鱼类循环水养殖系统DO变动及污染物去除

为优化工厂化循环水石斑鱼养殖系统的运行管理,利用DO在线监测系统,跟踪监测了石斑鱼两次喂料期间（48 h内）养殖池DO的波动情况,考察了DO随养殖池内NH4+-N、NO2--N、溶解性COD的变化规律,并研究了该养殖条件下生物滤池对污染物的去除性能。结果表明：在该养殖条件下,NH4+-N、NO2--N和COD分别在28、36和44 h恢复至喂料前的水平,48 h内养殖池NH4+-N、NO2--N和COD维持在0.32、1.27和2.40 mg·L-1以下;养殖池DO波动明显,随着污染物浓度的增加而降低,喂料2 h后DO低于安全浓度6 mg·L-1,养殖石斑鱼容易缺氧死亡;在该养殖系统中,弹性填料滤池对COD的去除能力较强,单个循环时间内最大去除率为61.84%;珊瑚砂滤池对NH4+-N、NO2--N去除能力较强,单个循环时间内最大去除率分别为38.17%、56.43%。可知,系统水处理效果良好,基本满足循环水养殖石斑鱼的相关水质要求;运用DO在线监控系统,跟踪监测DO变化情况,结合DO随污染物浓度变化的相关规律,可及时察觉养殖池水质变化,以便采取有效调控措施。     

浙江省某印染企业VOCs的产生特征及去除特性

为探究印染行业生产过程中挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)的产生特征及现有控制措施对VOCs的去除效果,选取浙江某典型印染企业作为研究对象,调查了该企业主要VOCs污染源(包括定型机、配料间及污水站)的废气产生特征,测定和评价了各废气处理装置对VOCs的去除效果。结果表明,该企业定型机、配料间及污水站产生的有组织废气总流量分别为8.6×10⁵、7.4×10⁴、2.8×10⁴ m³·h⁻¹,产生的VOCs平均浓度分别为14.7、9.0和14.9 mg·m⁻³,有组织废气源VOCs的年产生总量约为80 t。定型车间、印染车间和污水站附近无组织VOCs的平均浓度分别约为0.66、0.16和0.59 mg·m⁻³。产生的典型VOCs包括苯甲酸苄酯、五氟丙酸三十八烷酯、乙二醇单丁醚、十六烷、异喹啉等。定型机废气采用“冷却+静电”或“喷淋+静电”工艺处理,其对VOCs的去除率仅为2%~6%。配料间和污水站产生废气采用“碱洗+次氯酸钠洗涤”工艺处理,其对VOCs的去除率为8%~58%。研究结果可为印染行业VOCs污染控制提供参考。     

基于预处理+A3/O+MBR+RO组合工艺的高浓度制药废水处理流程优化及其运行效果

针对上海某制药工厂产生高浓度难降解有机废水的水质特性,采用预处理+A³/O+MBR+RO组合工艺进行处理。结果表明：该工艺处理高浓度制药废水性能良好,且工艺运行稳定,对COD、NH₃-N的平均去除率达到 96.2 %、99.1%;该运行系统能满足此类制药废水水质水量波动较大、可生化性较差的状况;废水经预处理单元时,采用动态调整投加药剂量的优化方式,以实现降低药剂使用成本;后进入生化单元,通过对溶解氧、内回流比的优化调整,厌氧池、好氧池溶解氧分别控制为0.2~0.3 mg·L⁻¹、2~5 mg·L⁻¹,好氧池至缺氧池内回流比控制为100 %~150 %,系统脱氮除磷效果良好;在经复合深度膜处理单元出水稳定后达标排放。该系统工艺所产生的剩余污泥采用板框压滤结合低温烘干的优化模式,降低污泥含水率,以减少污泥委外与后续的处理成本,从而达到减污降碳的环境经济效益。本项目排水水质满足上海市地方标准《污水综合排放标准》 (DB31/199-2018) 的三级标准与《污水排入城镇下水道水质标准》 (GB/T31962-2015) 的B级标准。该案例可为高浓度制药废水工艺实现减污降碳优化目标提供技术参考。     

单原子钯铜改性毛竹炭电催化高效还原水中硝酸盐

针对地下水中硝酸盐氮去除难的问题,通过氮掺杂+煅烧还原法制备获得了单原子钯铜改性毛竹炭(palladium-copper single-atom catalysts supported on nitrogen-doped bamboo biochar, SAC-Pd/Cu@NBC),以其为三维粒子电极,考察了初始硝氮质量浓度、粒子电极投加量、电流强度对SAC-Pd/Cu@NBC电催化高效还原硝酸盐氮的机理。结果表明：在电催化反应90 min时,SAC-Pd/Cu@NBC显著提高了硝酸盐氮的去除率,较纳米钯铜改性毛竹炭、二维电催化还原体系分别提升了2.52倍和17.16倍;在粒子电极投加量为0.100 g、初始硝氮质量浓度为100 mg·L⁻¹、电流强度为220 mA和反应时间为180 min的条件下,SAC-Pd/Cu@NBC对硝酸盐氮去除率可达99.62%,质量催化活性为0.689 4 mg·(g·min)⁻¹;粒子电极经过3次循环使用后,对硝酸盐氮的去除率仍达89.72%;HAADF-STEM等表征结果表明单原子Pd、Cu的成功负载,其可高效还原硝酸盐氮的机理主要为单原子Pd位点与Cu位点的协同催化。因此,SAC-Pd/Cu@NBC具备良好的电催化还原水中硝酸盐应用前景。     

