基于协同反硝化脱氮的光伏废水处理

以光伏废水为研究对象,利用启动成功的协同反硝化反应器,在进水F-浓度为800mg/L,NO₃^--N为350mg/L的条件下,控制进水C/N为0.7左右,实现反硝化过程无需酸碱调控,TN去除率为90%以上,TN去除速率为2.0~2.5kg/（m³·d）.除氟试验表明,通过投加CaO初步除氟能将F-浓度降低至800mg/L,同时将pH提升至7.68,满足协同反硝化的pH范围（7.5~8.5）要求;二次除氟能有效降低废水中残余的F-及协同反硝化生成的SO₄^2-.针对多数含F-浓度超过800mg/L的光伏废水,可采用先初步除氟、协同反硝化脱氮,最终二次除氟、除硫酸盐的工艺路线.相比于完全异养反硝化脱氮处理光伏废水,采用协同反硝化可节约脱氮成本0.82元/t.     

Recent advances in the photocatalytic reduction of carbon dioxide

Fossil fuels are currently the major energy source and are rapidly consumed to supply the increasing energy demands of mankind. CO₂, a product of fossil fuel combustion, leads to climate change and will have a serious impact on our environment. There is an increasing need to mitigate CO₂ emissions using carbon–neutral energy sources. Therefore, research activities are devoted to CO₂ capture, storage and utilization. For instance, photocatalytic reduction of CO₂ into hydrocarbon fuels is a promising avenue to recycle carbon dioxide. Here we review the present status of the emission and utilization of CO₂. Then we review the photocatalytic conversion of CO₂ by TiO₂, modified TiO₂ and non-titanium metal oxides. Finally, the challenges and prospects for further development of CO₂ photocatalytic reduction are presented.     

左氧氟沙星在蒙脱石存在条件下对大肠杆菌的毒性效应

采用批实验研究了蒙脱石对左氧氟沙星的吸附机理及对左氧氟沙星抗菌作用的影响。结果表明,中性条件下存在培养基时,左氧氟沙星在蒙脱石上前2 h即达到吸附平衡,吸附等温线符合Langmuir吸附方程,吸附率达90%以上;蒙脱石吸附左氧氟沙星存在阳离子交换作用、氢键作用、疏水作用、阳离子键桥作用、静电吸附作用等物理化学过程;蒙脱石本身不具有抑菌、杀菌活性,且由于蒙脱石增大了微生物附着的比表面积,在特定情况下可以促进微生物的生长;扣除其对微生物生长的促进作用后,蒙脱石吸附左氧氟沙星降低了后者的毒性效应,其抑菌率降低约25%。上述结果为进一步研究抗生素在环境中的毒理效应提供了基础依据。     

吉林市城区土地利用对地下水污染空间分布的影响

利用吉林市城区91眼监测井2013年的地下水水质监测数据,采用改进内梅罗污染指数法求取地下水污染指数,同时考虑第二松花江两岸地下水污染的非连续性,采用Kriging方法进行分区插值,然后叠加融合得出城区地下水污染指数空间分布图.结合吉林市城区土地利用类型,采用CM模型和SLM模型提取监测井不同半径范围内的土地利用类型,利用多元回归分析方法确定监测井最可能受污染的范围,最后利用Kendall 秩次相关检验法和回归分析方法分析城区土地利用类型对地下水污染空间分布的影响.研究结果表明,吉林市城区地下水污染呈现出明显的空间分布特征;城区地下水受到不同程度的污染,其中江北片区和中心片区较为严重;在考虑地下水流动的情况下,监测井最可能受污染的范围为沿地下水流向方向500m;吉林市城区土地利用类型对地下水污染空间分布有较大影响,其中传统工业用地、居民和商业用地、城市交通设施用地为主要因素,其Kendall 秩次相关检验τ值分别为0.248、0.174、0.143;在各研究片区,该3种土地利用类型和地下水污染空间分布也存在较好的相关性.     

