挺水植物浮岛水质净化模拟

针对地表水生态系统环境治理与生态保护的实际需求,植物修复技术作为成本较低和适用范围较广的生态修复技术,水生植物类型及配置模式对水质净化功能需系统探讨。为解决微污染水体人工湿地水质净化问题,以美人蕉、千屈菜、香蒲、鸢尾和慈姑5种挺水植物及不同配置模式开展水质净化功能研究,筛选水质净化优势植物基础上探讨不同温度下污染物去除效果。结果表明：水生植物在30 d试验周期内对氨氮 (NH₄⁺-N) 的去除率均大于95%;对总氮 (TN) 和总磷 (TP) 的去除率最高的为美人蕉和千屈菜,其中对TN去除率为60.2%、57.8%,对TP去除率最高为66.3%和73.2%;慈姑因植株枯萎掉落下来进入水体,导致植物向水体释放氮磷,释放率分别为18.7%和43.0%;鸢尾组出现根部腐烂状态,并出现反硝化和TP释放。组合植物试验中,鸢尾与美人蕉、千屈菜的组合对污染水体的净化效果要明显优于香蒲与美人蕉、千屈菜组合,适合运用到湿地等生态修复措施治理微污染水中。水质净化优势植物美人蕉在不同环境温度下净水效能研究表明,低温 (5~10 ℃) 条件下TN平均去除率显著降低,对COD的降解速率影响较小,环境温度20~25 ℃条件下美人蕉对微污染水体COD、NH₄⁺-N、TN和TP的去除效率显著高于低温环境;常温环境下复合浮岛植物根际填料样品的细菌群落多样性高于低温环境,常温环境样品中变形菌门 (Proteobacteria) 为优势菌门,低温环境中优势菌门为绿弯菌门 (Chloroflexi) 。     

两级混合稳定表流湿地处理生活污水

为了提高一级稳定表流湿地(stable surface flow wetland,SSFW)的出水水质,在单级稳定表流湿地后串联一级潜流人工湿地,构成两级混合稳定表流湿地(two steps hybrid stable surface flow wetland,TSHSSFW),研究气候变化对其净化效果的影响,并同一级潜流人工湿地(one step subsurface flow wetland,OSSFW)进行对比。研究表明,气候变化对TSHSSFW的COD和总磷去除率影响较小,去除率均在80%左右;而对氨氮和总氮的去除率影响比较大,夏季TSHSSFW的氨氮和总氮去除率分别为87.77%和77.74%,而冬季氨氮和总氮的去除率分别为54.07%和48.84%。相比单级潜流人工湿地(OSSFW),有SSFW作为前处理的潜流人工湿地对氨氮和总氮的去除率较高。     

强化人工快速渗滤系统处理生活污水

针对人工快速渗滤(CRI)系统处理生活污水总氮和总磷去除率不高的问题,提出了强化人工快速渗滤(SCRI)系统。通过研究SCRI系统填料和结构,使其对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别提高了12.77%、20.82%、45%和30.98%,出水浓度满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准,且有效缓解了系统堵塞问题。     

垂直潜流人工湿地对水产养殖尾水中抗生素和氮磷的去除及其影响因素

针对养殖尾水中氮磷和抗生素污染问题,构建了3种不同条件的上行垂直潜流人工湿地小试系统,分析了养殖尾水中4种典型抗生素(氧氟沙星、磺胺甲恶唑、氟苯尼考和土霉素)的去除效率及其影响因素,探讨了抗生素对营养盐去除的潜在影响。结果表明：在春季和夏季,3种不同条件的上行垂直潜流人工湿地系统对氟苯尼考、土霉素、氧氟沙星和磺胺甲恶唑的去除率分别为25.61%~53.66%和15.10%~37.93%、94.82%~97.16%和93.96%~94.87%、93.53%~94.27%和85.17%~86.57%、10.48%~57.54%和29.84%~62.36%。添加生物炭可以显著提高湿地系统对磺胺甲恶唑和氟苯尼考的去除率,与CW1和CW2相比,CW3对磺胺甲恶唑的去除率平均分别提高了39.79%和33.92%;对氟苯尼考的去除率平均分别提高了25.45%和22.61%。在抗生素暴露条件下,春季,系统对总氮、总磷、氨氮和硝态氮平均去除率分别下降了11.69%、17.53%、10.04%和4.07%;夏季,总磷和氨氮的平均去除率分别下降了19.41%和5.53%,而总氮和硝态氮的平均去除率分别提高了11.67%和10.42%。以上研究结果可为进一步改进人工湿地系统设计参数,提高污染物去除效率提供参考依据。     

