水幕导流体液膜封闭特性数值模拟

为解决水幕液膜所存在的不封闭现象问题,使用FLOW-3D软件,采用RNGκ-ε湍流模型、VOF方法和单相流体模拟水幕导流体液膜流动,应用GMRES方法求解离散方程。通过模拟计算分析"导流体"使液膜达到连续封闭要求的可行性,并分析单宽流量、水箱宽度及导流体间距对液膜流速和厚度的影响。结果表明,通过引入"导流体"可以使液膜达到连续封闭的要求,并根据Nusselt关联式得出了符合自身情况的关联式。     

黄河上游羊曲水电站对土著鱼类的影响与保护

河流具有供水、发电、调节气候等重要功能,是生态服务功能正常发挥的重要保障。通过建立三维数学模型对羊曲河道进行水动力模拟,分析羊曲建库后水位、流速的变化以及对鱼类栖息地的影响。结果表明:羊曲建库后,水位高程变化幅度0~0. 3m,流速明显变缓。对于土著鱼类,羊曲坝下(龙羊峡库尾回水变动段)将可能形成产卵场;库区内的浅水区将成为新的索饵场;羊曲水电站至班多坝下段黄河干流中越冬场也将会增加。     

海洋芘降解菌Alteromonas sp.P7的降解特性及基因组初步分析

以芘(PYR)为唯一碳源,在青岛受石油烃污染的码头的海底沉积物中分离到1株PYR海洋降解菌株P7,经过形态学观察、16S rRNA基因序列分析鉴定菌株P7属于交替单胞菌(Alteromonas)。该菌株在20 d内对PYR的降解率可达44.8%。经GC-MS鉴定分析发现,菌株P7降解芘的代谢产物中含有邻苯二甲酸和水杨酸,且细胞代谢过程中产生邻苯二酚2,3-双加氧酶,由此推测出Alteromonas sp. P7对芘的降解中间产物中含有邻苯二酚,且对芘的降解是通过邻苯二甲酸途径和水杨酸途径实现的。通过对分离得到的Alteromonas sp. P7进行测序,得到1条全长4 597 467 bp的基因组,对该基因序列注释,得到编码基因8 164个,平均GC含量为44.26%。重将测序结果与数据库比对并检索,菌株P7含有参与编码邻苯二酚2,3-双加氧酶的基因。     

双室微生物燃料电池处理硝酸盐废水

基于双室微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),针对阴极分别接种活性污泥(A-MFC)和反硝化细菌(D-MFC),研究其产电情况和硝酸盐废水去除效果。结果表明,在产电的同时都可有效去除废水中的硝酸盐污染物。在外接电阻100Ω的情况下,2种MFC均具有良好的产电性能,A-MFC和D-MFC达到的最大输出电压分别为119.6 mV和117.2mV,最大功率密度分别为23.40 mW/m2和26.63 mW/m2;同时两者在阴极室的平均反硝化速率分别为1.86 mg/(L.d)和2.19 mg/(L.d),阳极室的平均COD去除率分别为81.9%和82.4%。另外,通过扫描电镜观察可知,A-MFC和D-MFC阴极碳布表面形貌存在差异,并且阳极与阴极碳布表面形貌差异显著。     

染色残液电化学处理碳素阴极材料性能比较

为实现染色残液的高效处理及废水回用,鉴于染色残液良好的导电性,选用电化学处理技术,以模拟活性红X-3B染色残液为研究对象,在钌铱形稳电极为阳极和合适的电解条件下,比较石墨板、石墨毡、炭毡、ACF（活性炭纤维毡）、碳纤维电极〔CFF（碳纤维布）、CFB（碳纤维刷）〕等碳素阴极材料的电化学处理效能.结果表明:碳素阴极材料可实现染色残液的完全脱色,活性红X-3B的降解过程符合一级反应动力学特征,其中CFF为阴极时COD_Cr去除率达到86.37%,一级动力学反应常数为0.010 3 min-1,是石墨毡（0.007 3 min-1）的1.4倍.相比于石墨板电极,CFB显示出优异的二电子氧还原和产H₂O₂能力,单位面积产H₂O₂的浓度为10.40 μmol/L,是石墨板（1.08 μmol/L）的9.7倍,产生的H₂O₂导致活性红X-3B的降解,30 min内实现完全脱色.循环伏安曲线表明,碳纤维电极（包括CFF和CFB）的析氧电位明显高于其他电极,可有效抑制析氧副反应,提高有机污染物降解过程中的电催化效率,有利于降低能耗.研究显示,碳纤维可作为阴极材料应用于电化学处理染色残液,具有良好的稳定性.      