2014年10月中国东部持续重污染天气成因分析

2014年10月5─13日中国东部发生了大范围、长时间的(雾)霾及重污染天气. 采用AQI数据分析此次大气重污染过程的时、空演变特征,并应用NCEP(美国国家环境预报中心)再分析资料以及地面、小球探空数据,分析了主要天气型演变、边界层及上空的风场、气象条件特征,以研究此次秋季重污染天气的气象成因和形成过程. 结果表明:①华北、东北是此次污染最为严重的地区,其域内各城市持续数日的污染演变可分为AQI显著上升、持续高值、下降3个阶段. ②在AQI上升阶段(10月6—8日),受大陆高压控制,东部地区出现较弱地方风场和偏南风输送风场,风速在0～2 m/s,相对湿度在22%～86%,3 000 m逆温显著利于污染物积累. ③在持续污染阶段(10月8—11日),海上高压滞留,再加上台风“凤凰”北上阻挡大陆高压影响,使东部地区出现持续4 d的偏南风、偏东风弱风场,风速在1～4 m/s,相对湿度为57%～96%,造成严重污染. ④在AQI下降阶段(10月11—12日),后续大陆高压南下,前部冷锋利于污染物清除,风速达到6 m/s,是AQI降低的主要天气背景场. 因此,持续出现的稳定天气形势是导致此次中国东部重污染天气的主要气象原因.      

湿热水解预处理对餐厨废弃物液相物质转化的影响

设计湿热水解预处理温度(80、120、150和200 ℃)、时间(40、50、60和70 min)、加水量(40%、60%、80%和100%)的三因素四水平正交试验,研究湿热水解预处理对餐厨废弃物液相可浮油脱出量、ρ(COD_Cr)、糖类、ρ(VFA)(VFA为挥发性脂肪酸)等的影响. 结果表明:餐厨废弃物经湿热水解预处理后可浮油脱出量明显提高. 在150 ℃、加水量40%、处理60 min的湿热水解条件下,可浮油脱出量(67.7 mL/kg)最高,比未经预处理的对照组提高了2.65倍;同时,ρ(还原糖)和ρ(总糖)也达到最高,分别比对照组增加了16.29%和38.92%.随着温度升高和处理时间的延长,ρ(COD_Cr)不断升高,在200 ℃、加水量40%、处理70 min的湿热水解条件下,ρ(COD_Cr)最高为109.729 g/L,比对照组提高了1.39倍. 经湿热水解预处理后,ρ(VFA)也呈显著增加,在200 ℃、加水量100%、处理40 min的湿热水解条件下,ρ(VFA)达到最高,比对照组增加了66.26%.预处理后,ρ(乙酸)、ρ(丁酸)升高,ρ(乙醇)降低. 方差、极差综合分析表明,在湿热水解过程中,温度是影响餐厨废弃物液相物质转化的主控因子,其次是加水量和时间.      

象山港大型底栖生态状况的多指数互校法评价与分析

2011年在象山港设置31个调查站位,分别于夏季和冬季开展了大型底栖动物调查,同时分析了表层沉积物质量。分别采用ABC曲线法、AMBI指数法和M-AMBI指数法对象山港大型底栖生态健康状况进行分析评价,并结合沉积物质量评价结果,对3种方法评价结果进行相互校正,得出象山港大型底栖生态现状综合评价结果。结果显示,2011年夏季象山港67.7%的调查站位底栖生态被评为良,32.3%的调查站位被评为中;冬季3.2%站位评为优,45.2%的站位被评为良,45.2%的站位被评为中,6.4%的站位被评为差。M-AMBI,AMBI和ABC 3种方法的评价结果显著相关,ABC法评价结果与沉积物中石油类和硫化物含量显著相关,AMBI指数与沉积物中TOC含量显著相关,M-AMBI指数与沉积物中重金属Hg含量显著相关。     

