响应曲面优化烃类污染土壤热强化SVE修复工艺

采用热强化土壤气相抽提技术,优化影响烃类污染土壤处理效率的参数。在单因素实验的基础上,以通气速率、土量、水蒸气浓度为考察因素,以尾气中HC浓度达到750 mg·m~(-3)时的脱附时间为评价指标,采用Design-Expert响应曲面法,考察各影响因素的单独变量作用及交互作用对土壤中烃类组分去除速率的影响,建立二次多项式模型。单因素变量、通气速率与土量的交互项均对烃类污染物的去除速率有显著影响。模型优化结果显示,热强化SVE处理污染土壤的最佳工艺为通气速率81mL·min~(-1)、土量77mL、水蒸气浓度14%,模型预测最短脱附时间213.58min,实验验证结果的平均值是224min,测定值与预测值之间相对误差为4.88%。     

基于HERA土壤分层风险评估的SVE修复方案优化

以新疆某石油炼化污染场地为研究对象,将场地土壤划分为4层,选取石油烃(C_5～C_7)为目标污染物,基于HERA (health and environmental risk assessment)软件开展土壤分层风险评估。结果表明:各土壤层的危害风险均超过可接受水平,修复目标值分别为161.20、182.58、316.75、450.24 mg·kg~(-1)。根据风险评估结果,提出场地土壤气相抽提(soil vapor extraction,SVE)修复方案,抽提井数量为20口,抽提流量为0.36 m~3·min~(-1),苯的去除量为56.71 kg·d~(-1),需要147 d将场地土壤中污染物的浓度降低到修复目标值以下。依据土壤层风险评估结果和土壤污染羽分布不同,优化了SVE抽提井井深和井筛深度设置,相对于寻常SVE修复设计,可降低修复成本,提高修复效率,预防过度修复,形成了一套基于HERA风险评估的SVE修复方案设计体系。     

土壤气相抽提技术去污规律及土层压力变化特征分析

土壤气相抽提(SVE)技术可有效去除包气带土壤中挥发性有机污染物(VOCs),是一种经济高效的土壤原位修复技术.对北京市某化工厂内进行SVE技术的现场应用,去除污染土壤中的VOCs,研究污染物的消减规律以及土层压力的变化特征.结果表明,抽出气体的污染物浓度随SVE的运行不断降低,群井抽气初期,VOCs浓度迅速下降,之后...     

废水中硝氮和COD浓度对AD-MFC脱氮产电性能的影响

为探明废水中硝氮和COD浓度对阳极反硝化微生物燃料电池(AD-MFC)工作性能的影响,在批式操作下逐步提高进水浓度考察了AD-MFC反硝化速率和产电性能的变化,并以多个动力学模型对此过程进行拟合。结果表明,废水浓度可通过污染物降解速率来影响产电性能,硝氮浓度从50 mg/L升高至2 000 mg/L时,反硝化速率和输出电压逐渐达到最大值((1.26±0.01)kg N/(m3·d)和(1 016.75±4.74)mV),但硝氮浓度继续提高会抑制反硝化速率和产电性能。Han-Levenspiel模型可较好地表征AD-MFC的污染物降解和产电动力学行为,以该模型为基础建立了污染物去除速率、输出电压、功率密度与进水浓度之间的关系,反硝化在NO-3-N高于4 000 mg/L时才能被完全抑制。AD-MFC适用于处理不同浓度的硝酸盐废水,并对高浓度硝酸盐废水具有较好的耐受性。     

重庆城区PM_(2.5)化学组分特征及季节变化

2014年7月—2015年5月典型季节期间在重庆城区选择典型站点开展PM_(2.5)样品采集,并测量质量浓度,分析样品中水溶性离子、无机元素、OC和EC等组分,在此基础上对组分化学组成进行了质量重构。结果表明:观测期间PM_(2.5)年均值为76.4μg·m~(-3),浓度季节变化为冬季秋季春季夏季;组分方面,以二次转化为主的SO_4~(2-)、NH_4~+、NO_3~-和OC是PM_(2.5)组分中最主要成分,OC/EC比值4个季度均大于2,表明城区二次有机碳生成显著;硫氧化率(SOR)分析,气态污染物SO_2的二次转化效率较高,大气存在明显的二次转化过程。PM_(2.5)质量重构后主要组成为有机气溶胶(OM)、二次无机离子(SNA)和矿物尘,重庆城区应协同控制一次排放的颗粒物和气态污染物SO_2和NO_x,从而控制二次组分浓度。     

