ZnAlFe类水滑石的制备及其吸磷性能的研究

用共沉淀法制备了系列锌铝铁类水滑石(LDH)并考察了LDH的吸磷性能.结果表明,n(Zn)∶n(A1)∶n(Fe)=2∶0.2∶0.8时,LDH对磷酸根的吸附能力最好.温度为30℃,初始pH值为6时,磷饱和吸附容量达51.81 mg/g.吸附前后LDH的XRD和FT-IR分析表明,LDH主要通过表面吸附、离子交换以及形成Zn3(PO4)2·4H2O层来实现磷酸根的去除.     

空气流体振荡提升曝气溶氧效率的效果及机制

开发了新型空气流体振荡器用于曝气系统，将进入曝气器的稳定流变为振荡流，以标准氧总传质系数为指标，考察了曝气盘类型、振荡器反馈通道长度、空气流量等因素对曝气溶氧效率的影响，并通过Fluent软件模拟振荡器内部流场，分析振荡原理。结果表明，流体在振荡器内产生稳定附壁现象，控制端对流体的压力作用使其流向产生周期性切换，从而产生流体振荡效果。在振荡器反馈通道长度10.5 cm、空气流量10.0 L/min的条件下，相对于稳定流，三元乙丙橡胶（EPDM）微孔曝气盘振荡流可使标准氧总传质系数提升114.6%。振荡流通过增大气泡密度和减少气泡兼并行为来减小气泡尺寸，振荡流的气泡平均尺寸相较于稳定流降低了42.6%。     

焙烧态镁铝铁类水滑石对磷酸根离子的吸附

用共沉淀法制备了镁铝铁三元类水滑石(LDH),在不同温度下对其焙烧4 h,得到焙烧态类水滑石(CLDH).采用XRD、FT-IR对材料进行分析,研究其对水中磷酸根的吸附性能和机制.结果表明,铁的掺杂量过大会破坏类水滑石的层状结构,且随着铁含量的增大,类水滑石对磷酸根的吸附量逐渐减小.当Mg/Al/Fe物质的量之比为2∶0.9∶0.1,在300℃下焙烧时,CLDH吸附磷酸根能力最好,吸附容量约27.03 mg.g-1,为焙烧前的1.32倍.在pH 4—11范围内,在竞争离子存在的条件下,CLDH-0.1-300都能表现出较好的吸附性能,对实际废水中的磷也有较强的吸附能力.CLDH-0.1-300对磷酸根的吸附符合二级反应动力学模型,吸附等温线符合Langmuir等温式.用浓度为0.5 mol.L-1的NaOH溶液可以对吸附磷酸根后的类水滑石CLDH-0.1-300实现解吸再生,"吸附-再生-再吸附"循环3次后吸附容量仍接近初始值的60%.     

高铁酸盐对活性及分散染料的脱色研究

采用湿法制备了高铁酸钾(K₂FeO₄)氧化剂,研究了其对染料活性艳红X-3B(X-3B) 和分散蓝2BLN(2BLN)在不同pH条件下的脱色效果,并对Al₂ (SO₄)₃、K₂FeO₄及O₃对活性及分散染料的脱色效果进行了比较。结果表明：高铁酸钾对活性及分散染料的脱色效果明显, X-3B脱色率随pH的增加不断提高,2BLN脱色率在pH 6～10范围内无明显变化,在pH＝5时达到最大值。在X-3B及2BLN浓度同为100 mg／L,pH分别为10、5, K₂FeO₄浓度分别为100 mg／L和200 mg／L时,BLN及X-3B的脱色率分别达到92.3％和87.3％。在相同条件下,K₂FeO₄对活性艳红X-3B的脱色效果好于Al₂(SO₄)₃和O₃; 而K₂FeO₄对分散蓝2BLN的脱色效果虽比Al₂ (SO₄)₃稍差,但比臭氧的脱色效果要好。同时还研究了K₂FeO₄对活性及分散染料的脱色机理,结果表明： 高铁酸钾对X-3B的脱色依赖于K₂FeO₄的氧化作用,而对的2BLN的脱色则以絮凝为主。     

基于病毒防护的填埋场隔离距离研究

为研究渗滤液中致病性病毒对填埋场隔离距离的影响,提出一种基于系统健康风险目标的建模方法,用于确定地下水梯度、水力传导系数和包气带厚度对隔离距离的影响,基于线性剂量-效应模型和可接受的感染风险[<10^-4/（人·a）]推导确定了饮用水肠道病毒浓度限值,通过耦合渗漏源强模型-以及水流和病毒在包气带中的纵向迁移转化和含水层中的水平迁移转化模型,构建了污染物泄露-迁移-降解的解析模型,并基于Monte-Carlo模拟表征解析模型中参数的不确定性.选择某典型生活垃圾填埋场开展案例研究,结果表明,在砂含水层中为44~564m,在砾石含水层中为91m~2.39km,在粗砾石含水层中为1.74~27.29km;地下水梯度从0.001变化到0.05,导致最高梯度处的隔离距离比最低梯度大10~20倍;当包气带厚度从1m增加到10m时,隔离距离可缩短到10m以内.隔离距离的确定需根据具体的安全防护要求和水文地质条件确定.     

