线板排布对静电除尘性能影响的数值模拟

为揭示电极排布对线板式电除尘器除尘性能的影响规律,基于电晕电场模型、k-ε湍流模型、Lawless电荷累积模型,建立了电除尘多物理场模拟模型,并通过改变极板间距和极线间距,分析了电场电势、风速、颗粒运动轨迹、除尘效率的变化特征。结果表明：极板间距增大降低了电势变化速率,极线间距减小导致放电极电势分布由点式转为条状,极线周围电势影响程度增强;增加极板间距或极线间距,均能减小流场内涡流范围,提高流速分布的均匀性;极板间距或极线间距减小,颗粒轨迹偏移的角度增大,除尘效率随之升高,且颗粒在电场停留的时间缩短;除尘效率与颗粒粒径呈正相关,除尘效率与极板间距或极线间距呈负相关。模拟得到的优化工况为：当极线间距为180 mm、极板间距为200 mm时,电除尘器对粒径为2.5 μm的颗粒除尘效率为98.6%。本研究通过构建新的模拟模型应用于线板式电除尘器的工况优化中,可为电除尘器结构优化设计和性能提升提供参考。     

城镇排水系统运行效能评价指标体系的构建与研究

排水系统是城镇一个重要的基础设施,其运行效能评价对于城镇水环境治理维护和绿色低碳发展具有重要意义。对国内外相关研究成果从以下三方面进行了梳理和分析：首先,运行效能评价研究按评价目标的不同可分为内涝和溢流的控制、管网性能的预测与诊断、排水系统的规划与运营、安全风险类评估和综合性评价五类,阐明了这五类评价指标体系的研究现状,总结了其常用指标;其次,分析各评价指标体系的构建流程,可归纳为“调研准备”“指标构建”“赋分评价”三个阶段,归纳了常用评价指标筛选方法,并指出其中最关键的部分在于第三阶段的评价方法的选择,即指标赋权和最终评价结果的计算;最后,对文献中的各类评价方法进行了分析,结果表明基于层次分析主观定权法的综合评价法是当前研究中的常用方法,可以解决评价过程中产生的不确定性、不一致性、模糊化、定量化等问题;同时也概述了客观定权方法如熵权法、神经网络、组合定权等方法的特点和适用性。研究指出关于智慧水务和平稳输送的效能评价还比较缺乏,而随着物网联、人工智能、在线监测等技术的快速发展以及海量可靠的排水系统相关数据的出现,将给以客观定权法为主流的新评价方法的开发应用带来契机。本研究可为完善排水系统运行效能评价指标体系并计算准确评价结果提供参考。     

入口速度对静电monolith过滤器通道过滤性能的影响

采用单通道理论模型分析了表面带有静电的monolith过滤器通道的过滤性能。重点研究了气流入口速度大小和方向对通道捕获效率的影响,为设计和制造高效率低能耗的monolith过滤器提供理论指导。结果表明:对于直径1 μm以下粒子气流入口速度大小u0的增加会降低通道的捕获效率,当u0>3 m/s时,通道的捕获效率接近于零,对于直径1 μm以上粒子随着气流入口速度u0的增加,通道的捕获效率先减小后增大,出现一个极小值;在保证过滤器流量下,气流入口角度的增大会增加通道对直径1 μm以上粒子的捕获效率,而对直径1 μm以下粒子的捕获效率几乎没有影响。     

微孔TiO2负载Pt吸附强化矿化甲苯的性能

矿化效率不足是光催化技术应用于挥发性有机化合物（VOCs）净化的关键限制因素之一。为了提高VOCs的矿化效率,制备了高比表面（736 m2·g-1）微孔TiO2材料,以其为载体构建了微孔TiO2与Pt的吸附强化光催化二元结构体系。采用比表面积（BET）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等方法考察材料结构,并以甲苯为VOCs代表研究材料的吸附-光催化特性。结果表明,Pt修饰微孔TiO2表现出特异的吸附和催化能力,甲苯平衡吸附量和矿化效率分别是P25的3.8~4.1倍和2.6~2.9倍。微孔TiO2载体除了吸附强化作用外,其表面通过Pt修饰可产生大量表面羟基,从而利于Pt-TiO2的常温催化过程。     

中型污水处理厂中药物和个人护理品的分布与去除

为了解15种药物及个人护理用品(PPCPs)在中小型污水处理厂中的分布及其去除效果,采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术对3座A2/O工艺的污水处理厂水样进行分析研究。结果显示,除普萘洛尔、吉非罗平和吲哚美辛在3座中小型污水处理厂各个工艺单元中均未被检出外,其余12种目标化合物的检出频率在90%~100%之间。进水水样中PPCPs的平均检出浓度为2 285.4 ng/L,其中咖啡因(CF)的平均检出浓度最高为973.3 ng/L,酮洛芬(KP)的平均检出浓度次之为844.7 ng/L,两者之和占进水水样中PPCPs平均含量的79.5%,表明污水处理厂的主要污染物为CF和KP。3座污水处理厂对CF的去除效果最为显著,平均去除率为95.3%,对15种PPCPs总去除效率在39.3%~82.8%之间。     

