土壤电阻加热技术原位修复有机污染土壤的关键问题与展望

为解决我国近年来重污染企业搬迁遗留的有机污染土壤问题,土壤电阻加热修复技术(electrical resistance heating,ERH)等热处置技术日益受到重视。ERH是目前修复挥发性、半挥发性有机污染土壤最具有潜力的原位热修复技术之一,其污染物去除率及土壤性质变化是用以评估该土壤修复技术的核心指标。在查阅文献的基础上,系统分析了热处置及电阻加热技术相关原理与适用范围,并对ERH处置过程中土壤性质可能发生的变化进行了深入讨论,以期为我国有机污染土壤原位热修复技术的推广和应用提供参考。     

工业化规模超声波预处理对不同固体浓度污泥厌氧消化性能的影响

针对活性污泥厌氧消化水解速率慢的问题,通过工业化规模超声波反应器对不同固体浓度污泥开展了破解研究。采用粒径分析及溶解性COD、蛋白质和多糖浓度监测的方法研究了超声波破解前后污泥物理化学特性的变化;评估了超声波破解对污泥厌氧消化产甲烷潜力及有机物降解规律的影响。结果表明：工业化规模超声波破解不同固体浓度污泥后,污泥粒径均有所降低,而溶解性COD、蛋白质和多糖的浓度均有增加;超声波对污泥的破解程度与破解时间和固体浓度有关,其随破解时间增加而增加,随污泥固体浓度增加而减弱;超声波破解固体浓度2%和4%的污泥30 min后,累积甲烷产率分别提升41.2%和30.2%,当破解时间和固体浓度进一步增加时,污泥甲烷产率无明显变化。本研究结果可为超声波破解污泥技术的工业化应用提供参考。     

矿山边坡绿化基质的优化配比

矿山边坡生态恢复和重建是矿区生态环境建设的有效途径,而绿化基质是矿山边坡生态恢复和重建的重要因素。基于正交实验和盆栽实验,以土壤、活性污泥、炉渣、粉煤灰、保水剂、尿素和秸秆等物质为基质原料,研究绿化基质的理化性质及出苗率特征。研究结果表明：与对照黄土相比,绿化基质pH相对较低,仍属于碱性土壤,而电导率、有机质和铵态氮相对较高,表明盐分和养分含量较高;污泥的配比含量是影响绿化基质入渗、蒸发、pH、电导率、有机质和出苗率等指标的关键因素;各因素对出苗率的影响强度从大到小依次为：污泥和粉煤灰、秸秆、土壤和炉渣、尿素、保水剂;基质的最优配比为：保水剂（11~15 g）、污泥和粉煤灰（150：600）、土壤和炉渣（375：375~600：150）、尿素（0 g）、秸秆（30 g）。     

臭氧联合混凝沉淀法去除浮选废水中有机磷

采用臭氧-混凝沉淀法去除广西某铅锌矿选矿厂尾矿库外排废水中的有机磷。有机磷主要来源于废水中残留的巯基磷酸盐类浮选药剂苯胺黑药（二苯胺基二硫代磷酸）和丁铵黑药（二丁基二硫代磷酸铵）。实验研究表明：废水中磷的存在形式90%以上为有机磷,钙盐、铁盐和铝盐无法通过混凝沉淀将有机磷去除。研究了臭氧氧化时有机磷转化为无机磷的规律,臭氧氧化可将大部分有机磷转化为无机磷。转化后的无机磷可通过硫酸铝和PAM混凝沉淀去除,尾矿库外排废水中总磷（TP）浓度由1.4~1.7下降至0.2~0.4 mg·L-1,明显低于《铅、锌工业污染物排放标准》（GB 25466-2010）中的≤1.0 mg·L-1的要求。     

蒸发塔技术用于脱硫废水的处理

脱硫废水水质复杂、含有重金属,处理难度很大,为此开发了一种新型的脱硫废水处理技术——蒸发塔技术,可以实现脱硫废水的零排放。在实验室搭建了小型蒸发塔实验台,对脱硫废水的蒸发特性、热量衡算进行了研究。研究表明：导流板角度一定的情况下,脱硫废水主蒸发区在塔体中心位置,随着脱硫废水处理量的增加,主蒸发区域向塔壁和塔体下部偏移;导流板角度减小,高温区下移;雾矩受给液量和雾化器转速的双重影响,给液量越大,雾矩越大,转速越大,雾矩越小;塔径一定的条件下,适当调节进风量和导流板角度可增加脱硫废水的处理量;模拟计算表明,蒸发系统抽取热烟气量较少,不会对电厂热系统产生明显影响。     

饮用水中典型致嗅物质吹扫捕集-气相色谱质谱检测方法及优化

采用吹扫捕集/气相色谱-质谱（GC-MS）法对饮用水中致嗅物质2-甲基异茨醇（2-MIB）和土臭素（GSM）进行测定。通过调整吹扫温度、吹扫时间、吹扫时捕集阱的温度、六通阀温度和传输管线温度,分析吹扫捕集条件对吹扫捕集效率的影响,并确定最佳吹扫捕集条件。2-MIB和GSM的方法检出限（MDL）分别为0.729 ng·L-1和1.037 ng·L-1,方法定量限（MQL）分别为2.187 ng·L-1和3.112 ng·L-1,平均加标回收率分别在92%~108%和88%~104%范围内,相对标准偏差分别小于6.5%和9.0%.在20~300 ng·L-1的范围内,各异嗅化合物浓度与响应值的线性关系均良好,相关系数均大于0.999。该方法具有操作简便、检出限低,相关性良好、灵敏度高、重复性好等优点。     

