Robustness of Meteorological Droughts in Dynamically Downscaled Climate Simulations

We examine the robustness of a suite of regional climate models (RCMs) in simulating meteorological droughts and associated metrics in present‐day climate (1971‐2003) over the conterminous United States (U.S.). The RCMs that are part of North American Regional Climate Change Assessment Program (NARCCAP) simulations are compared with multiple observations over the climatologically homogeneous regions of the U.S. The seasonal precipitation, climatology, drought attributes, and trends have been assessed. The reanalysis‐based multi‐model median RCM reasonably simulates observed statistical attributes of drought and the regional detail due to topographic forcing. However, models fail to simulate significant drying trend over the Southwest and West. Further, reanalysis‐based NARCCAP runs underestimate the observed drought frequency overall, with the exception of the Southwest; whereas they underestimate persistence in the drought‐affected areas over the Southwest and West‐North Central regions. However, global climate model‐driven NARCCAP ensembles tend to overestimate regional drought frequencies. Models exhibit considerable uncertainties while reproducing meteorological drought statistics, as evidenced by a general lack of agreement in the Hurst exponent, which in turn controls drought persistence. Water resources managers need to be aware of the limitations of current climate models, while regional climate modelers may want to fine‐tune their parameters to address impact‐relevant metrics.     

腐殖酸修饰凹凸棒对U(Ⅵ)的吸附性能及机理

采用腐殖酸(HA)修饰凹凸棒(ATP)制备得到腐殖酸/凹凸棒(HA/ATP),用于去除废水中的U(Ⅵ).通过静态吸附实验,研究了溶液初始pH、投加量、吸附时间和初始浓度对吸附的影响,并用扫描电镜(SEM),X射线能谱图(EDS),傅里叶红外光谱仪(FITR)分析吸附机理.实验结果表明,去除率随时间的增大而增大,在120 min内可以达到平衡;吸附剂投加量越大,溶液pH =6左右时越有利于U(Ⅵ)的去除;HA/ATP能多次重复使用,且经过5次吸附解吸后对U(Ⅵ)的去除率仍能达到96％.吸附过程均符合Langmuir和Frendlich等温方程.较之准一级动力学,准二级动力学模型能更好地拟合实验数据.SEM-EDS、FITR分析结果表明,U(Ⅵ)被成功地吸附到了HA/ATP的表面,吸附机理为络合作用.     

腐植酸强化苯酚厌氧发酵降解

在无外加电子受体的条件下,首次研究了腐植酸对活性污泥厌氧降解苯酚的影响。研究结果表明,腐植酸Suwannee River Humic Acid Standard(SR-HA)、Leonardite Humic Acid Standard(L-HA)和Pahokee Peat Humic Acid(PP-HA)作为氧化还原介体能够提高苯酚的厌氧发酵降解效率。其中腐植酸PP-HA对苯酚的厌氧降解表现出了最为明显的强化效果,反应进行36 h后,苯酚去除率提高了18.5%。当单独投加的PP-HA浓度在0至100 mg/L范围内,苯酚的厌氧降解效率随着腐植酸浓度增加而逐渐提高,而浓度大于100 mg/L后,腐植酸对苯酚降解效率的促进作用随着PP-HA浓度的增加逐渐减缓。除此之外,当低浓度的蒽醌-2-磺酸钠(AQS)(0.02 m M)和PP-HA(20 mg/L)在反应体系中共存时,相比于无介体存在的对照组,苯酚厌氧降解效率提高了约1.4倍。产物分析结果表明,乙酸和CH4作为苯酚发酵降解的重要产物被检测出来。最后,在氧化还原介体腐植酸的存在下,初步探讨了苯酚厌氧发酵降解的代谢途径。     

硫酸盐还原菌污泥固定化特性

采用玉米芯为碳源,聚乙烯醇(PVA)为包埋载体,饱和硼酸(H3BO3)为交联剂,研究了硫酸盐还原菌污泥(SRBS)、铁屑、麦饭石共固处理合成煤矿酸性废水的最优配比与机理,并分析了固定化过程中小球稳定性及活性的变化规律。实验结果表明,SRBS投加量是影响处理效果的最显著因子,当投加30%SRBS、2%铁屑、3%麦饭石时SO2-4、Mn2+去除率分别为94.13%和84.39%,溶液p H为7.03,未检测出Fe2+;随着交联时间的延长,小球膨胀率及SO2-4还原率分别呈线性与指数下降,从保持小球稳定性与活性角度考虑,可将交联时间设定为4~8 h;该法可为市政污泥的处置以及生物法处理煤矿酸性废水的工程应用提供技术参考。     

