铜污染场地土壤的原位电动强化修复

电动修复技术是一种新型的污染土壤修复技术,相关的理论和实验室小试研究较多,但鲜见野外现场条件下的原位修复研究。本研究以某电镀厂铜污染区为修复对象,以可生物降解的络合剂乳酸和柠檬酸为阴极池增强试剂,考察在原位条件下电动修复技术对土壤中铜的去除效率,并评估修复过程的电能消耗。结果表明:在电压梯度7.5 V·m-1,阴极池乳酸和柠檬酸浓度为0.5 mol·L-1,处理24 d(乳酸处理)和17 d(柠檬酸处理)的条件下,乳酸处理较柠檬酸处理电流要高、且阴阳极池溶液和土壤的pH、电导率变化要小;乳酸处理后土壤铜含量明显下降(阳极和阴极附近土壤铜去除率分别为52.6%和35.7%),而柠檬酸处理条件下阳极和阴极附近铜的去除效率分别为27.2%和-17.5%,这可能与其较低的电流和较短的处理时间有关。与现有文献比较,乳酸处理总能耗(15.7 kWh·m-3)处于较低水平,而Cu的去除率处于较高水平(35.7%~52.6%),优于文献报道的电动修复去除效率和电能消耗。     

超声波对污泥中SCFAs释放影响及作用效应研究

以剩余污泥为研究对象,考察了超声波处理过程中超声时间及声能密度对污泥中短链脂肪酸SCFAs释放的影响及其作用效应。实验结果表明,污泥中SCFAs的释放量随超声时间和声能密度的提高而提高,但当超声能量>270 J/mg MLSS后, SCFAs释放变缓甚至下降;在相同能耗下,长超声时间、低声能密度的超声波处理条件更有利于污泥SCFAs的释放,超声时间影响更显著;污泥中释放的SCFAs以乙酸及丙酸为主。在超声波释放剩余污泥SCFAs过程中自由基效应及热效应皆不显著,机械效应起最主要作用。     

离子交换树脂吸附黄连素废水中铜离子的研究

以Cu ²⁺-黄连素混合体系的含铜制药废水为研究对象,考察3种离子交换树脂(D152、D113和D401)对含铜废水中Cu ²⁺和黄连素的吸附性能并对树脂进行了筛选,对D401树脂进行了吸附动力学和吸附热力学拟合分析,同时考察该树脂在黄连素竞争吸附影响下对Cu ²⁺的去除效果。最后,在静态试验基础上开展了动态试验,考察D401树脂柱在3种流速〔1、2和5 BV(柱体积)/h〕下,进样量为1~20 BV时出水的Cu ²⁺和黄连素浓度。结果表明:D401树脂的比吸附量随温度升高而增加,随树脂投加量的增加而降低;该树脂在较宽的pH范围内对Cu ²⁺具有很好的选择吸附性,pH为5.0是最佳吸附条件,此时比吸附量可达39.87 mg/g。吸附过程可以通过Langmuir吸附等温线和伪二级动力学模型进行描述。动态试验中,树脂柱在1 BV/h的流速下,对Cu ²⁺有较好的去除效果;在3种流速条件下,对黄连素的吸附率均较低,进一步验证了该型树脂对Cu ²⁺具有很好的选择吸附性。     

大兴安岭5种乔木树种燃烧释放PM2.5中水溶性元素特性

采用自主设计的生物质燃烧实验装置,在不同燃烧状态(明燃、阴燃)下,对大兴安岭林区5种典型乔木树种的不同部位(枝、叶、皮)燃烧释放PM_2.5中的水溶性元素特性进行研究.结果显示,不同树种间PM_2.5的排放因子差异显著,排放范围为(2.408±0.854)～(9.227±1.172)g/kg.5种乔木树种燃烧释放PM_2.5中主要检测到Mg、Ca、K等16种元素,其中Ca、K、Zn、Mg 4种元素的排放因子明显大于其它元素.不同树种间元素排放因子差异较大,针叶树的排放因子一般高于阔叶树.除Cd元素外,不同器官间排放的元素总量无明显差异.不同树种不同器官燃烧释放PM_2.5中水溶性元素的占比顺序较为一致,其中Ca、K、Zn和Mg 4种元素的排放因子在枝、叶、皮中均较高.此外,燃烧状态对元素排放特征影响较大,Li、Mg、Ca等7种元素的排放因子均表现为明燃显著高于阴燃.     

生活垃圾无害化处理工程设计实例

介绍了河北省某县通过热解气化技术处置当地生活垃圾的工程设计实例。工程设计规模为400 t/d,采用预处理+热解气化+烧结制砖技术一体符合循环经济原则的工艺路线。本项目所用处理工艺先进,在全国尚未有大规模应用。该工程的实施,能够有效解决县级城市、规模在100～500 t/d的生活垃圾处理处置难题,本项目经过热解气化+制砖工艺处理后,日产可燃气22万m³,生产标砖25万块,能够有效实现生活垃圾资源化利用,为解决县城级生活垃圾处理处置提供参考和借鉴。     