前置反硝化生物滤池深度脱氮效能与影响因素

前置反硝化生物滤池具有良好的脱氮性能,被广泛用于污水的深度处理。采用该工艺对城市污水处理厂尾水进行深度处理,通过调节硝化液回流比（50%、100%、150%）和水力负荷（1.0、1.5和2.0 m3·（m2·h）-1）,考察前置反硝化生物滤池工艺对COD、TN、NH4+-N的去除效果。结果表明,当硝化液回流比为100%时,系统对污染物去除效果最好。在进水COD、TN、NH4+-N平均浓度为120、35和15 mg·L-1的水质条件下,出水COD、TN、NH4+-N平均浓度可降到7.62、5.02和0.60 mg·L-1,去除率分别为93.65%、85.65%和96.00%。在水力负荷为1.5 m3·（m2·h）-1条件下,系统对COD、TN和NH4+-N的平均去除率达到了83.00%、90.14%和95.73%,出水可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准。     

脉冲曝气活性污泥胞外聚合物的产生特性及其与脱氮效率的关系

为探讨脉冲曝气活性污泥胞外聚合物（EPS）的产生特性及其与脱氮效率的关系,研究了在脉冲曝气装置中曝气时间5 min及停曝时间10 min的条件下,松散结合型胞外聚合物（LB-EPS）与紧密结合型胞外聚合物（TB-EPS）的变化规律,并分析EPS与脱氮效率之间的关系。结果表明：脉冲曝气活性污泥LB-EPS的含量低于TB-EPS含量,且随着脉冲驯化的进行,EPS的含量持续增长。三维荧光图谱（3D-EEM）分析表明脉冲曝气的LB-EPS的色氨酸荧光峰产生红移,TB-EPS的色氨酸荧光强度增大,说明了脉冲曝气驯化过程导致了活性污泥胞外聚合物中色氨酸蛋白类物质含量呈增加趋势。对比研究表明：脉冲曝气氨氮（NH4+-N）去除率在80%左右,与连续曝气相近;而总氮（TN）去除率在50%左右,高于连续曝气20%。脉冲曝气下,EPS对于脱氮有抑制作用,EPS与NH4+-N及TN的去除率之间呈负相关的关系,LB-EPS与TN去除率之间负相关;TB-EPS与NH4+-N去除率负相关且关系显著。     

大义山东南部土壤重金属分布特征及其风险评价

为探明矿产开采对土壤生态环境的影响,采集大义山岩体东南部土壤样品分析其重金属元素Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As和Hg浓度;综合利用单因子指数、污染负荷指数和潜在生态危害指数法评估研究区土壤的污染状况与生态风险。结果表明：As、Cd、Pb、Zn和Cu平均浓度分别超出GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（pH>7.5）标准限值119.70、47.33、6.18、4.67和4.43倍;单因子指数从大到小依次为As>Cd>Pb>Zn>Cu>Cr>Ni>Hg,其中,As、Cd、Pb、Zn和Cu属于重度污染;单项潜在风险指数从大到小依次为Cd>As>Pb>Cu>Zn>Hg>Ni>Cr,土壤综合潜在生态风险指数平均值为2 680.40,属于极强生态风险水平。统计显示,Cu、Zn、Cd、As富集中心位于矿区,Cr、Pb、Ni富集于乡村、矿业生产区等人口活动区域,Hg元素无明显分布规律。相关性与主成分分析表明,土壤中Cu、Zn、Cd、As和Pb、Cr、Ni异常富集分别与矿业开采和人类活动有关,而Hg异常富集则主要源自母质风化与成土作用。

     

燃煤机组电除尘器入口烟道流场优化数值模拟研究

燃煤机组环保设施连接烟道阻力增加是风机能耗增大的主要因素之一,对烟道进行流场优化,降低烟道阻力和风机能耗是燃煤电厂节能降耗的有效途径之一。采用CFD数值模拟对某电厂660 MW燃煤机组电除尘器入口烟道进行流场优化,重点分析了5种不同优化方案下烟道阻力、风机能耗、灰质量流量分配比例、烟气灰浓度、导流板磨损速率等参数的变化规律。结果表明：通过设置合理结构形式及数量的导流板实现烟道降阻幅度28.7%,单台机组最大可节约风机能耗190 kW·h,节能降耗效果显著。新增导流板对烟气中灰质量流量分配比例具有调节作用,优化后A、B两侧烟道内灰质量流量比例偏差由14.8%降低至6.6%,提高了电除尘器的综合除尘率。烟道流场优化在改善灰浓度场分布的同时降低了导流板的磨损,优化后导流板的平均磨损速率由1.33×10⁻⁷ kg/(m²·s)降低至0.56×10⁻⁷ kg/(m²·s),降幅高达57.6%,导流板使用寿命是优化前的2.4倍,提高了机组运行的安全性和可靠性。