基于常量离子示踪技术的香溪河库湾分层异重流特性研究

2012年9月26日对三峡水库干流及香溪河库湾的水流特性及常量离子进行监测,以分析蓄水期间三峡水库香溪河支流库湾水动力特性。结果表明：香溪河库湾镁离子空间上呈下游低上游高的梯度变化,钠离子呈下游高上游低的梯度变化,河口处水中常量离子的楔形区与流速纵剖面矢量图中流向上游的楔形区的位置和厚度基本一致。监测期间香溪河库湾存在显著的分层异重流特性,在河口处,长江水体从中层倒灌进入香溪河,为中层倒灌异重流;上游水体由香溪河底部流入长江干流,为底部顺坡异重流     

向家坝水库水温时空特征及其成因分析

水温是水环境评价的重要因子之一,其对水生态系统中的物理、化学和生物过程起着重要作用。为了分析向家坝水库运行期内的水温分布特征及其成因,本文建立CE-QUAL-W2立面二维水温模型,并基于2014年野外原位监测水温数据对模型可靠性进行了验证,应用其对水温分布进行数值模拟。研究发现向家坝水库水温存在季节性垂向分层,4~6月中上层水体(水深0~60 m)受入流水温和气温回升影响迅速升温,表底温差达10℃,垂向分层加剧;7、8月水库泄洪加快了库区水体交换,底层水温迅速升高,中间等温层水体厚度增加,表底温差减小在2℃内,9月以后表底温差进一步缩小,垂向水温分层逐渐消失。通过分析发现:气象要素、入流水温、电站取水口高程、泄洪方式成为影响向家坝水温分布的主要因素。入流水温的变化只影响水库水温波动范围,对其垂向分层结构影响较低;表层水温受气象条件影响显著;取水口高程和泄洪方式决定了水温的垂向结构。     

蒙脱石基絮凝剂处理染料废水

采用先酸活化蒙脱石、再加碱聚合的方法制备了蒙脱石基絮凝剂（PMT）,用于去除染料废水的TOC和色度。实验结果表明：PMT处理2BLN分散蓝、KNR活性艳兰、X-3B活性艳红模拟染料废水的最佳加入量分别为0．30。0．30,0．25g／L。在此最佳条件卜,2BLN分散蓝、KNR活性艳兰和X-3B活性艳红模拟染料废水的TOC去除率分别为77．0％,89．2％,39．5％,脱色率分别为41．2％,43．1％,57．4％。PMT对KNR活性艳兰和2BLN分散蓝实际染料废水的TOC去除率高于聚合氯化铝（PAC）和聚合硫酸铁（PFS）,分别为91．6％和88．4％。但PMT对X-3B活性艳红实际染料废水的TOC去除率及对3种实际废水的脱色率均低于PAC和PFS。     

微生物浓度对SFBR工艺去除营养物的影响

采用序半连续式反应器(SequentialFed-batchReactor,简称SFBR,下同。)就不同微生物初始浓度对人工配置废水营养物去除效率的影响进行了研究。探讨了微生物初始浓度对COD、氮化合物(NH4-N和NO3-N)除去和微生物生长的影响。结果表明,当微生物初始浓度为140.4g/L时,COD有最高除去率(69.5%)。当微生物初始浓度≥46.8g/L,总氮除去率可达100%。菌体初始浓度对废水中营养物的去除有利。过高浓度的微生物生长,受营养物和供氧的限制。用一组涉及多个微生物反应的动力学模型,分析了微生物初始浓度对同时去除碳、氮化合物效率和微生物生长的影响。     

基质初始浓度对SFBR工艺去除营养物的影响

采用序半连续反应器就新鲜废水中COD/N比对COD、氮化合物去除效率和微生物生长的影响进行了研究。结果表明,新鲜废水中的COD/N比对COD和总氮去除率有明显的影响。当COD/N比由2.5增至12.5时,COD去除率由44.0%增至75.8%,总氮去除率从63.4%增至99.8%,然而,加料废水中COD/N比对微生物生长没有明显的影响。用一组涉及多个微生物反应的动力学模型,分析了COD/N比对同时去除碳、氮化合物效率和微生物生长的影响。     

