应用地球化学工程学修复水、气、土壤污染的研究进展

本文简要介绍了地球化学工程学的基本概念、主要环境技术及尺度 ,综述了地球化学工程学在水、大气、土壤污染修复中的研究进展。     

pH对厨余废物两相厌氧消化中水解和酸化过程的影响

通过间歇实验探讨了pH对厨余废物两相厌氧消化中水解和产酸过程的影响,详细考查了厨余废物在4个pH(pH =5 ,7,9,11)条件下的水解率、挥发酸(VFA)产量和速率、有机酸的组分和水解酸化产物的分配.实验结果表明,控制pH为7时,厨余废物具有更高的水解和酸化率,以水解酸化液体中TOC、COD与固液混合液中总COD、TOC比值表示的厨余废物水解率在实验第9d分别达到86%和82 % ,VFA浓度在实验第4d达到3 6g·L- 1 ,VFA产量是未调节pH时的2倍.在pH为7时,水解酸化产物中乳酸浓度相对较低,VFA中主要以丁酸和乙酸为主,丙酸很少.控制pH为7不但可以提高水解酸化效率,而且为后续产甲烷过程提供了更有利的基质,从而优化了厨余废物处理的两相厌氧消化工艺     

脉冲电晕放电去除NO的反应途径研究

对脉冲放电等离子体条件下去除NO的宏观反应机理进行研究结果表明,不同氧含量的氮气流中NO的脱除均同时存在氧化、分解与还原三条途径。气流中氧含量不同,起主导的反应也不相同。还考察了NH₃气、H₂O蒸气等调质剂对反应途径的影响。NH₃的加入有利于NO通过还原途径脱除,但同时导致生成N2O反应的加剧,而产生二次污染,由此说明NH3加入位置的重要性。水蒸气在等离子体作用下产生氧化性物种,有利于NO的氧化脱除。本实验条件下加入气流量1％的水气即能使NO氧化脱除率增加20％左右。实验还考察了电参数（峰值电压、脉冲重复频率等）对NO脱除反应的影响。最后对本实验条件下的反应机理进行推断,所得结果对脉冲电晕等离子体烟气脱NO工艺研究具有一定的指导意义。     

黄土高原湿润期特点与农业生产布局

本文利用黄土高原208个气象台(站)的历年旬降水量与计算的旬潜在蒸发量之比(R/PE),经过10旬滑动平均计算,确定了湿润期(G)及变差系数(C)、播种雨开始期(S)及其标准差(δ)和干旱指数(A),同时还计算了湿润期内出现的干旬(D)、湿旬(W)及其标准差(β、α)。湿润期及其变量的研究,对合理安排农业生产具有重要意义。     

高温烟气中颗粒静电脱除特性的实验研究

研究温度90~450℃条件下静电除尘器的放电特性及除尘特性,分析温度、工作电压、烟气流速及颗粒浓度等关键参数对于颗粒静电脱除效率的影响.结果表明,当温度从90℃上升至450℃,在比收尘面积为46.5m²/(m³·s^-1),粉尘初始浓度约为750mg/Nm³的工况下,颗粒脱除效率均可达到98%以上.随着电压升高,除尘效率不断提高,但其升高趋势逐渐变缓.在相同电压下,随着温度的上升,电晕电流显著增大,强化颗粒荷电,颗粒的脱除效率提高;而在相同电流下,高温下较低的空间场强使得颗粒的驱进速度减小,导致颗粒脱除效率下降.烟气流速提高降低了颗粒的脱除效率,PM_1.0受烟气流速的影响较PM₁₀更为明显.颗粒初始浓度的上升增强了颗粒的碰撞及团聚作用,在一定程度上有利于增强颗粒的脱除效果.     