组合型人工湿地对二级好氧单元出水的深度处理

经过好氧处理后,污水中有机碳通常被降解去除进而影响后续反硝化的进行。为了解决反硝化因缺少碳源受到抑制的问题,设计了3组人工湿地作为好氧单元出水的深度处理系统,并添加原污水作为反硝化碳源。3组人工湿地均由潮汐流人工湿地和潜流人工湿地叠置而成,编号分别为CW1、CW2和CW3,其中CW1、CW3为下行-上行复合流,CW2为下行单向流;CW2、CW3表层种植美人蕉(Canna indica),CW1不种植物。在水力负荷为30 cm·d~(-1)的条件下,3组人工湿地对有机物的去除率都在70%左右。CW1对NH_4~+-N、TN和TP的平均去除率分别为71.2%、51.7%和35.9%;CW2对NH_4~+-N的处理效果最好,对TN的去除效果最差,平均去除率分别为91.5%和38.3%;CW3能够明显提高TN和TP的处理效果,平均去除率分别为69.9%和62.2%。复合流和种植美人蕉能够明显提高系统对污染物的综合处理性能,这对于优化人工湿地设计以及低C/N生活污水的深度脱氮均有重要的借鉴意义。     

复合填料土壤渗滤系统处理农村生活污水的效果

为了加强农村生活污水综合治理,本研究以农村生活污水为研究对象,选择了以粉煤灰和腐熟牛粪作为填料配合土壤的2套不同装填方式的土壤渗滤系统,分别用于去除污水中的COD、总磷、总氮和氨氮.系统1对COD、总磷、总氮和氨氮的平均去除率分别为85.8%、98.1%、78.4%和93.7%,系统2的去除率分别为87.1%、96.0%、73.4%和95.5%.结果表明,两系统对污水中的污染物均有较好的去除效果.通过方差分析比较两系统的去除效果发现,装填方式对COD去除效果影响不大,而对总磷、总氮和氨氮的去除效果差异显著.但从污水处理效果综合比较,以分层装填方式的系统1对污染物的去除效果优于全混合装填方式的系统2.     

组合式垂直流人工湿地工艺及其污水处理效果

提出了一种组合式垂直流人工湿地处理工艺,并研究了其对生活污水的处理效果。在水力负荷100 mm/d的工况下,生活污水中有机物的去除主要集中在组合式垂直流人工湿地的第一级,其去除速率常数显著高于后面两级(P<0.05)。人工湿地系统对污水中化学耗氧量、总氮、总磷的去除率分别为90.1%、53.7%和43.7%,相应的去除速率常数分别为88.0、29.2和21.2。     

5种水培植物对富营养化水体的净化能力

为了研究水培植物对富营养化水体的净化能力,将莴笋(Lactuca sativa var.angustata)、空心菜(Ipomoeaaquatica)、番茄(Lycopersicon esculentum)、生菜(Lactuca sativa var.ramosa)和黄瓜(Cucumis sativus)5种蔬菜放置于富营养化水体中培养,定期测定水体中总氮和总磷含量的变化。实验结果表明,水培莴笋、空心菜、番茄、生菜和黄瓜对富营养化水体中总氮的去除率分别为66.45%、91.28%、93.74%、93.04%和90.11%;对总磷的去除率分别为96.44%、97.48%、85.62%、88.08%和90.97%。比较5种水培蔬菜单位鲜重的总氮和总磷去除能力,结果表明,生菜的总氮和总磷去除能力最强,分别为0.69 mg/(L.g FW)和0.06 mg/(L.g FW),可作为净化富营养化水体优先选择的植物物种。     

模块化填料人工湿地处理农村生活污水

构建美人蕉(Canna indicate L.)潜流人工湿地系统,对比研究基于模块化填料的人工湿地系统(MS-C-S)和基于普通碎石填料的人工湿地系统(GS-C-S)对农村生活污水的处理效果。结果表明,模块化填料对氨氮和总磷的去除率明显高于碎石填料。在MS-C-S和GS-C-S系统运行5 d后,MS-C-S系统对氨氮的去除率高达54.2%~69.4%,而GS-C-S系统仅为13%~28%;MS-C-S系统对总磷去除率77.7%~83.5%,而GS-C-S仅为54.5%。MS-C-S系统对氨氮和COD的去除率比 MS-U-S分别高出约23%和11%;而MS-C-S和MS-C-L系统对氨氮、总磷和COD的去除趋势和去除效果都几乎相近。模块化填料及以其为基质的人工湿地系统可以很好地去除氨氮、总磷和COD,有一定的应用前景。     

