曝气量对短程硝化过程中N_2O产量的影响

采用敞开式SBR,分别研究曝气量为20、40、60和80 L·h-1工况下,短程硝化过程中溶解态N_2O的逸出规律及N_2O总产量。研究结果表明:曝气过程中溶解态N_2O释放速率与曝气量及溶解态N_2O浓度正相关,随着曝气量的增大,N_2O释放速率-溶解态N_2O浓度变化系数分别为0.001 5、0.002 4、0.003 5和0.004 3 s-1;在各种曝气量下的亚硝化过程中,溶解态N_2O浓度呈先增加后减少现象变化;短程硝化反应时间随曝气量的增长而明显缩短;在亚硝化反应过程中溶解态N_2O最大值及N_2O总产量随着曝气量的增大而明显减小;曝气量由低到高,亚硝化率逐步降低,分别为99.6%、94.9%、92.2%和85.5%,N_2O总产量分别为21.3、9.4、6.8和3.7 mg·L~(-1)。低曝气量(20 L·h-1)下,N_2O的产量远高于高曝气量(80 L·h-1)下的产量。中等强度曝气量(40 L·h-1、60 L·h-1)下,亚硝化过程既可以维持较高的亚硝化率,又可以有效地减少N_2O总产量。     

降温方式对厌氧氨氧化脱氮性能的影响

考察一次性降温和阶梯式降温对厌氧氨氧化反应器(ASBR)脱氮性能的影响。一次性降温方式(30℃降至15℃),阶梯式降温方式(30℃降至25℃,再降至20℃,最后降至15℃)。温度30℃时,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分别为97.3%和98.5%,总氮去除速率为5.12 mg·(g·h)~(-1),?NO_2~--N/?NH_4~+-N为1.33,厌氧氨氧化活性(SAA)为0.139 g·(g·d)~(-1)。一次性降温至15℃时,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分别降至47.9%和55.1%,总氮去除速率降至2.74 mg·(g·h)~(-1),?NO_2~--N/?NH_4~+-N升至1.51,SAA降至0.071 g·(g·d)~(-1)。阶梯式降温至15℃时,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率降至51.6%和61.2%,总氮去除速率降至3.22 mg·(g·h)~(-1),?NO_2~--N/?NH_4~+-N升至1.48,SAA降为0.083 g·(g·d)~(-1)。阶梯式降温方式脱氮性能更佳。     

湿热预处理对北京市典型餐厨垃圾生物制氢潜力的影响

采用北京市2种典型餐厨垃圾,研究不同湿热预处理温度(40、80、120和160℃)和时间(30、60、90和120 min)对2种典型餐厨垃圾理化性能的影响。在此基础上,阐明餐厨垃圾厌氧产氢潜力。结果表明,湿热预处理温度、时间对餐厨垃圾可浮油脱出量具有显著影响,ρ(SCOD)、ρ(TOC)与VS/TS呈负相关。餐厨垃圾处理厂的厨余垃圾经120℃湿热预处理30 min后,可浮油脱出量最大达17 m L·kg-1,ρ(SCOD)、ρ(TOC)分别为150.99、57.91 g·L-1;食堂的餐饮垃圾经160℃湿热预处理30 min后效果最佳,可浮油脱出量最高达99 m L·kg-1,ρ(SCOD)、ρ(TOC)分别为120.69、62.58 g·L-1。餐饮垃圾经160℃湿热预处理30 min,在中温(35±1℃)、高温(55±1℃)厌氧制氢,高温比产氢率和最大产氢速率分别可达40.58 m L·g-1VS、29.20 m L·h-1,与未经预处理组比提高0.78、2.02倍,中温产氢启动时间缩短1倍以上。可见,湿热预处理能显著改善餐厨垃圾理化性质,提高微生物的底物利用效率,提高餐厨垃圾厌氧制氢量及产氢效率。     

报废风机叶片热处理特性及动力学分析

为研究退役风机叶片热处理特性,开展风机叶片的玻璃纤维/环氧树脂风机叶片材料4个不同升温速率(5、10、20、40℃·min^-1)及2种载气氛围(氮气、空气)的热重实验,结合动力学方法对各个反应过程进行研究。热重分析表明玻璃纤维/环氧树脂风机叶片在氮气氛围下存在2个失重阶段,500℃以后质量基本稳定;在空气氛围下存在3个失重阶段,600℃以后质量基本稳定,说明氧气的参与影响了玻璃纤维/环氧树脂的热分解特性。对比不同升温速率下的TG/DTG曲线,随升温速率的提高,TG曲线逐渐向高温方向移动,DTG曲线最大失重率逐渐降低,整个反应过程的质量损失也发生小幅下降。使用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)方法研究其动力学过程,结果表明在热解和氧化反应条件下用2种动力学模型求解的活化能取值范围分别为135.14～207.24、137.64～207.58 kJ·mol^-1和117.95～172.19、119.31～173.22 kJ·mol^-1,平均值分别为179.30、...     