垂直防渗帷幕渗漏条件下示踪剂迁移模拟

为研究抽水-示踪联合检测垂直柔性污染阻隔屏障（VFBS）渗漏的可行性、灵敏度和影响因素,构建了相应的概念模型.利用等效渗透系数（EHC）方法耦合井筒-含水层水流运动,在此基础上利用多物理场仿真数值模型模拟了人工水力诱导下示踪剂通过VFBS缺陷的穿透过程和规律.结果表明：在抽水诱导下,VFBS两侧形成人为的水力压差加速了示踪剂穿过漏洞的速度.但整体上,穿过漏洞的示踪剂仍然是极少部分,大部分示踪剂围绕注入井分布.在典型条件下（漏洞深度2.2m、大小0.5m、注入浓度1000μg/L和流速1L/h）,示踪剂在对侧监测井中于第4d检出,第5d达到峰值.漏洞越深,峰值浓度越低,检出时间越长.深度增至4m以上时,示踪剂无法在对侧检出.以典型条件中4m漏洞深度为例,漏洞水平位置的偏移也会降低峰值浓度,偏移4m时,示踪剂无法在对侧检出;投加浓度越大,峰值浓度越大,但峰值时间不变,浓度小于2000μg/L时,示踪剂无法检出;漏洞尺寸越大,峰值浓度越大,均在第6d达到峰值浓度,但均不能检出,预测漏洞边长至少为1.07m时,示踪剂方可在对侧检出.总体上,按照对示踪剂穿透过程影响大小排序：水平偏移距离 > 漏洞深度 > 漏洞大小 > 投加浓度.     

基于敏感性分析的危险废物填埋场工程和地质屏障参数优化

为优化危险废物填埋场地下水污染风险控制的工程/地质屏障参数,基于过程模型模拟—参数敏感性分析—参数优选的系统框架和方法,分析关键参数对于地下水中渗滤液所携带污染物浓度的影响和敏感性,基于分析结果推荐技术参数的取值区间和最低的技术参数要求.结果表明:①各参数对地下水污染风险的敏感性排序依次为导排支管间距>含水层厚度>导排层坡度>天然衬层渗透系数>导排层渗透系数>地下水流速.②当导排支管间距>25 m、导排层坡度<2%、导排层渗透系数<0.000 1 cm/s、天然衬层渗透系数>1×10^-6cm/s时,地下水污染风险急剧增大;反之,当导排支管间距<10 m、导排层坡度>3%、导排层渗透系数>0.01 cm/s、天然衬层渗透系数<5×10^-7cm/s时,对地下水污染风险的管控并无明显影响.③导排支管间距最低为25 m,但不宜<10 m,导排层坡度最低为2%,但不宜>3%,导排层渗透系数最低为0.01 cm/s,天然衬层渗透系数最低为1.0×10^-6<...     

固定化藻膜去除水中氮磷的模拟研究

针对富营养化水体生物修复和污水深度处理氮磷的去除,将细颤藻、水绵、水网藻、栅裂藻固定在纤维填料上,形成固定化藻膜。用固定化藻膜处理模拟富营养化湖水、实际富营养化湖水、城市污水二级出水、低质量浓度生活污水,考察固定化藻膜去除氮磷的效果。实验结果表明,固定化藻膜具有良好的去除磷、氨氮能力,对水中有机物去除也有一定的促进作用。对TP质量浓度小于5.0mg·L-1,NH4 -N质量浓度小于34.0mg·L-1的污染水体,四种藻膜都有良好的去除氮磷能力,其中栅裂藻去除TP、NH4 -N的能力最强。综合除污能力和藻细胞的可固定性,水绵应是最佳的备选藻种。研究结果显示,固定化藻膜具有良好的除污性能,预示了悬浮载体将在水体生物修复、氧化塘污水处理方面具有重要的潜在应用价值。     

曝气生物滤池的工作性能与高度的关系

研究了曝气生物滤池工作时水头损失，CODCr、NH4^ -N、固体悬浮物（SS）的去除率及CODCr、NH4^ -N的负荷与高度的关系。结果表明：（1）最大CODCr负荷、SS的主要截获和近50%的水头损失都出现在碳化柱的0～1m区域，最大NH4^ -N负荷出现在碳化柱的1～2m区域；（2）尽管在低负荷条件下，污染物的降解仅集中在部分区域，但一定的填料高度为曝气生物滤池的高负荷运行和抗冲击负荷提供了条件；（3）根据水头损失的变化规律，滤池的下部设置污泥排放阀有利于降低反冲压力、气量和水量。     

建筑废物填海处置过程重金属浸出特性及环境影响

填海处置已成为滨海城市建筑废物的重要消纳途径,而海水侵蚀导致重金属浸出可能加剧环境风险.为探究不同类型建筑废物中重金属受海水侵蚀的浸出特性及环境影响,于深圳市的城中村拆除作业现场、建筑装饰装修工程现场、建筑废物资源化利用厂、建筑垃圾堆填场开展不同来源建筑废物样品采集,分析样品中w（Zn）、w（Pb）、w（Cu）、w（Cd）,评价其潜在环境风险并解析其产生源;在此基础上,参考固体废物毒性浸出方法开展海水浸出模拟试验.结果表明:①建筑废物中重金属的潜在环境风险程度依次表现为Zn > Pb > Cu > Cd,w（Zn）、w（Pb）、w（Cu）、w（Cd）的最大值依次为197.8、82.6、67.1、0.22 mg/kg,分别为广东省土壤环境背景值的3.8、2.2、3.7和2.2倍,且来源于砖块、瓷砖、砂浆块、墙面涂料和玻璃的重金属含量超过了围填海工程填充物质成分限值要求.②海水对废物中重金属浸出影响显著,在液固比为10:1、浸出时间为18 h条件下,Zn、Pb、Cu、Cd浸出率分别高达15.9%、82.0%、10.4%和57.4%.③随着液固比和浸出时间的增加,重金属浸出量呈明显的上升趋势,其中Pb的浸出量最高.鉴于此,一方面应完善海水侵蚀对建筑废物中重金属浸出给沿海环境带来的生态风险分析;另一方面在填海处置前应加强建筑废物的风险管理如分类收集和安全处置等,并建立相应的控污机制.