采用序半连续反应器进行硝化和反硝化工艺的数学模拟

研究了生物废水处理应用于序半连续式反应器(SFBR)工艺中的微生物生长、硝化和反硝化动力学。基于活性污泥1号模型(ASM No．1)中的原理和结论，导出了在有氧阶段和缺氧阶段微生物生长速率、铵、硝酸盐、易生物降解基质等的反应速率及它们的物料平衡方程。在实验的基础上，对模型中的各参数采用了合适的方法进行参数估值，即：龙格-库塔法解常微分方程组和黄金分割法搜索最小误差，该模型的最小误差ε≈4．799；得出了应用于本工艺中数学模型中的各动力学参数和化学计量系数，如Ks39．997，KNO0．397，KNH1．997，KOA0．404，KOH0．297，μA0．0026，μH0．207，YA0．24，YH0．6。     

聚-γ-谷氨酸在环境中降解特性的初步研究

通过液相色谱分析聚-γ-谷氨酸(γ-PGA)在环境水样和土样中的降解率,以及降解产物谷氨酸的生成量,研究γ-PGA在环境中的降解特性。研究表明:γ-PGA在环境水样中的降解较慢,10d后,0.5%γ-PGA在鱼塘水样中仅降解了1.6%,谷氨酸的含量也仅为120mg/kg。γ-PGA在环境土样中降解明显,γ-PGA在土壤中放置20d,仅保存了7.6%,而谷氨酸含量达到了3.2mg/g土样。γ-PGA在灭菌土壤中降解的半衰期是未灭菌土壤的3.7倍,这说明γ-PGA在环境土样中的降解主要是微生物的作用。从土壤中分离的γ-PGA生产菌株B. subtilis CCTCC202048能降解γ-PGA,通过PCR扩增从该菌株中得到了γ-PGA降解酶基因。该研究将为γ-PGA在环境中的使用奠定理论基础。     

钙基聚合硫酸铁对河道富磷底泥固磷脱水的研究

通过n(Ca)/n(Fe)为0.03~0.20的钙基聚合硫酸铁(Calcium-based Polyferric Sulfate,Ca PFS)对武汉某河道富磷底泥(含磷540 mg/kg、含水率97%)进行混凝浓缩脱水,并对固持磷于沉泥之中的过程展开研究。结果表明:对钙铁摩尔比为0.05的Ca PFS,其投加量以铁计为c(Fe)=2.87μg/g时,经混凝沉降静置后其上清液含磷为0.05±0.003 mg/L、沉泥抽滤液含磷为0.41±0.02 mg/L、沉泥滤饼含磷为1 610 mg/kg,底泥中95.64%±1.94%的磷被固持于沉泥之中;而经同样投加量的市售聚合硫酸铁处理后,上清液含磷为0.25±0.02 mg/L、沉泥抽滤液含磷为0.66±0.02 mg/L、底泥仅87.54%±2.14%的磷被固持于沉泥之中。加入钙后的聚合硫酸铁Ca PFS能有效地将底泥中的磷在混凝浓缩脱水时固持于沉泥之中,降低脱出水的含磷量,对有效防止河道底泥生态疏浚余水外排导致水体富营养化具有十分重要的作用。     

絮凝浓缩武汉市巡司河底淤泥的研究

目的研究武汉市巡司河底淤泥在不同无机絮凝剂及PAM的助凝作用下淤泥清浑分界面的沉降速率、淤泥浓缩比以及淤泥沉降指数的变化情况。方法采用实验研究的方法,对巡司河底淤泥进行沉降实验,并通过沉降分析找到最佳脱水效果的脱水剂。结果当淤泥质量分数为10%时,Ca(OH)2取得的絮凝脱水效果最好,Ca(OH)2投加比为5 g/L,PAM投加比为0.04 g/L时,淤泥清浑分界面的沉降速率最大可达到3.7 cm/min,淤泥浓缩比为3.94,淤泥沉降指数为24.9%。结论 Ca(OH)2和PAM对巡司河底淤泥的脱水有促进效果,淤泥在Ca(OH)2和PAM共同作用下先后经历了自由沉降、絮凝沉降、区域沉淀和压缩沉降。     

软土基坑采用双排桩-锚索复合支护结构的工作性状测试与模拟

在分析双排桩工作机理的基础上,通过现场测试获取了悬臂双排桩和带锚双排桩在不同深度处的水平位移,为进一步了解连梁刚度和排距对双排桩支护结构的影响效果,采用PLAXIS有限元软件对双排桩支护结构的性能进行了数值模拟与分析。结果表明:双排桩支护结构能有效地控制基坑侧向变形,通过锚索能够进一步减小双排支护桩的水平位移;提高桩顶连梁的高度可以减小前、后排桩的水平位移,但当连梁高度增加到一定程度后对桩身水平位移的限制作用不再明显增加;双排桩之间排距的变化直接影响桩体水平位移,且存在位移控制效果最优的排距。