潞安矿区综放开采覆岩导水裂缝带发育高度研究

煤层回采过程中,导水裂缝带发育高度对于煤矿水和瓦斯防治具有重要意义。以潞安矿区为研究对象,采用分段注水试验和钻孔电视系统探测综放开采导水裂隙带的发育高度,对发育过程进行相似模拟和数值模拟,并就试验结果进行回归分析。结果表明:潞安矿区综放开采导水裂缝带发育高度是采高的19~21倍;采动前覆岩钻孔裂隙发育度低,采动后明显提高;工作面推进过程中覆岩裂隙发育规律呈3个阶段;采用回归模型对导水裂缝带发育高度进行预测,与实测值相比,预测结果偏高,相对误差在5%以下,绝对误差在-2.554~-2.140m。     

综采工作面覆岩垮落带发育特征

覆岩发育特征对于煤矿瓦斯和水灾害防治具有重要意义。以某煤业为试验矿井,采用分段注水和钻孔电视,探测综采工作面覆岩垮落带发育高度,对采动裂隙进行数字化分析,并就裂隙演变规律进行数值模拟试验。结果表明:某煤业综采工作面覆岩垮落带发育高度为3.8~4.9m,裂隙数量随着工作面的推进而不断增加,且裂隙以小角度、中宽度为主;近煤层区域覆岩为裂隙主要聚集区;覆岩裂隙密度呈"波浪"型分布。     

基于FLUENT软件的综掘工作面粉尘运移规律研究

以某矿综掘工作面为研究背景,在现有实际条件下,采用长压短抽通风系统方式进行降尘。运用FLUENT软件对综掘巷道进行数值模拟,对研究区域粉尘运移规律进行分析。结果表明,粉尘浓度沿程先快速下降,在工作面5 m处出现峰值,10~40m处略有波动,40 m后趋于稳定。同时,用新设计的采尘工具对现场粉尘浓度进行实测,使得实测数据更准确,模拟和实测比拟结果基本一致,验证模型稳定性,得出了研究区域长压短抽通风系统作用下的粉尘运移规律,为综掘工作面粉尘的防治技术研究提供科学依据。     

混凝-生物接触氧化法处理城市污水的研究

采用混凝-生物接触氧化法处理生活小区废水,考察了不同混凝剂用量对COD、NH4-N、SS、TP的去除效果,同时研究了生物接触氧化法对COD、NH4-N等的去除以及耐冲击负荷能力.结果表明,随混凝剂用量的增加,COD、SS、TP的去除率随之增加,生物接触氧化法具有较高的抗冲击负荷能力,最大NH4-N去除负荷达到0.55 kg/(m3·d),最大有机去除负荷达到4.32 kg/(m3·d)     

Ce掺杂的CNTs-TiO2光催化剂制备及其NO氧化性能

为探讨湿法脱硫后光催化在烟气脱硝方面的应用潜力,采用溶胶-凝胶法制备了金属、非金属掺杂的CNTs-TiO_2复合光催化剂,并在模拟烟气条件下对所得催化剂的NO氧化性能进行了测试与对比筛选,通过SEM、BET、XRD、Raman、XPS、DRS等手段进行表征。结果表明:TiO_2的氧化效率最低,掺杂金属比掺杂非金属的光催化剂的氧化效率略高,复合CNTs的光催化剂的氧化效率明显提高;CNTs-Ce/TiO_2比表面积较大,Ti—O键长最短,从而有利于光生电子沿Ti—O键向CNTs转移,可形成更多的三价铈氧化物,有利于催化剂表面的氧吸附;带隙宽度较低以及极大的紫外光吸光度,在NO氧化性能测试中表现出最优异的脱除效率,与TiO_2相比,效率提升了19%,与CNTs-TiO_2相比,效率提升了13%。进一步分析可知:Ce和CNTs具有协同作用,Ce掺杂TiO_2可以有效抑制光生载流子的结合,从而提高光催化活性;复合CNTs提高了催化剂比表面积并促进了氧空位的形成,从而促进整个催化氧化反应。     