保定府河DOM的光谱特征及其来源解析

府河是白洋淀入淀河流中的主要河流,研究府河溶解性有机物分布特征及污染来源对入淀河流的环境管理及水质改善具有重要意义。文章2021年12月对府河干流及支流20个采样点进行采样,通过紫外光谱与三维荧光光谱-平行因子分析技术分析府河水体溶解性有机物,并对溶解性有机物组分来源进行解析。研究发现,府河水体溶解性有机物组分中类腐殖质组分含量高于水体中类蛋白组分含量,且黄花沟中有机组分对府河水体影响较大;大量城市污水处理厂出水汇入府河后类蛋白占比增大,这可能是河内生物活性提升导致,故F9以后自生源贡献升高;荧光光谱分解得到4个组分,C1、C2（类腐殖质）占71.88%,C3、C4（类蛋白）占28.12%,府河干流溶解性有机物主要来源于外源污水厂出水输入、自生源生物类蛋白和陆源农田土壤等;荧光组分与溶解性有机碳、总氮、硝态氮有显著的正相关性,PC1与荧光组分呈现显著正相关。综上,通过对府河水体溶解性有机物荧光特征及来源解析,府河受陆源类腐殖质与生物自生源双重影响,这为府河水体的进一步管理提供了理论参考。     

一个研究街道峡谷流场及浓度场特征的三维数值模式

目前，研究街道峡谷内流场及机动车排放污染物的扩散行为特征所采用的主要方法为：采用野外测试法和物理模拟法，而采用三维数值模拟方法研究此问题的工作很少。本文创建了一个研究微尺度街道峡谷内流场及机动车排放污染物扩散特征的三维数值模式，即首次采用伪不定常方法，利用K——E闭合方案，建立了一个模拟城市街道峡谷内流场及污染物扩散特征与街道峡谷风场、街道几何结构及两侧建筑物高度对称性之间的复杂关系的三维数值模式。经过与实际监测资料及风洞实验对比，结果表明此三维模式具有较好的模拟精度，能够很好模拟峡谷内的风场及街谷几何结构对街道峡谷内流场及浓度场特征的影响，有很强的实用性。     

三维电极电解硝基苯废水处理实验研究

以涂膜活性炭-活性炭为填充粒子,对三维电极电解硝基苯废水进行了研究。通过实验探讨了投盐量、槽电压、主电极间距、反应时间及初始浓度对电解硝基苯废水的影响。结果表明,三维电极在电极间距为9mm、槽电压为20V、硫酸钠投加量为1.5g/L、pH值为6、电解时间为90min的条件下,硝基苯去除率可达90%以上。在三维电极电解作用下,硝基苯转化为可生化和低毒的苯胺,苯胺在三维电极电解作用下还可以得到进一步的降解。     

黄浦江流域典型污水中不同粒径胶体的三维荧光光谱特征

基于切向流超滤系统及三维荧光光谱技术,对黄浦江流域典型污水(即生活污水及农业污水)中的胶体进行粒径分级及三维荧光光谱特性分析.结果表明,所选水样的胶体质量浓度及胶体态有机碳质量浓度分别为9.60~32.50 mg·L~(-1)和0.03~6.25 mg·L~(-1),二者均随粒径的增加而呈递增趋势.不同粒径分级胶体的三维荧光图谱表现为类蛋白荧光峰(峰D和峰T)及类腐殖质荧光峰(峰C和峰A)这4个荧光峰,其中类蛋白荧光峰主要存在于M_r1×10~3~5×10~3分级胶体中,类腐殖质荧光峰主要存在于M_r10×10~3~300×10~3分级胶体中.同时,通过表征胶体荧光光谱特性的荧光指数,包括FI值、腐殖化指数HIX及生源指数BIX,分析了所选胶体的来源及光谱特性.结果表明,小粒径胶体主要为陆源来源,芳香性及腐殖化程度较高;而大粒径胶体自生源比重大,类蛋白物质是其主要成分.     

达里诺尔湖水体DOM荧光特征及其来源解析

达里诺尔湖（简称“达里湖”）是内蒙古自治区高原地区重要的生态屏障,探究达里湖水质状况及污染来源,对加强流域水环境治理、改善水环境质量具有十分重要的意义.于2018年9月及2019年6月对湖水进行采样,并通过三维荧光光谱结合PARAFAC（平行因子分析）模型,探究达里湖水体DOM（溶解性有机质）来源及其与水质的关系.结果表明:①达里湖水体中pH较高,ρ（DOC）（DOC为溶解性有机碳）、ρ（NH₄+-N）、ρ（TP）相对较高,均超过GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质标准限值.②水体中DOM含4种荧光组分.夏季水体DOM主要分布于河流入湖口附近,其中,类腐殖质荧光组分（紫外区类富里酸和可见区类富里酸）占总组分的62.93%,类蛋白类荧光组分（类色氨酸和类酪氨酸）占总组分的36.07%;秋季水体DOM主要分布于东南侧,其中,类腐殖质荧光组分占总组分的40.52%,类蛋白类荧光组分占总组分的59.48%.③达里湖采样点荧光参数表明,达里湖DOM自生源特征较强,腐殖化程度较低.类腐殖质荧光组分与ρ（DOC）、ρ（Chla）均呈正相关,类色氨酸荧光组分与pH呈正相关,类络氨酸与ρ（DTN）、ρ（NH4+-N）、ρ（DTP）均呈正相关.研究显示,达里湖DOM具有陆源与生物源双重特性,DOM的形成与微生物、细菌、浮游生物的生命活动密切相关.