温度和pH值对活性污泥法脱氮除磷的影响

温度和pH值是影响污水脱氮除磷效果的2个重要因素.试验采用连续搅拌槽式反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR),通过对不同温度和pH值条件下的硝化、反硝化、释磷和吸磷反应速率的测定,总结出温度和pH值对活性污泥生化反应速率的影响规律.试验表明,硝化和反硝化速率随温度的升高而加快.在5℃和33℃时,硝化速率分别为0.01 kg NH4 -N/(kg VSS·d)和0.28 kg NH4 -N/(kg VSS·d);在5℃和30℃时,反硝化速率分别为0.097 kg NO3--N/(kg VSS·d)和0.476 kg NO3--N/(kg VSS·d);但温度对吸磷和释磷速率的影响不大.pH值对硝化、反硝化、吸磷和释磷速率均有显著影响,在pH值为7.74时,硝化速率为0.095 kg NO3--N/(kg VSS·d);而在pH值为4.9和10.08时,硝化速率仅为0.005 kg NO3--N/(kg VSS·d)和0.006 kg NO3--N/(kg VSS·d).在pH值为7.85时,反硝化速率达到最大值0.36 kg NO3--N/(kg VSS·d);而在偏酸性和碱性条件下,反硝化速率显著下降.     

电增强活性炭纤维吸附有机污染物的动力学研究

研究了在电极化条件下,几种具有代表性污染物质在活性炭纤维上的电吸附动力学特性.结果表明,各种污染物的电吸附动力学比较好地符合Lagergren一级吸附动力学,其平衡吸附量在电极化下的增加量各不相同.在400mV的极化电位下,苯酚钠的吸附量从开路时的0.008 3mmol·g^-1增加到0.18 mmol·g^-1,增加了17倍;而对硝基苯酚的吸附量从开路时的2.93mmol·g^-1降到2.65 mmol·g^-1.在-400mV的极化电位下,苯胺的吸附量从开路时的3.60 mmol·g^-1增加到3.88 mmol·g^-1;而十二烷基苯磺酸钠的吸附量从开路时的2.20 mmol·g^-1降到1.59 mmol·g^-1.说明不同取代基的苯衍生物,电吸附改变量不相同,供电子基团的单取代苯,正极化都能明显增强其吸附量;但是吸电子基团的单取代,正负极化对吸附量的影响都很小;供体-共轭桥键-受体型结构的苯衍生物,正负极化都使其吸附减弱但吸附速率加快.静电作用在离子型污染物的电吸附中表现明显.     

侧限下地基泥岩浸水膨胀变形大尺寸模型试验∗

膨胀泥岩浸水后常常导致地基等上拱变形病害,为研究膨胀泥岩浸水膨胀变形规律,以兰新铁路第二双线一处典型膨胀地段泥岩为研究对象,对3种不同厚度的重塑泥岩分别进行不同吸水量下的大比例膨胀变形模型试验,模型尺寸为100 cm×60 cm×50 cm(长×宽×高)。试验结果表明:不同厚度膨胀时程曲线随浸水量分级增加呈"阶梯形"增长,前期浸水膨胀变形量增长迅速,随含水量增加逐渐变缓,土体膨胀速率与渗透速率密切相关;浸水初期土体含水量由浸水管向四周梯度递减,膨胀变形量与含水量具有一致性。膨胀变形量增加随吸水量增加逐渐减小,膨胀变形量与吸水量呈良好的双曲线关系。厚度越大,膨胀变形量也越大,且膨胀变形量增加随厚度增加逐渐减小,土体厚度作为上覆荷载对膨胀量起抑制作用。     

气相中嗅味物质—壬醛的真空紫外光降解研究

在建立热脱附-气相色谱法分析气相中低浓度壬醛的基础上,研究了不同条件下真空紫外光对气相中低浓度壬醛的光化学降解。结果表明,壬醛的真空紫外光降解率基本不受初始浓度的影响,在所研究的浓度范围(0.13～1.74mg/m3)内符合一级动力学,其表观反应速率常数为2.3 min-1。相对湿度一开始增加时均使得不同浓度的壬醛的去除率降低,但低浓度壬醛的降解随后几乎不再受相对湿度变化的影响,而较高浓度壬醛的去除率则先随相对湿度增加而下降,随后则又上升。壬醛能在极干燥的氮气气氛中被真空紫外光降解,同时它在氮气气氛中的降解率随相对湿度的增加而增加,壬醛在极干燥的氮气、空气和氧气气氛中的降解率依次上升,说明真空紫外光直接光解、光解产生的羟基自由基、光解产生的氧原子或臭氧均能导致壬醛的有效降解,且这3种机制相互影响。     

硝酸盐对反硝化除磷过程的影响分析

在厌氧/缺氧间歇反应器内考察了硝酸盐进水浓度及进水方式对反硝化除磷过程的影响。结果表明：在缺氧阶段,反硝化除磷菌(DPBs)可将硝酸盐转化为亚硝酸盐,当硝酸盐浓度较低时,DPBs以亚硝酸盐为电子受体吸磷。进水COD浓度为220 mg/L,正磷浓度为6.8 mg/L,硝酸盐初始浓度为26 mg/L时,系统达到最佳脱氮除磷效果,期间亚硝酸盐浓度积累至10.71 mg/L。采用连续流投加硝酸盐的方式更利于氮磷的高效去除。     

