动态污水处理过程的多模型动态矩阵控制

针对活性污泥法污水处理系统的强耦合和动态变化特性,提出一种用于前置反硝化脱氮工艺的多模型动态矩阵(DMC)解耦控制方法;通过K-均值聚类分析法对外界入水中氨氮浓度进行聚类,获得以聚类中心为入水氨氮浓度的静态模型集合,分别设计线性DMC解耦控制器;再以当前时刻外界进水氨氮浓度和聚类中心为基本元素,构造切换函数,实现多模型切换。将该方法应用于活性污泥1号模型(ASM1)中,获得了较好的动态仿真效果。     

响应面法优化聚丙烯酸/腐殖酸/累托石吸附剂的制备条件

以累托石、丙烯酸及腐殖酸为原料制备出能同时吸附重金属和多环芳烃的吸附剂聚丙烯酸/腐殖酸/累托石,采用响应面试验设计法优化吸附剂的制备条件。利用Design Expert软件,建立了预测吸附剂对Cd2+、菲吸附量的二次回归模型,对回归模型进行了方差分析,并确定了吸附剂的最佳制备条件。结果表明,二次回归模型能较好地模拟Cd2+、菲的吸附量与影响因子丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量之间的关系。各因子对Cd2+吸附量的影响次序为:交联剂量>引发剂量>丙烯酸中和度;对菲吸附量的影响次序为引发剂量>交联剂量>丙烯酸中和度。吸附剂的最佳制备条件为:累托石、丙烯酸和腐殖酸三者的质量比为65∶30∶5,丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量分别为75.16%、2.57%和0.44%。在此优化条件下制备的吸附剂对Cd2+和菲的吸附量分别为170.19 mg/g和7.36 mg/g。     

单标多点校正组合英蓝超滤测定地表水中多种阴离子

建立了利用组合单标多点校正和英蓝超滤单元的离子色谱法测定地表水中F-、C1-、NO3-、S0424—4-种离子的方法,方法操作简便,灵敏度高,线性范围广,抗干扰能力强,可同时快速测定不同数量级浓度的离子,降低了配置标准品和样品前处理的复杂性,减少了因前处理带来的干扰。     

采油废水中多环芳烃的生态风险评价

先利用C-18固相萃取小柱富集大港油田港东联合处理站污水处理站的采油废水中16种多环芳烃(PAHs,即萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并[a,h]蒽和苯并[g,h,i]苝),再用气相色谱/质谱(GC/MS)分析测定其浓度,以评价PAHs的去除率和生态风险。结果表明:(1)采油废水经处理后,COD、石油类去除率分别达到82.27%、91.06%;外排水COD、石油类达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准要求,优于中国采油废水处理的一般水平。(2)采油废水主要以2、3环的PAHs为主,约占总量的93%以上。(3)苯并[a]芘超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中限值。(4)处理前的采油废水中蒽、菲和苯并[a]芘具有一定的生态风险;处理后的外排水中萘、蒽、菲、荧蒽、苯并[a]芘的暴露浓度(PEC)/预测无效应浓度(PNEC)均小于1,目前尚未对环境造成威胁。但是8种PAHs(苊烯和苯并类PAHs除外)总和表现出较大的毒性,需要引起重视。     

改性多壁碳纳米管对水中Cd~（2＋）的去除

为了增加多壁碳纳米管（multiwall carbon nanotubers,MWNTs）对水中Cd2＋的吸附量,使用混酸对多壁碳纳米管进行氧化处理,采用红外光谱进行结果表征,并探讨了吸附时间、pH值和MWNTs的使用量、Cd2＋的浓度及干扰离子对镉离子吸附的影响。结果表明,吸附时间为1.5 h、pH为5.3、吸附效果最佳,随MWNTs量的增加Cd2＋去除量增加,共存的阳离子会降低对Cd2＋的吸附效果,对Cd2＋的吸附符合Longmuir吸附定律。研究同时表明,pH小于2时Cd2＋能容易从碳纳米管上解吸。初步探讨了Cd2＋吸附机制。     

