Nitrogen removal from coal gasification wastewater by activated carbon technologies combined with short-cut nitrogen removal process

A system combining granular activated carbon and powdered activated carbon technologies along with shortcut biological nitrogen removal （GAC-PACT-SBNR） was developed to enhance total nitrogen （TN） removal for anaerobically treated coal gasification wastewater with less need for external carbon resources. The TN removal efficiency in SBNR was significantly improved by introducing the effluent from the GAC process into SBNR during the anoxic stage, with removal percentage increasing from 43.8%49.6% to 68.8%-75.8%. However, the TN removal rate decreased with the progressive deterioration of GAC adsorption. After adding activated sludge to the GAG compartment, the granular carbon had a longer service-life and the demand for external carbon resources became lower. Eventually, the TN removal rate in SBNR was almost constant at approx. 43.3%, as compared to approx. 20.0% before seeding with sludge. In addition, the production of some alkalinity during the denitrification resulted in a net savings in alkalinity requirements for the nitrification reaction and refractory chemical oxygen demand （COD） degradation by autotrophic bacteria in SBNR under oxic conditions. PACT showed excellent resilience to increasing organic loadings. The microbial community analysis revealed that the PACT had a greater variety of bacterial taxons and the dominant species associated with the three compartments were in good agreement with the removal of typical pollutants. The study demonstrated that pre-adsorption by the GAC-sludge process could be a technically and economically feasible method to enhance TN removal in coal gasification wastewater （CGW）.     

生物活性炭吸附石化废水有机污染物实验研究

生物活性炭吸附石化二级废水有机污染物实验主要包括生物活性炭挂膜实验和生物活性碳影响因素实验。在实验中考察了水力负荷和活性炭滤层厚度两因素对有机污染物吸附作用。结果表明:在45 d左右挂膜基本成功,最佳水力负荷为0.25~0.75m3/(m2·h),活性炭滤层最佳厚度为90cm。     

北京市密云水库上游金矿区土壤稀土元素的地球化学特征

采集了密云水库上游金矿区的34个土壤表层样品,用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了土壤稀土元素含量,研究了土壤不同粒级中稀土元素的分布特征,并对土壤稀土元素含量分布的影响因素、累积效应、配分模式及分馏特征进行了分析和探讨。结果表明:金矿区土壤稀土元素总量∑REE略高于中国大陆土壤∑REE背景值。随着颗粒粒径的减少,稀土元素及总有机碳(TOC)含量均逐渐增加。相关性分析表明,各稀土元素均表现出相似的相关性,与全量元素Li、V、Co、Ga、Rb、Cs呈正相关,与Cu、Cd、Pb及pH呈负相关,与TOC呈显著正相关;土壤pH、有机质和矿物质成分与稀土元素含量分布密切相关。累积因子(AF)分析表明,稀土元素在粘粒级(0~2μm)、粉砂粒级(2~50μm)中表现出显著的累积效应,这是由于微细颗粒比表面积较大,次生矿物及有机质含量较高。经球粒陨石标准化后,各粒级稀土元素总体配分曲线相近,均表现为Ce无异常,Eu明显亏损,50μm的粗粒级Eu亏损较细粒级更为严重。土壤轻重稀土分馏程度关系为:砂粒级(50~350μm)粉砂粒级(2~50μm)粘粒级(0~2μm)。该研究结论将为选取稀土元素作为示踪剂提供科学依据,并为不同粒级中稀土元素的进一步研究提供一定的参考价值。     

2011年春季沙尘天气影响下上海大气颗粒物及其化学组分的变化特征

于2011年4月28日~5月18日对上海大气中颗粒物的质量浓度及细粒子中的化学组分进行了连续观测,获得了上海受春季沙尘天气影响下大气颗粒物质量浓度和主要化学组分特征.结果表明,沙尘天气中PM10和PM2.5的质量浓度显著高于非沙尘天,最高日均浓度分别达到787.2μg·m-3和139.5μg·m-3,PM2.5/PM10的均值为(32.9±14.6)%(15.6%~85.1%);总水溶性无机离子(TWSⅡ)占PM2.5的质量分数为(27.2±19.2)%(4.8%~80.8%),二次组分SNA(SO2-4、NO-3、NH+4)占TWSⅡ的(76.9±13.9)%(41.9%~94.2%),TWSⅡ和SNA对PM2.5的贡献均小于非沙尘天,而Ca2+的含量比却有明显上升.非沙尘天测得的OC/EC值高于强沙尘天,但低于弱沙尘天.此外分析还得到,沙尘中的高矿尘粒子具有酸性缓冲作用,使得沙尘天颗粒的碱性强于沙尘发生前.非沙尘天SO2-4、NO-3主要以NH4HSO4、(NH4)2SO4和NH4NO3的形式存在,沙尘天还会与其他矿物离子结合.     

国Ⅳ天然气公交车实际道路颗粒物排放特性

采用车载排放测试系统对国Ⅳ天然气公交车进行了实际道路排放测试,研究其颗粒物排放特征及粒径分布随车速、加速度及比功率的变化规律.结果表明,天然气公交车的颗粒物数量和质量排放率随车速的增加均逐渐升高,而排放因子均逐渐减小;怠速、低速、中速和高速工况下颗粒数量浓度均呈多峰对数分布,核态颗粒数在总颗粒数中占大多数比例.随加速度的增大,颗粒物排放率逐渐升高;快加速工况颗粒物排放率明显高于匀速和慢减速工况,而后二者之间相差不大.颗粒物的高排放集中在高车辆比功率(VSP)区间内,并随VSP绝对值的增大逐渐升高.     

