活性污泥脱水性能与电化学阻抗谱参数的关联特性

为探究FeCl₃混凝调理过程中活性污泥脱水性能与电化学阻抗谱参数的关联关系,选取北京3座污水处理厂的剩余活性污泥,研究不同调理投药量下活性污泥的毛细吸水时间(CST)、比阻(SRF)、抽滤含水率、Zeta电位、电导率以及电化学阻抗等指标的变化,通过Pearson相关性分析讨论污泥脱水性能与阻抗谱参数(d_s/f_c)的相关性,并探讨d_s/f_c预测污泥脱水性能的可行性。实验结果表明,FeCl₃调理活性污泥的较适投加量为100 mg·g^-1;超过100 mg·g^-1时,活性污泥CST、SRF、抽滤含水率基本不再下降,Zeta电位却缓慢升高;电化学阻抗Z则随着投加量的增加而持续下降,且Nyquist图中高频区半圆面积减小,这表明电子更易转移、污泥更易导电。相关性分析表明,活性污泥的脱水性能均与d_s/f_c呈显著正相关(r > 0.639,p < 0.01);3种活性污泥CST、SRF、抽滤含水率分别与d_s/f_c的线性回归结果显示它们之间呈线性关系,且线性方程斜率为正值(R² > 0.921,p < 0.01)。上述研究结果表明,活性污泥的d_s/f_c参数可以作为指示脱水性能的潜在指标。本研究结果可为污泥减量化技术提供参考。     

以秸秆及植物种子制备的生态修复环保抑尘剂及其应用效果

以农业废弃物秸秆和绿色植物种子为主要原料,辅以少量淀粉、表面活性剂、碱等助剂,研制出一种常温下即可快速配制的生态修复型环保抑尘剂。通过对抑尘剂粘度、渗透性等性能的评价,确定抑尘剂制备原料秸秆、淀粉、表面活性剂和碱的最佳质量比为20∶7∶2∶5。抑尘剂的制备工艺简单、成本低廉,且抗风蚀抗雨淋效果较好。在5级风蚀条件下,抑尘剂的抗风蚀率大于99%。经过中雨 (降雨量20 mm·d⁻¹) 雨淋后,喷洒抑尘剂的壳体依旧紧实,且结壳厚度未发生变化;对喷洒抑尘剂的场地进行生态修复效果表征,场地中所选种子生长茂盛,这表明其修复效果显著。进一步地,便携式风洞(PI-SWERL)测试结果表明,在抑尘剂喷洒60 d后,经过风速17.2 m·s⁻¹的风力侵蚀,抑尘剂的抑尘效率仍可保持在90%以上。本研究可为开发绿色、可持续的抑尘技术提供参考。     

北京市黑臭水体治理的动态遥感监测及影响因素分析

为及时、准确掌握黑臭水体治理进展,基于“北京二号”影像数据和同期的野外综合水体实测数据,采用深度学习算法对黑臭水体进行识别,并引入地理探测器对黑臭水体影响因素进行定量分析。结果表明：基于Faster R-CNN算法的黑臭水体遥感识别,总准确率达到90%左右,短时间内(5~33 h)即可完成北京市建成区黑臭水体的筛查工作;在空间维度上,黑臭水体主要分布在中心城区以外,并在通州区、朝阳区和大兴区较为集中;在时间维度上,专项治理期间(2015—2018年)内,黑臭水体的数量和长度总体趋势都是递减的,但偶尔也有反黑现象;2018年底,在全市建成区范围内,已全面消除黑臭现象;在一年内,第1季度水体环境最好,第2季度次之,第3季度最差,从第4季度开始好转;在北京市大兴区,土壤全氮量(贡献率为32.07%)和周边养殖场排污(贡献率为27.04%)是黑臭水体形成的主要影响因素,高程(贡献率为8%)、土壤类型(贡献率为7.6%)和土地利用类型(贡献率为6.1%)的贡献率较弱。由此可以看出,基于Faster R-CNN算法识别影像中的黑臭水体识别准确率高,可及时、准确地监测城市黑臭水体治理情况,使用地理探测器可定量分析并确定各影响因素的贡献率。本研究成果可为城市黑臭水体的动态监测和治理提供有力的技术支撑。     