2种UASB的ANAMMOX与反硝化协同作用对比研究

采用2套UASB-ANAMMOX反应器处理垃圾渗滤液,其中反应器2具有生物膜,对反应器在有机环境下的ANAMMOX与反硝化协同作用进行对比研究。在稳定期,反应器1和反应器2对氨氮、亚硝氮、TIN、COD的平均去除率分别为95.7%、95.9%、77.3%、70.3%和97.4%、96.4%、87.2%、74.8%。反应器1对TIN和COD最大容积去除率为112.2和107.7 g/(m3.d),反应器2对TIN和COD最大容积去除率为120.5和119.9 g/(m3.d)。结果表明,过高的负荷会对反应器产生抑制作用,且当抑制产生后协同作用难以恢复到原来水平。在厌氧氨氧化与反硝化协同作用良好时,pH值和碱度均存在特征性变化。总体上,反应器2比反应器1具有更强的厌氧氨氧化与反硝化协同作用和抗负荷冲击能力。     

基于AERMOD模式的固定源对不同楼层大气污染预测研究

环境影响评价中,大气污染预测通常考虑地面的浓度影响,对高层住宅楼不同楼层影响的考虑较少.通过案例设计,模拟4种不同的污染排放情景,采用预测推荐模式AERMOD分别计算各情景下5个代表高度共20种组合情况的预测受体结果,并基于三维可视仪软件VOXLER直观显示各情景污染物浓度的空间连续分布情况,对小时最大浓度的分布规律利用分析工具CANOCO进行了分析.结果表明:(1)污染源高为15～80 m时,不同楼层间小时浓度分布差异性较大;污染源高为120～240 m时,楼层间差异性较小.(2)污染源高为15m时,小时最大浓度以50 m为分界线随楼层高度的增加先增后降;污染源高为80～240 m时,小时最大浓度随楼层高度的增加而增加.     

活性炭吸附-Fenton氧化处理高盐有机废水

采用活性炭吸附-Fenton氧化耦合工艺处理高盐度难降解有机废水的性能。考察了不同工艺参数对活性炭吸附及Fenton氧化对高盐有机废水处理效率的影响。结果表明,采用活性炭单独处理时,在pH=6.0,活性炭投加量为9.0g/L,吸附时间为60 min条件下,COD去除率最大,达到47.5%。活性炭吸附处理后,废水再采用Fenton氧化处理,在FeSO4.7H2O投加量为3.0 g/L,H2O2投加量为4.7 g/L,反应时间为30 min条件下,COD去除率最大,达到84.4%。整体而言,经过活性炭吸附和Fenton氧化处理后,废水COD由初始浓度13 650 mg/L降至560 mg/L,去除率达到95.9%。活性炭吸附-Fenton氧化耦合工艺适合高盐度难降解有机废水的处理。     

河岸缓冲带对地表径流及悬浮颗粒物的阻控效应

河岸缓冲带可以有效地截留阻控农业非点源污染物向水体中迁移。构建草木犀带T2、草木犀与枫杨混合带(T3林草带)和杂草带(T1对照)3种类型人工河岸缓冲带,通过野外径流实验区2年的实地观测,对寒冷地区不同类型及不同宽度植被缓冲带阻控地表径流和悬浮颗粒物(SS)的能力进行了初步的研究。实验共收集21次降雨径流和3次融雪径流,通过对径流水样分析,结果表明,3种类型缓冲带均能有效截留降雨径流,5 m宽T3缓冲带的截留效率达78%。河岸缓冲带对降雨径流的阻控效应明显高于融雪径流,且对地表径流中SS质量的截留明显高于对浓度的截留作用。枫杨与草木犀的混合种植并没有显著减少融雪径流中悬浮颗粒物的含量,宽度达到13 m时,其阻控作用才明显。总体上,林草带对地表径流及悬浮颗粒物的阻控能力最强。     

厌氧产氢ASBR对氮的脱除

在厌氧序批式人工有机污水生物产氢反应器(ASBR)中发现氮"丢失"现象,并对此产氢系统发生脱氮作用的机理和主要影响因素进行了研究。结果表明,在以葡萄糖为发酵底物的厌氧产氢系统中,微生物分别以铵和硫酸盐为电子供体和电子受体发生了硫酸盐型厌氧氨氧化;进水有机物负荷和pH主要通过影响不同种微生物的活性而影响脱氮性能,氨氮和硫酸盐的浓度直接与氮素去除率有关。在最大产氢能力为16 m3/(m3·d)、氢气体积百分比为65%的生物制氢系统中,最大脱氮效率约为64%。产氢效率与氮脱除率呈现负相关关系。研究表明,在控制条件下,可以实现高有机物废水厌氧脱除氨态氮,为生活污水直接厌氧脱氮开辟一条新途径。     

