偏二甲肼超临界水氧化动力学研究

利用一套连续式超临界水氧化实验装置,以H2O2为氧化剂,在480～550℃、30 MPa条件下,进行了超临界水氧化偏二甲肼实验,建立了COD去除宏观动力学方程.实验结果表明,在超临界条件下,偏二甲肼氧化分解很快,当温度为550℃、压力为30 MPa、停留时间为5.8 s时,COD去除率可高达93.5%以上.偏二甲肼的去除率随反应温度升高、停留时间延长而提高.在H2O2过量50%的情况下,偏二甲肼氧化分解反应对有机物为1.13级,对氧气为0.29级;反应活化能Ea为44.65 kJ·mol-1;指前因子A为4.93×103.     

新型灌浆添加剂的研究与开发

矿井火灾是煤矿的重大灾害之一 ,在我国造成了严重的经济损失和人员伤亡。黄泥灌浆是防止煤矿自然发火应用最广泛的技术之一 ,但存在着泥浆脱水性差、阻化效果不稳定、与民争地等不足之处。因此 ,笔者提出了一种新的改进方法 ,利用阻化剂技术 ,开展了灌浆添加剂的开发和研究工作 ,最终研制成功了以吸湿性无机盐为基料 ,以多种功能表面活性剂为辅料的新型灌浆添加剂。通过阻化实验、保水实验和堵漏风性能实验表明 :在泥浆中添加少量的该灌浆添加剂 ,可大幅度提高泥浆的阻化效果和保湿性能 ;而当泥浆中的添加剂浓度仅为 5 %时 ,泥浆的阻化率可达到 80 %以上。同时 ,含有该添加剂的泥浆 ,其堵漏风性能并无明显降低。     

基于组合赋权的混合粒子群优化支持向量机的岩爆倾向性预测

为有效预测岩爆灾害发生烈度,提出一种基于组合赋权的混合粒子群优化支持向量机(H-PSO-SVM)岩爆倾向性预测模型。根据岩爆发生机制,在分析岩爆发生的主要影响因素的基础上确定出评判指标;综合考虑模糊层次分析法(FAHP)所得主观权重和熵权法所得客观权重,应用调和平均数概念,构建组合赋权准则;引入遗传算法交叉、变异操作改进传统粒子群(PSO)极值跟踪和粒子更新方法,建立H-PSO-SVM岩爆倾向性预测模型。利用国内外已有工程实例数据进行50次随机抽样试验,对比分析H-PSO-SVM模型和PSO-SVM模型等预测结果。结果表明:H-PSO-SVM模型应用于岩爆工程实例预测具有可行性和适应性,模型预测的准确率高于其他模型,且预测结果更稳定。     

非柔性连接石化储罐配管温差应力分析与对策

储罐配管在温差作用下产生热位移会导致管壁产生热应力,未采用柔性连接的配管由于热应力集中作用可能发生破漏。针对与石油化工储罐非柔性连接的配管的安全问题,应用ANSYS有限元分析软件模拟计算石化企业典型配管的热应力分布;根据不同类型配管的分析结果,提出了工程技术与管理方面的针对性安全措施。研究结果表明:温差效应对石化储罐配管热应力影响显著,随内外温差的增加,配管应力集中的区域增大,最大热应力值增大;补偿措施能够改善配管的柔性,降低配管应力;约束载荷限制配管热膨胀从而增大配管应力;三通管是多根配管接合的区域,这种复杂管道交汇处会形成明显应力集中。研究结果对于提高石油化工非柔性连接配管安全性有一定的指导意义。     

以萘为共代谢的芘的好氧生物降解

为更好有效去除地下水中的常见污染物芘,以萘为降解基质,利用苍白杆菌降解芘,并对反应影响因素进行了研究,模拟了反应动力学。结果表明：浓度为100 mg·L-1、pH=7、25℃、萘的初始反应24 h后萘的去除率达到99.84%,芘的去除率达到37.5%。另外,菌株在萘初始浓度不同的条件下对萘的降解符合一级动力学,对芘的降解符合二级动力学。结果表明苍白杆菌在去除地下水中的萘和芘方面具有很大前景。     

反渗透海水淡化水的消毒

反渗透海水淡化是解决水资源危机的一项重要技术。反渗透海水淡化水在饮用水生产过程中需进行消毒以解决微生物污染问题。采用次氯酸钙、二氧化氯和紫外线3种消毒方法,考察了反渗透海水淡化水和自来水的消毒效果,比较了对主要水质指标如pH、硬度和碱度的影响及余氯和余ClO2的衰减性。结果表明,二氧化氯消毒速率最快,次氯酸钙消毒对水质的影响最大,而紫外线的消毒效果最为稳定。可为反渗透海水淡化水的进一步利用提供依据。     