碳布负载的Co3O4纳米片阵列阳极对微生物燃料电池产电性能的影响

微生物燃料电池（MFCs）是一种在处理废水的同时产生电能的新型装置,阳极作为产电微生物富集、电子产生和传递的区域对提高MFCs的性能具有至关重要的作用。以碳布负载的四氧化三钴多孔纳米片阵列(Co₃O₄/CC)作为阳极,探究了可调控的纳米片孔缺陷对MFCs产电性能的影响。结果表明：Co₃O₄/CC阳极的产电性能显著优于碳布,且正比于Co₃O₄纳米片的孔隙率;液固界面处的电荷传递电阻(R_ct)由729.20 Ω降至43.48 Ω,所获得的最大功率密度由1275 mW·m⁻²增加至1547 mW·m⁻²。本研究开发了一种孔结构可控的金属氧化物负载碳布策略,所制备的高性能阳极材料可为MFCs的性能提升提供参考。     

《废锂离子动力蓄电池处理污染控制技术规范(试行)》(HJ 1186-2021)解读及实施建议

为促进相关单位准确理解《废锂离子动力蓄电池处理污染控制技术规范(试行)》(HJ 1186-2021)各条款,推动废锂离子动力蓄电池处理行业全面执行环境管理技术要求,结合行业典型工艺路线、特征污染物排放和环境污染防治措施现状,对新发布的技术规范进行了解读。技术规范的实施将推动废锂离子动力电池处理行业开展技术改造,进一步提高重金属、氟化物等污染防治水平,以促进中国废锂离子动力蓄电池处理行业绿色发展。     

污染地块巨厚含水层典型DNAPLs运移模拟及安全利用深度评估

江苏省南部地区历史遗留化工污染地块同时存在巨厚含水层（厚度＞30 m）和DNAPL类污染物,故导致再开发利用时调查和治理深度难以确定。利用UTChem 模型构建地块二维地下水DNAPLs迁移模型,对巨厚含水层底板上典型DNAPLs（氯仿、1,2-二氯乙烷、四氯化碳、四氯乙烯）随时间推移的迁移扩散情况进行了模拟,并对影响其扩散范围的因素进行了探讨,基于模拟研究结果对此类地块安全利用深度进行了分析。模拟研究表明,不存在抽水井的情况下,经过70 a,含水层底板上4种典型DNAPLs（氯仿、1,2-二氯乙烷、四氯化碳、四氯乙烯）污染羽迁移范围有限,其自底板垂直向上最大迁移距离分别为16.70、16.90、15.20、7.90 m,向下游迁移距离分别为332.12、337.77、322.10、243.40 m。在存在抽水井的情况下,抽水井会显著影响DNAPLs污染羽的迁移范围。影响DNAPLs污染物迁移扩散范围的主要因素为污染物溶解度、密度、黏度、弥散度及渗透系数。本研究结果可为典型化工类型退役地块的风险管控和安全利用提供参考。     

镧、锆改性油菜杆和菱角壳去除养猪废水中的磷

磷是引起地表水富营养化的重要因素之一,选择高效低成本的吸附材料是去除废水中磷的关键所在。基于此,采用共沉淀法制得镧、锆改性的油菜秆(La-BC、Zr-BC)和菱角壳(La-TN、Zr-TN),探究了其对模拟废水中磷的吸附去除;分别考察了在改性材料不同投加量、溶液pH、磷的初始浓度、反应时间等条件下对磷吸附特征的影响。FT-IR和SEM-EDS表征结果表明,镧和锆均已成功负载于油菜秆和菱角壳的表面上。La-TN、La-BC、Zr-TN和Zr-BC对磷的吸附量随改性材料投加量的增加呈指数下降,最大吸附量分别为12.49、11.41、6.85、6.83 mg$ \cdot {{\rm{g}}}^{-1}$。随pH的上升,镧改性材料对磷的吸附量呈先上升后下降的趋势,而锆改性材料呈幂函数式下降。4种改性材料的吸附动力学使用叶诺维奇模型描述更为合适,且吸附等温线使用Freundlich模型拟合更佳。La-BC、Zr-BC、La-TN、Zr-TN在养猪废水中吸附量分别为14.82、10.36、15.41和8.91 ${\rm{m}}{\rm{g}} \cdot {{\rm{g}}}^{-1}$,较改性前分别提升了34、20、53、37倍,这表明4种改性材料可作为养猪废水中除磷的潜在材料。以上研究结果可为废水中磷的去除及农业废弃物的资源化利用提供一定的参考。     

