基于分布式光纤测温系统的垃圾填埋场渗漏定位

提出了基于拉曼散射温度效应和光时域反射（OTDR）的分布式光纤测温系统的新型无黏土层填埋场渗漏检测定位方法。对检测光缆进行加热后,由于被垃圾渗滤液浸湿的GCL比热容大于干燥的GCL,使得渗漏位置温升明显小于未渗漏位置。利用拉曼散射光捕捉温度信息,利用光时域反射OTDR准确进行渗漏定位。建立了填埋场渗漏检测的数学模型,并进行了理论推导和实验研究,实测结果证明：模拟的防渗膜破损位置与测量结果高度吻合且最大定位引用误差为0.11%。分布式光纤测温系统可实现对GCL层温度场的变化进行实时、准确的监测,且满足填埋场的长距离、大范围、高腐蚀的特殊要求。     

改性棉铃壳对水中刚果红的吸附性能

通过甲醇酯化制备改性棉铃壳吸附剂,利用红外光谱仪、扫描电镜等表征了改性前后棉铃壳表面结构和官能团变化情况,考察了改性棉铃壳投加量、刚果红初始浓度和溶液pH等因素对改性棉铃壳吸附水中刚果红的性能影响,并通过实验分析了改性棉铃壳对水中刚果红吸附动力学。结果表明,改性后棉铃壳表面官能团明显改变,表面光滑、致密。改性棉铃壳对刚果红的吸附效果较未改性棉铃壳明显提高,增加刚果红初始浓度和吸附时间可以增加改性棉铃壳对刚果红的吸附量。在溶液pH为6、吸附剂投加量为20 g·L-1,吸附时间为120 min时,刚果红的去除率可达79.1%。改性棉铃壳对刚果红的吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型,吸附过程属于化学吸附,吸收速率受表面扩散和颗粒内扩散控制。     

新型生物质碳源的制备及其污水脱氮除磷效果

为给城镇污水处理厂生物脱氮除磷提供一种新的碳源选择和开辟蓝藻资源化利用新途径,以工业碳源乙酸钠为对照,探究了从蓝藻中提取的高碳低氮磷有机物为核心的新型生物质碳源脱氮除磷效果,并分析了添加2组碳源后的微生物群落特征。结果表明,与乙酸钠碳源相比,新型生物质碳源对COD的去除效果保持稳定,平均去除率高达91.7%;新型生物质在碳源投入反应器初期时,反硝化潜力及释磷潜力较低导致NH₃-N、TN、TP和PO₄³⁻-P的去除率较低;随着反应器运行至后期,反硝化潜力和释磷潜力稳步提升,NH₃-N、TN、TP和PO₄³⁻-P去除率逐渐上升,最终可达90%以上,对系统中的NH₃-N、TP的去除效果良好,且反应器中微生物丰度较高。本研究制备的新型生物质碳源具有生产原料绿色、安全、无毒和环保的特点,其生产方法精简高效,适用于大规模工业化应用,且脱氮除磷效果好,具有非常广泛的应用前景及推广价值。     

复掺粉煤灰吸附剂碳化固碳反应及对重金属浸出特性的影响

针对复掺方法提高粉煤灰矿物固碳效率和重金属析出钝化作用,采用粉煤灰掺入不同比例的消石灰和氧化铝制备了固碳吸附剂,利用三相高压反应釜模拟碳酸化固碳反应,利用热重-差热测试分析了不同配比固化剂CO2固定量和固定效率,对碳酸化反应前后固化剂的化学成分进行了分析,揭示了复掺粉煤灰吸附剂固碳机理,对碳酸化反应前后固化剂材料中重金属浸出毒性进行了实验模拟。结果表明,粉煤灰基固化剂复掺消石灰后,增加了固化材料中CaO量,显著提高了碳酸化体系中pH值,当粉煤灰与消石灰质量比为1：1时,碳固定效率最高,达到6.98%。当消石灰的投加量为50%时,As、Cd、Cu、Pb、Cr受到了较强的抑制效果,Ni、Zn的浸出浓度没有变化。因此,复掺消石灰、氧化铝的粉煤灰基碳固化材料可有效改善纯粉煤灰碳酸化固定CO2的效率,并可降低粉煤灰碳酸化后重金属的浸出毒性。     

碱金属盐改性炽热镁渣激冷水合脱硫剂

将炽热镁渣通过激冷水合以及碱金属盐添加剂改性的方法制得脱硫剂,并借助TGA研究改性脱硫剂钙转化率。借助XRD、SEM和BET分析改性脱硫剂物质成分、表面形貌特征以及微观特征,从而获得炽热镁渣激冷水合过程中使用不同碱金属盐改性添加剂的改性机理。结果表明：对镁渣进行激冷水合和加入添加剂改性均可提高脱硫性能;NaCl和Na2SO4的加入明显改善了脱硫剂的孔隙结构,Na2CO3和K2CO3与镁渣水合产物发生化学反应生成CaCO3并在改性脱硫剂表面附着结晶;水合温度的升高有利于钙转化率的提高。     