厌氧产氢ASBR对氮的脱除

在厌氧序批式人工有机污水生物产氢反应器（ASBR）中发现氮“丢失”现象,并对此产氢系统发生脱氮作用的机理和主要影响因素进行了研究。结果表明,在以葡萄糖为发酵底物的厌氧产氢系统中,微生物分别以铵和硫酸盐为电子供体和电子受体发生了硫酸盐型厌氧氨氧化;进水有机物负荷和pH主要通过影响不同种微生物的活性而影响脱氮性能,氨氮和硫酸盐的浓度直接与氮素去除率有关。在最大产氢能力为16m3／（m3·d）、氢气体积百分比为65％的生物制氢系统中,最大脱氮效率约为64％。产氢效率与氮脱除率呈现负相关关系。研究表明,在控制条件下,可以实现高有机物废水厌氧脱除氨态氮,为生活污水直接厌氧脱氮开辟一条新途径。     

微囊藻毒素-RR的提取和臭氧氧化降解

在对采自云南滇池水华蓝藻细胞中的微囊藻毒素-RR(microcystin-RR,MC-RR)提取并发现其含量达到0.19mg/g(干重)的基础上,重点研究了臭氧氧化降解所提取的MC-RR。结果表明,当反应体系中臭氧浓度为5.7 mg/L时,初始浓度1.9 mg/L的MC-RR在15 min内被完全降解。利用HPLC/ESI/MS对提取的MC-RR及其氧化降解产物质荷比测定发现,降解前MC-RR的质谱图中出现特征离子m/z=1 038.7、m/z=519.8以及m/z=135.0。而降解后的产物质谱图中只有Adda基团中带苯环结构化合物(C9H10O)的特征离子峰m/z=135.0存在,其他2个离子峰完全消失。由此推断反应体系中MC-RR(m/z=1 038.2)在大量臭氧及其.OH自由基全面攻击下,分子结构中Adda基团以及单环结构中的不饱和双键直接被氧化而发生断链,最终形成小分子的有机物。     

Mn-Ag/13X的焙烧温度对等离子体催化氧化吸附态甲苯的影响

采用等体积浸渍法制备一系列在不同温度下焙烧的Mn-Ag/13X分子筛催化剂,并用SEM、BET、XRD和XPS对催化剂进行表征。在低温等离子体反应器中,考察了不同焙烧温度制备的催化剂对甲苯的吸附和低温等离子体催化氧化甲苯的性能。研究结果表明,在对甲苯的吸附中,不同温度下焙烧的催化剂的吸附穿透时间依次为:600℃500℃400℃300℃700℃,600℃的Mn-Ag/13X催化剂比表面积最大,到达甲苯吸附穿透的时间最长;在低温等离子体催化氧化甲苯中,不同温度下焙烧的催化剂催化氧化所产生的CO_x浓度大小依次为:500℃600℃400℃300℃,CO_2选择性依次为:600℃500℃400℃300℃,焙烧温度为500℃的Mn-Ag/13X催化剂的晶格氧多,产生的CO_x多,对甲苯的催化氧化活性高。     

利用回收石墨制备的氧化石墨烯及其吸附性能

以浮选法从脱硫渣中回收的石墨为原料,采用HUMMERS法制备氧化石墨烯,并以阳离子艳红为目标污染物对氧化石墨烯的吸附性能进行研究。研究表明从脱硫渣中回收的石墨为鳞片石墨,与天然鳞片石墨在晶体结构、形貌等方面无明显差异。2种石墨经氧化后均形成了含有C—OH、—COOH和C—O—C等官能团的氧化石墨烯。氧化石墨烯对阳离子艳红的吸附速率非常快,在5 min后能达到吸附平衡,理论最大吸附量为714 mg·g-1,吸附过程符合Langmuir等温式。     

有机物浓度对厌氧氨氧化脱氮性能影响试验研究

通过间歇试验和连续试验研究了不同有机物浓度对厌氧氨氧化活性及脱氮性能的影响。间歇试验结果表明：自养条件下厌氧氨氧化菌的最大比反应速率为0.189 kg NH⁺₄-N/（kg VSS·d）;当氨氮和亚硝酸盐氮浓度为80 mg/L时,有机物的添加降低了厌氧氨氧化速率,当有机物浓度超过70 mg/L时,厌氧氨氧化菌的最大比反应速率降低到0.05 kg NH⁺₄-N/（kg VSS·d）以下,是反硝化菌与厌氧氨氧化菌竞争亚硝酸盐产生了可逆抑制的结果。连续试验结果表明,高氮低碳源有机环境下厌氧氨氧化能稳定运行,并且比自养系统中总氮的去除率有所提高,当COD值为50 mg/L时,总氮去除率最大,平均值达96.59%,是反硝化菌和厌氧氨氧化菌共同脱氮的结果;当有机物浓度过高时,ANAMMOX对TN去除贡献率持续降低,反硝化不断得到强化,厌氧氨氧化运行不稳定。     

