松花江流域水资源-水污染联合调控方案动态模拟研究

为解决松花江流域水资源消耗与水污染物排放联合调控过程中系统复杂特征难以刻画和系统状态变化难以量化的问题,本文从流域污染物排放的源头即农业、工业、畜禽养殖业及生活(城镇和农村)4个方面展开研究,研究其水资源消耗量和水污染物排放量联合控制的特征和机理过程.通过构建二者的耦合关系,建立了松花江流域水资源-水污染联合控制动态模拟模型.通过对该模型进行验证及设计的4种情景方案的模拟对比,充分说明实施开源、节流、治污、减排的综合措施,才是松花江流域经济社会与水环境系统协调发展的最佳策略.同时结果也证明了本文所提出的联合调控动态模拟模型的合理性和可行性.本研究对于解决松花江流域的水资源优化管理、水污染减排和总量控制具有重要的意义,同时可为制定松花江流域经济发展策略提供参考.     

多点法测定可燃物质自燃特性的可靠性研究

多点法是一种新提出的自热反应动力学分析方法。采用实验研究和理论分析相结合的方式对多点法的操作过程以及实验结果的可靠性展开研究。通过构建一维导热系统、采用不同形式的热电偶布设方式,对烟叶粉末的自燃临界环境温度、活化能以及反应热与指前因子的乘积等参数进行了测定。研究表明:所构建的一维系统能较好地模拟一维导热;热电偶的分布方式对测量结果有较大影响,对称分布状况下,温度结果与经典的F-K对称模型一致;多点法相比于传统方法省时省力,测定结果有较好的线性拟合相关度,求解的动力学参数较为可靠。     

改性活性炭对废水中甲醛的吸附研究

通过浸渍-焙烧的方法制得铁改性活性炭,并将之应用于废水中甲醛的吸附.分别考察了吸附时间、初始溶液质量浓度、吸附剂投加量对改性活性炭吸附甲醛效果的影响,并研究了铁改性活性炭对甲醛水溶液的等温吸附及动力学.结果表明:在25℃、活性炭投加量为10 g/L、吸附时间为360 min时,铁改性活性炭对甲醛的去除率为91.8％;用准一级、准二级及内扩散动力学模型拟合吸附过程,准二级动力学模型符合该吸附过程;用Langmuir和Freundlich模型描述等温吸附过程,该吸附过程服从Langmuir模型,饱和吸附量为3.396 7mg/g.     

企业员工个体安全行为的人类动力学实证研究

对员工不安全行为的定量分析是理解安全生产事故复杂系统的基础.班组或群体的集体行为往往表现为复杂有序,具有一定的稳定性和适应性;而个体行为尽管有企业制度和纪律的约束,却仍有很大的随机性.为了探究企业员工不安全行为的动力学规律,跟踪观察某大型企业作业员工930 d,将员工相继不安全行为的发生看作排队理论中具有特定时间序列的随机过程.结果表明,就员工个体而言,其不安全行为的间隔时间分布可以用幂律函数近似描述,且幂指数和员工的活跃程度正相关;并进一步分析出企业员工相继不安全行为具有以艾宾浩斯遗忘曲线为特点的“阵发”性;从幂指数角度分析了员工日常作业中的不安全行为的优劣特点,比较了人类活动中的各种随机行为与员工在企业生产中的不安全行为在时间统计上的特性.这表明企业制定安全管理制度及实施安全培训工作都应从人类普遍问题和员工个体特点两方面入手.     

饮用水中卡马西平的臭氧和二氧化氯降解研究

采用臭氧(O3)和二氧化氯(ClO2)2种消毒方式对饮用水中卡马西平(CBZ)进行氧化降解,考察了不同影响因素(pH值、温度)条件下的氧化动力学,并通过对CBZ降解副产物的确定推测了2种消毒条件下CBZ的降解途径.结果表明,序批式条件下O3和ClO2对CBZ的降解均遵循二级反应动力学.pH值的升高对CBZ的O3和ClO2降解有负面效果;在10 ～ 25℃范围内,温度对CBZ的O3降解速率常数影响较小,但CBZ的ClO2降解速率常数随温度升高显著升高.采用UPLC-Q-TOF-MS对CBZ的O3和ClO2降解前后样品溶液进行扫描,均检测到8种降解中间产物,2种氧化方式主要通过环化加成、亲电取代(羟基化和氯取代)及杂环上的重排等途径来实现对CBZ结构的破坏.     

