山东半岛城市群人居环境质量综合评价

随着中国城市化的高速发展,"城市病"问题日益突出,城市群作为统筹区域协调发展、建设宜居人居环境的重点地区,其人居环境发展状况备受关注。基于此,本文以山东半岛城市群为例,从人文环境、经济环境、社会环境和生态环境4个方面构建人居环境质量综合评价指标体系,利用人居环境质量计算模型和系统协调度模型,对其人居环境质量进行静态定量化评价和动态综合性评价。研究表明:(1)山东半岛城市群人居环境质量与社会环境的关联性最大,经济实力、基础设施水平时空发展不均衡、地域差异大,是制约山东半岛城市群人居环境发展的突出问题。(2)2000—2014年山东半岛城市群人居环境综合水平呈现良好的上升趋势,且增速较稳,增幅较小;各要素间的协调性均达到了中级协调等级;系统层的评价值除人文环境外,均呈现不同程度的波动式上升态势;领域层的评价值差异明显,发展不均衡。(3)城市群内部各城市人居环境综合质量水平逐步提高,且排名相对稳定;各要素间的协调度等级差异较小,但起伏变化较大;人居环境质量时空分异特征明显,呈现东西高、中间低的格局,内部级别差异显著,可分为较好、一般、较差、差4个等级。在今后的发展中,应针对山东半岛不同城市人居环境问题采取因时因地制宜的协调对策,创造整体最优人居环境。不仅要提高城市群的整体经济水平,提升城市群的短板建设,推动人居环境协调发展,还要符合新常态下城市发展与建设的要求,加快山东半岛城市群的区域创新体系构建,科学引领产业转型升级,优化产业结构,加强山东半岛城市规划研究与实施力度,探索"多规合一"模式。     

Biological treatment of wastewater in aeration tanks: Theoretical bases for process calculations

This article describes the method, based on the kinetics of enzyme reaction, for calculating treatment rates for wastewater effluents of varied concentrations in mixing aeration tanks and continuous flow aeration tanks. Using this method would make it possible to optimize the parameters of the biological treatment of wastewater. In addition, the authors illustrate that partitioning of the aeration space of the mixing aeration tank in a separate KU‐200 compact installation, which is intended for wastewater treatment from small sources, would make it possible to increase its efficiency by a factor of 1.8.     

Hydrothermal liquefaction phase behavior of microalgae & model compounds in fused silica capillary reactor

A fused silica capillary reactor combined with a heating/cooling stage, a microscope and a digital camera were used to investigate phase behavior during the hydrothermal liquefaction of microalgae (Dunaliella tertiolecta) and model compounds, including soya protein and glycine, starch, glucose and xylose, stearic acid and palmitic acid. Bubbles were generated at 246°C and disappeared at 360°C upon heating when Dunaliella tertiolecta used as feedstocks. Moreover, liquid products were generated at 300°C upon heating and oily liquid products began to separate out at 250°C upon cooling. The phase behavior of soya protein was similar to that of the Dunaliella tertiolecta. Meanwhile, there only observed the bubbles generation during hydrothermal liquefaction of glycine. Heating the starch, glucose and xylose above 350°C generated black solids from carbonization. Stearic acid and palmitic acid only had the process of melting, dissolution, dispersion and precipitation.     

Comparison of the daily global solar radiation from different data sources in Northwest China climate

The solar radiation data are of high importance to the solar energy systems. Conventional methods to obtain the solar radiation data are from weather stations, solar radiation models, commercial software databases, and field measurements. In the present study, a new daily global solar radiation model is proposed, by combining the quadratic function of sunshine fraction and sine function of the day of the year. The solar radiation model calculated data are then compared with China Meteorological Data Sharing System (CMDSS) data, TRNSYS data, and field-measured data in Northwest China climate. It is found that the newly proposed solar radiation model has better performance than the other nine solar radiation models in the literature. The solar radiation model calculated data fit well with the CMDSS annually average data. The TRNSYS data are a bit larger than the CMDSS annually average data in summer half year and a little smaller than those in winter half year. The solar radiation model and the CMDSS annually average data have the best correlation, whereas the TRNSYS data and the field-measured data have the worst correlation. The solar radiation model calculated data have the best correlation with the other three data sources.     

水泥窑共处置废物过程中重金属的流向分布

为了探索水泥窑共处置危险废物过程中重金属流向分布规律,研究了不同温度条件下Cr、As、Pb在煅烧熟料、颗粒物和尾气中的残留率。在900、1 000、1 100、1 200、1 300和1 450℃温度条件下,将添加Cr、As和Pb化学试剂的生料分别进行煅烧,模拟重金属在水泥窑内不同温度带的煅烧过程。结果表明,6个温度条件下,Cr主要分布在熟料中并且呈现不规则变化;颗粒物中的Cr在1 200℃条件下分布量最大,所占比例为32.79%(w);在900℃和1450℃条件下,烟气中的Cr分布量最大,所占比例为0.24%(w)。6个温度条件下As主要分布在熟料中并且1 000~1 450℃条件下稳定在81%~83%之间;在900℃条件下,As在熟料中的残留率最大,所占比例为97%(w);在1450℃条件下,As在尾气中的分布达到最大值,所占比例为0.0023%(w)。6个温度条件下,Pb在熟料中的残留率随着温度升高而逐渐减少,挥发颗粒物中的含量呈现相反的趋势;尾气中Pb的含量随着温度的升高逐渐增加。     