采用化学发泡法制备发泡钢渣水泥

以自制的钢渣水泥(钢渣用量达到60%)为主要的胶凝材料,利用双氧水分解反应的化学发泡法制备发泡水泥,分别研究发泡剂掺量、催化剂二氧化锰、发泡时的搅拌水温、水胶比及玻璃纤维对发泡过程及制备的发泡水泥性能的影响。实验结果表明:催化剂二氧化锰对双氧水分解反应的速率影响较大,加入催化剂后的发泡速率成阶段性变化,但发泡后的最终体积趋于一致;当双氧水用量为4%时,发泡水泥7 d的抗压强度为0.61 MPa,干密度达到556 kg·m-3;发泡时搅拌水温控制在30℃时,发泡过程基本在24 min内结束,发泡效果较好;发泡水泥的抗压强度、干密度随着水胶比的增加而降低;玻璃纤维对发泡水泥孔结构的形成有影响,当玻璃纤维量为0.4%时,其在0~1 mm、1~2 mm内分布的孔较多,整体上孔分布较为均匀,7 d的抗压强度达到0.72 MPa。     

炼化基地大气特征污染物的管控与减排

石化工业区的大气无组织排放是不容忽视的环境问题。以西固炼化基地为例,根据2014年特征污染物NMHC、H_2S、NH_3的区域质量浓度监测值,采用地面浓度反推法对西固炼化基地的特征污染物无组织源强进行估算,其中以炼油厂为最大,分别为NMHC 258.54 kg·h-1、H2S 4.76 kg·h-1、NH_337.18 kg·h-1。基于AERMOD模式预测特征污染物对区域敏感点的影响,根据污染物的相应环境质量标准反算出相应的管控方案,结果显示炼油厂的各项特征污染物削减量最大,分别为NMHC 1 086 t·a-1、H_2S 33 t·a-1、NH_3172 t·a-1,为主要管控对象。针对西固炼化基地特征污染物主要排放源,按近、中、长期提出相应的减排措施,为城区大型炼化基地大气无组织排放的治理工作提供一种思路。     

不同堆肥对南方屋顶绿化植物生长特性的影响

为研究不同堆肥对南方屋顶绿化植物生长的适应性,探索不同堆肥对混合栽培基质的改良效果,本研究采用5因素4水平正交实验法,以3种堆肥、椰糠、珍珠岩和草炭为基质,以早熟禾、四季海棠、佛甲草和彩叶草为供试植物,通过观测植物株高、叶片叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率的变化规律,以及添加不同堆肥混合栽培基质对植物生理生长特性的影响,研制出了适用于南方屋顶绿化栽培的最佳组合配方。结果表明,最适宜南方屋顶绿化混合栽培基质的配方为A2B2C3D2,即四季海棠、园林废弃物堆肥4份、椰糠添加量1份、珍珠岩添加量4份,与本实验处理6最接近。该研究对合理配制混合栽培基质,提高南方屋顶绿化栽培的成功率提供了一定的理论和实践依据。     

酸化破乳-萃取-蒸氨预处理用于催化湿式过氧化氢氧化处理煤气化废水

调酸-萃取-蒸氨工序预处理煤气化废水温度达87~95℃,联合高温催化湿式过氧化氢氧化(catalitic wet peroxide oxidation,CWPO)处理煤气化废水,可显著提高废水可生化性。比较了3%Fe/椰壳炭、3%Fe/Al2O_3在CWPO过程中的催化性能。实验结果表明,在反应条件为80℃、pH0为4、H2O_2加入量为7.8~10.5 mg·L~(-1)、空速(LHSV)为0.5 h-1时,3%Fe/椰壳炭对预处理煤气化出水COD去除率高达60%,对总酚的去除率高达90%以上,H2O_2利用率大于99%,色度由初始1 000倍降至2倍,此外,出水B/C为0.51,达到进入生化处理系统的水质要求。     

