改进的QGA-BP模型在弥苴河总氮量预测中的应用

水质预测对水环境规划、评价和管理十分重要。构建一种改进的量子遗传算法（QGA）优化BP神经网络的模型,即在量子遗传算法中引入了旋转角的动态改进策略和遗传算法的交叉变异操作,并以改进的QGA作为进化操作准则优化BP模型的权值和阈值。以弥苴河复杂水环境水质预测为实例,选取一组历史观测数据作为训练样本,对其进行分析。将结果与BP模型、QGA-BP模型仿真结果进行了对比,改进后的QGA-BP模型在进化代数、收敛速度和预测结果的准确率有较大提高。对弥苴河水质的预测结果表明,将改进QGA-BP模型用于水质预测是可行、有效的预测方法。     

接触氧化过滤去除地表水中的氨氮

接触氧化过滤工艺普遍用于去除地下水中的氨氮,在去除地表水中氨氮的应用较少。为了对此工艺去除地表水中的氨氮进行研究,以附有铁锰氧化物的石英砂为滤料填充滤柱,测试了滤柱对地表水中的铁、锰和氨氮的去除效果,并重点分析了影响氨氮去除的主要因素。结果表明：当滤速为8 m·h-1,进水铁、锰、氨氮浓度分别为0.6、1.1和1.8 mg·L-1时,滤柱对3种污染物的去除率分别为83.3%,95.3%和80.6%,3种污染物的出水浓度均达标。此外,升高进水温度、提高进水碱度可增大氨氮的去除率。当温度由8℃增大到14℃时,氨氮去除率提高了近一倍。进水投加NaOH（浓度为4 mg·L-1）时,氨氮的平均去除率比不投加NaOH时高23.1%。     

水源水库沉积物磷的赋存形态及其与间隙水磷的关系

为了探明水源水库沉积物磷的赋存形态及其对水体磷的影响,采用连续提取方法,研究了周村水库沉积物中磷的赋存形态分布特征,并探讨了沉积物各形态磷与总磷、烧失量及间隙水中磷的相关性。结果表明,周村水库内源磷负荷较高,沉积物中TP表现出表层富集的现象,表层沉积物中TP空间分布存在较大差异,上游浅水区为554~563 mg·kg-1,库心附近为424~1 161 mg·kg-1,而坝前深水区高达812~2 969 mg·kg-1。无机磷（IP）是总磷（TP）的主要成分,占TP的79.26%~89.12%,IP主要由铝/铁磷（Al/Fe-P）构成。沉积物中的Al/Fe-P含量很高,具有很大的磷释放潜能。沉积物中各形态磷的浓度垂向分布随深度增加而逐渐降低,其中B、C两点变化最为明显。相关性分析结果表明,间隙水PO43--P与Fe-P存在较好的相关性,说明Fe-P对周村水库沉积物间隙水中PO43--P浓度分布有着重要的影响,周村水库水体季节性分层导致恒温层厌氧情况的发生,Fe-P在厌氧还原条件下释放进入间隙水并向上覆水扩散,进而可能对水体水质产生影响。     

蒸发浓缩预处理黄姜皂素水解废液

针对黄姜皂素水解废液有机物浓度高、酸度高、可生化性差等特点,采用常压蒸发浓缩法预处理黄姜皂素水解废液,研究了初始pH值和浓缩倍数对废液主要污染物蒸发浓缩效果的影响。结果表明：初始pH值对蒸出液COD、氨氮、VFA浓度变化影响较大。pH-1、1 742 mg·L-1快速降低到980 mg·L-1、82.9 mg·L-1;氨氮浓度在25 mg·L-1处波动;pH>7时,COD浓度在1 000 mg·L-1处波动,乙酸由82.9 mg·L-1缓慢降低到6.4 mg·L-1,氨氮浓度由26.2 mg·L-1快速升高到207 mg·L-1。浓缩倍数对蒸出液污染物浓度影响也很大。浓缩2~10倍,COD、氨氮、乙酸浓度分别由980、26.2、82.9 mg·L-1升高到3 372、141、2 250 mg·L-1,对应占其污染物总量的百分比由0.66%、1.91%、1.46%升高到4.08%、18.5%、71.5%。考虑工艺设备耐腐蚀性、蒸发能耗、耗时和处理效果等因素,选择初始pH=7、浓缩5~7倍比较适宜。蒸出液经过适当处理可做工艺回用水,达到废水处理资源化、减量化的目的。     

OilTech121便携式测油仪在突发性水污染事件中的应用

应用OilTech121便携式测油仪对某突发性水污染事件的小溪沟、长江水样进行石油类浓度检测,分析其石油类浓度沿程变化情况以及对小溪沟、长江水质的影响。结果表明,受含油废水的影响,小溪沟明显受到污染,入溪口d2石油类浓度高达24.9 mg/L,围油栏和吸油毡组成的拦截带对石油类的吸附处置效果明显,4道拦截带的油污拦截效率分别达到41%、34%、28%和18%,此外,长江水质也受到一定程度的影响,但下游水厂取水口水质未受污染,无需中断水厂取水。鉴于该仪器具有携带方便、操作简单、检测速度快等优点,并为判断拦截带吸附处置效率、水厂取水是否安全等重要决策领域提供了大量及时的第一手数据,建议在突发性水污染事件石油类浓度检测及预警中推广使用。     