地下水位变化在分析海水入侵中的应用

基于同期的外海潮位与S-1监测井电导率监测数据,对辽东湾西侧绥中砂质平原海水入侵岸段的外海潮位对海水入侵的影响进行了分析。结果表明外海潮位的变化可以对海水严重入侵区域的S-1监测井附近产生显著的影响,高潮位时会导致该地区海水入侵程度加重。基于实测的过渡区地下水位与Cl-含量数据,得出季节变化的地下水位与季节变化的地下水Cl-含量呈现明显的正相关关系,相关系数在0.92以上。利用该相关关系,可以得出该地区的海水入侵过渡区(250 mg/L)对应的地下水位值为-2.22 m~0.25 m,可以为确立该地区海水入侵过渡断面的位置提供间接的依据和参考。     

湿地芦苇光谱对富营养化响应的多尺度高光谱遥感研究

近年来大多数滨海河口湿地都受到了人类活动的影响,水体富营养化加剧的问题造成了深远的影响,亟待在不同时空尺度上以快速、稳定、准确的途径监测滨海河口水体富营养化。论文采用能够提取植被氮吸收特征细微变化的高光谱遥感技术,基于3个时相的野外实验测量数据和HJ-1A HSI高光谱遥感数据,在叶片、冠层和景观3种尺度上,研究湿地芦苇的高光谱特征对滨海河口水体氮素浓度变化的时空响应特性,以此避免营养物质脉冲效应导致的错误水体富营养化水平评估结论。研究结果表明：在叶片和冠层尺度,邻近不同氮浓度的水体,湿地芦苇的光谱特征存在差异。而且,所采用的高光谱植被指数能够对邻近水体氮浓度的变化作出响应,各指数与水体氮浓度的相关性在冠层比叶片尺度有所降低,其中TCARI/OSAVI指数与水体氮浓度的相关性较高（叶片尺度R²为0.73,冠层尺度R²为0.7）;在景观尺度,采用基于Bootstrap的SVM模型,构建高光谱指数TCARI/OSAVI的水体总氮浓度估算模型,应用于3个时相HJ-1A HSI高光谱图像。精度检验显示,估算值和实测值之间存在较好的相关性（R²=0.61,RMSE=2.96 mg/L）。综合叶片、冠层和景观3种尺度的研究结果,证明湿地植被的高光谱响应特征可用于滨海河口水体氮浓度的时空分布估算,进而可以指示湿地所在区域水体富营养化水平的变化状况。     

Removal of organic matter and disinfection by-products precursors in a hybrid process combining ozonation with ceramic membrane ultrafiltration

The performance of an integrated process including coagulation, ozonation, ceramic ultrafiltration (UF) and biologic activated carbon (BAC) filtration was investigated for the removal of organic matter and disinfection by-products (DBPs) precursors from micro-polluted surface water. A pilot scale plant with the capacity of 120 m³ per day was set up and operated for the treatment of drinking water. Ceramic membranes were used with the filtration area of 50 m² and a pore size of 60 nm. Dissolved organic matter was divided into five fractions including hydrophobic acid (HoA), base (HoB) and neutral (HoN), weakly hydrophobic acid (WHoA) and hydrophilic matter (HiM) by DAX-8 and XAD-4 resins. The experiment results showed that the removal of organic matter was significantly improved with ozonation in advance. In sum, the integrated process removed 73% of dissolved organic carbon (DOC), 87% of UV₂₅₄, 77% of trihalomethane (THMs) precursors, 76% of haloacetic acid (HAAs) precursors, 83%of trichloracetic aldehyde (CH) precursor, 77% of dichloroacetonitrile (DCAN) precursor, 51% of trichloroacetonitrile (TCAN) precursor, 96% of 1,1,1-trichloroacetone (TCP) precursor and 63% of trichloronitromethane (TCNM) precursor. Hydrophobic organic matter was converted into hydrophilic organic matter during ozonation/UF, while the organic matter with molecular weight of 1000–3000 Da was remarkably decreased and converted into lower molecular weight organic matter ranged from 200–500 Da. DOC had a close linear relationship with the formation potential of DBPs.