挤压法制备Fe-Al-Ce复合氧化物颗粒除氟性能及地下水处理应用

利用粘结挤压法将Fe-Al-Ce复合氧化物粉末材料制备成颗粒材料(GFAC),进行表征、静态和动态吸附除氟性能评价和现场应用.结果显示,优选GFAC颗粒直径为1.6 mm,具有较高的压缩破坏强度33.80 N和除氟性能.GFAC颗粒对氟的吸附过程符合准二级反应动力学方程,吸附速率受膜扩散和内扩散共同控制;在pH 7.0±0.2条件下,GFAC颗粒对氟的饱和吸附容量达到51.28 mg/g(25℃,Langmuir等温吸附模型).不同空间流速(SV)下动态实验出水穿透(1mg/L)时对氟的累积吸附量分别为5.69mg/g (SV=1 h-1)、5.61mg/g (SV=2h-1)、2.83 mg/g (SV=5 h-1),高于常见活性氧化铝除氟剂(AA,1.77 mg/g,SV=1 h-1)及其他报道的颗粒除氟剂.GFAC颗粒在河北现场成功用于实际高氟地下水的处理,在原水氟浓度(3.7±0.3)mg/L和pH 8.0±0.2条件下,对氟的累计吸附量为3.16 mg/g,明显高于AA(0.83mg/g),具有较好的应用前景.     

Pb对水泥熟料矿物烧成、组分的影响及其固化行为研究

以空白生料为基准,分别掺入0.5%、1.0%和2.0%的Pb试剂,分别在1 250、1 300、1 350、1 400和1 450℃烧成熟料,并利用化学分析、XRD、SEM和SEM＋EDS等方法对熟料进行检测分析。结果表明,在相同Pb掺量（分别为0.5%、1.0%和2.0%）下,随煅烧温度在1 250～1 450℃的逐渐升高,烧成效果逐渐变好。较低掺量时,Pb可促使液相提前出现,增加液相量,降低液相粘度,对生料易烧性有一定程度的改善作用;掺量过高（达到2.0%时）,对熟料易烧性不利。Pb易富集固溶于A矿中。     

诱导结晶法同时去除铜、锌离子

考察投药量、水力负荷、停留时间等因素,对诱导结晶反应器去除Cu~(2+)、Zn~(2+)效果的影响,确定最佳运行参数为:水力负荷40 m~3·(m~2·h)~(-1),结晶药剂投药量2∶1,停留时间90 min。在最佳运行参数下,结晶反应器处理含铜20 mg·L~(-1),含锌10 mg·L~(-1)、pH为5.5~6.0的混合重金属废水。反应器连续运行40 d,出水中铜离子和锌离子平均浓度分别为1.31 mg·L~(-1)和4.57 mg·L~(-1),铜离子和锌离子平均去除率分别是93.4%和51.3%。诱晶载体粒径由0.568 mm长至0.617 mm,平均生长速度为0.001 23 mm·d-1。研究表明,该诱导结晶工艺可以用作同时去除废水中的Cu~(2+)、Zn2+。     

不同生物塔净化化纤污水场恶臭性能的比较

为了考察生物法治理污水处理场恶臭气体的实验效果,本研究采用生物滴滤、生物过滤和生物洗涤3种方法对某中石化公司化纤污水处理场4个恶臭气体挥发严重的污水池(生活污水提升池、氧化池、事故池和调节池)进行恶臭治理。实验结果表明,待生物塔稳定运行后,改变处理气量由0.1 m~3·h-1增大到0.2 m~3·h-1,相应的停留时间(EBRT)由172 s缩短到86 s,生物滴滤塔对甲醇、乙醇、环己烷和间-二甲苯这4种污染物的去除效率分别提升至96.80%、100.00%、92.15%和99.68%。此外,3台生物塔对于外界气温变化的适应性良好,但生物滴滤塔的压降始终未检出。根据小试实验结果,该化纤污水处理场恶臭的有效治理可以选用生物滴滤技术。     