气浮技术在膜生物反应器剩余污泥浓缩过程中的应用

污泥浓缩作为污泥处理的关键环节之一,开发高效的污泥浓缩工艺对于降低污泥含水率、提高脱水设备的运行效率、降低脱水能耗具有十分重要的意义。针对MBR污泥浓度高、污泥粒径小、污泥沉降性能较差等特点,故采用传统的重力浓缩和机械浓缩技术很难有效实现污泥浓缩。因此,尝试采用气浮浓缩技术降低污泥含水率的可行性。从气浮浓缩的中试结果来看,较适宜运行参数为:固体负荷为15 kg/(m2·h),水力负荷为1.5 m3/(m2·h),回流比为1,PAM投配率2‰(w/w干固体),溶气压力为0.4 MPa,气固比为0.03。经过中试设备进行气浮浓缩后,污泥含水率降低至96%左右。此外,还研究了采用气液多相泵系统对剩余污泥的浓缩效率,结果显示,该设备的使用相对于传统溶气气浮工艺,其优点表现在占地小、工程造价低以及运行成本低等方面。     

前置反硝化曝气生物滤池的挂膜启动研究

为了解前置反硝化曝气生物滤池(BAF)的启动规律,构建了小试规模的前置反硝化BAF,采用快速排泥、逐步增大水力负荷的策略考察了其启动过程中的污染物去除情况及启动特性。结果表明,在好氧柱水力负荷为2.04 m3/(m2·h),厌氧柱水力负荷为4.08 m3/(m2·h),回流比为100%,气水比为5.6∶1的情况下,前置反硝化BAF的启动需要49 d。启动过程中好氧池中硝化细菌的成熟是启动的关键。厌氧池中的反硝化细菌的成熟标志着启动的完成。启动完成后,前置反硝化BAF的出水COD、NH3-N及NO-3-N分别稳定在50、15和5 mg/L以下,满足国家一级A排放标准。     

原铝生产流程温室气体排放主要影响因素的关联度分析

铝是国民经济建设和发展的关键基础材料,然而由其生产过程所产生的大量温室气体排放也逐渐成为政府关注的焦点。本研究计算了我国原铝生产不同年度的生命周期能耗和温室气体排放量,并分析了资源消耗和生产工序能耗等影响因素与温室气体排放的关联性。结果表明,在各年原铝生产的温室气体排放总量中,电力和阳极效应导致的排放所占比重分别为68.5%和7.9%,其他影响因素所占比重均低于6%;与温室气体排放关联度最高的3个影响因素依次是电耗、煤气燃烧和石灰石煅烧,其值分别为0.937、0.899和0.893;在目前铝电耗和阳极效应控制水平提升空间有限的情况下,降低煤气的消耗,提高石灰石的使用效率,是实现原铝生产温室气体减排的有效途径。     

DO浓度对间歇曝气单级自养脱氮系统N2O排放的影响

以单级自养脱氮系统为研究对象,采用有效容积为15 L的SBBR反应器,系统进水NH+4-N浓度约为360 mg/L,控制温度为(30±2)℃,采用间歇曝气方式运行,曝气段DO浓度从2.4~2.6 mg/L逐渐下降到0.9~1.1 mg/L,研究了单级自养脱氮系统的脱氮性能与N2O排放情况。结果表明,反应器曝气段DO浓度从2.4~2.6 mg/L下降到0.9~1.1mg/L,系统TN去除率均达到80%,但在相同运行时间内的TN去除率依次降低,NH+4-N平均反应速率从0.19 mg/(L·min)降低至0.05 mg/(L·min),NO-3-N累计产生量稳定于14.9~16.5 mg/L,NO-2-N浓度在反应器内未产生明显的积累。随着曝气段DO浓度的下降,最大N2O释放速率逐渐降低,N2O累计释放量从73.8 mg下降到61.0 mg,N2O转化率介于2.4%~2.9%。     

响应面法优化甘蔗渣-污泥复合活性炭的制备工艺

为了提高污泥活性炭的吸附性能以提升其实际应用价值,提出在污泥中掺杂甘蔗渣制备复合活性炭,并采用Plackett-Burman联用响应面法对影响复合活性炭碘值的条件进行筛选优化。通过Plackett-Burman实验筛选出热解温度、热解时间和甘蔗渣与污泥干重比为主要影响因素,对这3个因素进行Box-Behnken实验,经响应面优化得到影响碘值的二次响应曲面模型,模型显示热解温度与热解时间、热解温度与干重比的交互作用显著,并确定了最佳制备条件:热解温度550℃、热解时间30 min和干重比50%,此时复合活性炭碘值为814 mg/g,优于未优化条件下制备的复合活性炭。通过比表面积、孔结构和碘值的测定以及元素和扫描电镜分析得出,甘蔗渣的掺杂提高了复合活性炭的比表面积、微孔体积、碘值及含碳量。研究结果表明,甘蔗渣掺杂和制备条件优化是提高污泥活性炭吸附性能的有效手段。