Mitigation of eutrophication caused by wastewater discharge: A simulation-based approach

Mitigation of eutrophication, intensified by excessive nutrient load discharge in wastewaters regulated by restrictive legal requirements, remains one of today’s most important global problems. Despite implementation of the Water Framework Directive, the Urban Wastewater Directive and the HELCOM recommendations, the actual condition of surface water is still not satisfactory. In response to the above, the study presents an alternative approach for surface water protection against eutrophication based on the selection of appropriate nutrient removal technologies. An activated sludge model simulation was used to enable the identification of environmentally justified nutrient removal systems with lowest eutrophication potential of treated wastewater conditioned by bioavailable nutrient forms content. Based on the outcome of the study, the 3-stage Bardenpho system was identified as the most efficient for bioavailable phosphorus removal, while the Johannesburg system proved to have the highest efficiency for bioavailable nitrogen removal. The proposed eutrophication mitigation approach underlines the need for a reconsideration of current legal regulations which ignore nutrient bioavailability and key eutrophication limiting factors.     

牛粪和玉米秸秆厌氧消化产甲烷潜力及动力学

为了评价牛粪和玉米秸秆的产甲烷潜力,研究其厌氧消化过程动力学方程,采用自制序批式厌氧发酵实验装置对某养殖场牛粪和秸秆的最大甲烷生产潜力及其发酵过程进行研究。通过实验研究,测得接种物、牛粪和玉米秸秆的累计甲烷产量分别为64.87、244.0和466.54 mL CH4/g VS。根据实测的产气量变化曲线,按照modified Gompertz equation模型进行方程拟合,牛粪组和玉米秸秆组拟合方程的相关性系数分别为0.983和0.991,表明运用modified Gompertz equation模型预测牛粪和玉米秸秆的产甲烷潜力方法可行。通过对产甲烷过程的动力学研究得到:接种物、牛粪和玉米秸秆的最大产甲烷潜力分别为66.07、213.93和458.57 mL CH4/g VS,与实测值的误差率分别为1.8%、12.3%和1.7%;牛粪和玉米秸秆的最大甲烷日产气率(Rm)和延滞期时间(λ)分别是13.14 mL CH4/(g VS·d)、30.76 mL CH4/(g VS·d)和0.35 d、0.71 d。综上,玉米秸秆厌氧消化的停滞期长,但总产气量和最大甲烷日产期率都比牛粪高。     

阳离子聚丙烯酸酯对污泥脱水性能的影响

以比阻(SRF)、过滤时间(TTF)和泥饼含水率作为评价污泥脱水性能的指标,考察2种阳离子聚丙烯酸酯CPAL-1和CPAL-2对污泥脱水性能的影响,并与阳离子絮凝剂三氯化铁(FeCl3)、聚合氯化铝(PAC)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的作用效果进行比较。还测定了Zeta电位(ZP)和滤液中胞外聚合物(EPS)含量的变化来探讨CPAL的作用机理。实验结果表明,经CPAL-1调理的污泥脱水效果优于CPAM、PAC和FeCl3,明显优于CPAL-2和CTAB。当CPAL-1的投加剂量为0.200 g/g干基时,SRF、TTF 和泥饼含水率降至最低,依次为 5.37×1011 m/kg、70 s和75.73%。CPAL主要通过电中和、吸附架桥作用和溶出EPS等来改善污泥的沉降脱水性能。     

聚硅酸钛制备及其助凝特性

采用在活化硅酸制备过程中加入适量TiCl4的方法,试制了一种新型无机高分子助凝剂—聚硅酸钛。研究了不同/条件下制备的聚硅酸钛在固定pH值的水中分散物的粒径和Zeta电位随着活化时间的变化趋势,并与活化硅酸作比较。结果表明,在Si/Ti=20,活化48 h的条件下能制备出较为稳定的聚硅酸钛。与活化硅酸相比,聚硅酸钛在水中的分散物具有较大的粒径和更高的Zeta电位。通过对比制备的活化硅酸和聚硅酸钛的红外图谱发现,聚硅酸钛中有Ti-O-Si键,证明钛离子参与了聚合反应,新生成的化学键提高了它的聚合度和稳定性。采用硫酸铝为混凝剂,聚硅酸钛为助凝剂进行混凝除浊实验。测定了絮凝体的Zeta电位和混凝沉淀后的上清液浊度,研究了硫酸铝投加量和混凝pH对聚硅酸钛助凝效果的影响。结果表明,投加适量的聚硅酸钛助凝剂,明显提高了混凝除浊效果且拓宽了有效混凝pH值的范围。     

