水库水质预测的解析计算

通过对水库恒定时间连续污染源输移扩散特征的分析 ,在其简化条件下求得一维水质模型方程的解析解。结合河道型水库断面几何参数的沿程变化规律 ,给出了 2座水库沿程BOD5浓度分布 ,并分别将解析计算结果与相应水库的一维水质数值模型预测值进行比较 ,沿程BOD5浓度分布吻合良好。 更多还原      

山竹壳粉吸附亚甲基蓝性能研究

研究了山竹壳粉吸附亚甲基蓝的吸附性能,考察了亚甲基蓝溶液的p H、不同初始浓度、吸附时间、温度等条件对吸附效果的影响。应用准一级动力学方程、准二级动力学方程、颗粒扩散方程模拟了山竹壳粉吸附亚甲基蓝的动力学过程,结果表明准二级动力学方程适合描述整个吸附过程。用Langmuir和Freundlich模型模拟吸附等温线,Langmuir方程更适合描述此吸附过程,在298K下最大单层吸附量为88.49mg/g。计算了吉布斯自由能(ΔG~0)、焓变(ΔH~0)、熵变(ΔS~0)、吸附势(E)等热力学参数,ΔG~0、ΔH~0、ΔS~0均0,说明此吸附过程是一个自发进行的、放热的、趋于有序的吸附过程。     

椭圆盒形拉延件合理毛坯的研究

利用保角变换由圆筒件拉延凸缘区的对数螺线推出椭圆盒形拉延件的滑移线方程 ,理论证明所求场满足边界条件和正交特性 ,并且与数值积分法的计算结果相当接近 ,最后给出了椭圆盒形拉延件合理毛坯的确定方法     

一种预测左半部成形极限图的简单方法

板材成形性能的评价一般基于成形极限图(FLD)。然而，无论是经由理论计算还是实验方法来获得成形极限图依然很困难而且很耗时。提出了一种预测深拉延部分成形极限图的新方法。假设对所有钢板来说其成形极限图的形状几乎都是一样的，而深拉延变形区域内其失效厚度应变也几乎一样，据此可利用体积不变原理推导出主应变和次应变之间的关系。结果表明，根据此方法计算的左半侧(拉深应变区)成形极限图与实验获得的FLD基本一致。     

凹凸棒石的表面修饰及对水中Cr（Ⅵ）吸附动力学和热力学的研究

以壳聚糖为生物质碳源,采用一步水热碳化法对凹凸棒石表面进行有机修饰,并采用扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱、元素分析(EA)、X光电子能谱(XPS)、Zeta电势分析、热重分析(TGA)等对改性凹凸棒石进行表征分析.同时,通过静态吸附实验,研究了改性凹凸棒石对Cr(Ⅵ)吸附去除的性能,考察了温度对吸附性能的影响,探讨了吸附动力学和热力学规律.结果表明,改性凹凸棒石表面富含含氧基团和氨基等活性基团;对总铬的吸附行为符合准二级动力学方程;表观吸附活化能为13.4 k J·mol~(-1),表明既有静电吸附,也有配位吸附,且以静电吸附为主;对总铬的吸附等温线符合Langmuir方程.在温度为298、308、318和328 K时,最大吸附量分别为203.3、232.6、267.4和322.6 mg·g~(-1),说明改性凹凸棒石是一种新型环保高性能的除铬材料.在研究的温度范围内,ΔH~0为19.8 k J·mol~(-1),ΔG~0为-19.5~-23.7 k J·mol~(-1),ΔS~0为72.1~131.8 J·mol~(-1)·K~(-1),表明该吸附是一吸热的、自发的、熵增过程.     

