旋流扰流组合涡混合反应器的应用研究

基于水力旋流器和微涡旋理论而研制开发的旋流扰流组合涡混合反应器,能够提高能耗的有效利用率,增大粒子的碰撞、凝聚速率,降低药剂耗量,实现高效混凝。通过在大庆水厂的应用研究,组合涡混合反应器充分表现出经济技术上的优势,适合于老水厂的传统工艺改造。     

数据清洗对污水处理厂生物建模可靠性影响研究

为应对污水处理厂出水水质要求的不断提升,通过生物建模技术降低污水处理厂碳源、除磷药剂投加量,实现达标排放同时降低运营成本已成为必要手段.然而,数据质量是影响模型可靠性的关键因素.为提高建模数据质量,本研究在生物建模过程中提出了系统性3步清洗方法：统计分析法标定可疑数据;物料平衡计算法剔除大误差并闭合流量平衡;污泥特征分析法修正污泥组分.应用该方法成功对天津宁河芦台桥北污水处理厂2019年1—7月历史水质数据、SCADA在线流量数据及补充采集的3日水质数据实现有效的清洗,并完成基于Biowin-ASDM活性污泥模型的生物建模案例研究.通过与直接利用原始数据进行模拟拟合的对比结果表明,应用清洗后的数据进行建模可有效提升模型可靠性,不但校正参数趋于合理,更可实现生化段主要污染物TSS、TCOD、TN、TP去除率的模拟误差≤3%.     

卟啉作为人体早期砷暴露生物标志的研究

采用氢化物发生原子吸收分析了贵州省燃煤污染型砷中毒区和非砷中毒区（对照）居民尿样中砷浓度,采用高效液相色谱法分析了卟啉浓度,考察了燃煤污染造成的人体砷暴露与尿液中卟啉排泄改变的关系,寻求慢性砷中毒早期健康效应的生物标志物.结果显示,与对照组相比,砷暴露组尿卟啉Ⅲ（uroporphyrin-Ⅲ）和粪卟啉Ⅲ（coproporphyrin-Ⅲ）显著增高（P＜0.01,P＜0.01）,粪卟啉Ⅰ（coproporphyrin-Ⅰ）比对照组增高,但不显著;不同性别组间比较,对照组和暴露组的中龄（20～40岁）群体尿液中,尿卟啉Ⅲ的浓度在男性和女性群体之间呈显著性的差异（P<0.01）,其它年龄组中,这一指标在不同性别群体之间未见显著性差异;不同年龄分层比较,低龄组（＜20岁）尿卟啉Ⅲ和粪卟啉Ⅲ比对照显著增高（P＜0.01,P＜0.01）,中龄组（20～40岁）和高龄组（＞40岁）粪卟啉Ⅲ比对照显著增高（P＜0.05,P＜0.05）;此外,砷暴露组尿液中砷与总粪卟啉和总卟啉呈正相关（r=0.623,r=0.549）.结果表明,人体砷暴露会导致尿液中卟啉排泄的改变,提示卟啉有可能作为慢性砷中毒早期健康效应的生物标志.     

象山港颗粒有机碳的分布及其影响因子

研究了夏季象山港海区颗粒有机碳(POC)的时空变化特征及其与海水理化因子的关系.POC含量6月最低,平均为0.68 mg/L,7月最高,平均为1.58 mg/L,8月居中,平均为1.11 mg/L.结果表明,POC空间分布很不稳定,呈港内向港外逐渐递减的趋势.影响POC分布的主要影响因子为:水温、pH、chla和盐度,其对POC含量变化的贡献率分别为30.31、23.17、17.96和11.40.     

非稳态条件下人工湿地水流规律及其对水力停留时间的影响

由于降水的随机性,处理农业或城市径流的人工湿地通常在进水水量波动的非稳态条件下工作.为研究在非稳态条件下人工湿地的水流规律,在基于时间轴的多点示踪剂试验的基础上,利用RTD(水力停留时间分布)探讨了单峰和双峰两种水力冲击非稳态条件下水平潜流人工湿地中的水流规律.结果表明,非稳态过程的水量变化对不同时刻流入人工湿地的液体的RTD影响明显.用基于出水流量的非线性无量纲时间变量(φ)对原始RTD进行归一化处理,所得的RTD浓度曲线[C'(φ)]在整个非稳态过程中相对稳定,具有相似的倾斜度、峰值时间(单峰冲击下为0.83~1.00,双峰冲击下为0.87~1.08)、重心位置(单峰冲击下为1.08~1.25,双峰冲击下为1.05~1.25)及相关统计学参数,表现出一种独立于流量变化之外的相对稳定的特征水流规律.与稳态基流量下的t_mean(平均停留时间)相比,水力冲击使人工湿地t_mean呈冲击前持续缩短、冲击后又快速回升的趋势(单峰、双峰冲击下最大值与最小值相差分别约为30和32 h);而t_mean'(归一化平均停留时间)在非稳态过程中却相对稳定(单峰、双峰冲击下最大值与最小值相差分别约为0.15和0.20),适合作为非稳态下表征人工湿地水流规律和停留时间的特征参数.研究显示,归一化RTD易于模拟,可用其描述非稳态下人工湿地的水流规律以及水流规律对污染物接触反应时间的影响.      