黑臭水体综合整治案例分析——以海口市美舍河为例

阐述了海口市的母亲河——美舍河黑臭的主要原因以及整治工程措施,总结了黑臭水体治理的成效。由于市政基础设施薄弱,美舍河沿线存在生活污水直排,雨污错接、混接,合流溢流污染等情况,导致水体常年黑臭。自2015年以来海口市以流域为单元,遵循海绵城市、生态河道的先进理念,按照控源截污、内源治理、生态修复三步走原则,对美舍河开展黑臭水体整治。在控源截污方面,新建合流制排放管、布设截污管道共7.2 km,一体化污水处理设施3个,增加污水处理量7 500 m³/d;内源治理方面,采用挖掘机和绞吸清淤船配合的清淤方式清除污染底泥;生态修复方面,采用环境修复剂对底质进行改良,种植沉水植被36万m²,建设1.0 m×22 m橡胶坝2座,全水域投放水生态修复剂等。此外,美舍河采用梯级潜流人工湿地技术,在增强处理效果的同时,营造出良好的景观。通过上述综合整治,美舍河于2017年消除黑臭。     

南方城市黑臭水体综合治理——以南宁市竹排江e段(那考河)为例

竹排江e段(那考河)是南宁市典型的城市黑臭水体,亟需进行治理。分析了那考河水质污染特征,识别其主要污染来源;针对污水和初期雨水入河、河道底泥淤积、生态基流匮乏、河道水生态系统严重退化等问题,提出采取控源截污、内源清理、活水保质、生态修复措施进行综合整治,并因地制宜地开发了流域适用的“净水梯田”生态护岸技术,对溢流或径流雨水进行多级净化;采用政府和社会资本合作(PPP)+按效付费的建设模式,治理后那考河水质稳步改善且达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准,生态效益显著,水体周边人居与商业环境明显改善。     

基于受体模型和控制单元分区的流域污染源解析——以永定河张家口段为例

为识别永定河张家口段水体污染的主要来源并确定流域重点管控行业和优控单元,将受体模型与控制单元分区相结合,建立流域污染源解析方法。结合研究区水系分布、行政区划和数字高程模型(DEM)数据进行控制单元划分,利用聚类分析进行水质和污染源空间特征分析,通过因子分析和绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)受体模型进行分区污染源识别与贡献率计算。结果表明:永定河张家口段按水质污染程度可分为污染较重的A区(洋河、清水河中下游)和污染较轻的B区(洋河、清水河上游及桑干河);A区受工业点源与面源混合影响,其中工业点源、农业种植贡献率分别为43%、44%;B区主要受面源影响,其中农村生活及旅游、农业种植、畜禽养殖贡献率分别为30%、18%、17%;由污染源空间特征,提出A区的重点管控行业为冶金和食品制造业,B区则为采矿业和食品制造业,确定覆盖阳原县的2、3号,覆盖涿鹿县北部和蔚县北部的5号,覆盖万全区的14号控制单元为面源污染优先防控单元。源解析与控制单元分区相结合的方法可较好地反映水质空间分异特征,提高源解析能力。     

MOFs衍生CuO/ZnO催化剂的制备及其光催化性能的研究

利用Cu₃(BTC)₂为材料模板制备金属氧化物CuO,通过光沉积引入Zn2+煅烧合成双金属氧化物催化剂CuO/ZnO,研究了该催化剂在可见光条件下对罗丹明B的光催化降解性能,确定了罗丹明B在降解过程中的主要活性物种,并利用液相原位红外技术探究其降解机理。结果表明:MOFs衍生物CuO/ZnO催化剂具有优良的光催化降解能力,可见光响应150 min后,对10 mg/L罗丹明B的降解率最高达到67.56%以上,其中发挥主要作用的活性物种是超氧自由基·O₂-;经过5次循环实验后降解率仍在50%以上,证明该材料具有较好的可重复利用性。通过液相原位红外光谱检测,分析推断罗丹明B分子在降解过程中存在乙基、羧基和苯环芳香环结构的破坏以及氨基副产物的释放过程。该研究结果可为高效光催化体系的开发及污染物降解机理的研究提供参考。     

基于时差相关分析和模糊神经网络的白洋淀流域水环境承载力评价预警

为实现水环境承载力评价和预警,运用耦合DPSR模型和时差分析方法构建了白洋淀流域水环境承载力监测预警指标体系,并结合神经网络与模糊数学构建了T-S模糊神经网络模型,根据控制图法确定了监测预警指标阈值,解决了水环境系统的随机性和模糊性问题,最终实现了白洋淀流域水环境承载力的有效评价和预警。结果表明:1)白洋淀流域水环境承载力在2012-2015年处于较弱承载状态,在2016,2017年处于中等承载状态,现状评价等级由Ⅳ级(橙色警灯)转变为Ⅲ级(黄色警灯);2)在现状发展趋势下,2018-2035年白洋淀流域水环境承载力整体呈先上升后下降趋势,自2026年以后流域水环境整体呈恶化状态,水环境承载力逐渐从中等承载(黄色警灯)向较弱承载(橙色警灯)和弱承载状态(红色警灯)转变;3)未来区域人口的增长和雄安新区的快速发展会给白洋淀流域水环境带来巨大压力,因此可加大区域水环境保护力度,实施基于空间单元的精细化环境管控方案,推动区域经济绿色转型,促进区域水环境质量全面改善和良性发展,以提高区域可持续发展水平。