植物对氮、磷去除效果及克藻效应的研究

于夏季，在实验室和莫愁湖现场，开展了苦草和美人蕉对氮、磷去除效果及克藻效应的研究，结果表明，无论是在现场还是实验室，苦草和美人蕉对总氮、总磷都有明显的去除效果，且随着时间的增加，去除率也随之增大。在实验与现场条件，美人蕉与苦草对总氮和总磷的去除率之间没有显著差异。苦草和美人蕉都对蛋白核小球藻和铜绿微囊藻两种藻类表现出显著的抑制作用，但在实验与现场条件下，美人蕉和苦草对两种藻类的抑制效应存在着显著差异，而对于藻种则二者均表现出一定的选择性抑制作用。     

次氯酸钠发生器的研制

介绍了电解法生产次氯酸钠的原理 ,并在原有生产工艺的基础上进行了重新设计和对设备的重新选择、改造 ,得出了各个工艺参数的最佳值 ,生产出高品质的次氯酸钠     

造纸废水混凝处理中SFT助凝替代性研究

中小造纸厂废水处理常用PAC作混凝剂 ,PAM作助凝剂。由于PAM成本很高 ,影响了处理设备的投运率。用超细滑石粉 (SFT)替代PAM助凝 ,与混凝剂PAC配合 ,其混凝处理效果基本相当 ,但是处理成本降低 0 .10元 /m3 。由于SFT属环境无害材料 ,不会给排泥带来二次污染     

An application of the theory of kinematics of mixing to the study of tropospheric dispersion

The most common technique used for numerical simulations of tracer mixing is that of the numerical solution of the advection–diffusion equation with the unresolved fluxes parameterized using the similarity theory. Despite correct predictions of the overall directions of transport, models based on a numerical solution of the advection–diffusion equation lack sufficient accuracy to correctly reproduce the coupling of mixing with small scale processes which are sensitive to the microstructure of the tracer distribution. The objective of this paper is to revisit the basic formalism employed in numerical models used to investigate atmospheric tracers. The main mathematical method proposed here is the theory of kinematics of mixing which could be applied effectively for simulations of atmospheric transport processes. At the beginning of the paper, we introduce simple mathematical transformations in order to demonstrate how complex topological structures are created by mixing processes. These idealistic flow systems are essential to explain transport properties of much more complex three-dimensional geophysical flows. An example of the application of the kinematics of mixing to the analysis of tracer transport on a planetary scale is presented in the following sections. The complex filamentary structures simulated in the numerical experiment are evaluated using some commonly applied statistical measures in order to compare the results with the data published in the literature. The results of the experiment are also analysed with the help of simple conceptual models of fluid filaments. The microstructure of the tracer distribution introduced in the paper is essential to increase our understanding of atmospheric transport and to develop more realistic parameterizations of small-scale mixing. The presented results could also be used to improve calculations of the coupling between microphysical processes and tracer mixing.     

Estimation of uncertainty of sampling for analysis of pesticide residues

Abstract

A computer model was used to take random samples from primary sample populations obtained from field trials to simulate the uncertainty of sampling for residue analysis of plant commodities and soil. The results indicate about 40%, 30% and 20% relative uncertainty when random samples of size 5, 10 and 25 are taken respectively, from a single lot. Therefore the sample size should be the same for establishing and enforcing legal limits.     