自然通风条件下无砾石微孔管地下渗滤系统除污效果

为进一步探讨无砾石微孔管地下渗滤系统的污水处理效果,在3.3 cm/d的水力负荷下,进行了有无通风条件下实验系统处理生活污水的中试研究,对比分析了稳定运行期内2个系统对污染物的处理效果和净化效率;同时采用统计学中的T检验方法考察了2个系统的除污效果差异是否显著;最后探讨了降低进水污染负荷对GPPLF系统除污效果的影响。结果表明,在相同工况下,通风系统对COD、TP、TN和浊度的平均去除率分别为86.1%、58.0%、61.1%和93.6%,较正常系统分别提高了2.0%、5.4%、10.2%和3.2%;2个系统的T检验结果显示,自然通风条件能明显改善系统对TN和浊度的处理效果,但对COD和TP的去除作用不显著;通过降低进水污染负荷,GPPLF系统出水中的COD、氨氮和TN基本能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中一级B排放标准,TP能达到上述标准中的二级排放标准。     

国产活性炭喷射去除大型城市生活垃圾焚烧发电厂烟气中的二恶英

本研究针对二恶英削减及降低成本选用优质国产活性炭,对一典型城市生活垃圾焚烧发电厂(MSWI)的"活性炭喷射+布袋除尘过滤"系统优化。在实际工况条件下,对3个活性炭投加速率(5、10和15 kg/h)下所获得的二恶英的排放浓度、去除效率及去除特征进行评价。结果发现,(1)选用的活性炭对二恶英具有优越的去除效果,5 kg/h投加速率即可使去除效率达到99.0%,排放浓度下降到低于改用前的1/10,远低于欧盟排放标准;(2)3个投加实验在二恶英的排放浓度、总去除效率、去除特征上并没有表现出显著差异,综合考虑认为,5 kg/h(150 mg/Nm3)是合理的工程应用依据;(3)本研究成功的实验结果说明,选用的活性炭品质能满足工程需求,其表征特点可作为未来活性炭选用的依据,即孔径分布主要集中在2~5 nm之间,属于中孔范围中靠近微孔区域,比表面积大于500 m2/g,比孔容积大于0.2 cm3/g。     

基于物质流模型的长三角城市群食物生产与消费系统氮素流动格局及影响因素

作为区域社会经济发展的重要增长极,城市群食物生产与消费系统活性氮的释放对区域氮素循环格局有着重要影响。采用物质流分析模型,定量分析2019年长三角城市群农田种植、畜禽养殖、水产养殖和人类消费子系统的氮素流动格局,评估各子系统氮素损失的结构,阐明氮素损失的空间分布,并探究氮素损失强度的主要影响因素。结果表明,系统总体氮输入为3 472.56 Gg/a,最大氮素输入项为化肥输入;系统总体氮输出为3 061.29 Gg/a,主要表现为氮素损失,占90.9%。农田种植、畜禽养殖和水产养殖子系统的氮素利用效率分别为42.6%、30.8%和40.1%。农田种植子系统对系统氮素损失的贡献最大,为1 325.53 Gg/a,占比为47.6%;其后依次为人类消费子系统、畜禽养殖子系统和水产养殖子系统。长三角各城市氮素损失强度空间异质性较大,上海、扬州、盐城较高,分别为26.43、23.20和22.26 kg/hm²;杭州、宣城、池州较低,分别为6.14、5.83和4.55 kg/hm²。氮素损失强度空间异质性与经济、人口、农业生产和土地利用等因素的相关性具有统计学意义（P<0.05或0.01）,相关系数为0.42~0.76。

     

废纸再生过程综合效能评估研究

废纸再生已成为当下解决传统制浆造纸原料匮乏问题的主要途径和趋势,为分析废纸再生过程综合效能水平,提出一种包含多指标的废纸再生综合效能评估模型。从物质流与能量流2个角度对废纸再生过程进行分析,选取5个定量评估指标,构建一套废纸再生综合效能评估指标体系。基于博弈论组合赋权理论,将主、客观权重优化组合得到评估指标最优组合权重,并基于物元模型建立废纸再生综合效能评估模型。通过评估模型对9家企业废纸再生过程进行实例计算,得到各企业综合效能等级,结果显示有2家企业处于高水平,3家企业处于较高水平,4家企业处于差水平。模型计算结果可以体现企业综合效能水平的相对高低和各企业的提升方向。

     

Bio-VOCTM呼吸采样器样品转移流程评价及优化

人体呼出气中挥发性有机化合物（VOCs）分析已应用于环境暴露评估和疾病诊断等领域,其中肺泡气可以排除来自周围环境以及口腔和鼻腔内死腔气体的干扰,准确反映暴露及内源性代谢物水平。对采集肺泡气的Bio-VOC^TM呼吸采样器转移样品至吸附管的常规操作流程进行评价及优化。使用Bio-VOC^TM呼吸采样器采集含有丙酮、异戊二烯、乙醇、正丁醇、正己烷和正庚烷6种VOCs的呼出气模拟样品,比较不同方式转移至吸附管对模拟样品转移效率的影响,采用热脱附-气相色谱-质谱法（TD-GC-MS）对吸附管中样品进行分析,并将优化转移方式应用于实际人群呼出气样品分析。结果表明：按照Bio-VOC^TM呼吸采样器常规转移方式,模拟样品中6种VOCs的转移效率均低于50%且不稳定;降低转移流量后,转移效率有所提高,进一步优化后转移效率可达90.0%—101.0%,相对标准偏差均小于5%。转移方式优化后,检测到的人体呼出气样品中3种VOCs的峰面积响应值显著提高（P＜0.01）。优化方式提高了使用Bio-VOC^TM呼吸采样器采集肺泡气进行VOCs分析的准确性和可靠性,为肺泡气采集方法的标准化提供了科学依据。