连续流双污泥工艺中反硝化除磷动力学研究

通过长期连续运行,文章研究了A2N/BAF中试工艺对低碳氮生活污水的处理效果,结果表明:出水COD、NH4+-N、TP浓度分别为38、8.81、0.41 mg/L,去除率分别为80%、75%、86%。基于工艺运行与莫诺特方程中关于底物去除的动力学模型,建立了工艺中反硝化除磷的动力学模型,包括COD去除动力学模型、厌氧释磷动力学模型,缺氧吸磷动力学模型、好氧吸磷动力学模型以及NO3--N去除动力学模型。并结合不同单元的除磷模型,建立了整个工艺的除磷模型。     

贵州省毕节市威奢乡农田土壤环境质量特征研究

本文采用元素地球化学的研究理论与方法对贵州省毕节市威奢乡耕作土壤环境特征进行研究并采用单因子指数法和综合污染指数法对其环境质量进行科学评价,得出如下主要研究结果:威奢乡现代耕作土壤总体呈弱酸性,pH值介于5.10~7.38之间,平均值为6.12;有机质含量丰富,介于3.29%~12.06%之间,平均值为5.85%;土壤全氮含量介于1735~6325mg/kg之间,平均值为3722 mg/kg;全磷含量介于667.2~1579.69 mg/kg之间,平均值为1161.4 mg/kg;全钾含量介于5016.06~15063.03 mg/kg之间,平均值为9186.2 mg/kg,对比全国第二次土壤普查养分分级标准,研究区土壤全氮、全磷含量为一级,无需补充,但全钾含量为五级,应适量施加含钾元素肥料,以提高土壤肥力;研究区Ca、Mg元素含量均低于贵州省表层土壤平均值,应注意适量补充Ca、Mg元素;有害重金属元素Cr、Cd、As、Pb含量具有CrPbAsCd的区域特征,且Cr、Cd含量均高于贵州省表层土壤平均值。单因子污染指数法评价结果显示研究区农耕土壤Cd已经明显污染,成为该地区最主要的污染物。内梅罗综合污染指数法评价结果显示,研究区大部分土壤已达到严重污染程度(P综3)。其中,重金属Cd、Zn主要来源于外源污染,且大部分富集在土壤表层,给农业生产带来极大风险。     

三峡库区消落带N2O排放及其影响因素

为了探讨亚热带水库消落带N_2O的排放规律,选取三峡库区王家沟一典型消落带内3个高程(180、175和155 m)作为研究对象,采用静态暗箱和浮箱法进行了为期2 a的连续观测.175 m和155 m高程位于三峡库区消落带上,而180 m高程作为对照,为永不淹水的陆地.结果表明,各高程处的N_2O排放通量都表现出明显的季节变化,180 m高程处的春季N_2O排放最低;175 m高程在实验观测的第一年表现为单峰型的夏季N_2O排放高峰,次年在三峡水库实现最高蓄水位175 m后,表现为干湿交替和夏季N_2O高排放的双峰型;155 m高程处只呈现为夏季高N_2O排放的单峰态.另外,位于消落带上的175 m和155 m高程均表现为落干期N_2O排放大于淹水期.各高程处N_2O的年累积排放量为175 m(853.92 mg·m-2)180 m(336.69mg·m~(-2))155 m(324.69 mg·m~(-2)),与180 m高程对照相比,表明短期淹水会促进N_2O排放,而长期淹水则会抑制N_2O排放.相关性分析显示,陆地与消落带落干期的N_2O排放与各环境因子间无显著相关性,消落带淹水期排放与水温和风速呈极显著负相关.对影响陆地、消落带淹水期和落干期N_2O排放的因素进行主成分分析可知,消落带淹水期水体中可溶性氮素的分布是影响水面N_2O排放的最主要因素,而消落带落干期及陆地则是受土壤碳氮含量、土壤温度、湿度及pH等因素的共同影响和制约.     

基于机器学习的长江流域农田氮径流流失负荷估算

定量解析长江流域农田氮径流流失特征是实现长江及其河口氮污染有效控制的关键科学基础.基于收集的长江流域570个旱地和434个水田田间氮径流流失数据组,采用相关性分析、结构方程模型、方差分解和机器学习方法,探究了影响旱地和水田总氮径流流失强度的主要因素,建立了基于机器学习的长江流域旱地和水田总氮径流流失强度预测模型,量化了长江流域农田总氮径流流失负荷.结果表明,径流深、施氮量和土壤氮含量是影响旱地总氮径流流失强度的主要因素;径流深和施氮量是水田总氮径流流失强度的主要影响因素.与分类与回归树、多元线性回归和增强回归树方法相比,采用随机森林算法构建的长江流域旱地和水田总氮径流流失强度预测模型具有更高的精度（R²为0.65~0.94）.基于随机森林算法的预测模型估算的2013年长江流域农田总氮径流流失负荷（以N计）为0.47 Tg ·a^-1（旱地：0.25 Tg ·a^-1;水田：0.22 Tg ·a^-1）,中下游地区贡献了58%的流失负荷.模型预测5种防治情景下的长江流域农田氮流失负荷可削减2.4%~9.3%,其中减少径流量的削减效果最为显著.长江流域农田氮面源污染防治必须协同加强氮肥精准管理、减少农田径流量和提高土壤氮利用,且应将重点放在中下游地区.所发展的基于机器学习建模方法克服了氮径流流失强度与影响因素之间函数关系难以确定的问题,为估算区域或流域农田氮流失负荷提供了简便且可靠的方法.     

