面向寒冷地区城镇污水处理厂提标改造的ASM模拟优化及其应用

为指导和支撑寒冷地区城镇污水厂升级改造,采用GPS-X软件的ASM1模型,构建了河北某污水处理厂CASS工艺提标改造模型,分别对污泥回流比(R_S)、反应区体积比(R_V)、充水比(λ)、运行周期(T)和不同水温的CASS运行方案等进行了数值模拟优化;同时,综合模拟结果,提出了升级改造技术方案,并予以实施。冬季运行结果表明,改造后的CASS工艺出水指标COD、氨氮和TN的浓度分别为(23.23±2.76)、(1.16±0.76)、(9.83±1.4) mg·L⁻¹,能够稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。     

中原城市群典型城市秋冬季大气PM2.5污染特征及溯源

为了研究中原城市群区域城市秋冬季大气PM_2.5的污染特征和其主要成分的潜在来源,于2018年10月到2019年1月在郑州、洛阳、安阳和新乡这4个典型城市展开秋冬季连续4个月PM_2.5膜样本采集,采用X射线荧光光谱法,碳分析法和离子色谱法分别对18种无机元素,有机碳（OC）/元素碳（EC）,和9种水溶性无机离子进行了测定.根据PM_2.5日均值浓度水平分为3个污染等级,并分别通过对氮氧化率（NOR）和二次有机碳（SOC）及富集因子的计算结果对PM_2.5主要成分NO₃^-和SOC及18种无机元素的时空变化进行了对比分析.通过化学质量平衡（CMB）模型计算了4个城市的排放源及贡献率,并通过后向轨迹（HYSPLIT）模型和潜在源贡献因子法（PSCF）分析了4个城市PM_2.5和主要成分NO₃^-及OC的潜在污染来源.结果表明,采样期间郑州、洛阳、安阳和新乡PM_2.5均值分别为（82.1±45.5）、（84.7±39.8）、（96.8±46.1）和（81.1±36.6）μg·m^-3,日均值的最高浓度值分别是国家二级标准的3.3、2.6、3.0和2.3倍;4个城市PM_2.5的主要组分都为NO₃^-和SOC,NO₃^-的浓度,NO₃^-/EC和NOR都随着污染等级的升高而显著升高,NO₃^-/EC和NOR的均值随着污染等级的升高总体上表现出郑州和洛阳略高于安阳和新乡;SOC的浓度和在OC中的占比及SOC/EC的比值都随着污染等级的升高而增大;从无机元素的浓度和富集程度来看,As在郑州最高,Mn和Fe在洛阳最高,Zn、Ni和Cr在安阳最高以及Cu和Pb在新乡最高;4个城市PM_2.5污染源为二次硝酸盐、二次硫酸盐、有机物、燃煤源、机动车源、扬尘源、生物质源和工艺过程源,二次硝酸盐的分担率在郑州（37.7%）最高,新乡（14.1%）机动车分担率最高,洛阳（7.0%）和安阳（6.8%）的工业过程源的分担率相对较高;郑州、洛阳、安阳和新乡分别有51.6%、49.2%、49.6%和46.3%的气流来自西北方向;郑州潜在污染区域主要集中在河南省,洛阳主要在河南省南部和汾渭平原,安阳和新乡则是主要在河南省和京津冀传输带上,另外安徽西北部、山东西南部、山西东南部和陕西北部也对安阳和新乡OC的污染造成了影响.     