江汉平原水稻季灌排单元沟渠中氮磷变化特征及其环境风险

江汉平原稻田多以灌排单元的形式存在,其中,沟渠是灌排单元的主要组成部分.本文以江汉平原腹地典型灌排单元内自然沟渠为研究对象,通过对2015年水稻整个生长季自然沟渠水深、水质的连续原位监测,研究灌排单元内自然沟渠水深、氮磷浓度的动态变化及导致这一变化的主要影响因子.结果表明,整个水稻生长季,沟渠水深维持在30~70 cm之间,灌溉事件增加的沟渠内水深高于降雨事件;水稻生长季,受水稻追肥的影响,沟渠水总氮(TN)浓度分别于6月18日和7月30日出现两个不同程度的峰值,且生育前期氨氮(NH_4~+-N)浓度高于硝氮(NO_3~--N),施肥是影响沟渠水中氮浓度的主要因子;整个水稻生长季沟渠水总磷(TP)浓度波动较大,主要受颗粒态磷(PP)浓度变化影响,外界扰动(如降雨、灌溉事件)是影响沟渠水TP浓度变化的主要因子.水稻生长后期即收获期,沟渠水中TN和TP浓度分别为0.22 mg·L~(-1)和0.06 mg·L~(-1),水质均达地表水水质Ⅱ类标准.灌排单元内,拦截沟渠与周边河道的路基高约2~2.5 m,无特大暴雨情况下,沟渠水很少漫过路基通过溢流向周边水体排水.水稻移栽直至第一次追肥后的3 d应控制沟渠水的外排.自然沟渠对降雨、灌溉和农田径流带入的氮磷起到一定程度的净化作用,通过在灌排单元出水口人为控制稻季沟渠水外排,直至水稻收获期,将使沟渠水水质达Ⅱ类标准,降低了灌排单元沟渠排水给周边水体带来的环境风险.     

石墨烯类材料在水处理和地下水修复中的应用

作为一种性质优异的吸附材料,石墨烯类材料对有机物和重金属等多种水污染物均有出色的吸附能力,因此其在水处理和地下水修复工作中的应用前景在近几年备受关注.当前的研究总体上尚停留在实验室模拟阶段,在提高材料饱和吸附量的同时,研制出低成本、稳定性强、易于再生利用且环境友好的石墨烯类材料是今后的发展趋势.本文对石墨烯类材料的种类及制备方法进行了归纳总结,对他们在水处理和地下水修复中的应用研究情况进行了综述,对当前研究中存在的问题进行了分析,最后对未来的研究和应用前景进行了总结和展望.     

NOAA卫星监测巢湖蓝藻水华的试验分析

采用实地水质采样分析、水面光谱测量等实地监测 ,并结合NOAA气象卫星遥感信息 ,对巢湖水华进行星地同步调查监测。结果表明 ,蓝藻叶绿素的存在使得进入近红外波段水体反射率明显上升 ,基于这一光谱特性以及蓝藻特有的漂浮特性 ,可利用NOAA卫星监测巢湖等内陆大面积的严重污染湖泊蓝藻水华的分布状况。     

广西环江铅锌矿尾砂坝坍塌对农田土壤的污染及其特征

广西环江县因铅锌金属矿区尾砂坝坍塌导致大面积农田污染甚至绝收.为此,对矿区下游污染区和非污染区的农田土壤、尾砂和河流沉积物进行了系统调查和研究.调查结果表明,农田遭受As、Pb、Zn和cd污染,土壤酸化严重,pH值最低至2.5,全硫含量高达2.29%.X-衍射鉴定结果表明,受污染土壤中存在大量硫铁矿,这是导致土壤酸化的主要物质.由于强酸性淋溶作用的影响,污染农田中La、Ce和Nd等稀土元素发生明显的向下淋溶现象,导致表层土壤La、Ce和Nd元素含量明显低于未污染农田.从土壤剖面分布来看,污染点的土壤中As、Pb和Zn仍主要集中分布在表层0～30 cm范围,发生土壤酸化现象的土层深度仍局限于0～70 cm范围.     

火电厂温排水对湿地生态系统的影响分析——以江苏射阳港电厂为例

在对电厂周围湿地生态系统进行多次现场调查的基础上,运用二维温度场和水动力场耦合求解的温排水模型预测电厂温排水的影响范围,结果是:电厂温排水将引起排放口附近海域最大影响面积为6.69 km2,最小为0.16 km2.分析发现,电厂温排水的温升对滩地植被、浮游生物、底栖动物、鱼类均不会造成明显的危害,相反在水温较低的季节,会提高海洋生物的丰度和生物多样性指数,并为保护区鸟类及其它物种提供丰富的饵料.但余氯对排放海域中的浮游生物有致命的威胁,对其他物种无明显影响,但存在一定的潜在影响.本文研究可以为电厂温排水的环境影响评价、温排水排放的有效管理及湿地生态系统的保护提供一些理论依据.