太湖流域水供给服务供需时空演变分析

太湖流域是我国经济发展最快、人口最密集的地区之一。受土地利用和降水条件变化的影响,太湖流域水供给服务供需关系也发生着变化。通过分别设置1995～2015年太湖流域不同降水条件和土地利用变化情景,利用Invest模型定量评估水资源供给量,同时利用空间离散法定量评估水资源需求量,并进一步分析供需赤字和盈余区域的时空变化。结果表明:1995～2015年随着土地利用变化,尤其是建设用地的扩张(20年来涨幅达106%),水资源需求占供给量的比重由73%升至90%,需要依赖外来客水的县域面积占整个流域的比重由19%升至33%;2015年在不同降水条件下供需关系变化更为明显,降水量越少,供需赤字的县域越多,在干旱年份整个流域需求量占供给量的117%,供给量已不能满足需求量,且赤字县域的面积占整个流域的47%。两种情境下,太湖流域东北部水供给服务供需关系均比西南部紧张。作为影响太湖流域水资源供需变化的主要因素,土地利用和降水条件变化分别通过影响需求量和供给量改变供需关系。     

低C/N比水产养殖废水生物脱氮实验研究

随着短程硝化-反硝化理论研究的发展,在低C/N比条件下,实现污水的生物脱氮处理已成为可能。为此,设计了水产养殖用水的三级生物膜短程硝化-反硝化处理工艺,并对该工艺在去除模拟水产养殖废水主要污染物的作用进行了初步研究。研究结果表明,在进水pH值7.5~8.5,温度为28~32℃,溶解氧为0.5~1 mg/L,游离氨浓度为5~10 mg/L的条件下,模拟废水的COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别达到94.4%、91.6%和70.1%;并且低C/N比对出水氨氮NH4+-N的去除率影响不大,NO2--N的平均浓度控制在5.2 mg/L以下,低于鱼类的耐受浓度。表明该短程硝化-反硝化工艺设计,可用于低C/N比水产养殖废水主要污染物的生物处理,尤其是可消除NO2--N对水产养殖的潜在威胁,基本达到养鱼回用标准。     

动电修复不同形态重金属污染土壤效果研究

以钢铁厂附近废地的重金属土壤为对象,研究了动电修复技术去除重金属效果与其各化学形态的关系,讨论了电能消耗。结果表明,同一种重金属,其动电去除效率顺序为交换态碳酸盐结合态Fe-Mn氧化结合态有机结合态残留态,即吸附性越弱的形态,其去除率越高,如交换态去除率95%;吸附性越强的形态,其去除率越低,如有机态和残留态去除率低于29%;对于不同重金属,高移动性和弱吸附性的重金属较弱移动性和强吸附性的重金属去除效果好,即各形态的Cd、Cu和Zn的去除率明显高于相应形态Pb的去除率;能耗分析表明,实验时间超过96 h后,在电能有较大消耗的同时,重金属去除率却提高不明显。     

Decomposition and oxidation of sodium 3,5,6-trichloropyridin-2-ol in sub- and supercritical water

Sodium 3,5,6-trichloropyridin-2-ol (STCP) is a necessary precursor compound for the production of chlorpyrifos and triclopyr, which are extensively used as pesticide and herbicide, respectively. In the process of STCP production, however, large amount of wastewater containing STCP is discharged, which causes increasingly environmental concerns. Therefore, it is of great significance to develop a rapid and effective method for the disposal of containing STCP contaminants. In this work, the thermal decomposition of STCP in sub- and supercritical water was investigated using a continuous tubular reactor. While STCP was stable below 280 °C, it could be effectively decomposed at elevated temperature. FT-IR spectra of the decomposition products indicated that the pyridine ring structure in the STCP molecule was stable even at temperatures up to 400 °C. The decomposition reaction was mainly caused by the substitution of Cl groups in the STCP molecule with OH groups, resulting in polyhydroxylated pyridines as the major decomposition product. Moreover, high pressure favored the substitution reaction. To completely decompose STCP into non-toxic or low toxic compounds, supercritical water oxidation (SCWO) was employed to evaluate the oxidation of STCP using H₂O₂ as an oxidant. It was found that STCP could be completely oxidized to H₂O, CO₂ and corresponding inorganic ammonium salts with an oxidation rate of 99%.     

基于成本分析的西部生态补偿法律机制研究

建立和实施西部生态补偿机制,是加强西部生态建设和强化西部生态功能专业化服务的必由之路。生态系统服务补偿理论和自然资本理论为我们分析西部生态补偿提供了新的分析范式,西部生态补偿包括国家补偿、区域和流域补偿、自力补偿三个层次。其内部的成本关系包括生态服务利用成本关系、跨区域资源调配成本关系、生态工程实施成本关系、内部补偿成本关系等,基于成本分析基础上的三层次补偿关系协同发展是完善西部生态补偿法律机制的基本内容。     

