Experimental thermal storage research of organic binary phase change materials in building environment

This paper aims to reveal the heat transfer mechanism of low-temperature phase change material (PCM) and design PCM heat storage device in building heating environment. Firstly, low-temperature binary PCMs of lauric acid and stearic acid are prepared, and their thermal properties are investigated by DSC. Then, shell and tube latent heat thermal energy storage units are conducted, and heat transfer experiments are carried out to analyze the heat transfer mechanism of PCM. The results demonstrate that natural convection plays an important role in heat transfer process, and the heat storage efficiency of PCMs can be significantly enhanced by increasing the fin width and improving the inlet heat transfer fluid (HTF) temperature. Furthermore, some proposals are put forward to guide the design of PCM storage device in building heating environment.     

絮团粘性分维数的概念及其分析模型

水处理中的絮团具有复杂的形态结构,分维数是描述这种结构的有力工具。通过分析固液体系的粘度与絮团分维数之间的关系,提出了絮团粘性分维数的新概念及粘性分维数测定的数学物理模型,并进行了实验验证。与常用的质量分维数、边界分维数、面积分维数、体积分维数、表面积分维数等相比,絮团的粘性分维数及其测定模型具有易于测量、可同时表征不同类型絮团、可定量分析絮凝产品组成等特点,从而为絮团形态结构的定性及定量研究开辟了新的途径。     

KOH活化花生壳生物质炭对亚甲基蓝吸附性能研究

以花生壳生物质炭(P-BC)为原料,KOH为活化剂,采用化学活化法制得活化生物质炭(K-BC),通过考察对亚甲基蓝的吸附性能,研究了花生壳生物质炭的最佳活化条件,并利用N2吸附-脱附实验、SEM等对最佳活化条件下的生物质炭进行表征。结果表明,K-BC活化的最佳条件为碱炭比为1.5∶1,活化温度为800℃,活化时间为90 min,此时K-BC的比表面积达到597.93 m2/g,总孔容达到0.76 cm3/g。并考察了亚甲基蓝初始浓度、pH等对K-BC吸附亚甲基蓝的影响,随着初始浓度的增加,吸附平衡时间显著延长,亚甲基蓝去除率显著降低;当pH=6时,K-BC对亚甲基蓝的吸附量最大;K-BC对亚甲基蓝的吸附动力学曲线符合伪二阶动力学模型,吸附平衡时K-BC对亚甲基蓝的吸附能力为80~149.95 mg/g。     

路面径流的大肠菌群污染及其雨水花园处理

调查了上海市区路面径流中大肠菌群的污染状况,分析了径流中大肠菌群含量的主要影响因素,采用雨水花园模拟柱,考察雨水花园对城市路面径流中大肠菌群的去除效果。结果表明,上海市区地面道路径流中总大肠菌群、粪大肠菌群的均值分别为2.28×106、9.48×105cfu/100 m L,污染较严重,径流中大肠菌群含量与气温呈正相关;雨水花园对径流中大肠菌群具有良好的去除效果,不同模拟柱平均去除率范围在92.4%~99.5%。填料深度和水力停留时间是影响雨水花园对大肠菌群去除效果的主要因素。长期运行后,填料中没有大肠菌群的积累,雨水花园对大肠菌群的去除效果可保持长期稳定。     

RPB-O3/H2O2法处理硝基苯模拟废水

在超重力场中,研究了硝基苯模拟废水的臭氧/双氧水(O3/H2O2)法处理效果,考察了超重力因子β、H2O2浓度、初始p H、液体流量及处理时间等因素对硝基苯去除率的影响。结果表明,硝基苯去除率随超重力因子β和处理时间的增加而增大,而随H2O2浓度、初始p H和液体流量的增加呈先增大后降低的趋势。当硝基苯初始浓度300 mg/L,工艺条件β=80、p H=10.0、臭氧质量浓度约为40 mg/L、H2O2浓度为4.9 mmol/L、液体流量为120 L/h时,循环处理35 min硝基苯去除率可达96.7%。处理时间60 min后,废水中硝基苯含量1.4 mg/L,COD为39 mg/L,达国家一级排放标准(GB 8978-1996)。在此条件下,硝基苯的降解过程符合准一级反应动力学。     