半干法烧结烟气脱硫灰中亚硫酸钙氧化研究

针对半干法烧结烟气脱硫灰因CaSO3含量高难以有效综合利用的问题,采用静态和动态氧化实验,结合热重-差热分析探讨了半干法烧结烟气脱硫灰中CaSO3的氧化效果.实验结果表明,在沮度为45～90℃,以MnO2、Fe2O3、V2O3为催化剂时,脱硫灰中CaSO3的氧化率不超过3%,催化效果好差为MnO2Fe2O3V2O5;在温度为400～500℃、气固比(空气体积流量与脱硫灰质量比)为0.02～0.06m3/(g·h)、反应时间为30～60min、无外加催化剂时.脱硫灰中CaSO,3的氧化率为40.4%～100.0%;温度在450℃以上时,CaSO3氧化率均在80%以上.     

超声波协同Fenton氧化法去除造纸法再造烟叶废水COD

采用单独Fenton氧化法和联合超声波Fenton氧化法去除经过生化处理后的造纸法再造烟叶废水COD,通过研究反应时间、H2O2和Fe2+用量对COD去除率的影响,确定最佳实验条件。结果显示,Fenton法和联合超声波Fenton法对COD最大去除率分别为66.18%和76.99%;对比结果发现,超声波可以减少Fenton反应时间,降低COD去除率最大时的Fenton试剂用量,保证高COD去除率的同时扩宽Fenton试剂用量范围,超声波协同Fenton反应的作用显著。     

高架道路渐变空腔微穿孔声屏障的设计和降噪

针对道路交通噪声的频谱特性,提出了一种采用渐变空腔的微穿孔声屏障,根据微穿孔吸声理论推导了渐变空腔微穿孔声屏障吸声性能的计算方法,并对其吸声性能进行预测计算和实验室测量.采用RLS 90预测模型计算渐变空腔微穿孔声屏障的降噪效果,并对高架道路试验工程段进行了声屏障降噪效果的现场测量.结果表明,渐变空腔微穿孔声屏障在道路噪声的主要频谱范围内具有良好的吸声性能,吸声频带为2个倍频程,峰值可达0.7;高架道路声屏障降噪效果的计算值和实测值吻合良好,声屏障和防撞墙总高度为4 m,对6层以下高度的建筑物有良好的降噪效果,最大降噪效果达10.3 dB.     

高基质浓度下厌氧氨氧化反应器的启动过程

采用3套厌氧序批式生物膜反应器,研究了高基质浓度对厌氧氨氧化反应器启动过程的影响。经过50 d左右培养,3个反应器氮容积去除负荷均达到0.23 kg N/(m3.d)。但是随着氮容积负荷的提高,反应器内pH也随之升高,最终超过了厌氧氨氧化菌最适生长条件,3个反应器脱氮效果逐渐下降。然后分别通过降低浓度、延长水力停留时间的方式对其脱氮效能进行恢复性研究。结果表明高基质浓度不利于厌氧氨氧化反应器脱氮能力的增强。采用低基质浓度的方式提高反应器氮容积去除负荷时,脱氮效能不仅得到了恢复,而且能够提高到0.45 kg N/(m3.d)。说明低基质难度比高基质浓度更有利于厌氧氨氧化脱氮效能的提高。     

微孔曝气变速氧化沟循环特性的中试研究

氧化沟工艺被广泛应用于脱氮除磷系统,其沟宽和流速均相等,这使得缺氧段和微孔曝气段因水流连续性均有相同的不沉降水平流速,造成曝气区流速高,推进能耗大。基于节能理念,为验证氧化沟变速的可行性,对中试变速氧化沟进行实际流速测定,结果表明,变速氧化沟在沟宽0.4 m处,其断面平均流速约为0.15 m/s;在沟宽1.2 m处,其断面平均流速约为0.07 m/s,上述2种沟宽实际流速比值与其对应的理论流速比3∶1相比较小,但该结论验证了氧化沟变速的可行性。另外,对沟内易沉降点不同水深处沉降比和SS分布进行测定,未出现较大的差值,结合长期工艺表面观察未发现泥水分离和泥块上浮现象。