芘高效降解菌ZQ_5的培养条件及无机元素对其降解效率的影响

以从我国最大的石油污水灌区之一——沈抚灌区污染土壤分离到的以芘为惟一碳源、能源生长的高效降解菌株ZQ5为实验材料,通过对菌株ZQ5培养条件的优化,以及采用摇瓶振荡培养方法测定菌株ZQ5对不同浓度芘的降解率,表明：菌株ZQ5在30℃振荡培养16 d后对150 mg/L芘的降解率为90.31%。通过模拟稻田施用N、P和K肥等的土壤环境,探索了无机营养元素对降解菌ZQ5降解能力的影响,发现土壤中混合加入N、P和K无机营养元素的降解率能达到82%以上,比单加某种营养元素对降解菌ZQ5的降解效果好。本研究结果可以指导稻田PAHs的原位生物修复。     

应用表面活性剂-生物柴油微乳液去除污染土壤中多环芳烃

针对修复焦化厂高浓度多环芳烃污染土壤高成本的现实,采用以非食用性植物油、生物柴油、表面活性剂及其乳化合成的微乳液为淋洗剂,比较不同淋洗剂的淋洗效果。结果表明乳化合成的微乳液对焦化厂土壤中多环芳烃的总去除率高于单独使用表面活性剂为淋洗剂对土壤中多环芳烃的总去除率,说明生物柴油及植物油与表面活性剂乳化形成的微乳液对原污染土壤中的多环芳烃具有显著的增溶作用。1%TW-80和2.5%TW-80对土壤中多环芳烃总去除率分别为11%和14%;以2.5%TW-80为原料乳化合成的微乳液的淋洗去除率较以1%TW-80为原料乳化合成的微乳液高,总去除率分别为15%～30%和11%～18%;以生物柴油为原料乳化合成的微乳液的淋洗去除率较以植物油为原料乳化合成的微乳液高,分别为17%～30%和15%～23%,且对多环芳烃的去除率与其辛醇水分配系数(logKow)呈线性相关关系。     

不同改性多壁碳纳米管对Cr3+的吸附性能

通过催化裂解法制备多壁碳纳米管,利用不同化学试剂对多壁碳纳米管改性,研究了不同化学改性对多壁碳纳米管表面物理化学特性的影响和Cr3＋的吸附特性。结果表明,所制备的多壁碳纳米管孔隙均匀,外径为30～50 nm,长度为0.5～2μm,经过不同化学改性表面有效地引入了含氧基团。未改性、H2SO4、HNO3、H2SO4-HNO3改性碳纳米管对Cr3＋的吸附动力学均符合Langergren模型;吸附等温线均符合Freundlich模型。温度和pH升高均有利于改性多壁碳纳米管对Cr3＋的吸附。     

自洁式三级串联的水样在线过滤系统的研制和应用

基于玻璃纤维对小颗粒物的截留和微孔过滤,以及超声波辅助清洗等方法原理,设计和制作了带反冲洗自洁功能的三级串联在线过滤系统,将滤网（初级）、超声波作用下装填有玻璃纤维的过滤器（二级）、微孔滤管（三级）串联,对较高浊度的环境水样进行在线过滤。评估了模拟水样和实际水样中浊度的去除效果,证明该系统对水样中颗粒物有很好的去除并大幅降低水样浊度。在优化的条件下,原始浊度范围在4～100NTU的水样经过滤后,浊度均能降至1NTU以下。以标准方法测定的典型水质指标（活性磷、铵氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮）的浓度为基准,计算水样经所设计的过滤系统处理后,这4种营养盐的回收率一般在85％-130％之间,说明本系统的使用基本不影响目标物的测定。     

西安市大气中多环芳烃的季节变化及健康风险评价

对西安市2009年6月-2010年5月空气中的总悬浮颗粒（TSP）和气态样品进行了连续采样,利用GC—MS对16种PAHs进行分析。∑PAHs浓度（气相＋颗粒相）范围为39．93～1032．46ng／m^3,平均值为197．34ng／m^3;其中,冬季大气中∑PAHs浓度最大,相对浓度的范围为31．21％～72．98％,而夏季的浓度最小;检测出16种2～6环的PAHs,其中以3—4环为主。利用特征分子比值法和因子分析进行源解析,发现研究区PAHs的主要来源为燃煤和机动车尾气排放。通过苯并（a）芘（BaP）等效毒性（BEQ）和苯并（a）芘等效致癌浓度（BaPE）进行健康风险评价,结果显示,西安大气中PAHs的毒性具有明显的季节差异,特别是秋季和冬季大气中PAHs对人类的健康存在较大的潜在威胁。