纳米铁原位注入技术对六价铬污染地下水的修复

纳米零价铁原位注入是六价铬污染地下水的有效修复技术之一。为验证其场地修复效果,在北京某电镀厂搬迁后的遗留六价铬污染场地,现场制备纳米铁并通过原位注入对场地内六价铬污染地下水进行原位修复现场中试研究。选取6 m×6 m实验场地,在地下水中六价铬污染浓度最高为2 mg·L~(-1)的中心点设置注射井并在四周设置4口监测井。实验结果表明,原位注入纳米铁药剂具有良好修复效果,修复后该实验场地范围内地下水中六价铬浓度均低于地下水质量Ⅳ类标准0.1 mg·L~(-1),注射井中六价铬还原率达到99%。通过对注射井及监测井地下水中pH、溶解氧、氧化还原电位等检测指标进行跟踪监测和相关性分析,发现氧化还原电位与污染物浓度变化相关性最强,可以作为污染物变化的表征因子。该中试研究结果对于六价铬污染地下水的原位修复具有重要的参考价值。     

响应曲面法中BBD和CCD在优化巯基乙酰化壳聚糖制备条件中的比较

以壳聚糖(CTS)和巯基乙酸为主要原料,通过酰胺化反应将巯基引入到CTS高分子链上,制备出高分子重金属絮凝剂巯基乙酰化壳聚糖(MACTS)。以含Cd(II)水样为考察目标,采用响应曲面法中的BBD和CCD实验对MACTS的制备条件进行优化,从残差分析、方差分析、响应面分析和优化条件等方面对BBD法和CCD法进行比较。结果表明,BBD法和CCD法建立的二次多项式模型回归性分别为显著和非常显著,模型选择均合理;BBD法和CCD法拟合模型的决定系数R2分别为0.871 0、0.919 7,模型相关性均较好;通过BBD法和CCD法优化制备条件后的MACTS处理含Cd(II)水样,Cd(II)的最低剩余浓度分别为0.83、0.76 mg·L-1。在优化MACTS的制备条件上采用CCD法更优于BBD法。     

基于RSM模型的碱与超声联合破解污泥工艺优化

运用响应曲面法(RSM)研究碱解和超声联合作用对污泥破解的影响,以加碱量(0~0.16 g NaOH·(g TS)-1)和超声能量(4 000~20 000 k J·(kg TS)-1)为影响因素,分析其对污泥破解度、溶解性蛋白质和多糖浓度的影响规律,建立了二次多项回归模型,并实现了组合工艺的优化和验证。结果表明,加碱量对污泥破解效果的影响高于超声能量,最佳处理工艺条件为加碱量0.1 g Na OH·(g TS-1)和超声能量12 000 k J·(kg TS-1)。最佳工艺条件下,污泥破解响应值为污泥破解度40.13%,溶解性蛋白质1 365.46 mg·L~(-1)和多糖350.11 mg·L~(-1),与预测值吻合度较高,为碱解和超声联合预处理在污泥破解、厌氧消化预处理领域的应用提供了理论支持和数据支撑。     

含油污泥化学清洗处理实验研究与工艺参数优化

以大庆采油一厂的含油污泥为研究对象,采用化学清洗方法,以处理后底泥残油率为评价指标,优化影响含油污泥清洗效率的参数。根据单因素实验,确定清洗温度、化学药剂浓度、液固比的取值范围;采用Design-Expert响应曲面法,考察单独变量作用及交互作用对含油污泥残油率的影响。选择软件中二次多项式模型进行模拟可知,单因素变量、清洗温度与化学药剂浓度的交互项均对含油污泥残油浓度具有显著影响;模型优化结果显示,化学法处理含油污泥的最佳工艺条件为清洗温度78.68℃、化学药剂浓度0.84 g·L~(-1)、液固比9.40∶1,模型预测底泥残油率为3.85%,实验验证结果的平均值是3.96%,测定值与预测值之间相对误差为2.78%,证明该模型的可靠性。     

