Cost-performance analysis of nutrient removal in a full-scale oxidation ditch process based on kinetic modeling

A full-scale oxidation ditch process for treating sewage was simulated with the ASM2d model and optimized for minimal cost with acceptable performance in terms of ammonium and phosphorus removal. A unified index was introduced by integrating operational costs (aeration energy and sludge production) with effluent violations for performance evaluation. Scenario analysis showed that,in comparison with the baseline (all of the 9 aerators activated), the strategy of activating 5 aerators could save aeration energy significantly with an ammonium violation below 10%. Sludge discharge scenario analysis showed that a sludge discharge flow of 250–300 m3/day (solid retention time (SRT), 13–15 days) was appropriate for the enhancement of phosphorus removal without excessive sludge production. The proposed optimal control strategy was: activating 5 rotating disks operated with a mode of "111100100" ( "1"represents activation and "0" represents inactivation) for aeration and sludge discharge flow of 200 m3/day (SRT, 19 days). Compared with the baseline, this strategy could achieve ammonium violation below 10% and TP violation below 30% with substantial reduction of aeration energy cost (46%) and minimal increment of sludge production (< 2%). This study provides a useful approach for the optimization of process operation and control.     

Influences of perfluorooctanoic acid on the aggregation of multi-walled carbon nanotubes

The aggregation of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) in the aqueous phase not only inhibits their extensive utilization in various aspects but also dominates their environmental fate and transport.The role of surfactants at low concentration in the aggregation of MWCNTs has been studied,however the effect of perfluorinated surfactants at low concentration is uncertain.To understand this interfacial phenomenon,the influences of perfluorooctanoic acid (PFOA),and sodium dodecyl sulfate (SDS) as a control,on MWCNT aggregation in the aqueous phase were examined by the UV absorbency method.Influences of pH and cationic species on the critical coagulation concentration (CCC) value were evaluated.The CCC values were dependent on the concentration of PFOA,however a pronounced effect of SDS concentration on the CCC values was not observed.The CCC values of the MWCNTs were 51.6 mmol/L in NaCl and 0.28 mmol/L in CaCl 2 solutions,which suggested pronounced differences in the effects of Na+ and Ca2+ ions on the aggregation of the MWCNTs.The presence of both PFOA and SDS significantly decreased the CCC values of the MWCNTs in NaCl solution.The aggregation of the MWCNTs took place under acidic conditions and was not notably altered under neutral and alkaline conditions due to the electrostatic repulsion of deprotonated functional groups on the surface of the MWCNTs.     

γ-Fe_2O_3/膨胀石墨复合材料吸附废水中六价铬的应用研究

介绍了采用溶胶凝胶法合成新型的复合材料-磁性的γ-Fe_2O_3膨胀石墨(MEG)复合材料。通过采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及X-光电子能谱仪(XPS)对该复合材料MEG进行了表征,结果表明MEG中γ一Fe_2O_3的粒径约为50nm,而且其中γ一Fe_2O_3和膨胀石墨通过C=O相互作用。复合材料MEG作为新型的六价铬吸附剂,通过吸附时间、初始溶液的pH值以及再生性对该吸附过程进行了考察。结果表明:在40 min内MEG吸附六价铬的过程基本达到平衡;在初始溶液的pH为3.5时,MEG对六价铬的最大吸附量可以达到16.4mg/g;而且该复合材料MEG重复使用3次后吸附效果基本没有下降。因此,复合材料MEG对于废水中六价铬的处理有选择性吸附作用,而且初始溶液的pH值对其吸附过程起着重要作用。     

胶东半岛农村地区地下水重金属健康风险评价——以山东省莱阳市为例

重金属健康风险评价对居民身体健康具有重要意义。使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定了莱阳市农村的31个地下水体中重金属Cu、Fe、Zn、Mn、Cd和Cr的含量水平,阐明了该地区重金属的空间分布特征、来源及其迁移规律,并运用美国环保局推荐的健康风险评价模型对其引起的健康风险进行了评价。结果表明,该地区地下水中Cr未检出,Cu、Fe、Zn、Mn和Cd的浓度范围分别是0～59、23～905、29～50 700、3～2 999、0～1μg/L。根据我国饮用水质量标准,所有样点中Cu和Cd的浓度未超标,Zn、Mn和Fe的超标率分别为22.58%、16.13%和6.45%,个别样点超标倍数甚高。健康风险评价结果表明,Cu、Fe、Zn、Mn通过饮用水途径产生的健康风险平均值分别为3.49×10-10、1.91×10-10、100.50×10-10、37.40×10-10a-1,均远低于ICRP(5×10-5a-1)和USEPA(1×10-4a-1)的最大可接受风险水平。但是Zn和Mn对人体健康危害的平均个人年风险明显高于其他地区,因此,该研究区非致癌物Zn和Mn的污染来源及其环境行为应该引起重视。该研究为该区域水质污染状况研究及治理监管工作提供理论依据,为其他地区重金属的监测和质量控制提供参考。     