类氧化硅气凝胶吸附材料的制备及其吸附性能

以有机硅高沸物和Na₂SiO₃·9H₂O为原料,采用溶胶-凝胶法制备出疏水性的类氧化硅气凝胶吸附材料。采用透射电子显微镜、傅里叶变换红外分析仪和比表面与空隙度分析仪对该吸附材料的结构进行表征。表征结果显示,该吸附材料呈海绵状多孔结构,比表面积为294.48 m²/g,孔径分布较宽（为2 ~140 nm）,平均孔径为8.95 nm。实验结果表明：采用该吸附材料常温下静态吸附处理质量浓度为10 mg/L的罗丹明B（RhB）溶液,在类氧化硅气凝胶吸附材料加入量50 g/L、静态吸附时间5 h的最佳静态吸附工艺条件下,RhB去除率为98.8%,吸附后RhB质量浓度为0.124 mg/L;采用该吸附材料常温下动态吸附处理质量浓度为15 mg/L的RhB溶液,吸附4 h后开始穿透,吸附7 h后完全穿透。穿透时间较长,表明该吸附材料具有较大的吸附容量。     

转鼓铁碳微电解法预处理液晶废水

采用转鼓铁碳微电解法预处理液晶生产废水,优化了工艺参数,并进行了装置连续运行试验。结果表明：保持转鼓转速2 r/min,在废水pH=2.0、铁碳比（m（铸铁屑）∶m（活性炭））1∶1.5、填料装填率（填料体积与反应器有效容积之比）1∶10、HRT=3 h的优化工艺条件下,废水BOD₅/COD由处理前的0.181提高到0.265;电解装置连续运行30 d,COD去除率稳定在40.1%~43.2%之间,且填料未出现板结现象。     

嗜酸硫杆菌和黑曲霉对电镀污泥重金属浸出效果

电镀污泥重金属浸出对电镀污泥资源化利用具有重要意义。为了降低处置成本,采用嗜酸硫杆菌与黑曲霉对电镀污泥重金属浸出效果进行了研究。结果表明,采用嗜酸性氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌混合菌种对含固率为3%的电镀污泥进行为期15 d(培养驯化后)的处理后,污泥中Ni、Cr与Cu的浸出率虽分别高达92.8%、85.0%和96.8%,但耗时久,无法大规模地实际应用。利用黑曲霉对电镀污泥进行为期6 d的处理,Ni、Cr和Cu的浸出率分别达到92.0%、74.4%和55.3%。若采用黑曲霉培养15 d后产生的生物有机酸和同pH的柠檬酸处理电镀污泥4 h后,两者对Ni、Cr和Cu的浸出率分别为:85.0%与94.2%、63.8%与73.7%、57.9%与99.6%。可见,利用黑曲霉发酵菌液浸出电镀污泥中重金属有一定的实际应用价值。     

2 种不同性能炭纤维载体的固定床厌氧反应器运行效果比较简

分别采用炭纤维（CF）和活性炭纤维（ACF）作为固定床厌氧反应器的生物膜载体,以不加任何载体的相同规格的反应器为对照,在中温（35±1）℃、连续进料条件下处理高浓度糖蜜废水,实验历时 165 d ,比较评价了2种不同性能的炭纤维作为载体的固定床厌氧反应器的运行性能。结果表明,CF 和 ACF 均是较好的微生物附着的载体材料,具有较强的处理高负荷有机废水和抵抗pH冲击的能力,能显著地提高反应器运行系统的稳定性。具有高比表面积的 ACF 较之 CF 更易于微生物固着并挂膜。对照在进水 COD超过 20 000 mg/L,相应 OLR为 8.35 kg COD/（m³·d）时,系统开始酸化。而以 CF 和 ACF 为载体的反应器能在进水 COD 高达 70 000 mg/L ,相应的 OLR 分别为 36.85 和 39.06 kg COD/（m³·d） 的高有机负荷下运行,且系统的pH更稳定。对照及以 CF 和 ACF 为载体的反应器的最高容积产气率分别为4.33、17.12和16.12 m³/（m³·d）;165 d 的累积产气量分别为5 665.4、22 675.8和26 112.8 L,后2者的产气量分别是对照产气量的 4.0 和 4.6 倍。     

多效膜蒸馏技术浓缩回收废水中的二甲基亚砜

利用具有内部潜热回收功能的气隙式多效膜蒸馏(MEMD)组件对含二甲基亚砜(DMSO)的化纤废水进行了浓缩回收研究,考察了料液中DMSO浓度、进料流量、进料温度和膜侧进口温度对膜通量、造水比、分离因子和回收率的影响。结果表明,多效膜蒸馏可以将DMSO废水浓缩至200~300 g/L;初始浓度为6.2 g/L时,造水比和分离因子最高值分别为12.4和76.0;虽然膜通量、造水比和分离因子均随料液浓度增大而下降,但是当DMSO浓度达到200 g/L时,膜通量、造水比、分离因子仍分别高达3.74 L/(m2·h)、7.1、32.1;在整个浓缩过程中,回收率维持在99.6%以上;当DMSO废水浓缩达到150 g/L以上时,含有少量DMSO的渗透液可作为二次料液继续用MEMD过程浓缩。膜组件在连续运行的1个月内保持了良好的操作性能。该实验研究表明,多效膜蒸馏过程可以高效节能地浓缩回收化纤废水中的DMSO。