乌江汇入对三峡水库局部水体中磷质量浓度的影响

乌江水体中总磷与三峡水库相关水域存在差异。通过对相关水体中磷质量浓度变化特征的分析,结果表明：2008年前乌江TP显著低于三峡水库相关水域,其汇入对后者主要表现为“稀释”作用,可使清溪场断面TP年均值最大降低约0.02 mg·L⁻¹;2009年后乌江TP急剧升高,其汇入后清溪场断面2009—2013年TP年均值最大升高约0.057 mg·L⁻¹;2014年后乌江汇入基本不会使清溪场断面TP年均值明显改变;1998—2006年乌江TDP与三峡水库相关水域相近,乌江汇入对清溪场断面TDP年均值基本无影响;之后乌江TDP快速上升,2007—2013年乌江汇入最大可使清溪场断面TDP年均值升高约0.061 mg·L⁻¹;2014年后乌江TDP大幅回落,其对水库影响降低,最大可使清溪场断面TDP年均值升高约0.008 mg·L⁻¹;乌江汇入对三峡水库局部水体磷质量浓度的影响在不同时段其程度、趋势均不一致;乌江干流水电建设导致的水文条件变化和乌江上游区域磷矿开发过程中含磷废水排放使得乌江水体中磷质量浓度发生改变,进而间接、持续对三峡水库局部水体中磷质量浓度产生影响。该研究结果可为三峡水库的水生态环境监管提供参考。     

地铁颗粒物特征分析及磁性过滤控制

通过SEM-EDX和XRD对采集来的地铁颗粒物（PM10和PM2.5）进行形貌和成分分析,研究结果表明：地铁颗粒物具有粒径大（可达10 μm）、形状不规则、表面具有明显的刮擦痕迹等特征,主要成分为Si、C、O和Fe;其中Fe主要以Fe3O4、Fe2O3等氧化物的形式存在。针对地铁颗粒物含铁磁的特性,采用磁性过滤控制方法对地铁颗粒物开展研究,构建的磁性过滤装置对该地铁颗粒物的捕获效果可达90%以上,在一定磁性强度范围内（0 ~ 0. 300 T）,滤网对颗粒物的捕获效果随着对其施加的磁性强度增加而提升,当施加的磁场强度为0. 300 T时,装置对地铁颗粒物的捕获效率接近100%,比相同条件下对飞灰的捕获效率高出10% ~ 15%,建议把磁过滤作为一种前处理装置用在含磁颗粒物处理上。     

活性炭三维电极法对印染废水的处理研究

对三维电极方法处理印染废水进行了实验研究,初步探讨了活性炭三维电极法处理印染废水的机理,对影响处理效果的各种要素,如反应时间、槽电压和pH值等进行了条件实验,得出了活性炭三维电极法处理印染废水的最佳运行条件为:停留时间120-180 min,槽电压25～30 V,进水pH值6.5～7.5。结果表明,该反应器能有效地降低废水色度,有较高的COD去除效率,并能提高印染废水的可生化性。     

不同泥源对厌氧氨氧化反应器启动的影响

采用2套上流式生物膜反应器,分别接种少量厌氧氨氧化污泥和大量硝化污泥,考察其对厌氧氨氧化反应器启动的影响。污泥接种入反应器后,测得接种厌氧氨氧化污泥的反应器(R1)内MLSS为0.22 g/L,另一个反应器(R2)MLSS为2.7 g/L。与直接接种厌氧氨氧化污泥相比,R1经过72 d的运行才显现出厌氧氨氧化特性。经过114 d的培养,前者氮去除速率由0.23 kg/(m3.d)提升到5.29 kg/(m3.d),总氮去除率大于89%;R2的氮去除速率由0.01 kg/(m3.d)提升到1.1 kg/(m3.d),总氮去除率大于84.6%。说明普通污泥启动需要一个较长的筛选过程,直接接种少量的厌氧氨氧化污泥比接种普通的污泥能够更快启动厌氧氨氧化反应器。     

产油微藻培养与回收的关键技术研究进展

寻找廉价而高效的替代原料是实现生物柴油产业化的关键所在.微藻以含油量高、生长周期短、环境适应能力强、生物产量高等优点,有望成为一种极具潜力的生物柴油生产原料.然而,目前尚存在微藻培养低效成本高和微藻回收效率低两大难题.综述了微藻培养与回收过程中的关键技术,并对存在的两大难题及其改进技术进行了详细的探讨.最后,总结并展望了微藻培养、回收技术未来的发展趋势.     

生物质快速热裂解主要参数对生物油产率的影响

以松木木屑为原料,在自制的小型流化床上,开展了生物质热裂解温度、生物质粒径和进料速率对生物油产率的影响实验研究.结果表明,在热裂解温度分别为450、475、500、525和550℃条件下,当热裂解温度为500℃时,生物油产率最高,平均产率达到53.33%(质量百分比).反应温度越高,炭产量越低,不可冷凝气体产量越高,气体发热值越高;粒径＜1 mm的生物质其粒径对生物油产率影响不大;生物质进料速率增加时,生物油产率增加.本研究为生物能的利用提供了新的途径.