金山区环境安全管理体系构建探讨

根据金山区的区位特征、产业结构和环境特点等实际情况,分析了目前金山区在环境安全管理方面存在的问题,提出了针对性的控制和监管对策措施,并初步探讨构建了金山区环境安全监管体系基本框架。     

MBR与PAC-MBR对微污染水源水中总磷的去除效果研究

通过曝气、膜组件、反应器等方面的改进,用MBR与PAC(粉末活性炭)-MBR处理微污染水中得总磷(TP).实验结果表明:MBR稳定后出水TP含量低于0.02mg/L,去除率达到90％左右,有效的解决了此类微污染水体富营养化的干扰;而PAC-MBR组合工艺对TP的处理效果明显优于MBR工艺,稳定后对TP的去除率达到98％以上.     

三峡库区消落带生态环境问题探讨

三峡工程的竣工,在库区两岸形成了垂直高差达30m的涨落地带,称之为消落带,对水库的实际运行影响深远。通过对这片区域特点和现状的研究,总结了当前三峡库区消落带出现的各种环境问题,如生态破坏、环境污染、景观影响、疾病问题、地质灾害等。针对各类环境问题的出现,提出了生态恢复、污染预防与治理、合理规划管理、出台相应政策等解决方法和控制措施,以期实现库区消落带的保护和充分利用,为库区社会、经济、环境的可持续发展提供参考。     

电站运营对北溪下游水质影响探讨及改进建议

文章通过对利水电站坝上、坝下布设监测断面,进行为期近一个月的枯水期水质监测,分析上下游水质的变化以期对梯级电站的建设与运营对北溪下游水质的影响进行研究,认为梯级电站的建设运行,形成梯级水库,流速变缓,大气覆氧能力降低,水中溶解氧下降,导致水体自净能力减弱,使水环境容量降低,对污染物的稀释、混合和降解能力减弱,湖库富营养化是水库的主要生态环境问题。为此,提出污染防治对策,并提出当上游污染水团下泄时,作为补救和改善水质时电站应采取的运行方式,为今后河流的突发污染防治、水质保护与改善提供经验借鉴。     

燃煤电厂电-袋复合式除尘器优化控制的仿真运行研究

以电-袋复合式除尘器为仿真研究对象,在Windows界面下利用Visual Basic6．0编程语言开发出燃煤电厂电-袋复合式除尘器优化控制的仿真运行软件。该软件通过建立数学模型,进行仿真实验,模拟工况变化、优化运行参数等对电-袋复合除尘系统进行整体的优化控制,并综合分析电-袋复合除尘器运行过程中的能耗以及运行费用,对运行电压、电流、运行阻力、喷吹周期等参数进行了优化。该仿真软件达到了电一袋除尘系统的节能降耗的目的,同时也降低了电～袋复合除尘器的运行成本。     

秸秆与生物炭还田对土壤团聚体及固碳特征的影响

揭示秸秆与生物炭还田对团聚体有机碳含量、分布、稳定性以及相对贡献率的影响,有利于明确秸秆与生物炭还田下土壤碳库的稳定性及其保护机制.采用田间试验方法研究了油菜/玉米轮作模式下,秸秆与生物炭还田对土壤团聚体及固碳特征的影响.结果表明:(1)秸秆与生物炭还田各处理均能提高土壤有机碳含量,其中生物炭还田(BC、16.88 g·kg~(-1))、秸秆+生物炭还田(CSBC、17.37 g·kg~(-1))效果优于秸秆还田(CS、13.76 g·kg~(-1))和秸秆+速腐剂还田(CSD、14.68 g·kg~(-1)).(2)与对照(CK)处理相比,CS、CSD处理能显著地提高大团聚体(2 mm)含量,增加率为94.00%~117.78%,同时显著提高了水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、R0.25,降低了分形维数(D),提高了团聚体稳定性(P0.05).(3)随着团聚体粒径的增大,团聚体有机碳含量呈现先降低再增高然后再降低,且粉黏粒(0.053 mm)对土壤有机碳贡献率最高(29.61%~42.18%),大团聚体有机碳贡献率最低(9.19%~17.81%).除CSD处理外,CS、BC、CSBC处理降低了较大团聚体(2~0.25 mm)和微团聚体(0.25~0.053 mm)有机碳贡献率.秸秆还田促进土壤团聚作用效果优于生物炭还田,而生物炭还田提高团聚体有机碳含量效果优于秸秆还田,秸秆新碳主要向大团聚体内分配,秸秆+速腐剂还田还能促进较大团聚体内不同组分结合新碳,生物炭、秸秆+生物炭还田主要向微团聚体中富集.