广州市饮用水中挥发性有机物的研究

饮用水中的挥发性有机化合物（VOCs）来源于水源水受到的环境污染或是在净化消毒工艺处理工程中反应产生的副产物,可对人体健康造成极大的危害。改革开放以来,广州人口和经济得到突飞猛进的发展,也带来了包括饮用水安全在内的诸多严重的社会和环境问题。虽然饮用水中VOCs的研究已经得到越来越多的重视,但是目前对广州市饮用水中挥发性有机物的研究还鲜有报道。本文在广州市中心城区选取15个不同位置的采样点进行了自来水水样采集,并利用吹扫-捕集-气相色谱-质谱（GC-MS）联用系统分析技术测定水中 VOCs 的种类和三卤甲烷的质量浓度。结果表明,广州市中心城区的自来水中VOCs有20种,以三卤甲烷（THMs）和芳香烃类为主,占了所检出的物质总量的78%以上。THMs中四种化合物（氯仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、溴仿）的检出率达100%,总三卤甲烷的平均质量浓度为46.46μg· L-1,最大值为53.31μg· L-1,最小值39.91μg· L-1。根据2006版国家饮用水标准,四种三卤甲烷质量浓度均低于标准限值,符合标准要求。对市面上一般的瓶装水的研究发现,瓶装水中三卤甲烷的质量浓度非常低,总三卤甲烷平均质量浓度仅为1.47μg·L-1,约是自来水中质量浓度的1/30。为了解温度及煮沸对自来水中 THMs 质量浓度的影响,本研究设计了实验进行探究。结果发现加热至沸腾过程中,THMs质量浓度随温度升高而升高,而沸腾后THMs骤降,煮沸5 min可降低水中约95%的THMs,接近瓶装水中THMs质量浓度。     

Promoting effect of Zr on the catalytic combustion of methane over Pd/γ-Al2O3 catalyst

The effect of Zr on the catalytic performance of Pd/y-A1203 for the methane combustion was investigated. The results show that the addition of Zr can improve the activity and stability of Pd/γ-Al2O3 catalyst, which, based on the catalyst characterization （N2 adsorption, XRD, CO- Chemisorption, XPS, CHa-TPR and O2-TPO）, is ascribed to the interaction between Pd and Zr. The active phase of methane combustion over supported palladium catalyst is the Pd^0/Pd^2＋ mixture. Zr addition inhibits Pd aggregation and enhances the redox properties of active phase Pd^0/ Pd^2＋. H2 reduction could effectively reduce the oxidation degree of Pd species and regenerate the active sites （Pd^0/ pd^2＋）.     

再生水紫外线-氯联合消毒工艺特性研究

以二级出水作为消毒对象,比较了紫外线-氯联合消毒与单一紫外线消毒对水中肠道指示菌的灭活效果,考察了联合消毒工艺副产物(三卤甲烷)生成情况.结果表明,单一紫外线消毒对肠道指示菌的灭活曲线在剂量大于10mJ/cm2时存在拖尾现象,剂量为80mJ/cm2时对总大肠菌群最高对数灭活率约为2.5;而在紫外线剂量20mJ/cm2、氯投加量8mg/L(接触时间30min)条件下,紫外线-氯联合消毒对总大肠菌群的对数灭活率达到7.0.20mJ/cm2紫外线与8mg/L氯消毒组合及80mJ/cm2紫外线与3mg/L氯消毒组合均可有效灭活总大肠菌群浓度至3CFU/L以下.经紫外线照射后再氯消毒,二级出水中三卤甲烷生成量仅为10~55mg/L.80mJ/cm2紫外线照射再氯消毒后三卤甲烷生成量略高于20mJ/cm2紫外线照射再氯消毒的情形.紫外线消毒后投加氯消毒,可有效提高再生水消毒效果,控制消毒副产物生成量.     

开口钢管内甲烷爆炸火焰厚度和压力发展特征

通过搭建长为20m、截面为0.08m×0.08m的非绝热开口钢管,研究了甲烷与空气预混气体发生爆炸后的火焰和压力发展特征。实验结果表明:火焰信号最强的时刻对应于火焰前锋反应区内某时刻,而火焰信号起始上升时刻与火焰前锋预热区起始时刻接近,应选择某点火焰信号起始上升时刻作为该点的火焰到达时间。随着远离点火源距离的增加,火焰厚度呈现先变薄后变厚的变化趋势,最大超压呈现先减小、后增大、再减小的趋势,火焰传播速度则呈先增大后减小的变化过程。非绝热开口钢管的实验条件对爆炸超压和火焰传播速度的影响较大。研究成果可为甲烷爆炸致灾机制及防控的研究提供参考。     