零价铁活化过硫酸钠体系降解污染土壤中的多环芳烃

采用Fe0活化Na_2S_2O_8体系降解污染土壤中的PAHs,其代表化学物为NAP、PHE、FLA和BAP。分别研究了Na_2S_2O_8的添加量、Na_2S_2O_8与Fe0的物质的量比、水土比和温度对降解效果的影响,同时探讨了PAHs的降解动力学;并利用电子顺磁共振法(EPR)验证了Fe0活化Na_2S_2O_8的自由基产生情况。结果表明,当1 mol·L-1的Na_2S_2O_8添加量为10 mL、Na_2S_2O_8与Fe0物质量之比为200∶1、水土比为2∶1、温度为60℃时反应36 h后,NAP、PHE、FLA、BAP的降解率分别为98.15%、78.41%、93.47%和97.64%。PAHs的降解符合一级反应动力学,且BAP的反应速率常数最大为0.030 5 h-1。EPR谱图表明,Fe0活化Na_2S_2O_8降解PAHs污染的土壤是SO4-·和·OH共存的反应体系。该研究可为Fe0活化Na_2S_2O_8体系降解PAHs污染土壤的机理提供一定的依据。     

接触氧化过滤去除地表水中的氨氮

接触氧化过滤工艺普遍用于去除地下水中的氨氮,在去除地表水中氨氮的应用较少。为了对此工艺去除地表水中的氨氮进行研究,以附有铁锰氧化物的石英砂为滤料填充滤柱,测试了滤柱对地表水中的铁、锰和氨氮的去除效果,并重点分析了影响氨氮去除的主要因素。结果表明:当滤速为8 m·h-1,进水铁、锰、氨氮浓度分别为0.6、1.1和1.8 mg·L~(-1)时,滤柱对3种污染物的去除率分别为83.3%,95.3%和80.6%,3种污染物的出水浓度均达标。此外,升高进水温度、提高进水碱度可增大氨氮的去除率。当温度由8℃增大到14℃时,氨氮去除率提高了近一倍。进水投加NaOH(浓度为4mg·L~(-1))时,氨氮的平均去除率比不投加NaOH时高23.1%。     

水泥窑共处置废物过程中重金属的流向分布

为了探索水泥窑共处置危险废物过程中重金属流向分布规律,研究了不同温度条件下Cr、As、Pb在煅烧熟料、颗粒物和尾气中的残留率。在900、1 000、1 100、1 200、1 300和1 450℃温度条件下,将添加Cr、As和Pb化学试剂的生料分别进行煅烧,模拟重金属在水泥窑内不同温度带的煅烧过程。结果表明,6个温度条件下,Cr主要分布在熟料中并且呈现不规则变化;颗粒物中的Cr在1 200℃条件下分布量最大,所占比例为32.79%(w);在900℃和1450℃条件下,烟气中的Cr分布量最大,所占比例为0.24%(w)。6个温度条件下As主要分布在熟料中并且1 000~1 450℃条件下稳定在81%~83%之间;在900℃条件下,As在熟料中的残留率最大,所占比例为97%(w);在1450℃条件下,As在尾气中的分布达到最大值,所占比例为0.0023%(w)。6个温度条件下,Pb在熟料中的残留率随着温度升高而逐渐减少,挥发颗粒物中的含量呈现相反的趋势;尾气中Pb的含量随着温度的升高逐渐增加。     

进水方式对序批式人工湿地处理效能的影响

序批式人工湿地具有较高的脱氮效能,研究考察了序批式人工湿地间歇和连续2种进水方式对其处理效能的影响。研究表明,进水方式对TN去除效能影响显著,对COD、NH4＋-N去除影响不显著。在水温18～25℃,负荷38 gCOD/（m2.d）条件下,采用＂进水10 min-反应12 h-排水10 min-排空闲置4 h＂的间歇进水方式时,可使进水COD、NH4＋-N和TN分别为306、65和73 mg/L的生活污水,出水分别为45、7和19 mg/L,去除率分别为85%、89%和74%,与＂进水反应12 h-排水10 min-排空闲置4 h＂的连续进水方式相比,COD和TN的去除率分别提高4%和32%。     