空气资源评估方法及其在城市环境总体规划中的应用

从空气污染气候学的角度,提出了空气资源禀赋的概念、评估方法、等级划分及分区管控的理念.同时,以宜昌城市环境总体规划为例,利用MM5耦合CALMET模式对大气环境系统进行解析,计算了宜昌市域范围高时空分辨率(1 km×1 km)通风系数A值分布,并作为空气资源禀赋等级分区的依据.在此基础上,将空气资源分区的结果与地理信息系统相结合,给出其空间分布,强化了分区管控政策的空间落地.评估结果表明,宜昌地区空气资源禀赋等级共分为4级,A值在8以上的空气资源禀赋充裕的地区,约占市域面积的30.3%;较好和一般的地区,A值分别在5~8和3~5之间,约占34.1%和34.8%;A值在1~3之间空气资源禀赋稀少的地区,仅占0.8%.本研究提出的空气资源禀赋分区方法具有较强的合理性,预期在城市中长期发展过程中的产业布局与分级调控中具有较好的应用前景.     

磁铁矿活化过硫酸钠降解泥浆体系中的三氯乙烯

研究了磁铁矿活化过硫酸钠技术氧化泥浆系统中三氯乙烯(TCE)的效果.同时,考察了Fe2+、Cl-和HCO-3对TCE降解过程的影响,并采用有机碳含量不同的2种天然土壤,以及用H2O2去除低聚合"软碳"和高温灼烧去除全部有机碳后所得到的2种土壤,考察了有机质含量对TCE降解的影响,检测了反应过程中有机质的变化.结果表明,在中性pH值条件下,磁铁矿活化过硫酸钠是表面活化反应,反应产物为α-Fe2O3,TCE氧化降解过程符合准一级反应动力学方程.在初始TCE浓度20 mg·L-1、磁铁矿投量20 g·L-1时,TCE在48 h后的去除率达到97%.Fe2+对反应有促进作用,Cl-和HCO-3均会对反应起到抑制作用,其中,HCO-3的抑制作用强于Cl-.TCE降解速率受土壤有机质含量影响较大,土壤去除有机质(SOM)后TCE的降解速率明显加快.通过检测有机质变化发现,过硫酸钠对有机质的去除较小,有机质对TCE降解的抑制可能是通过消耗过硫酸钠、表面消耗自由基和对有机污染物的竞争吸附等多种途径引起的.     

腐殖酸改性针铁矿对铀U（Ⅵ）的吸附性能及机理研究

通过人工合成的方法制得腐殖酸改性针铁矿(HA-α-FeOOH),考察了吸附时间、吸附剂用量、U(Ⅵ)初始浓度和pH值等因素对吸附U(Ⅵ)过程的影响.同时,利用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱(EDS)分析了其对U(Ⅵ)的吸附机理.试验结果表明,在25℃、pH为4的条件下,腐殖酸改性针铁矿作用4 h对5 mg·L-1的含铀废水的去除率几乎达到100%.Freundlich等温吸附模型、准二级动力学模型对吸附过程的拟合效果较好,主要吸附模式为多层吸附;改性针铁矿对U(Ⅵ)的吸附是自发的吸热反应.SEM-EDS和FIIR分析结果表明,改性针铁矿吸附U(Ⅵ)的机理主要表现为内层络合作用及离子交换,与U(Ⅵ)作用的基团主要是羟基、酚羟基和羧基.     

表面活性剂对以污泥为铝源制得的纳米Al（OH）3性质的影响研究

以污泥碳(SC)中回收的铝酸钠为铝源,在制备Al(OH)3的过程中加入表面活性剂PEG-1000(比例在0.01%~0.6%变化),考察其对Al(OH)3表面形貌和结构的影响.研究发现,当加入PEG-1000比例较小时,其空间位阻作用抑制了粒子之间的键合作用,使得Al(OH)3的沉淀效率较高、粒子尺寸较小,也能有效地阻止颗粒的团聚,SBET可以达到340 m2·g-1以上.当PEG-1000加入比例较大时,Al3+的沉淀效率逐渐降低,所得Al(OH)3粒子的尺寸变大,Al(OH)3的SBET和孔体积逐渐变小,平均孔径变大;原因是增多的PEG-1000分子会被包进Al(OH)3的结构中,限制了PEG-1000的表面交联和吸附,使空间位阻效应变差.—CH2—振动峰的出现说明PEG-1000是通过形成化学键的方式连接在Al(OH)3的表面基团上.PEG-1000的使用对于以污泥为铝源制备分散性好、尺寸较小和SBET较大的非晶态Al(OH)3具有重要作用.     

Effect of alkalinity on nitrite accumulation in treatment of coal chemical industry wastewater using moving bed biofilm reactor

Nitrogen removal via nitrite （the nitrite pathway） is more suitable for carbon-limited industrial wastewater. Partial nitrification to nitrite is the primary step to achieve nitrogen removal via nitrite. The effect of alkalinity on nitrite accumulation in a continuous process was investigated by progressively increasing the alkalinity dosage ratio （amount of alkalinity to ammonia ratio, mol/mol）. There is a close relationship among alkalinity, pH and the state of matter present in aqueous solution. When alkalinity was insufficient （compared to the theoretical alkalinity amount）, ammonia removal efficiency increased first and then decreased at each alkalinity dosage ratio, with an abrupt removal efficiency peak. Generally, ammonia removal efficiency rose with increasing alkalinity dosage ratio. Ammonia removal efficiency reached to 88% from 23% when alkalinity addition was sufficient. Nitrite accumulation could be achieved by inhibiting nitrite oxidizing bacteria （NOB） by free ammonia （FA） in the early period and free nitrous acid in the later period of nitrification when alkalinity was not adequate. Only FA worked to inhibit the activity of NOB when alkalinity addition was sufficient.