煤粉炉掺烧干化污泥的污染物排放研究

结合某电厂420 t/h四角煤粉炉掺烧污泥项目的实验室分析测试,了解煤粉掺烧不同含水率不同比例的干化污泥条件下烟气中污染物和灰渣中重金属的排放特性。结果表明,在实验研究配比和燃烧的条件下,大部分重金属元素Pb、Cu、Cr和Ni残留在灰渣中,Zn、Cd部分残留在灰渣中,As、Hg和Se等易挥发元素释放到烟气中,在灰渣中的含量很小。掺烧污泥后,灰渣中的重金属含量较单烧单煤都有了一定幅度的升高,Zn的含量是单煤的2倍,其余重金属是单煤的1.1~1.2倍。3种不同的掺混比例之间的污染气体排放浓度基本相似。烟气中主要污染物及重金属浓度可以满足现行国家标准。与单烧单煤相比,CO、HCl以及其他有机气体排放浓度基本相同;NH3的排放浓度较单煤有所升高;SO2、NOx和CO2排放浓度略有降低;飞灰浓度有所升高。烟气中的重金属,Hg含量升高了30%,Pb含量约为单煤的4.3~4.8倍。以上研究结果可为环保达标和飞灰利用提供基础数据。     

江汉平原土地利用对钉螺分布的影响研究

分析了江汉平原2009年易于钉螺孳生的3种土地利用类型（滩地、河渠和水田）比例与钉螺密度的关系。首先,在ERDAS9.2和ENVI4.7软件中对江汉平原2009年的Landsat5TM遥感影像进行了预处理。在已有的多期土地利用数据的基础上,借助eCognition软件利用向量相似度指标来提取土地利用变化区域,结合目视解译经验并运用遥感指标通过建立规则集对变化区域进行分类,将变化区域的分类结果更新2000年数据,得到了该区域2009年的土地利用数据。接下来,整理了江汉平原2009年螺情资料并计算出村级钉螺平均密度,绘制了2009年钉螺分布图。将绘制的钉螺分布图与土地利用分类图叠置分析,并结合收集的螺情数据确定了钉螺易于孳生的3种土地利用类型,分别为滩地、河渠和水田。最后,将钉螺密度与这3种土地利用比例进行线性回归分析。研究结果表明,钉螺密度与这三种土地利用类型比例存在线性回归关系,模型精度为R2=0857。该结论对通过遥感影像来估算钉螺密度具有指导意义,另外也可以为湖北省提出合理用地和灭螺并重的土地利用模式提供一定的科学参考     

Decline of traditional rice farming constrains the recovery of the endangered Asian crested ibis (Nipponia nippon)

Traditional agriculture benefits a rich diversity of plants and animals. The winter-flooded rice fields in the Qinling Mountains, China, are the last refuge for the endangered Asian crested ibis (Nipponia nippon), and intensive efforts have been made to protect this anthropogenic habitat. Analyses of multi-temporal satellite data indicate that winter-flooded rice fields have been continuously reduced across the current range of crested ibis during the past two decades. The rate of loss of these fields in the core-protected areas has unexpectedly increased to a higher level than that in non-protected areas in the past decade. The best fit (R² = 0.87) numerical response model of the crested ibis population shows that a reduction of winter-flooded rice fields decreases population growth and predicts that the population growth will be constrained by the decline of traditional winter-flooded rice fields in the coming decades. Our findings suggest that the decline of traditional rice farming is likely to continue to pose a threat to the long-term survival and recovery of the crested ibis population in China.

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.1007/s13280-015-0649-5) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

广东某大型城市生活垃圾焚烧厂9种重金属的迁移特征

采集广东某大型城市生活垃圾焚烧厂一期(WI-A)和二期(WI-B)的进厂垃圾、渗滤液、飞灰、底渣和烟气样品,分析了各样品中砷、镉、钴、铬、铜、汞、镍、铅、锌共9种重金属含量,研究重金属的迁移特征。结果显示,9种重金属呈现4类不同的迁移特征,钴、铜、镍、铬主要迁移至底渣中,锌、砷、铅主要迁移至底渣和飞灰中,镉主要迁移至飞灰中,汞主要迁移至飞灰和烟气中。活性炭吸附和布袋除尘器的组合对除汞以外的重金属治理效果明显。WI-A和WI-B垃圾中的汞分别约有28%、37%随烟气排到环境中。