聚硅酸钛制备及其助凝特性

采用在活化硅酸制备过程中加入适量Ti Cl4的方法,试制了一种新型无机高分子助凝剂—聚硅酸钛。研究了不同[Si]/[Ti]条件下制备的聚硅酸钛在固定p H值的水中分散物的粒径和Zeta电位随着活化时间的变化趋势,并与活化硅酸作比较。结果表明,在Si/Ti=20,活化48 h的条件下能制备出较为稳定的聚硅酸钛。与活化硅酸相比,聚硅酸钛在水中的分散物具有较大的粒径和更高的Zeta电位。通过对比制备的活化硅酸和聚硅酸钛的红外图谱发现,聚硅酸钛中有TiO-Si键,证明钛离子参与了聚合反应,新生成的化学键提高了它的聚合度和稳定性。采用硫酸铝为混凝剂,聚硅酸钛为助凝剂进行混凝除浊实验。测定了絮凝体的Zeta电位和混凝沉淀后的上清液浊度,研究了硫酸铝投加量和混凝p H对聚硅酸钛助凝效果的影响。结果表明,投加适量的聚硅酸钛助凝剂,明显提高了混凝除浊效果且拓宽了有效混凝p H值的范围。     

PW_(12)/g-C_3N_4光催化降解甲基橙

采用浸渍法制备了磷钨酸(PW12)/g-C3N4复合光催化剂,并将其用于溶液中甲基橙的光催化降解,运用IR技术对使用前后的光催化剂进行了表征。表征结果显示,PW12和g-C3N4的结构未在浸渍负载中发生改变,且PW12和g-C3N4结合牢固。实验结果表明:最佳的PW12负载量(光催化剂中PW12的质量分数)为50%;光催化降解甲基橙的优化反应条件为初始甲基橙质量浓度5 mg/L、光催化剂加入量0.6 g/L、初始溶液p H=7;在优化条件下,分别采用紫外光、模拟太阳光、可见光照射120 min后,甲基橙的降解率分别为96.59%,82.23%,42.78%;该光催化剂固载良好,使用中不易发生溶脱,稳定性好,可重复使用。     

对苯二甲酸降解菌固定化生物流化床处理精对苯二甲酸废水

采用微生物筛选、纯化技术,获得了降解对苯二甲酸（TA）的YPC—TA1,YPC—TA2,YPC-TA3,YPC—TA44株菌株。将筛选出的TA降解菌固定化,处理初始TA质量浓度为2650mg／L的模拟废水,降解36h后TA去除率达100％。用TA降解芮在生物流化床反应器中处理PTA废水,最佳容积负荷为6.7kg／（m^3·d）。生物流化床反应器可在容积负荷为6．0～6．5kg／（m^3·d）的较佳条件下长周期稳定运行,COD去除率保持在91％左右,TA去除率保持在94％左右。低pH废水冲击和高容积负荷废水冲击时COD,TA去除率均明显下降,恢复正常讲水后3～4d,COD,TA去除率均恢复正常。     

活性污泥的固定化及其性能研究

用改进聚乙烯醇-硼酸法将活性污泥制成固定化颗粒,考察了改进聚乙烯醇-硼酸法的最佳条件及固定化颗粒的性能。实验结果表明：改进聚乙烯醇-硼酸法的最佳条件为聚乙烯醇质量分数6．5％、包泥比（包埋剂与活性污泥质量比）1．2：1、二氧化硅质量分数1．5％、活性炭质量分数0．3％、海藻酸钠质量分数0．6％;用最佳条件下制得的固定化颗粒处理模拟化工废水,连续运行15d后的COD去除率达90％以上,且固定化颗粒耐冲击负荷和pH变化能力强;固定化颗粒对模拟化工废水的COD去除速率随进水COD的变化曲线类似于米氏方程所描述的反应初速度随底物浓度的变化规律。     

从6-APA和7-ADCA生产废液中回收苯乙酸

采用溶剂萃取、水法提取等方法从6-氨基青霉烷酸和7-氨基-3-去乙酰氧基头孢烷酸生产废液（简称废液）中回收苯乙酸（PAA）,考察了各种因素对回收效果的影响。实验结果表明：以甲苯为萃取剂,在萃取温度30℃、萃取时间15m in、500mL废液中萃取剂加入量130mL的最佳条件下,萃取率为96.5%;在提取温度为65℃左右、结晶温度低于10℃的条件下,PAA收率大于89%,纯度大于99%;所得PAA产品质量好,可用于青霉素G等医药产品的生产。     

超临界水氧化处理高浓度丙烯酸废水

采用超临界水氧化（SCWO）技术在连续蒸发壁式反应器内处理高浓度丙烯酸废水。实验结果表明：SCWO能有效地处理丙烯酸废水,废水COD和TOC去除率分别达到99％左右,且反应时间短;反应温度、反应压力和氧化剂加入量的增加有利于COD和TOC去除率的提高。实验得出的废水处理最佳工艺条件：反应温度693K、反应压力24～26MPa、氧化剂加入量1．0～1．5倍。对反应器出口试样进行色谱-质谱联用分析结果表明,小分子醇、醚类以及CO2和CO是主要的液相产物和气相产物。针对腐蚀和盐沉积问题,提出了预防措施。