长江口溶解氧的分布特征及影响因素研究

根据2006-06、2006-08、2006-10对长江口及其毗邻海域的大面调查,分析航次B断面上的溶解氧及营养盐的分布特征,并对长江口外溶解氧低值的成因及其与海水稳定度、营养盐的关系进行初步探讨.结果表明,在6月航次中,DO值随着离岸距离的增加而逐渐增加,底层的DO值低于表层.8月份长江口及其邻近水域底层明显出现低氧状态,DO的最低值仅为1.1 mg·L^-1,该断面表观耗氧量AOU一般在2.79 mg·L^-1以上,有氧的亏损发生,形成原因主要是海水层状结构稳定水交换较弱和有机物分解耗氧.10月份,海水层状结构发生变化,上下水层的垂直混合作用加剧,B断面DO分布随着离岸距离的增加逐渐增加.相关性分析显示,表底层的ΔDO与ΔρΔZ、ΔNO^-₃和ΔDIP都达到显著相关的水平.其中ΔDO与ΔρΔZ呈极显著的正相关,而与ΔNO^-₃、ΔDIP呈显著负相关关系.长江径流N、P污染物输入的不断增加为低氧区域表层浮游植物的生长提供了丰富的营养盐,从而加剧了该水域的氧亏损.     

流动搅动法研究针铁矿对亚砷酸盐的吸附特征

采用流动搅动法,在溶液p H、浓度和温度影响条件下,研究针铁矿对亚砷酸盐吸附的特征.结果表明,在不同条件下,亚砷酸盐的吸附过程分为快反应和慢反应这2个阶段.随溶液p H的升高,砷的吸附量逐渐降低,表观吸附速率常数(k')逐渐增大,半反应时间(t1/2)也就越小,砷的吸附反应达到平衡时间就越短,且砷的扩散速率常数b值也逐渐降低.溶液p H 3.0和p H7.0时,砷最大吸附量分别为246.9 mg·kg~(-1)和99.8 mg·kg~(-1).随着砷浓度的升高,针铁矿对砷的吸附量增加,表观吸附速率常数(k')逐渐增大;砷浓度为0.10 mg·L~(-1)和1.00 mg·L~(-1)时,砷的最大吸附量分别为96.5 mg·kg~(-1)和249.1 mg·kg~(-1).Freundlich方程中吸附常数Kf值随着时间的延长逐渐降低,其吸附能力是逐渐减弱的.Langmuir方程分配因子RL在0~1之间,表现为针铁矿上砷的吸附为优惠吸附.随着温度的升高,针铁矿对砷的吸附量增加,表观吸附速率常数k'值也逐渐升高.温度为298K和313 K时,砷最大吸附量分别为241.1 mg·kg~(-1)和315.6 mg·kg~(-1).用抛物线扩散方程b值来计算扩散过程的伪热力学常数,砷吸附反应的活化能(E*a)为14.60 k J·mol~(-1).砷扩散活化焓变(ΔHθ)随着温度的升高有所降低,ΔHθ均为正值,扩散过程为吸热反应,升高温度有利于砷的吸附;活化自由能变(ΔGθ)随着温度的上升而升高,升高温度有利于加快扩散过程;ΔSθ值均为负,说明吸附反应使体系有序度增加.     

芦苇基和污泥基生物炭对水体中诺氟沙星的吸附性能

以芦苇秸秆和市政污水处理厂污泥为原料,在500℃的条件下制备了芦苇基和污泥基生物炭.利用比表面积测定法(BET)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和红外光谱(FTIR)研究了生物炭的结构与性质,并通过单因素实验研究p H、吸附时间、温度、诺氟沙星(NOR)初始浓度对吸附效果的影响,初步讨论了吸附机制.结果表明,NOR在芦苇基和污泥基生物炭上的吸附在12 h分别达到总吸附量的70%、60%以上;芦苇基和污泥基生物炭对NOR的饱和吸附量分别为2.13 mg·g-1和2.09 mg·g-1;降低溶液p H有利于NOR的吸附;生物炭对NOR的吸附行为符合准二级动力学方程,其等温吸附曲线符合Langmuir方程.对吸附过程吉布斯自由能(ΔG)、焓(ΔH)以及熵(ΔS)的计算证明生物炭对NOR的吸附是自发的吸热反应;红外光谱分析表明,生物炭上较多含氧官能团为NOR的吸附提供了吸附点,有利于NOR分子与生物炭间形成作用力较强的氢键,氢键为NOR吸附在生物炭上的主导作用力.     

