Incorporating layer- and local-scale heterogeneities in numerical simulation of unsaturated flow and tracer transport

This study characterizes layer- and local-scale heterogeneities in hydraulic parameters (i.e., matrix permeability and porosity) and investigates the relative effect of layer- and local-scale heterogeneities on the uncertainty assessment of unsaturated flow and tracer transport in the unsaturated zone of Yucca Mountain, USA. The layer-scale heterogeneity is specific to hydrogeologic layers with layerwise properties, while the local-scale heterogeneity refers to the spatial variation of hydraulic properties within a layer. A Monte Carlo method is used to estimate mean, variance, and 5th, and 95th percentiles for the quantities of interest (e.g., matrix saturation and normalized cumulative mass arrival). Model simulations of unsaturated flow are evaluated by comparing the simulated and observed matrix saturations. Local-scale heterogeneity is examined by comparing the results of this study with those of the previous study that only considers layer-scale heterogeneity. We find that local-scale heterogeneity significantly increases predictive uncertainty in the percolation fluxes and tracer plumes, whereas the mean predictions are only slightly affected by the local-scale heterogeneity. The mean travel time of the conservative and reactive tracers to the water table in the early stage increases significantly due to the local-scale heterogeneity, while the influence of local-scale heterogeneity on travel time gradually decreases over time. Layer-scale heterogeneity is more important than local-scale heterogeneity for simulating overall tracer travel time, suggesting that it would be more cost-effective to reduce the layer-scale parameter uncertainty in order to reduce predictive uncertainty in tracer transport.     

太湖蓝藻水华的遥感监测研究

随着太湖蓝藻水华的日益严重,实现藻类的时空动态监测成为湖泊水质保护亟待解决的问题.利用遥感技术可以快速、直观地获取整个水域水质的时空变化情况,为实现藻类的动态监测提供了有效的途径.在太湖蓝藻水华遥感监测研究结果的基础上,总结分析了现有研究中所使用的遥感数据源、遥感监测方法以及遥感反演的水质参数,讨论了现有研究中存在的问题,并对将来的发展趋势进行了展望.     

北京市春季大气颗粒物污染特性研究

为研究北京市春季大气颗粒物污染特性,2008年3月至2008年5月,对北京市西三环大气颗粒物进行采样分析.测定了总悬浮颗粒物(TSP)与可吸入颗粒物(PM10)的日平均质量浓度,使用扫描电子显微镜(SEM)观察大气颗粒物的微观形貌,并通过X射线能谱仪(EDX)对样品中的元素组成进行分析.结果表明,TSP和PM10日平均质量浓度以初春最高,春天次之,春夏交际最低;PM10/TSP以春夏交际最高,初春次之,春天最低;大气颗粒物形态有规则和不规则2类,以不规则形态居多,同时发现花粉颗粒存在.EDX分析表明,大气颗粒物所附着的重金属中Pb所占的质量分散最高,并且集中吸附在细粒子颗粒物上.     

颗粒化序列间歇式活性污泥反应器工艺处理化粪池污水

在序列间歇式活性污泥反应器(SBR)中成功培养出适应化粪池污水水质的好氧颗粒污泥.并将其应用于化粪池污水的处理.在好氧颗粒污泥培养的第15天左右,SBR中开始出现细小的颗粒,然后微生物在其上繁殖生长使颗粒逐渐增大而成熟;在第24天时,SBR中絮状活性污泥已基本实现了颗粒化.培养出的好氧颗粒污泥对化粪池污水有稳定的处理效果,在进水完全为化粪池污水时,COD、NH_4~+-N、TN的平均去除率分别为77%、61%、47%.但是,由于化粪池污水COD较低,因此无法维持较高的生物量,在后期的稳定运行过程中MLSS始终维持在2 500 mg/L左右.好氧颗粒污泥的同步硝化反硝化作用是其稳定脱氮的保证.     

污泥膨胀状态下原生动物群落结构分析

系统研究了丝状菌膨胀与非丝状菌膨胀2种典型污泥状态下原生动物的群落结构特征及其演变规律。伴随丝状菌的大量增殖,原生动物总量相应减少,匍匐型纤毛虫及有壳类肉足虫数量迅速上升,占据明显的优势地位,典型原生动物为斜管虫（Chilodonella sp.）、小轮毛虫（Trochilia minuta）以及匣壳虫（Centropyxis sp.）;非丝状菌污泥膨胀对原生动物总量及种群结构影响较小,伴随粘性菌胶团的大量出现,各功能类群的比例变化较小,但原生动物总量持续增加,其中菌食性纤毛虫呈线性增加,典型原生动物为钟虫（Vorticella sp.）。     