一种毒气事故避难所效果评估方法

目前我国针对公众防护只有疏散这一单一方法,现实情况下往往疏散不利导致大量人员伤亡,而同时避难策略由于缺乏理论和评估依据,往往难以推广。为了更好的全面保障毒气泄漏事故周边居民的生命安全,提出一套避难场所的效果评估方法。该方法主要包括房屋气密性测试、屋外浓度场计算、屋内浓度场计算分析、屋内致死概率分析。并举出实际应用案例,展现该方法的多种数据支撑作用。最终给出该方法对于制定避难策略过程中关键影响因素。该方法的提出为高含硫气田、化工园区周边公众防护策略的实施,提高其周边居民安全具有重要意义。     

基于情景分析的生产安全事故应急物资的协调储备优化研究

为了研究应急物资的实物储备与协议企业生产能力储备相结合的储备模式协调性,降低企业自身应对突发生产安全事故的物资储备成本,建立多情景生产安全事故下的企业应急物资实物储备场所和协议储备企业选址的协调优化模型,利用Lingo软件进行求解,并以石油储罐火灾的应急物资储备为背景设计算例,验证相关模型及方法的有效性。结果表明:提出的企业应急物资储备体系,能够在降低应急物资储备成本的同时,保持日常应急救灾能力。     

煤矿安全风险预控与隐患闭环管理信息系统设计研究

从事故风险管理理论出发,借鉴国外风险管理的流程和方法,总结国内煤矿安全管理中隐患治理的先进实践经验,设计了满足煤矿危险源辨识、评价、管理标准与措施制定流程的风险预控管理,隐患治理中的反馈式闭环管理以及员工"三违"的流程管理需求的煤矿安全管理信息系统。通过安全管理信息系统的实施,能够使煤矿的风险管理系统化、规范化,煤矿生产中的潜在危险源得到有效管理,隐患及人员不安全行为能够得到及时控制,避免或减少煤矿事故的发生。     

上海潜在滨海旅游资源调查及开发研究

上海市的海岸线蜿蜒460km，涉及5区1县，潜在滨海旅游资源亟待开发。为了更好地了解和掌握潜在上海滨海旅游资源的现状，结合上海独特的自然禀赋和社会经济条件，参照《旅游资源分类、调查与评价（国家标准）》（GB／T18972-2003），在对上海潜在滨海旅游资源普查的基础上，研究了上海潜在滨海旅游资源分类，分析了潜在滨海旅游资源特征和资源富集区状况，选划出上海应重点开发的6大潜在滨海旅游资源区，并分别就各资源区的开发对策与建议提出初步构想。     

环境污染事故灾害的特点与影响分析

环境污染事故灾害现已成为环境灾害中不可忽视的灾种之一，严重威胁着人们生命与财产的安全，并制约着环境经济社会的持续稳定发展。本文根据山东省近几年环境污染事故灾害的状况，系统分析了其特点与环境影响，并提出了相应的防减灾对策。     

天津工业区春夏季VOCs污染特征及精细化来源解析

2021年3—8月,采用热脱附气相色谱质谱法对天津工业区环境空气中109种挥发性有机物（VOCs）进行离线监测,研究了VOCs组成特征、臭氧生成潜势（OFP）及来源,并对工业源进行精细化分析。结果表明：观测期间VOCs浓度为（46.6±19.7）~（136.8±55.7）µg/m³,对VOCs浓度贡献较高的物种是烷烃、卤代烃、含氧挥发性有机物（OVOCs）,烷烃、芳香烃浓度呈中午低、早晚高的日变化趋势,OVOCs反之;OFP贡献占比较大的物种有烷烃、芳香烃、烯烃和OVOCs,烷烃的OFP贡献占比主要受其浓度占比影响,夏季芳香烃、烯烃的OFP贡献占比明显升高,臭氧（O₃）治理应加强二者的排放管控。来源解析显示,春夏季VOCs的主要来源为工业源、溶剂使用源、柴油车尾气排放源、油气挥发源和天然源。工业源精细化分析表明,芳香烃浓度与焦炭、纯碱产量,OVOCs浓度与天然气、乙烯、农用氮磷钾化肥产量,卤代烃浓度与天然气、汽车、农用氮磷钾化肥、纯碱产量,烯烃浓度与发电设备产量均呈正相关,初步判断,本地区环境空气中的芳香烃、OVOCs、卤代烃、烯烃可能来自于以上细分工业企业。