长江口入海通道水质综合分析与模型预测

以中国最大河口地区为例,2004—2018年对包括徐六泾、启东港、南港、北港在内的4个长江口主要入海通道断面进行定期监测。对水样中的高锰酸盐指数、氨氮(NH₃-N)、总磷(TP)等水质参数进行测定,运用综合水质标识指数法(WQII)对入海通道断面水质进行综合分析。选择溶解氧(DO)作为响应变量,建立各断面逐步回归方程、季节性差分自回归移动平均模型(SARIMA),并对2018年10—12月进行预测以检验模型精度,比较2种模型在各断面的适用性。结果显示:1)长江口各入海通道断面DO浓度在空间上呈现徐六泾最高、北支其次、南支最低的规律,平均值为8.73 mg/L;2)各断面综合水质标识指数从相对最优开始排列依次为启东港(3.110)>徐六泾(3.120)>北港(3.220)>南港(3.420);3)除南港断面外,SARIMA模型相较逐步回归方程对长江口断面DO浓度预测的相对偏差更小。     

DMF在大孔吸附树脂上的吸附热力学及动力学研究

研究了大孔吸附树脂吸附N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的热力学与动力学特性.经过初步筛选,发现NKA-Ⅱ型大孔吸附树脂对DMF具有良好的吸附与再生性能.在温度为298、和318K条件下分别测定了吸附平衡数据并应用Freundlich和Langmiur等温吸附方程进行拟合,结308果表明,DMF在NKA-Ⅱ型大孔吸附树脂上的吸附平衡符合Freundlich等温吸附方程.在此基础上,通过热力学分析发现ΔH>0、ΔG<0、ΔS>0,表明DMF在大孔吸附树脂上的吸附属于可自发进行的物理吸附,吸附过程吸热,但吸附热较小,温度对吸附过程的影响较小.吸附动力学研究中分别采用一级速率方程、准二级速率方程和二级速率方程对吸附过程进行模拟,结果表明,准二级动力学方程的计算值与实验值吻合良好,适合描述NKA-Ⅱ型大孔吸附树脂对DMF的吸附过程.     

镁-钙羟基磷灰石吸附剂对水中Pb2+的去除

选择Mg2+为掺杂离子,通过溶胶-凝胶法制备了不同比例的镁-钙羟基磷灰石吸附剂,研究其对水溶液中Pb~(2+)的去除特性和过程机制.结果表明,吸附剂表面以羟基磷铅矿化合物[Pb10(PO4)6(OH)2]为主,其晶体结构由短棒状转变为针状结构;在温度25℃,p H为5时,镁-钙羟基磷灰石吸附Pb~(2+)在720 min内达到平衡,吸附剂的最佳投加量为0. 6 g·L-1,最大吸附量为813. 17 mg·g-1;热力学实验结果:ΔGθ0、ΔSθ 0和ΔHθ 0,表明镁-钙羟基磷灰石吸附Pb~(2+)的过程是自发的吸热、熵增的过程,升温有利于吸附;吸附过程符合伪二级动力学方程,Langmuir吸附模型能更好地描述等温吸附行为;材料表征与吸附实验分析表明,表面络合与溶解-沉淀是镁-钙羟基磷灰石去除Pb~(2+)的主要机制.     

板栗壳吸附Cu2+的平衡与动力学研究及工艺设计

研究了板栗壳吸附Cu2+的平衡、动力学和热力学特征并对吸附工艺进行设计.采用Langmuir和Freundlich等温线对静态吸附平衡数据进行了拟合,同时采用准一级动力学和准二级动力学模型对静态吸附动力学数据进行了拟合,并计算了吸附过程的热力学参数自由能变（ΔGo）、焓变（ΔHo）和熵变（ΔSo）.结果表明,平衡实验数据符合Langmuir等温吸附模型,分离因子RL值在0~1之间,为有利吸附;动力学实验数据符合准二级动力学方程,平衡吸附量随Cu2+起始浓度增大而增大;ΔHo和ΔSo分别为12.206kJ·mol-1和21.534J·mol-1·K-1,ΔGo为负值,表明板栗壳吸附Cu2+为放热过程,可以自发进行,吸附过程增加了固液界面的混乱度.基于Langmuir等温吸附模型推导出的板栗壳用量计算公式可用于预测将一定体积一定起始浓度Cu2+溶液经过吸附降至所需浓度的板栗壳用量.     