NaOH碱促热解磷酸铵镁产物沉氨性能研究

药剂费用过高是阻碍磷酸铵镁结晶技术应用的难题之一,通过磷酸铵镁热解产物循环沉氨可降低药剂费用.但湿法热解会生成热稳定性更好的NH4MgPO4·H2O,从而增加了磷酸铵镁热解的能耗.采用干法热解时,由于不引入额外的水分子,可以降低磷酸铵镁的热解温度.同时,在磷酸铰镁热解过程中加入NaOH碱促试剂,可有效促进磷酸铵镁释放NH4+,提高热解产物的沉氨效率,但同时上清液磷酸盐残留量也随NaOH添加量和热解温度提高而增加.热解温度为110℃时,直接热解产物沉氨效率为84％,而NaOH碱促热解产物沉氨率达到87％(NaOH与NH4+物质的量比为1:1),但此时上清液磷酸盐残留质量浓度达到2.3 mg/L,略高于GB 8978-1996《国家污水综合排放标准》的1.0 mg/L,方便废水的后续处理.     

废水中聚丙烯酰胺在H-Beta分子筛上的吸附特性

将H-Beta用于处理含聚丙烯酰胺(PAM)的驱油废水,研究了PAM在H-Beta上的吸附动力学和热力学特征,并考察了吸附条件对吸附效果的影响.结果表明,吸附过程遵循准二级动力学模型;在低PAM初始浓度(100 mg·L-1)时,吸附表观活化能40 k J·mol-1,说明H-Beta对PAM的吸附以化学吸附为主;在高PAM初始浓度(200和500 mg·L-1)时,吸附活化能降低,吸附向物理吸附转变.吸附等温线在低平衡浓度区符合Langmuir模型,25、40和50℃时的单层饱和吸附量分别达到70.2、76.9和90.9 mg·g-1;在高平衡浓度区符合Freundlich模型,表现为多层吸附.吸附主要来自氢键作用,为自发的吸热过程.p H为2~4,吸附剂用量为5 g·L-1时,具有更优的吸附效果.真实废水中油和盐类的存在对PAM在H-Beta上的吸附未产生不利影响.     

Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上的吸附行为研究

采用化学共沉淀法成功制备了磁性埃洛石,运用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等手段详细表征了改性前后埃洛石的结构和形态,并采用静态批量平衡法对Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上的吸附行为和机理进行探究,考察了料液比、平衡时间、p H值和温度等因素对吸附的影响.实验结果表明:温度为50℃时,Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上的最大吸附容量为17.5mg·g-1.p H7.5时,随着p H增加,吸附量增大;当p H=7.5时,吸附量达到最大;以后即使p H增大,吸附量也不会明显变化.动力学过程符合准二级动力学方程;热力学过程符合Langmuir吸附等温线;升高温度利于Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上吸附.     

絮凝动力学的现状与研究方法进展

在絮凝动力学的发展中先后提出了Smoluchowski理论、Camp-Stein理论和微涡旋理论,但迄今尚存在若干不足,特别是还不能全面揭示湍流絮凝的致因,也未能得到符合实际的湍流絮凝速度方程,严重影响了水处理絮凝工艺与设备的设计及放大.近年来,粒子图像速度场仪(PIV)和计算流体力学(CFD)的发展为深入研究絮凝动力学提供了新的手段和方法,有望使湍流絮凝动力学得到进一步发展.     

磷酸二氢钠去除铀的效果与机理

通过静态实验,研究了不同反应时间、p H值、初始铀浓度、磷酸二氢钠用量、温度等因素对磷酸二氢钠去除溶液中铀的效果的影响,并结合红外光谱、扫描电镜和热重分析等测试结果,探讨了磷酸二氢钠去除铀的机理.结果表明,一定质量的磷酸二氢钠对铀的去除量随着铀初始浓度的增大而增大,随着温度的升高而减小;在p H值为5,磷酸二氢钠用量为2.0 mg时,磷酸二氢钠去除铀的效果最好,铀的去除率高达99%以上;反应在120 min基本达到平衡.红外光谱分析说明磷酸二氢钠主要是通过磷酸二氢根与UO2+2发生络合反应去除溶液中的铀,扫描电镜分析显示反应生产了矿物晶体,热重分析可知该矿物晶体具有很好的热稳定性.