周期内脱色率都高于94%,出水pH大于7。与pH=6、7、8对比可知,在pH=10时,水头损失小,周期产水量高,出水含铁量低。海绵铁过滤柱活化后脱色率、周期产水量与活化前基本相同,出水pH比活化前低,出水铁含量相对较高。同时,通过扫描电镜图发现过滤柱内海绵铁腐蚀程度从上至下逐渐变小。     

氢气还原海绵铁去除水体中硝酸盐的研究

利用小球烧结和氢气还原工艺制备了粒径1mm～5mm的多孔性球形海绵铁,对球形海绵铁去除水体中硝酸盐的效率及去除动力学进行了研究。结果表明:溶液初始pH值对硝酸盐去除效率的影响显著,初始pH值小于3时,硝酸盐的去除率随溶液初始pH的增加而逐渐降低;初始pH值大于3时,硝酸盐的去除率又随之升高。硝酸盐浓度低于10mgN/L时,硝酸盐去除率随着硝酸盐初始浓度的增加而增加,硝酸盐的残余量保持在0.4mgN/L左右;硝酸盐浓度高于20mgN/L时,硝酸盐的去除率随初始硝酸盐浓度的增加而略有降低。球形海绵铁去除硝酸盐为一级动力学反应,反应级数为0.970～1.378,表观反应速率常数为0.314h-1～0.536h-1。海绵铁还原硝酸盐的主要产物为氨氮,随着还原反应的进行,溶液pH值快速增加,氨氮以分子态氨的形式从水中逸出。进行归纳总结和对比,并以多环芳烃的提取为例列举了各方法的应用步骤,从而为其他环境样品其他有机物分析预处理提供参考。