低压稳流过滤器的研制及在油田污水处理中的应用

为了解决大庆油田现有核桃壳、石英砂过滤器反冲洗憋压、跑料和滤料再生困难等问题,在对原有过滤装置分析的基础上,根据反冲洗特性,对过滤器进行了改造,开发出低压稳流核桃壳过滤器和低压稳流石英砂过滤器。经现场测试,核桃壳过滤器反冲洗压力由原来的0.15～0.5 MPa降低到0.03～0.08 MPa,石英砂过滤器反冲洗压力由原来的0.27～0.46 MPa降低到0.17～0.20 MPa,且均能实现罐群水反冲洗。改造后核桃壳过滤器出水油平均含量13.4 mg/L,平均去除率为78.1%;出水悬浮物平均含量20.5 mg/L,平均去除率为55%。改造后石英砂过滤器出水油平均含量5 mg/L以下,平均去除率达到75%以上;出水悬浮物平均含量为9.8 mg/L,去除率达到80%以上。为了进一步提高过滤效果,在二级滤前投加絮凝剂形成微絮凝过滤工艺,出水悬浮物可达到3 mg/L,通过两级过滤达到特低渗透地层回注水标准。     

一株高效脱硫脱氨氮菌的分离、鉴定及系统发育分析

从运行稳定的能同步脱臭的曝气生物滤池中采集样品,富集分离获得一株能高效脱硫脱氨氮的菌株TS-1。对分离菌株进行形态观察、生理生化试验及16S rRNA基因序列分析,结果表明,该菌株TS-1为革兰氏阳性菌,杆状;菌落在营养琼脂培养基上呈圆形,表面光滑,乳白色半透明;V-P试验阴性,能水解淀粉和明胶,利用柠檬酸盐生长;对菌株进行16S rRNA的PCR扩增,扩增产物测序结果表明分离菌株TS-1与巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）同源性达到99%;以16S rRNA同源性为基础构建了包括24株相关种属细菌在内的系统发育树,在系统发育树中,分离菌株TS1与Bacillus megaterium在同一分支。结合形态观察、生理生化试验及16S rRNA基因序列分析结果,将其初步鉴定为巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）。在常温（30±2）℃、转速为150 r/min的条件下,处理pH 7、S^2-和NH⁺₄-N分别为80 mg/L和88 mg/L的水样40 h,硫化物和氨氮的脱除率分别为91.8%和96.6%。     

几种试剂对硝酸根光催化脱色甲基橙的影响

以NO^-₃为光催化剂,在紫外灯照射下,对甲基橙溶液进行光催化脱色。结果表明,叔丁醇、甲醇和乙醇对催化脱色反应有抑制作用; KBr和Na₂SO₄对脱色反应均有促进作用;而且KBr的加入量存在最佳值; Na₂SO₄的促进作用随Na₂SO₄的量的增加逐渐增强。Na₂CO₃的存在对甲基橙的脱色反应没有影响。K₂S₃O₈和NO^-₃之间存在较强的协同作用;KIO₃和NO^-₃之间存在相加作用;KBrO₃和NO^-₃之间存在拮抗作用。     

生活垃圾加载介质层填埋法对初期渗滤液污染抑制效果研究

以传统卫生填埋柱R2为对照,通过往生物反应器填埋柱R1内加载可渗透反应介质层1和2进行模拟试验,主要探讨了填埋柱R1垃圾渗滤液COD、总氮、氨氮及总磷的变化趋势,探索一种新型的加载介质层垃圾填埋处理方法。试验结果表明,填埋20周后, R1柱COD浓度基本维持在40 000～45 000 mg/L间,约为R2柱的20%～30%;第24周,R1柱总氮和氨氮分别为206.5 mg/L和167.3 mg/L,在16～24周内,R1总氮和氨氮分别约为R2的14.5%～17.5%和36.2%～43.6%;18周时,R1柱总磷达最大值1.704 mg/L,至第24周降为0.673 mg/L, 整个实验过程R1柱总磷约为R2的0.15%～0.56%。     

膜生物反应器中新型无纺布膜过滤特性及膜污染特征

通过无纺布和聚偏氟乙烯平板膜组件在相同操作条件下的对比实验,研究无纺布膜的过滤特性。结果表明,2种膜的膜生物反应器COD、氨氮平均去除率均＞90%。过膜压力变化表明在长期运行条件下,无纺布可适于作为膜生物反应器的过滤介质,其过滤机理为膜表面滤饼层形成动态膜,从而增强了膜截留能力。膜污染研究表明,无纺布膜阻力主要来自滤饼层（占总阻力的83.6%）,经清洗后膜通量可恢复至94%。扫描电镜显示膜表面滤饼层较厚,结合膜阻力分析结果认为,该滤饼层对膜污染和可逆性影响较大。对膜表面和膜孔中胞外聚合物（EPS）的红外分析证实,其中含有蛋白质和多糖物质,而且组分分析表明蛋白质是膜污染物EPS中的主要组分,在膜孔中的含量比滤饼层中还高。