生产规模O_3-BAC滤池中的微生物生物量和活性研究

利用脂磷法、SOUR法,系统研究了生产规模臭氧-生物活性炭(O3-BAC)滤池中纵向断面的生物量及生物活性.结果表明,由于O3对TOC沿程分布规律的影响,以及残余O3本身对生物的抑制作用,滤池纵向断面上的生物量先上升,在10cm填料处达到最大值后呈下降趋势.单位生物量的SOUR在10-4mg/(nmol·h)的水平,其分布状况与生物量相反.单位体积填料的SOUR在10-2mg/(cm3·h)时,在滤池0～20cm段,呈现与生物量沿程分布相同的变化趋势,从20cm向下,呈现与单位生物量的SOUR沿程分布相同的变化趋势.滤池中的生物量均具有一定的活性势(activity potential)增量,下层填料的增量较大,说明代谢活性的提高可能是生物滤池抗冲击负荷的一种途径.     

季铵盐壳聚糖膜对水体中十二烷基苯磺酸钠吸附的研究

以壳聚糖为原料,制备季铵盐壳聚糖膜(QCSM)吸附剂,研究吸附剂对十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的吸附性能,考察了溶液pH值、吸附时间、浓度和温度的影响。结果表明,吸附适宜条件的为:pH 4.0,吸附时间120 min,吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述,吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果优于Freundlich和Tempkin方程。在热力学研究表中,ΔG0<0,ΔH0>0,ΔS0>0,表明此吸附过程是自发、吸热和熵增加的过程。     

HRT对改良式A2/O-BAF反硝化除磷脱氮的影响

研究HRT(水力停留时间)对改良式A~2/O-BAF双污泥系统反硝化除磷脱氮的影响.进水COD、NH~+_4-N和TP分别为189.6、 60.4和5.1mg·L~(-1),HRT分别为9、 8、 7和6 h时,COD出水平均浓度均小于42mg·L~(-1),NH~+_4-N出水平均浓度分别为2.4、 2.8、 3.3和6.5mg·L~(-1),TP出水平均浓度分别为0.3、 0.4、 0.7和0.8mg·L~(-1);系统缺氧段反硝化聚磷菌占聚磷菌的比例(DPAOs/PAOs)从76.8%递减到48.8%;HRT为8 h时,通过数理统计方法得出反硝化除磷脱氮比(ΔPO~(3-)_4/ΔNO~-_3-N)的概率密度高达37.5%,缺氧段ΔPO~(3-)_4/ΔNO~-_3-N为1.24(理论值1.41),此时反硝化脱氮除磷效果最佳;在整个试验过程中SVI值均低于100 mL·g~(-1),而MLVSS/MLSS从0.74逐渐下降到0.63,表明污泥活性逐渐降低.     

闸坝上游河道沉积物铵态氮的吸附-解吸特征

为评估闸控污染河道沉积物对铵态氮的吸附-解吸特性,选取沙颍河周口(ZK)和沈丘(SQ)闸坝上游河床断面,进行0～20 cm不同深度沉积物的铵态氮吸附-解吸批试验,采用动力学模型和等温热力学模型研究沉积物的吸附-解吸特征,并计算了吸附-解吸临界浓度,分析了沉积物环境因素对铵态氮最大吸附容量的影响。结果表明：（1）两断面沉积物的吸附动力学曲线,均可用准一阶方程拟合。（2）除ZK 0～5 cm沉积物用Langmuir等温吸附模型模拟解吸过程较差外,其他深度沉积物均可用Langmuir和Freundlich等温模型模拟NH4+-N的吸附-解吸过程。垂向深度上,ZK在10～15 cm吸附性能最强,在5～10 cm的解吸性能最强,而SQ在0～5 cm的吸附和解吸性能都最强。总体上,ZK断面的吸附能力要优于SQ,但解吸能力弱于SQ。（3）两断面沉积物吸附-解吸临界浓度大于其上覆水NH4+-N浓度,表明沉积物中铵态氮具有向上覆水中释放的风险。最大吸附容量与黏粒体积分数、pH、有机质含量均呈正相关,与TN浓度呈负相关。粒径是影响两断面沉积物吸附铵态氮的主要因素。     