有机污染物结构与生物活性关系研究

将有机污染物分子中的非氢原子分为4类,将不同非氢原子及非氢原子之间的关系作为分子结构描述符,对49种有机污染物分子结构进行了参数化表达。采用逐步回归(SMR)与偏最小二乘回归(PLS)方法构建了有机污染物结构与生物活性之间的关系模型,模型的相关系数(R~2)为0.869,"留一法"交互检验相关系数(Q~2)为0.821,可见模型稳定性好、预测能力强,非偶然因素所致。     

基于修正的化学品评分排序模式识别油田废弃物中的主要污染物

油田废弃物中污染物数量众多,对环境危害较大,需要对其中的主要污染物进行识别,以便有重点的监管油田废弃物.采用化学品评分排序模式(SCRAM)对油田废弃物中的污染物进行筛选,针对SCRAM在应用过程中存在的问题,对SCRAM进行了修正:在总分计算时增加了检出率和检出浓度2个因子,并且使用几何级数法定义检出浓度的5级赋分标准.在确定油田废弃物中污染物的初选名单后,应用修正SCRAM对液态废弃物、固态废弃物中直接检测以及使用浸出毒性法检测的污染物进行排序.通过对比SCRAM修正前后污染物排名的变化,论证了模型修正的必要性.最终得出54种油田废弃物中的主要污染物.     

响应曲面优化法合成CTMAB-膨润土吸附剂

采用响应曲面优化法(RSM)对CTMAB-膨润土废水处理吸附剂进行合成制备研究。以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为有机插层改性剂,通过该法设计得到了有机改性膨润土插层改性的最佳优化条件:CTMAB用量19.5%,反应温度70.5℃,反应时间1.8 h,pH 6.7,DDVP去除率94%,同时得到了合成该吸附剂的二次经验拟合模型(R2=0.9757)。通过验证性实验,发现在模型提供的最优水平下,有机膨润土对DDVP的平均去除率(92.6%)与预测最优值(94%)相吻合,表明所选模型准确、可靠。该方法为改性膨润土吸附剂的合成及其在废水处理和环境修复中的应用提供了依据。     

污染土壤及地下水修复的PRB技术及展望

PRB技术是一类就地修复污染土壤及地下水的新型技术 ,主要由注入井、浸提井和监测井3部分所组成。污染地区的水文地质学研究 ,是实施该技术的关键 ;化学活性物质的筛选、注入的部位、浓度、速率以及是否均匀分布 ,是该技术是否有效的关键要素。胶态零价铁PRB技术 ,被证明是一项修复由卤代烃、卤代芳烃和有机氯农药以及一些有毒金属 (如铬、硒、铀、砷和锝等 )引起的土壤及地下水污染的有效技术。尽管这些技术存在一定的弊病 ,但与传统的处理方法相比 ,其技术上的优势是十分明显的。可以预料 ,这一技术在我国有良好的应用前景     

城市生活垃圾焚烧炉深度空气分级数值模拟

对广州市某台750t/d大型城市生活垃圾焚烧炉进行数值模拟优化研究,有效模拟预测城市生活垃圾焚烧炉内温度场、流场和重要组分浓度场等的分布。对100%负荷运行下的城市生活垃圾焚烧炉进行二次风与燃尽风的分级配风优化研究,模拟结果显示,在二次风与燃尽风风量比为0.65∶0.35(体积比)时,城市生活垃圾焚烧炉内二次燃烧显著,且烟气在850℃以上区域的停留时间达2s以上,满足充分分解二噁英等污染物的条件。尾部烟道出口NO_x质量浓度为250.58mg/m~3,比原始运行工况(259.01mg/m~3)降低了3.3%,是较理想的空气分级方案。     

响应曲面法优化电絮凝—陶瓷微滤膜过滤工艺的研究

为提高电絮凝—陶瓷微滤膜(EC/CMF)工艺在净化微污染水源水时的产水量(以水量综合指标表征),在前期单因素试验的基础上,采用响应曲面法优化工艺条件,考察电流密度、进水流量、跨膜压差及各因素间的交互作用对EC/CMF工艺水量综合指标的影响,得到多元二次回归模型。经响应曲面法分析,EC/CMF工艺的最佳运行条件为电流密度1.63 mA/cm2、进水流量2.94L/min、跨膜压差0.15MPa,在此条件下,水量综合指标的计算值最大,为44.5%。方差分析结果显示,构建的回归模型可靠度、精确度高,电流密度和进水流量间的交互作用对水量综合指标影响显著。     

成都市餐饮源大气污染物排放清单研究

为全面、准确地获得成都市餐饮源大气污染物排放清单,针对成都市社会餐饮、家庭餐饮和食堂餐饮分别选择监测对象进行细颗粒物(PM2.5)、非甲烷总烃(NMHCs)、油烟、氮氧化物(NOx)、SO2和CO 6种大气污染物排放浓度监测.分别按照用油量、就餐人次和灶头风量3种核算依据计算了6种大气污染物的排放因子,并计算成都市餐饮...     