垃圾填埋场覆盖黄土的甲烷氧化能力及其影响因素研究

利用西安江村沟填埋场不同覆盖时间的临时覆盖黄土和新鲜黄土掺堆肥配置的土样,开展了甲烷氧化培养瓶试验,培养历时最长达22d,研究了不同覆盖时间的覆盖黄土和不同堆肥掺量的新鲜黄土的甲烷氧化能力,以及含水量对覆盖黄土甲烷氧化能力的影响,分析了甲烷氧化过程中各组分气体体积变化关系.研究结果表明:不同覆盖时间的覆盖黄土的甲烷氧化能力相差很大,覆盖3~5年的黄土最大甲烷氧化能力达26.05~53.95μg CH4/(g×h), 而未覆盖的新鲜黄土几乎没有甲烷氧化能力.在新鲜黄土中掺入堆肥,能有效提高其甲烷氧化能力,且在堆肥掺量小于50%时,土样的最大甲烷氧化能力与堆肥掺量呈正比例关系.含水量对覆盖土的甲烷氧化能力有很大影响,黄土甲烷氧化的最适宜含水量约为20% ~ 30%.在甲烷氧化过程中,甲烷氧化菌将CH4中约44%的碳氧化为CO2,其余碳转化为甲烷氧化菌胞内物质.实际工程中进行覆盖层设计时,需要根据填埋场实际产气量和覆盖层导气性确定与甲烷通量相匹配的甲烷氧化速率,进而合理确定堆肥掺量.     

厌氧膜生物反应器耦联部分亚硝化/厌氧氨氧化用于污水处理研究

本研究构建了厌氧膜生物反应器（AnMBR）-部分亚硝化/厌氧氨氧化（PN/Anammox）污水处理工艺,以探究AnMBR-PN/A工艺处理效果最佳的水力停留时间（HRT）.AnMBR将厌氧生物处理与膜分离技术相结合实现有机物去除,AnMBR出水NH₄⁺-N通过PN部分转化为NO₂^--N,最终通过NO₂^--N氧化剩余NH₄⁺-N去除.实验结果表明：在HRT=11.2 h时,AnMBR-PN/A工艺化学需氧量（COD）去除率稳定在97%以上,COD转化为CH₄效率超过77.5%,总氮（TN）去除率为78%,出水COD和TN浓度分别低于14和11 mg·L^-1.AnMBR段COD去除率达到95%,平均甲烷产率为0.39 L·L^-1·d^-1.PN段实现了NO₂^--N的高效积累,其出水中NO₂^-/NH₄⁺为0.91±0.11.Anammox段出水中的NO₂^--N、NH₄⁺-N和NO₃^--N浓度分别低于1.0、4.9和5.1 mg·L^-1.高通量测序结果表明PN段氨氧化菌主要为Nitrosomonas,丰度为7.09%,Anammox段主要微生物为Candidatus Brocadia,丰度高达21.01%.本研究构建的AnMBR-PN/A工艺实现了污水处理过程的高效能源回收和深度自养脱氮,研究成果为工程应用提供了理论支撑.     

车载甲烷排放检测方法在石油天然气行业生产中的应用

如何实现甲烷减排是当前油气行业应对气候变化的重点工作,而甲烷排放的准确定量对于推动确定减排目标与对应技术手段至关重要。从目前油气行业采用的甲烷排放检测方法来看,车载甲烷检测方法具有不需要进入场站内部、检测覆盖范围较大、可以准确定位甲烷泄漏位置的优势,具备较强的推广应用潜力。文章详细介绍了示踪剂、下风向和走航式检测3类车载移动式甲烷排放检测方法的原理、移动实验平台搭建、现场检测数据处理,并结合国外油气行业生产过程的应用情况,分析了检测方法的优势与不足。示踪剂法检测较易操作,甲烷排放量计算方法相对简单,但在现场实际应用时,示踪气体获取、场站安全许可(示踪气体扩散通过场站)等方面可能存在一定困难;下风向检测法估算结果较为准确,但风向、风速等现场条件会影响方法的准确性,误差在30%;走航式检测法目前更多用于天然气管网泄漏点定位,对于甲烷排放的估算还需继续开展研究。在针对石油天然气生产过程甲烷排放检测的实践中,建议充分考虑现场道路、气象、源强特征、油气地面工程布置特点等因素,针对性地选择检测方法,并考虑同步开展多种方法的对比检测。     

微生物电解池:生物电催化辅助CO2甲烷化技术

微生物电解池(microbial electrolysis cell,MEC)在污染物去除、CO_2捕获与碳转化以及可再生能源的生物合成等方面具有巨大潜力,对于缓解能源危机与温室效应具有重要指导意义.尽管目前在作用原理、参数优化和机制探索方面有了重大进展,但MEC从概念设计到技术转化仍面临着诸多难题和巨大挑战.本论文介绍了基于MEC的CO_2电甲烷化技术的基本理论与最新研究进展,并对电甲烷化过程中膜面污染形成、生物阴极电活性功能菌富集及其胞外电子传递机制等进行了系统阐述,以期为MEC在CO_2电甲烷化的工程应用提供理论和技术参考.     

沼气无害化法处理城市生活污水的实践与管理

沼气无害化法处理城市生活污水的实践与管理吕宗清（重庆市北碚区环境保护局，重庆６３０７００）引言对城市污水（含粪便）的处理，在发达国家普遍采用的方法是建集中式污水处理厂处理。我国是世界上最大的发展中国家，人口总数超１２亿，人均年收入仅几百美元，由于污水...