气泡尺寸对清洗固体表面油脂及颗粒污染物的影响

为明确气泡清洗技术在罐底油泥清洗中的应用情况,考察了气泡尺寸差异对固体表面清洗效果的影响。搭建了玻璃表面油污气泡清洗可视化实验装置,并设计了气泡发生器。该发生器可通过调节气液比产生多种尺寸分布的气泡。实验中产生的气泡直径分布于80~1 200 μm。研究了气泡尺寸、清洗时间、距离和角度等参数对清洗效果的影响,结果表明,在液体流量为2.5 L·min⁻¹条件下,清洗去除率随气泡尺寸的增大而提高,气泡的平均直径为800 μm时的清洗效果最好,能够将去除率从用水清洗的4.5%提高到68.3%,且当基底与水流方向为45°时的清洗去除率高于垂直或平行放置。上述结果说明,气泡撞击和破裂产生的水射流和涡流冲刷作用是主要的清洗机制。本研究结果可为高效处理油泥污染问题提供理论和实践参考,为罐底油泥清洗开拓新的解决路径。     

PAN基双氰胺甲醛絮凝剂的制备及对染料废水的脱色性能

针对双氰胺甲醛(DDF)在对阴离子染料废水絮凝脱色中形成的絮体数量少、体积小,导致沉降性差、废水出水浊度较高的问题,以聚丙烯腈纤维(PAN)为基体接枝DDF,增大其分子质量,制得阳离子有机高分子絮凝剂PAN-DDF,黏度法测得其分子质量为1 086 718 Da,聚合度为4 347。考察了PAN-DDF投加量、沉淀时间、pH、温度对单一组分和混合组分下刚果红、酸性兰9、活性嫩黄K-6G3种染料絮凝脱色效果的影响,并使用扫描电镜和红外光谱对其表征。结果表明：在30 ℃下,在200 mL染料浓度为20 mg·L⁻¹,pH=10的模拟废水中投加20 mg PAN-DDF,沉淀30 min,脱色效果最佳。其对单一组分的刚果红、酸性兰9、活性嫩黄K-6G的脱色率分别为93.31%、84.16%、83.63%,上清液的浊度分别为1.79、2.23、1.39 NTU;对混合组分中3种染料的脱色率分别为81.74%、76.24%、62.57%,上清液的浊度为2.79 NTU。通过对比PAN接枝DDF前后扫描电镜照片,发现原光滑表面变粗糙,并附着大量颗粒物。红外光谱表征结果表明,PAN-DDF分子结构上含有—NH⁺、—$ {\rm{NH}}_{\rm{3}}^{\rm{ + }}$、C=N⁺=C等多种活性基团。     

典型涂料制造企业VOCs排放量核算与排放特征分析

采集了上海地区8家不同类型的涂料制造企业中不同生产环节有组织排放的废气样本,分析其VOCs组分特征和活性VOCs物种,并应用3种实际排放量核算方法计算企业的VOCs年排放量,分析了其与排污许可排放量的关系。结果表明：1)涂料制造行业排放废气的特征组分为芳香烃、OVOCs、卤代烃,占全部VOCs质量浓度的56.2%~99.1%,乙酸乙酯、乙酸丁酯、4-乙基甲苯、间/对二甲苯、甲苯、甲乙酮是涂料制造行业VOCs排放的典型物种;2)基于MIR值法的计算结果,芳香烃和OVOCs是涂料制造行业排放VOCs的主要活性组分,累计OFP贡献率达36.0%~99.8%,其中,4-乙基甲苯(52.1%)、氯乙烯(48.1%)、乙酸丁酯(47.9%)、乙酸乙酯(42.6%)、间/对二甲苯(41.3%)是各类涂料工艺废气中OFP贡献率最高的物质,除苯系物、乙酸酯类化合物外,氯乙烯、甲乙酮、四氢呋喃也是涂料制造过程中值得关注的活性物质;3)涂料制造企业车间的有组织废气VOCs排放量占全厂VOCs排放量的75.0%以上,其次是实验室废气,VOCs排放量为3.5%~16.8%。在VOCs实际排放量核算中,使用实测法的核算结果与物料衡算法接近,且计算简便,在正常运行时均低于许可排放限值;而产污系数法所核算数值较许可排放限值更高,在现阶段可作为一项惩罚性计算方法。