结晶造粒流化床同步去除水中铁、锰及硬度的中试实验

为了实现水中的铁、锰及硬度的同步去除,利用结晶造粒流化床,在中试规模条件下,考察了药剂投加量、晶种填充高度、水力负荷、连续运行时间等因素对出水效果的影响。结果表明,在进水硬度、铁和锰平均浓度分别为300、0.90和1.90 mg·L~(-1)条件下,当水力负荷为13 m·h-1,晶种填充高度为50 cm,NaOH投加量为100 mg·L~(-1)时,出水水质达标,大部分污染物在流化床底部被去除,出水效果随着运行时间的推移有所增强,硬度、铁及锰的去除率分别为59%、70.6%和96.7%,出水p H为9.6;此外,水中硬度的含量较高时,流化床对锰的去除难度加大。通过对长期运行后晶种的结构变化进行SEM、EDS和XPS表征,发现流化床运行过程中,结晶颗粒逐渐长大,表面形成致密的结晶产物,其主要成分为Ca CO3、FeOOH、Fe_3O_4、Mn__和MnO_2等构成的复合物。研究结果为水中铁、锰及硬度的同步去除提供可借鉴的理论参考,具有一定的实践指导意义。     

丝绸厂汰头废水除磷试验研究

针对丝绸厂汰头废水高有机物浓度高氮磷的特点,对该废水的化学除磷工艺及生物化学组合除磷工艺的除磷效能进行了对比研究,考察了有机负荷、运行工况、工艺组合、药剂种类和投加量等对除磷效能的影响.试验结果表明:对汰头废水采用厌氧-生物除磷-生物脱氮-化学除磷组合工艺除磷经济高效,当生物除磷SBBR工艺单元有机负荷为3 kgBOD5/m3·d,运行工况为进水0.5 h-厌氧2 h-曝气4 h-沉淀1 h-排水0.5 h,化学除磷工艺单元投加60 mg/L聚合氯化铝(PAC)时,可使COD及PO3-4分别为10 000 mg/L和114 mg/L的进水,出水COD及PO3-4分别为93 mg/L和0.23 mg/L;总ηCOD91.5%,ηPO3-4为99.8%.其中生物除磷工艺单元承担的ηPO3-4为75%;化学除磷工艺单元承担的ηPO3-4为24.8%.     

冬季组合工艺处理灌溉尾水的运行效果

采用水耕蔬菜人工湿地与垂直流人工湿地组合工艺处理农村生活污水灌溉尾水,针对冬季灌溉尾水量大,而系统处理效果下降问题,对组合工艺进行了运行效果及水力负荷等工艺参数的优化研究。大棚对系统能起到一定的保温效果,系统进出水水温均高出未采取保温强化措施系统2℃左右。在冬季水耕蔬菜人工湿地与垂直流人工湿地受温度影响,污染物去除效能显著下降,随着水力负荷的增大,水耕蔬菜人工湿地对COD、TN及TP的平均去除率和去除负荷呈先增加后减小趋势,其对COD、TP的平均去除率均在0.3 m~3/(m~2·d)附近达到最大,分别为33.4%和11.5%,TN的平均去除率在0.4 m3/(m~2·d)附近达到最大,为8.5%;垂直流人工湿地随着水力负荷的增大,对COD、TN、NH_4~+-N和TP的平均去除率的变化趋势与水耕蔬菜人工湿地相似,在0.2 m~3/(m~2·d)处达到最大,分别为56.3%、29.3%、23.8%和31.3%。上述结果与人工湿地在其他温度较高季节去除率一般随水力负荷降低而呈上升趋势的结果显著不同,表明在冬季依靠一味降低水力负荷无法达到提高系统去除效能的目的。     

不同喷淋量对核废物处置库顶盖毛细屏障效应的实验研究

采用箱体实验方法,通过对粗-细砂交界面水分穿透量和绕流量的定量观测以及基质势的测定,模拟降雨条件,探讨了喷淋量分别为5、10、15、20、25mm/d时对核废物处置库顶盖(粗-细砂交界面)毛细屏障效应的影响。基质势的测定结果表明,在没有达到粗砂进水基质吸力之前,水分在粗-细砂交界面累积量增加并未及时发生横向流动;当交界面的基质吸力达到进水基质吸力后,穿透发生;此后交界面的基质势又很快减小,水分主要发生横向绕流。随着喷淋量的增大,对于粗-细砂交界面,无论是喷淋期间基质势的增加程度还是喷淋结束后基质势的降低程度都很明显;相比较而言,细砂层的基质势变化很小。水分相对绕流量测定结果表明,喷淋量不大于5mm/d时,不会发生穿透;随着喷淋量的增大,通过粗-细砂交界面的穿透量逐渐增大,而横向绕流量随之减小,当喷淋量达到25mm/d时,水分相对绕流量减少至39.7%。