水动力条件下苦草对沉积物氮释放的影响

在浅水湖泊中,沉积物易受到水流的扰动释放出原本沉降于其中的氮营养盐。沉水植物一方面能够减少水动力的作用,一方面又能够吸收沉积物中的和已经释放到上覆水中的氮营养盐供其生长同时改善水质。因此,研究沉水植物对沉积物中氮营养盐释放的影响具有很重要的实际意义。借助自主开发的生态水槽,研究苦草（Vallisneria spiraslis L.）在动、静水条件下对沉积物氮的释放的影响。实验装置包括四组水槽,两组动水槽中的一组只铺沉积物,另一组在沉积物上种植苦草,两组静水槽也如此设置。在40 d的实验周期内,我们在实验始末采集沉积物样品,在每一个采样时间点（0、1、3、6、12、20、30、40 d）采集水样,并测定沉积物中总氮含量,原水样中的总氮含量以及过滤水样中的总氮、氨氮、硝氮和亚硝氮的含量。研究结果表明：没有苦草的实验组0～1 cm沉积物层总氮下降幅度较大,有苦草的实验组表面0～1 cm沉积物层氮含量较高。苦草从根系周围沉积物中吸收氮,1～4 cm沉积物层的吸收量多于4～8 cm沉积物层。各水槽上覆水中总氮含量在第1天就有较大的增加,从0.09 mg·L^-1分别升到0.60、0.50、0.379、0.36 mg·L^-1在水动力影响下的增加更显著,后缓慢上升。动水槽中进入到上覆水的氮中80%以上是以溶解态氮形式存在,静水槽中这个比例高达90%以上。苦草对溶解态和颗粒态氮的去除率最高可达27.6%和84.3%。3种氮形态中硝态氮的含量比重较大,在动水条件下,苦草对氨氮,硝氮和亚硝氮的去除率最高可达30.0%、25.0%和60.0%。但苦草对水中氮形态的比例的影响并不明显。以上结果说明水动力条件明显促进沉积物中氮的释放,沉水植物苦草通过保护表层沉积物,吸收下层沉积物中氮,去除进入上覆水中的氮,特别是颗粒态氮和溶解态中的亚硝态     

胞外聚合物对活性污泥吸附生活污水碳源的影响

为探索活性污泥中不同层胞外聚合物(SB-EPS、LB-EPS和TB-EPS)对污泥吸附性能的影响,以培养污泥、污水厂污泥为研究对象,采用加热法分层提取EPS,研究不同层EPS对生活污水中COD的吸附特征,并采用Lagergern单层吸附动力学模型、Ritchie双层吸附模型和颗粒内扩散模型方程进行动力学数据分析.结果表明:两种污泥的原污泥、-SB污泥和培养-LB污泥与Lagergern单层吸附模型和Ritchie双层吸附模型的拟合效果均比较好,说明污泥吸附过程既存在单层的物理吸附过程,又存在多层的物理化学吸附过程.污泥从外层到内层,EPS含量逐步增加,蛋白质与多糖比值均为外层小于内层,但培养污泥LB-EPS中蛋白质与多糖比值大于TB-EPS.两种污泥单位SB-EPS的吸附量分别为0.650 mg·mg~(-1)、3.37 mg·mg~(-1),吸附速率比原污泥分别增加了0.0997 min-1、0.0390 min-1,因此,SB-EPS可吸附有机污染物,但吸附速率较小.两种污泥单位TB-EPS的吸附量分别为1.06 mg·mg~(-1)、0.443 mg·mg~(-1),吸附速率比原污泥分别增加了10.7 min-1、0.183 min-1,因此,TB-EPS结构紧密,导致吸附速率减慢,但其能很好地将吸附上的污染物保存在菌体细胞壁外而不被释放.而LB-EPS对污染物没有储存能力,只有快速传递污染物的能力.     

福建省兴化湾表层沉积物中重金属污染与评价

文章分析了兴化湾表层沉积物中8种重金属的含量与分布。结果显示:兴化湾沉积物中重金属污染程度较轻。污染程度顺序大致为内外湾海水交汇处>河流入口>内湾>外湾。与往年重金属含量相比,Pb、Zn的含量已明显的下降,表明兴化湾的大部分重金属污染得到一定程度的控制。根据潜在生态风险评价,兴化湾表层沉积物重金属的生态危害程度都较小。     

Fenton试剂氧化降解微囊藻毒素-LR

研究了Fenton试剂氧化降解微污染水体中微囊藻毒素MC-LR的效果,在H2O2浓度1.5mmol·l-1,Fe2 浓度0.10 mmol·l-1,反应温度为25±1℃,pH值为4.18及反应时间为30min的条件下,浓度为0.41mg·l-1的MC-LR去除率可以达到92.4%,降解过程符合准一级反应动力学.Fenton试剂氧化体系能有效地降解MC-LR,特别是在紫外光的照射下,MC-LR的降解速率得到大幅度提高.紫外光能促进Fe3 还原为Fe2 ,所以光助Fenton试剂氧化反应中可以使用Fe3 代替Fe2 .     