直流电晕自由基簇射治理甲苯的试验研究

利用直流电晕自由基簇射对甲苯有机废气进行试验,分别考察了有机污染物浓度、温度、电压、湿度和停留趑时间等不同因素对去除率的影响.试验结果表明,降低气体温度和一定的湿度能够提高脱除效率,电压增高可以提高脱除效率,停留时间长使得脱除效率升高,但能量效率降低.有机物的浓度增大,会使得脱除效率降低,但同时能提高能量的利用效率.本实验的目的旨在为降解烟气中的多环芳烃(二噁英等)打下基础.     

形稳阳极电解处理有机废水机理及动力学的研究

采用简便易行的方法对形稳阳极电解催化降解有机废水的机理进行了研究,表明在电解过程中能够产生氧化能力极强的HO@自由基,可以氧化降解废水中的有机污染物,即有机污染物以间接氧化的方式降解,这是电解催化氧化技术的主要机理.用非线性最小二乘法对实验数据的分析表明,其过程基本符合两步一级模型,并得到了水杨酸降解过程中的两步速率常数.     

Enhancing nitrogen removal from low carbon to nitrogen ratio wastewater by using a novel sequencing batch biofilm reactor

Removing nitrogen from wastewater with low chemical oxygen demand/total nitrogen (COD/TN) ratio is a difficult task due to the insufficient carbon source available for denitrification. Therefore, in the present work, a novel sequencing batch biofilm reactor (NSBBR) was developed to enhance the nitrogen removal from wastewater with low COD/TN ratio. The NSBBR was divided into two units separated by a vertical clapboard. Alternate feeding and aeration was performed in the two units, which created an anoxic unit with rich substrate content and an aeration unit deficient in substrate simultaneously. Therefore, the utilization of the influent carbon source for denitrification was increased, leading to higher TN removal compared to conventional SBBR (CSBBR) operation. The results show that the CSBBR removed up to 76.8%, 44.5% and 10.4% of TN, respectively, at three tested COD/TN ratios (9.0, 4.8 and 2.5). In contrast, the TN removal of the NSBBR could reach 81.9%, 60.5% and 26.6%, respectively, at the corresponding COD/TN ratios. Therefore, better TN removal performance could be achieved in the NSBBR, especially at low COD/TN ratios (4.8 and 2.5). Furthermore, it is easy to upgrade a CSBBR into an NSBBR in practice.     

Pb（II）对好氧颗粒污泥系统的生物效应及其迁移转化机制

Pb（II）会随工业的应用而残留在各类水体中,对人类和水生态构成潜在风险.以好氧颗粒污泥（Aerobic Granular Sludge, AGS）为接种污泥,在序批式反应器中研究Pb（II）对AGS的生物毒性及其迁移转化特性,同时探讨AGS对Pb（II）的吸附行为与机制.结果表明,Pb（II）会破坏AGS的三维结构,致使污泥生物量下降和沉降性能恶化.同时促进微生物分泌胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances, EPS）,但由于污泥内部孔道堵塞使得微生物以EPS为碳源,且Pb（II）的持续毒性超过EPS保护阈值,最终导致EPS含量由对照组的（295.90±6.22） mg·g^-1 最低降至（217.23±7.35） mg·g^-1.在20 mg·L^-1 Pb（II）的长期暴露下,AGS同步硝化反硝化作用明显削弱,导致TN去除率由对照组的97.15%大幅下降至70.04%.高通量结果表明,Exiguobacterium和Candidatus_Competibacter菌属在高浓度Pb（II）的胁迫下成为优势菌属,而与脱氮相关的Pseudomonas菌群相对丰度锐减至6.87%.此外,当Pb（II）进水浓度为1 mg·L^-1时,AGS可对其实现99.15%的高效去除.整个过程的吸附动力学可以用准二级模型充分解释,且由多种扩散机制调控.使用Freundlich等温线模型可以较好地描述Pb（II）的吸附,Temkin模型也进一步证实化学吸附可在去除过程中起主导作用.结合扫描电子显微镜、X射线能谱仪和红外光谱表征结果,确定AGS对Pb（II）的吸附机制是以表面络合和沉淀反应为关键途径,并伴有离子交换和静电吸附.