缅甸若开邦农村地区饮用水现状及安全保障对策

以东南亚国家缅甸的若开邦农村地区为研究对象,分析该地区饮用水存在的主要问题,并结合当地实际情况提出了可行的安全保障对策。实地考察发现：水塘是缅甸若开邦农村地区主要的饮用水水源;然而,若开邦地处热带,雨季降雨量巨大且集中,旱季持续时间长,水分蒸发量较大,水塘水量时间分布极不均匀,导致该地区水塘旱季时供水严重不足;雨季水塘水浊度、色度偏高,旱季铝、锰、铁等离子有超标现象;水塘普遍缺少生态拦截和防护措施,亦疏于维护,不能有效地阻隔周边的面源污染,导致当地水塘水质存在严重的安全隐患。结合当地社会经济发展水平和村民生活习惯,提出了适于热带地区干湿强烈交替气候特点的“塘-沟-植被缓冲带”生态水塘方案。采用多级屏障手段发挥生态水塘系统对地表和亚表层径流的生态过滤效应,从而增加储水空间,扩大水源涵养容量,强化水体自净功能,再搭配低维护、低能耗的净水工艺,可从水量和水质2个方面保障当地饮用水安全。提出了小而美的生态净化技术,可为其他有类似饮用水问题的国家和地区提供参考。     

我国水源污染事故风险点定量识别方法

水源事故的频发会对城市供水系统产生威胁,有必要针对供水系统风险进行评估和防控。针对水源事故频发及高发因素定量甄别研究,筛选统计了国内近20年来1 900多起水质突发事故案例,梳理了触发水源水质污染的多种因素,通过构建水源水质安全事故树和贝叶斯网络进行了相互验证分析。结果表明：我国水源污染事故主要因素贡献为依次突然排放(0.466)、污染长期累积(0.242)、交通事故(0.109)等;采用贝叶斯网络计算进行验证,其结果与事故树方法一致性较好。该方法有助于水源污染防控工作中风险点甄别和排序,可为我国饮用水安全保障水平的提升提供支撑。     

热水洗辅助微生物修复高含油落地油泥

为解决油田落地油泥含油率高但不能直接进行生物无害化处置的问题,探索一种热水洗辅助微生物修复工艺。利用热水洗实验考察了清洗配方和水温对降低含油率的影响;从落地油泥中分离出石油烃降解菌,以用于含油残砂的微生物降解过程,同时探究填料和烃降解微生物对残砂中石油烃降解效果的影响。结果表明,鼠李糖脂清洗剂在总用量为0.5%、水洗时间30 min和50 ℃条件下,可将油泥含油率由107.1 mg·g⁻¹降至为39.3 mg·g⁻¹;水洗后残砂中的土著菌群数量出现了明显下降。分离获得了2株烃降解菌,并优选出具有增加油泥溶氧和保水的沼渣。将烃降解微生物和优选沼渣加入残砂后,石油烃生物降解效率得到显著提升,200 d后含油率降为4.62 mg·g⁻¹。在此过程中,微生物优先降解分子量小的饱和烃和芳香烃组分,对胶质和沥青质等组分降解程度偏低。该研究结果可为油田高含油落地油泥的环保处置提供参考。     

乌梁素海水体与沉积物中半挥发性有机物污染水平及风险评估

为研究乌梁素海水体与表层沉积物中半挥发性有机物(SVOCs)的污染特征和风险水平,对乌梁素海7个点位的水体和沉积物样品进行检测分析。结果表明：水体与沉积物中SVOCs的总浓度为449.7~691.0 ng/L及144.4~587.5 µg/kg;多环芳烃(PAHs)和邻苯二甲酸酯(PAEs)是所有样品中发现的主要污染物;其他SVOCs未检测到或仅检测到微量。水体与沉积物中PAHs污染主要来自石油源及煤炭、生物质燃料燃烧混合来源;PAEs污染主要来自塑料和化工工业,以及生活垃圾;水体和沉积物中主要污染物的生态风险总体上呈低风险。从饮水和暴露接触的角度,乌梁素海呈现的健康风险水平较低。

     

基于数学规划法的工业园区间接循环水网络优化

为解决工业园区水资源消耗高和水污染排放强度大等问题,整体优化园区水资源网络,实现水资源的高效利用是非常必要的。基于数学规划法,以园区企业间水耗、排水量和水质的差异为基础,兼顾经济和环境要素,构建了包括水源、处理单元以及水阱的水网络优化模型,形成适用于工业园区水资源间接循环利用的优化方法。以典型工业园区为研究对象,基于水网络优化模型,在园区最小新鲜水需求量目标下,比较了不同情景的新鲜水需求量、废水排放量和总费用。结果表明：采用间接循环水网络优化方案可使园区总新鲜水需求量减少24.7%,废水排放量减少40.5%,废水重复利用率提升40.5%,总费用比较适中,为486.09万元/a,具有较高的环境效益,该优化模型能够显著提升工业园区水资源利用效率。