植物对Cd-B[α]P复合污染土壤的修复

为了研究植物对Cd-B[α]P复合污染土壤的修复效果,本研究采取实验室模拟实验的方法,通过种植黑麦草、芥菜、苜蓿和高羊茅,进行Cd、B[α]P污染土壤修复植物的筛选。结果表明,芥菜和黑麦草对土壤中有效态Cd均有富集能力。黑麦草对B[α]P污染土壤修复效果比苜蓿、高羊茅的修复效果强,75 d时,平均富集系数最高为1.1。在Cd-B[α]P复合污染土壤植物修复效果的研究中,选择在土壤中种植黑麦草,结果表明,黑麦草对Cd-B[α]P复合污染土壤中Cd和B[α]P 有良好地去除作用,75 d时,分别达到58.55%和89.95%。     

沱江流域主要污染负荷预测及时空分布特征

耦合社会-经济因子探究工业点源和生活污染源污染负荷未来变化趋势,可为优化水环境规划和管理方案提供理论依据。选取沱江流域为研究区域,采用经济增长预测法、工业点源传统统计法、人口趋势灰色模型预测法和排污系数法分别计算了2020-2025年该区域28个县(市、区)的工业GDP值,工业点源废水排放量及主要污染负荷(COD、NH₃-N、TN、TP),农村与城镇人口及生活污染源的主要污染负荷,并利用ArcGIS技术探究了工业点源和生活污染源主要污染负荷空间分布特征。结果表明:2020-2025年,工业GDP值总体呈逐年增加趋势,而工业废水排放量总体呈逐年减少趋势,预计到2025年,流域工业GDP值将增加至2.52×10¹²元,而工业废水排放量将减少至0.64×10⁸ t。工业点源主要污染负荷表现为COD>NH₃-N>TN>TP。沱江流域总人口数与生活污染源污染负荷呈逐年增加趋势,其中城镇人口与生活污染源污染负荷呈逐年增加趋势,农村人口与生活污染源污染负荷呈逐年减少趋势,且城镇人口及生活污染源污染负荷增加量大于农村人口及生活污染源污染负荷减少量。城镇、农村生活污染源的主要污染负荷表现为COD>NH₃-N>TN>TP。工业点源和生活污染源主要污染负荷在空间上存在高度异质性。2025年,来自工业点源的主要污染负荷均呈上游较少,中、下游较多的特征;来自城市生活污染源的主要污染负荷均呈中、上游较多,下游较少的特征;来自农村生活污染源的主要污染负荷均呈中游较多,上、下游较少的特征。笔者提出耦合社会-经济因子预测流域污染负荷的方法可以推广到其他与社会经济指标相关联的流域工业点源、生活污染源污染负荷的预测研究中,以期为未来流域水环境管理与治理提供科学参考。     

我国地表水环境质量评价存在的问题与建议

我国地表水环境质量评价工作历经30余年,已初步形成一套基本成熟的地表水环境质量监测与评价技术体系。本文根据多年工作的实践,结合当前我国地表水环境监测与评价的实际,分析了我国地表水环境质量评价工作中存在的主要问题,并提出了相应的改进建议。     

染色残液电化学处理碳素阴极材料性能比较

为实现染色残液的高效处理及废水回用,鉴于染色残液良好的导电性,选用电化学处理技术,以模拟活性红X-3B染色残液为研究对象,在钌铱形稳电极为阳极和合适的电解条件下,比较石墨板、石墨毡、炭毡、ACF（活性炭纤维毡）、碳纤维电极〔CFF（碳纤维布）、CFB（碳纤维刷）〕等碳素阴极材料的电化学处理效能.结果表明:碳素阴极材料可实现染色残液的完全脱色,活性红X-3B的降解过程符合一级反应动力学特征,其中CFF为阴极时COD_Cr去除率达到86.37%,一级动力学反应常数为0.010 3 min-1,是石墨毡（0.007 3 min-1）的1.4倍.相比于石墨板电极,CFB显示出优异的二电子氧还原和产H₂O₂能力,单位面积产H₂O₂的浓度为10.40 μmol/L,是石墨板（1.08 μmol/L）的9.7倍,产生的H₂O₂导致活性红X-3B的降解,30 min内实现完全脱色.循环伏安曲线表明,碳纤维电极（包括CFF和CFB）的析氧电位明显高于其他电极,可有效抑制析氧副反应,提高有机污染物降解过程中的电催化效率,有利于降低能耗.研究显示,碳纤维可作为阴极材料应用于电化学处理染色残液,具有良好的稳定性.