挥发性有机物(VOCs)的不同化学去除途径:城市与区域站点的对比

VOCs在大气中主要是与OH自由基、NO₃自由基和O₃等反应氧化去除,部分OVOCs的自身光解也是重要的化学去除途径.本研究基于2018年和2019年秋季在珠三角地区的城市和区域站点的外场观测实验,使用VOCs、常规痕量气体及气象参数的观测数据,对烷烃、烯烃、芳香烃和OVOCs等VOCs组分不同化学去除途径的去除速率进行分析.结果表明,烷烃和芳香烃主要通过与OH自由基反应去除,最高占比超过99%.与NO₃自由基和O₃的反应可贡献烯烃去除速率的80%以上,特别是一些天然源的烯烃(如单萜烯)与NO₃自由基的氧化去除是贡献最大的氧化途径.光解是甲醛最重要的去除途径,在两个站点均达到了50%以上,酮类的光解贡献会高于其他OVOCs类物质.OH自由基的氧化去除途径在城市和区域站点的人为源及天然源VOCs去除中占主导地位.区域站点,烯烃尤其是天然源的烯烃物种,与NO₃自由基和O₃反应的贡献要高于城市站点.本研究对促进不同VOCs物种在大气中的去除...     

基于ISODATA法的三峡库区生态区划

在可持续发展思想的指导下,以生态学理论为基本依据,探讨了生态区划的原则、指标和方法。采用ISODATA法结合SPSS100中的层次聚类分析软件包,选择生态环境指标、社会发展指标和经济发展指标等20个定性、定量指标,利用数量化评分标准将三峡库区划分为4个生态类型区,并对各生态类型区的主要特征进行分析,应用ArcGIS绘制出三峡库区生态区划图,结果表明第I区生态类型较好。研究指出三峡地区生活在生态安全质量较高的人口约有28万多人,只占库区总人口的17%;此外通过对各区生态经济特征的综合评价结果,可以看出各区主要以山地、丘陵地为主,而且水土流失面积占60%左右,三峡库区生态安全形势十分严峻。旨在为生态分区评价以及三峡库区生态安全建设提供参考,提出加强山地丘陵的综合治理、控制水土流失及降低污染是优化三峡库区生态状况的关键。     

γ-Al2O3催化臭氧氧化水中嗅味物质机理探讨

以γ-Al2O3粉末为催化剂,研究催化臭氧氧化去除水体中典型嗅味物质2-甲基异茨醇(MIB)的效能与机理.结果表明,γ-Al2O3能够明显促进臭氧氧化去除MIB,表现出很好的催化活性,叔丁醇对γ-Al2O3催化氧化去除MIB过程具有明显的抑制作用.在催化臭氧氧化去除MIB过程中,γ-Al2O3表面电荷状态及表面羟基的带电性质与溶液的pH值有关.当溶液pH值与γ-Al2O3的pHzpc接近时,γ-Al2O3的催化作用最为明显.γ-Al2O3催化臭氧氧化过程中自由基的相对量值Rct比单独臭氧氧化过程高出近1个数量级,这进一步表明γ-Al2O3能明显促进臭氧分解产生更多的羟基自由基.最后还考察了不同摩尔比例的臭氧分解促进剂与抑制剂对γ-Al2O3催化臭氧分解的影响.     

离子型稀土尾矿除铵效果对比

离子型稀土尾矿存在氨氮残留污染问题,分析尾矿中氨氮的赋存形式能更有效地处理尾矿中的氨氮。通过室内柱浸实验、浸泡除铵实验和淋洗除铵实验,分析稀土尾矿中氨氮残留的赋存形式,并根据色层塔板理论计算和比较2种除铵方式下的除铵效率。结果表明,尾矿中氨氮残留赋存形式包括离子交换态氨氮、不可流动溶液残留氨氮、物理吸附氨氮和化学吸附氨氮。其中主要以化学吸附氨氮为主,占尾矿氨氮残留量的30.47%~40.73%;物理吸附氨氮含量最少,占尾矿氨氮残留量的4.86%~5.34%。3种硫酸铵单耗下淋洗方式的单位体积清水除铵效率为53.84%、54.05%和75.77%;浸泡方式的单位体积清水除铵效率为14.4%、20.66%和23.10%;淋洗方式效率相比浸泡方式更有效。在处理尾矿氨氮中使用淋洗方式能有效地解决尾矿残留氨氮污染。