汽车拆解废弃物固定床空气气化特性

中国作为全球最大的汽车市场,报废汽车拆解破碎残渣已成为备受关注的“城市矿山”。在自制的固定床气化实验装置上,以汽车拆解废弃物为原料,考察了空气当量比、反应温度对合成气品质及气化指标的影响。结果表明：在0~0.3范围内,随着空气当量比的增大,合成气中可燃气组分产率先增大后减小、气化效率先升高后降低、碳转化率逐渐增大;在700-900 ℃温度范围内,随着温度的提高,合成气中可燃气体组分产率增大、气化效率和碳转化率均逐渐增大;当空气当量比为0.2、气化温度为900 ℃时,气化效率最高。对900 ℃气化实验结果进行质量和能量平衡分析,结果表明：该系统质量平衡误差仅为5%,满足质量平衡要求;能量回收率和能耗比分别为55.39%和2.28,汽车拆解废弃物气化具有系统热自持和为其他用能工艺过程提供能源的潜力。     

F掺杂改性及其制备方法优化对V2O5-WO3/TiO2催化剂低温SCR脱硝性能的影响

为提高SCR脱硝催化剂的低温脱硝性能,采用正交实验的方法制备了一系列氟（F）掺杂V2O5-WO3/TiO2催化剂,并对其进行活性分析,考察了不同氟元素来源（氟钛酸铵、氟化铵）、不同钒元素（V）前驱体（乙酰丙酮氧钒、偏钒酸铵）、钨元素（W）的不同添加方式（W做助剂、W既做载体又充当助剂）、不同载体制备方式（溶胶凝胶法、浸渍法）对催化剂脱硝性能的影响。结果表明,F掺杂改性显著增强了催化剂在200~350 ℃温度范围内的脱硝性能,其中以乙酰丙酮氧钒为V前驱体,以氟化铵为F源,W既充当载体又做助剂的方式制备出的F掺杂V2O5-WO3/TiO2催化剂具有最优的脱硝效果,其在空速为10 000 h-1的情况下,在200~350 ℃的温度反应区间,活性能稳定维持在98%以上。同时采用XPS、BET、TGA、SEM、XRD、Raman一系列表征手段对催化剂的理化性质进行了分析,表征结果表明F元素掺杂提高了活性组分在载体表面的分散度,同时促使了催化剂表面的电荷发生转移,增强了催化剂表面的氧化还原能力,促进了催化剂表面化学吸附氧的生成,增加了还原态V物种与还原态W物种的数量。     

基于极限学习机算法对太湖东部湖区水源地总磷数据的自动监测分析

对太湖东部湖区金墅港和渔洋山水源地总磷自动监测值与实验室监测值进行比对分析,基于相关性分析,选取对自动监测总磷浓度影响较大的浊度、蓝绿藻和叶绿素等指标,提出可选择极限学习机隐层节点的改进极限学习机模型(IELM)修正自动监测总磷数据。结果表明,总磷自动监测值相对实验室监测值偏差较大,绝对误差范围在0.05~0.112 mg·L⁻¹,平均绝对误差为0.017 mg·L⁻¹。若以相对误差小于或等于30%作为比对合格的标准值,总磷自动监测数据合格率仅为52.9%。经过IELM算法模型训练和测试,训练均方误差为0.000 073 5,测试均方误差为0.000 103。经过模型修正后的自动监测总磷数据更接近实验室监测值,其平均绝对误差降低0.026 mg·L⁻¹,平均相对误差降低45%。按比对误差30%计算,模型修正后的总磷自动监测数据合格率为92.0%,可应用于自动监测总磷数据的修正。     

废弃绿茶对水溶液中Co2+的吸附研究

利用废弃绿茶叶粉末(简称茶叶末)作为吸附剂,考察了pH、温度、时间等对水溶液中Co2+的影响。结果表明:(1)茶叶末对Co2+的吸附量随着pH的上升而上升,其中pH=5.50为最佳。茶叶末对Co2+的吸附量均随时间延长呈现上升趋势,吸附速度先快后慢,吸附最佳时间为90min。(2)不同温度下,茶叶末对Co2+的吸附较好地符合Langmuir模型。该吸附过程是化学离子交换过程,主要发生在重金属离子与羟基、氨基的氢原子之间。(3)茶叶末对Co2+的吸附是自发、放热过程,降温有利于吸附,反应时吸附界面上的混乱度增加。(4)盐酸是很好的解吸介质,解吸率为92.65%。通过灼烧(或燃烧)可以回收水溶液中绝大部分的Co2+,不仅减小了对环境的污染,而且节约了资源。     

西湖北里湖沉积物磷形态分布及其与间隙水磷的关系

杭州西湖是典型的富营养化浅水湖泊。经过环湖截污等工程措施,影响西湖的外污染源得到有效的治理,但西湖仍处于富营养化状态。在外污染源得到控制后,富含营养盐的沉积物成为西湖水质改善的主要限制因子。通过研究西湖北里湖沉积物中磷的赋存形态和丰度、间隙水磷含量垂向时空分布特征,分析沉积物磷形态与间隙水磷含量的相关性,探讨内源磷对西湖北里湖营养盐的贡献作用。结果表明,北里湖沉积物中活性磷含量较低,不同磷形态及其含量在垂向上呈现一定的波动,没有表现出明显的规律。间隙水总可溶性磷(TDP)和PO34-含量随沉积物深度的变化不明显,但其含量总体在垂向上都有先升高后降低的趋势,与沉积物中各形态磷均具有一定的正相关性。因此,沉积物磷对水体富营养化具有一定的贡献。