活性炭催化臭氧氧化深度处理工艺对酵母发酵废水中有机物的去除特性分析

酵母发酵废水经过厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）-好氧膜生物反应器（MBR）组合工艺处理后,仍含有较高浓度的COD,不能满足排放要求。以发酵废水处理过程中MBR处理单元的出水为研究对象,选择活性炭催化臭氧氧化作为其深度处理工艺,以活性炭吸附和单独臭氧氧化工艺作为对比,重点考察了活性炭催化臭氧氧化深度处理工艺对发酵废水中有机物的去除效能,并借助红外光谱、三维荧光光谱和气相色谱-质谱联用等方法,详细分析了发酵废水深度处理过程中有机物的变化规律。研究结果表明,活性炭催化臭氧氧化深度处理工艺对发酵废水中的芳香族化合物、具有共轭双键的有机物及色度具有良好的去除效果;并且对废水中酸类、醇类和醛类等有机物有较好的降解、转化和去除效果。此外,活性炭催化臭氧氧化工艺还可以使以烷烃、卤代烃、醇类、酯类和酮类为主的大分子有机物的含量大幅度减少。     

对柴油机集成后处理系统催化性能的数值模拟

为研究柴油机集成后处理系统的催化性能,应用CFD软件建立包括尿素水溶液分解、一氧化氮氧化和NOx选择性催化还原化学反应的数值计算模型,计算在SCR催化器上游加装DOC和CDPF催化器后不同排气温度和氨氮比时系统的催化效率。结果表明：当温度达到300℃以上时,尿素分解效率可达81%左右;NO的氧化效率基本维持在45%~60%,系统具有很好的低温催化性能,200℃时NOx催化效率可达76.6%;当氨氮比为1.0时,大多数工况下NOx催化效率均高于90%,最高可达98.7%。通过台架实验验证了模拟结果与实验数据绝对误差在5%以内,表明模拟计算结果可靠,可为后处理系统的设计提供理论指导。     

畜禽粪便沼液絮凝预处理及MAP法磷回收技术

分别选用无机絮凝剂聚合氯化铝(PAC)、硫酸铁〔Fe₂(SO₄)₃〕,有机絮凝剂非离子聚丙烯酰胺（PAM）、阴离子聚丙烯酰胺（APAM）、阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）对畜禽粪便沼液进行预处理,考察各物质投加量对悬浮物（SS）的去除效果。结果表明,CPAM对SS的去除效果最好,当沼液中的SS浓度为13 500 mg/L时,投加1.02 g/L（210 mL）的CPAM絮凝后,沼液中的SS浓度降为148 mg/L,SS去除率达98.9%。对絮凝后的水样(PO₄^3--P浓度为35 mg/L左右)进行磷酸铵镁（MAP）结晶处理,结果发现,当Mg与P摩尔比为1:1时,pH为9.5时PO₄^3--P去除率最高;而当Mg与P摩尔比为1.5~2:1时,pH为10.0时PO₄^3--P去除率最高。扫描电镜（SEM）和X-射线衍射(XRD)分析表明,结晶产物为MAP。     

挡风墙设计及其在呼伦贝尔沙地治理中的应用

为探索呼伦湖流域沙化严重的斑块状区域生态修复的治理模式,研发设计条形孔2.0 m高度(Ⅰ)、条形孔1.5 m高度(Ⅱ)、条形孔1.0 m高度(Ⅲ)、方形孔1.0 m高度(Ⅳ)和圆形孔1.0 m高度(Ⅴ)5种类型的可移动挡风墙作为沙障,并对其防风效能进行对比研究,明确挡风墙背风侧不同距离、距地表不同高度的风速及表层土壤含水量特征,为大风频发地区的挡风墙设置提供参考依据。结果表明:5种挡风墙均可在有限距离内降低风速,且距地表0.5 m高度处的防风效能均优于1.0 m高度处;其中在挡风墙背风侧1 m、距地表0.5 m高度处,防风效能为挡风墙Ⅴ(87.30%)>Ⅰ(83.91%)>Ⅱ(83.29%)>Ⅳ(80.20%)>Ⅲ(74.66%),表层土壤保水能力为挡风墙Ⅴ>Ⅰ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅲ,制作成本为挡风墙Ⅰ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ。较适宜呼伦湖流域环境的挡风墙结构参数:1.5 m高,条形孔;1.0 m高,圆形孔。     

模拟农田低污染水中不同基质对海菜花生长的影响

采用海菜花湿地中试装置研究砾石、砂土、红壤土、紫土及稻田土5种基质对海菜花种子萌发、幼苗生长、花茎产量和模拟低污染水水质的影响。结果表明:种植在红壤土和稻田土中的海菜花种子萌发率(74.25%和73.68%)高于砂土和紫土;从生长状况分析,稻田土和紫土比另外3种基质更有利于海菜花幼苗的生长;从花茎累计产量分析,5种基质中海菜花在紫土中的总开花数(22朵)、花茎数(32根/m ²)及花茎总质量(145.10 g)最高,花茎总质量其次为稻田土(117.60 g);从N、P的去除效果分析,5种基质条件下海菜花中试湿地对氨氮(N$H_{4}^{+}$-N)、硝氮(N$O_{3}^{-}$-N)和总氮(TN)去除效果较好,红壤土对总磷(TP)去除效果较好,稻田土较差。