热解吸对土壤中POPs农药的去除及土壤理化性质的影响

为探索土壤热解吸修复技术对POPs污染土壤的修复效果及修复后土壤可耕作性,选择北京某农药厂旧址的POPs农药污染土壤,研究了不同温度下热解吸处理后土壤中滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)各组分的去除率以及土壤理化性质的变化。结果表明,热解吸修复技术可有效去除土壤中POPs农药,其中,p,p’-DDE与α-HCH组分去除率受热解吸温度的影响比其他组分更为明显。∑HCH与∑DDT在310℃、340℃时分别达到97%、99%的去除率,且此时土壤中的污染物含量低于我国《展览会用地土壤环境质量评价标准》,此后去除率受温度的影响不明显。热解吸温度对修复后土壤的理化性质有一定的影响,不同温度影响的程度各不相同,其中,有机质含量与全氮含量分别由0.78%、0.0352%降至0.14%、0.0107%;pH波动幅度较小,由7.80变至8.25;阳离子交换量变化存在波动,但呈整体下降趋势,由7.87 mg/kg降至5.00mg/kg;土壤中速效磷显著增加,由7.59 mg/kg升至21.8 mg/kg。而在最优温度条件下,土壤理化性质受热解吸温度的影响较小。由此可以说明,热解吸技术可以用于POPs污染土壤的修复,选择适当的热解吸温度对土壤的可耕作性影响有限,因而是一种潜在的绿色修复技术。     

无硫膨胀石墨的制备及吸油性能

通过单因子实验考察了无硫膨胀石墨制备过程中氧化剂及插层剂用量、氧化反应及插层反应时间、氧化反应及插层反应温度对无硫膨胀石墨膨胀体积的影响。通过正交实验确定了制备无硫膨胀石墨的最优条件是:石墨(g)∶浓硝酸(mL)∶30%H2O2(mL)∶乙酸酐(mL)=1∶2.25∶0.25∶0.6,在30℃条件下氧化反应60 min,加入插层剂后在60℃条件下插层反应90 min,此条件无硫膨胀石墨的膨胀体积达317 mL/g使用XPS、FT-IR、XRD和SEM对无硫膨胀石墨进行了表征并对其吸油性能和再生性能进行了研究。结果表明,所制备无硫膨胀石墨对原油和柴油的最大吸附量分别为66.3 g/g和62.7 g/g。吸附原油后的无硫膨胀石墨抽滤再生后首次再生率为49.1%,原油的回收率为64.5%。     

3种农业废弃物处置水面溢油研究

用小麦秸秆、玉米秸秆和木屑作为吸油材料对0#柴油进行吸附研究,比较3种农业废弃物在纯油、油水样中的吸附性能及漂浮性能,并采用正交实验对影响3种农业废弃物除油率的因素条件进行了优化.结果表明:(1)小麦秸秆、木屑和玉米秸秆对柴油的吸附速率都很快,无论是在纯油中,还是在油水样中,5 min即可达到吸附饱和状态.在纯油中,小麦秸秆饱和吸油量最大,为8.54 g/g;木屑次之,为8.20 g/g;玉米秸秆饱和吸油量最小,为7.03 g/g.在油水样中,小麦秸秆饱和吸油量最大,为8.54 g/g;木屑次之,为8.08 g/g;玉米秸秆饱和吸油量最小,为7.02 g/g.(2)振荡使得小麦秸秆、木屑和玉米秸秆漂浮性能都出现明显下降,它们的漂浮率依次为小麦秸秆＞木屑＞玉米秸秆.(3)在振荡频率为0 r/min、投加量为0.9g、油膜厚度为0.55 mm的条件下,玉米秸秆和木屑粒径为830～1 700 μm、小麦秸秆粒径为500～830 μm时,除油效果最佳.     

高内相乳液模板法制备多孔聚合物及其吸油性能

以单体苯乙烯(St)和交联剂二乙烯基苯(DVB)为油相,以氯化钙和引发剂过硫酸钾的水溶液为水相(内相),采用乳液模板法制备了多孔聚合物,对多孔聚合物进行了表征,并考察了其吸油性能。结果表明：在m_Span80∶m_TiO2=9∶1、m_DVB∶m_St=1∶5、m₍(Span80+TiO₂))∶m ₍(St+DVB))=3∶10条件下,制备得到内相体积分数为92%的稳定高内相乳液。将高内相乳液在65 ℃下聚合得到多孔聚合物Span80-TiO₂/PS,其对有机溶剂及油品的饱和吸收量为37.8～75.9 g/g,经无水乙醇再生4次后的饱和吸收量仍保持在首次饱和吸收量的90%以上,具有良好的重复使用性能。     

藻型湖泊大量藻类衰亡后致嗅物的分析以及水质变化的研究

藻类大量死亡后极易产生致嗅物.我们模拟了藻类的生长死亡过程,观测除藻后水体理化性质和生物性质的改变情况以及致嗅物的成分及浓度,以确定致嗅物质产生的途径.由于藻类死亡后细胞解体,藻类细胞中的氮、磷物质释放到水体中,导致水体的富营养化程度反而升高,而叶绿素-a也呈现下降趋势,整个试验过程后期溶解氧为0,水体产生嗅味物质,可采用吹扫捕集/固相微萃取—气相色谱—质谱法和顶空固相微萃取气质联用法分析致嗅物质.实验证明,当藻型湖泊的藻类被基本去除后,整个水体的初级生产力受到严重的破坏,威胁到水生态系统的安全性,可导致水体进一步恶化.