花岗岩角闪石-黑云母~(40)Ar-~(39)Ar年龄与锆石U-Pb年龄对比研究及其地球化学意义

通过国内外花岗岩体的207对角闪石-黑云母40Ar-39Ar年龄(tAr)与锆石U-Pb年龄(tZr)之间差值(Δt=tZr-tAr)进行的频数统计分析表明:Δt呈对称正态分布(偏度系数CSK==-0.193;峰度系数CKU=16.9);年龄差(Δt)既呈正值又有负值,其众数值为0.40Ma,均值为0.45Ma。采用最小二乘法计算,花岗岩体锆石U-Pb年龄与花岗岩角闪石-黑云母40Ar-39Ar年龄拟合出相关系数很高(R=0.995)、回归系数接近l(0.997 7)的线性回归方程(tAr=0.997 7×tZr+0.004 5)。这些统计特征表明,从总体来看,花岗岩角闪石-黑云母40Ar-39Ar定年测定结果与锆石U-Pb定年测定结果是一致的,也不存在"花岗岩角闪石40Ar-39Ar年龄>黑云母40Ar-39Ar年龄"的规律。     

MWCNTs改性凹凸棒土对水中Cr(VI)的吸附研究

采用羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)对廉价的凹凸棒土(APT)进行了接枝改性,并通过XRD、FT-IR和FE-SEM等手段对样品进行了表征.结果表明:羧基化多壁碳纳米管与APT反应复合可成功合成出MWCNTs/APT复合材料.该复合材料对水中Cr(Ⅵ)的等温吸附实验结果表明,在293.15K,pH=2,t=12h时,其最大吸附量为14.9mg/g.Cr(Ⅵ)在MWCNTs/APT复合材料上的吸附过程可用准一级动力学方程描述;其吸附平衡数据符合Langmuir等温吸附模型;ΔG~o为负值、ΔS~o和ΔH~o为正值表明该吸附过程为自发的、熵增加的吸热过程.与纯的APT和MWCNTs相比,APT经过MWCNTs改性可有效地提高对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能.     

不同氮污染特征河流N2O浓度、释放通量与排放系数

以铁岭市22条河流为研究对象,分析了河流N_2O溶存浓度、释放通量及排放系数.根据氮素的主要赋存形态及氮素浓度,22条河流可分为铵态氮污染(铵态氮平均浓度5.86 mg·L~(-1))、硝态氮污染(硝态氮平均浓度3.05 mg·L~(-1))和氮限制(溶解性无机氮平均浓度1.04 mg·L~(-1))河流这3种.总体上,N_2O溶存浓度介于17.03~9 028.60 nmol·L~(-1),均值为546.75nmol·L~(-1),饱和度均值为6 256%;河流水-气界面N_2O释放通量介于17.21~15 655.3μg·(m~2·h)~(-1),均值为949.36μg·(m~2·h)~(-1).铵态氮污染河流断面N_2O浓度和释放通量显著高于硝态氮污染和氮限制断面(LSD,P0.05).根据IPCC方法计算了河流N_2O排放系数(EF_(5r)),结果表明3种类型河流EF_(5r)呈现极为明显的差异,EF_(5r)变异系数达到445%.硝态氮污染河流EF_(5r)均值为0.000 5,显著低于IPCC建议值(0.002 5);但铵态氮污染河流硝态氮浓度较低,导致EF_(5r)计算均值高达0.445 6,为IPCC建议值的180倍;氮限制河流EF_(5r)均值为0.005 0,为IPCC建议值的2倍.因此,在计算EF_(5r)时应充分评估河流的氮污染状况.本文根据河流氮污染特征,结合不同类型河流N_2O产生机制,对EF_(5r)进行了分类计算,探讨了EF_(5r)的修正计算方法.建议针对氨氮污染和氮限制河流采用[N_2O]/[NH_4~+]方法计算EF_(5r);如不考虑河流氮污染特征,建议采用[N_2O]/[DIN]方法计算EF_(5r).     

参数微扰法研究类氦碳离子C~(4+)的基态能量

建立含有屏蔽参数σ的类氦碳离子C~(4+)的哈密顿方程。以有效核电荷数为z*=6-σ类氢原子基态ls和激发态ns(n=2,3,…)组合的双电子波函数,作为类氦碳离子C~(4+)的基态近似波函数,应用参数微扰法研究类氦碳离子C~(4+)基态能量。计算结果表明,类氦碳离子C~(4+)的基态五级近似能量理论值与实验值的误差为ΔE≈10~(-4)a. u.。