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.     

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.     

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。     

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%。     

伞罩型湿式脱硫除尘塔入口结构优化模拟

利用商用CFD软件Fluent,采用k-ε湍流模型和SIMPLE算法,对新型伞罩型湿式脱硫除尘塔内的三维两相流场进行数值模拟,发现了塔内烟气入口处流场所存在的不均匀性。为将其流场调节均匀从而提高脱硫除尘效率,在数值模拟的基础上提出在入口处加装直导流板、阶梯导流板和弯曲导流板,并分析塔内y=0截面速度的分布,以及z＝0.21 m截面上的颗粒浓度、速度和压力等参数的分布。结果表明：通过加装阶梯导流板和弯曲导流板均可以将流场调节均匀,达到较理想状态,从而实现高效净化气体的目的。模拟结果对设备的优化设计和实际运行有一定的指导作用。     

污水污泥裂解及其性能的研究

以碘吸附值为裂解残渣吸附性能的指标,通过单因素实验和正交实验,确定了制备裂解残渣的最佳工艺条件,并对残渣的表面元素组成、孔结构组成、晶相组成和吸附性能等性质进行了表征。结果显示：以浓度均为5 mol/L的ZnCl₂和H₂SO₄作活化剂、复配比2∶1、活化温度600℃、活化时间1 h、固液比1∶2.5,制得的裂解残渣酸洗后碘值平均值可达892.8 mg/g;用制备的裂解残渣对苯酚废水进行处理,室温下振荡5 min,苯酚去除率即可达到87.9%,且符合Langmuir吸附等温线方程和Freundlich吸附等温线方程。     

利用烧结脱硫灰制备胶凝材料的研究

研究了烧结烟气半干法脱硫灰复掺矿渣、钢渣,辅之外加剂,制备胶凝材料的可行性。结果表明,采用改性脱硫灰（GXTLH）、钢渣、矿渣及水泥熟料再混磨制备的复合胶凝材料,具有良好的安定性等水化性能和力学性能;当GXTLH 掺入量为20%、CFII 1.5%、减水剂0.5%及水泥熟料23%时,矿渣掺量在12%～44%、钢渣掺量11%～44%之间制备的胶凝材料初凝时间、终凝时间、力学性能满足GB13592-92《钢渣矿渣水泥标准》;矿渣与钢渣比、水泥熟料及外加剂等掺量一定,GXTLH掺量超过30%时,GXTLH胶凝材料的抗压抗折强度均有所下降。     

竹林土壤中甲基对硫磷降解菌的降解效果及其与土壤物理特性的关系

采用实验室控制试验研究了甲基对硫磷降解菌在竹林土壤生态系统中的降解效果及其与土壤物理特性的关系。试验结果表明,邻单胞菌（DLL-1）具有高效性,甲基对硫磷初始浓度为15 mg/kg干土,第5 d竹林土壤上、中和下层的降解率分别为88.6%、85.9%和79.2%,相应的半衰期为2.5、2.84与3.79 d。甲基对硫磷在土壤中的不同粒径范围吸附情况是不同的,从而影响DLL-1菌的降解效果,表现为土壤中粘粒含量与降解率呈显著正相关。孔隙度也是影响降解效果的一个因素,上中下3层的降解率随着孔隙度的减小而降低。     

高效菌藻塘系统对农村污水中磷的强化去除效果研究

研究了高效菌藻塘系统处理太湖地区农村生活污水除磷效果及其强化措施。高效菌藻塘和水生生物塘HRT分别为8 d和4 d,进水总磷浓度为1.7～17.1 mg/L,出水总磷浓度全年平均值为3.33 mg/L,高效菌藻塘系统的除磷能力欠佳。通过降低水生生物塘内水深、采用废弃石膏作为填料构建了新型复合水生生物塘,HRT=1.6 d条件下,复合水生生物塘出水总磷可保持在1 mg/L以下,可达到GB18918-2002一级B排放标准。