微生物絮凝剂与聚合氯化铝复配处理涂料废水的响应面优化

采用响应面分析法对聚合氯化铝(PAC)与污泥生产的微生物絮凝剂复配处理涂料废水的过程进行了优化,设定的响应值为COD和色度去除率。实验分别拟合了关于COD去除率和色度去除率的二次模型,根据响应值的分布情况,确定涂料废水的最佳絮凝条件为微生物絮凝剂浓度47 mg/L,PAC浓度39 mg/L,pH为8.2,CaCl2浓度0.38 g/L,搅拌速度210 r/min。最佳絮凝条件下,微生物絮凝剂对涂料废水中COD和色度的去除率分别达到77.6%和68.9%。     

铀胁迫对植物光合特性的影响及植物对铀的吸收转移

在铀污染土壤的二次修复中,采用7科12种植物,研究铀胁迫对植物光合作用、叶绿素荧光特性的影响以及植物对铀的吸收、富集情况,为铀污染土壤的植物修复提供理论和方法依据。结果表明:(1)铀胁迫显著影响红圆叶苋、苍耳、美洲商陆、刺天茄和苘麻5种植物的光合效率,具体表现为叶片净光合速率(Pn)降低,胞间CO2浓度(Ci)增加,初始荧光(F0)增加,光系统II最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭(qP)和最大相对电子传递速率(rETRmaxr)降低;而反枝苋、菊苣、鬼针草、向日葵和牛皮菜则对铀胁迫表现出较好的耐性。(2)酸模、鬼针草、苍耳和向日葵吸收富集铀的能力较强,在铀含量为485 mg/kg的二次修复土壤中生长3个月,体内积累的铀含量分别为363.57、91.87、75.80和65.42 mg/kg;而反枝苋、牛皮菜和美洲商陆吸收富集铀的能力较弱,体内的铀含量分别为16.20、15.11和12.36 mg/kg。(3)铀在植物体内的转移能力较差,器官间的铀富集能力一般表现为根叶茎果。综合比较而言,酸模、向日葵和鬼针草对铀的耐性较强、体内铀含量高,可作为铀污染土壤二次修复植物。     

醇类淋洗剂淋洗修复多环芳烃污染土壤

异位土壤淋洗技术是一种有效的污染土壤修复技术。以菲和苯并[a]芘为目标污染物,选取醇类作为淋洗剂,考察了醇种类及浓度、淋洗剂用量、淋洗时间、淋洗温度、淋洗次数对污染土壤(菲和苯并[a]芘质量浓度分别为82.5、4.3mg/kg)淋洗效果的影响。结果表明:修复的最佳条件为正丙醇体积分数40%、淋洗剂用量20mL、淋洗温度20℃、淋洗时间60min、重复淋洗2次,此时菲和苯并[a]芘的去除率分别达到93.05%、86.85%。     

响应面法优化香蕉秸秆与猪粪混合厌氧发酵工艺研究

将香蕉秸秆与猪粪混合后厌氧发酵,考察粪秸比(猪粪干物质占发酵原料干物质的质量分数)、厌氧污泥接种量(厌氧污泥占发酵料液的质量分数)和发酵温度对总产气量的影响。在此基础上,通过响应面法对厌氧发酵工艺进行优化,并建立总产气量与粪秸比、厌氧污泥接种量、发酵温度的二次回归模型。研究结果表明,建立的二次多项式数学模型具有高度显著性,模型拟合度、精确度高,数据合理。最佳工艺条件为:粪秸比为35.34%,厌氧污泥接种量为61.40%,发酵温度为40.27℃。在此条件下,总产气量的预测值为15 779.2mL,试验值为15 620.5mL,二者相对偏差为1.01%。可见,所得模型能够较好地优化发酵条件并预测总产气量,可为提高香蕉秸秆与猪粪混合厌氧发酵产气量及提高发酵效率提供一定参考。