我国工业行业碳排放与产业升级的关联分析

基于碳排放量基本等式,测算了2001-2010年我国工业各行业的碳排放总量,分析了我国工业行业碳排放的主要特征,并运用灰色关联度方法分析了我国工业行业碳排放量与产业发展之间的关系.研究发现,工业行业产值与碳排放量的变化趋势有较大的趋同性,但不同行业的趋同度存在差异,依据上述研究结果提出了工业行业减少碳排放的政策建议.     

苯硝化工艺HAZOP分析的定量化研究

为提高危险化工工艺过程风险评估的准确性,通过工艺仿真模拟,研究工艺参数波动对生产装置安全性能的影响。以苯硝化工艺为例,采用危险与可操作性分析对该过程进行定性的风险评估;同时利用Aspen Plus建立苯硝化装置的模拟流程。结合HAZOP分析中偏差与模拟中硝化釜的流程变量之间的联系,以进料混酸的流量和1号硝化釜热负荷及出口温度为量化指标,观察混酸流量在正常操作点17.6 m3/h的±100%范围波动下1号硝化釜热负荷及出口温度的变化。研究结果表明,保持1号硝化釜温度为正常值,随着混酸流量的增大,硝化釜热负荷先增大后减小;保持硝化釜热负荷不变,随着混酸流量的增大,硝化釜温度先增大后减小。其中混酸流量值超过22.95 m3/h时,温度超过报警阈值60℃。     

纳米TiO2光催化氧化微量丙酮气的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2膜。测试了TiO2光催化剂对微量丙酮气的催化氧化反应性能的测试。结合TG,XRD及TEM等对催化剂的表征,研究了纳米TiO2膜的制备条件对其结构和反应性能的影响,探索了纳米TiO2膜光催化氧化的机理。结果表明：制得的TiO2膜平均粒径为20nm,TiO2膜经550℃焙烧后呈现锐钛型和少量金红石型晶体的混晶。当金红石型的质量分数为13．6％时,TiO2光催化剂表现出较好的催化活性,丙酮的转化率最高达到45．26％。     

基于多元统计的土壤主要重金属影响因素分析——以济南市平阴县城区及附近区域为例

利用多元统计方法对表层土壤中主要重金属元素的影响因子进行分析.在济南市平阴县城区及附近区域布设3条土壤地球化学剖面,并分析其中7种主要重金属元素的质量比.结合土壤重金属元素质量比的数理统计与空间分布特征,利用多元统计方法,如数据形态分布、主成分分析、聚类分析等,对土壤中主要重金属元素的影响因子进行分析.结果 表明,表层土壤中7种主要重金属元素可以划分为两类:第一类包括As、Cr、Cu、Pb和Zn,这类元素的平均质量比接近于当地背景值,且具有较小的变异系数;第二类包括Cd和Hg,其中Cd的平均质量比接近于当地背景值,但具有较大的变异系数,而Hg富集系数及变异系数均较大.地球化学剖面图也显示Cd和Hg的空间分布与人类活动具有较高的相关性.结合主成分分析和聚类分析可以得出,在研究区表层土壤中,As、Cr、Cu、Pb和Zn主要受土壤母质和自然过程的控制,Cd及Hg则受到较为强烈的人类活动的影响.     

过硫酸盐的活化及其在氧化降解水中抗生素的机理和应用

抗生素是一类用于阻止和治疗微生物传染性疾病的人用和兽用药物,在人类和动物疾病治疗领域以及水产养殖业有着广泛的用途.近年来,抗生素作为一种新型污染物不断排入水体并且在水体中持续存在,对水生态环境以及人类健康造成了威胁.基于硫酸根自由基（SO·4-）的高级氧化技术因其快速高效、适用范围广等特点,其在处理抗生素废水已经成为国内外研究热点.本文综述了近年来国内外利用UV、热、过渡金属、金属氧化物、零价金属、碳基材料、有机物、组合方式等常规及新型活化方法活化过硫酸盐以及处理抗生素废水的研究进展,并讨论了不同活化方式对抗生素的降解效率及机理的影响,最后展望了过硫酸盐高级氧化技术应用于抗生素降解的研究方向和挑战.