利用集合均方根卡尔曼滤波反演重庆地区SO2源排放

传统的"自下而上"清单方法估算的排放清单,其数据的准确性和时效性存在较大局限.基于集合均方根卡尔曼滤波的源清单反演方法,结合WRF-CMAQ（天气研究和预报模式-公共多尺度空气质量模型）被用于对以清华大学编制的2010年MEIC（中国多尺度排放清单模型）排放清单为基础制作的重庆地区SO₂排放源进行反演试验以解决准确性和时效性问题,试验时间段为2014年10月15-31日,重庆主城17个环境空气质量国控监测点ρ（SO₂）小时观测资料用于反演及检验.结果表明:该方法能够反演重庆地区SO₂源排放量,随着反演次数增加,基于反演排放源预报的ρ（SO₂）预报误差持续减小,反演4次后预报误差达到比较低的稳定的水平,其均方根误差均低于20 μg/m3. 5次反演后SO₂源排放量用于2014年10月24-29日每天起始预报,其预报的站点、时间平均的均方根误差从100~400 μg/m3降至30 μg/m3以下.反演中应用局地化尺度减少集合取样误差影响,54与81 km两个局地化尺度反演结果对预报改善效果相当,表明主要影响重庆主城ρ（SO₂）的源排放位于主城及周边地区,也说明内源排放对重庆主城ρ（SO₂）起主要影响.反演后面源排放量主城区降幅约为30 kg/（d·km2）,周边地区减少10~20 kg/（d·km2）,主城区部分SO₂点源排放量降幅约为25 kg/（d·km2）,说明2010年MEIC排放清单高估了试验时段重庆地区的SO₂排放.      

静压快速启动亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化反应

在序批式反应器(SBR)中接种污水厂厌氧池污泥和深层水稻土的1∶1混合污泥,在阶段性提升基质NO_2~--N浓度的条件下,考察静压条件对亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化(nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,N-DAMO)反应快速启动过程的影响,并对N-DAMO反应的主导微生物的丰度变化进行分析.结果表明运行120 d后,常压(R1)和0.3 MPa静压(R2)条件下,都观测到了明显的N-DAMO现象,并且R2的NO_2~--N去除速率达到了36.90 mg·(L·d)~(-1),较R1提高了24%;其4 h内平均脱氮速率(以NO_2~--N计)达到0.10 mmol·(L·h)~(-1),比R1提高了186%.R2中富集得到的污泥粒径约为R1的2倍,比表面积更大,优化了污泥中甲烷的传质情况,有助于N-DAMO反应的进行,且R2污泥的N-DAMO比活性(以N/VSS计)达到了0.29 mg·(g·h)~(-1),是R1的2倍.此外,静压有助于N-DAMO功能微生物Candidatus Methylomirabilish oxyfera(M.oxyfera)的生长,实验结束时R2中M.oxyfera细菌16S rRNA基因的丰度比接种初期提高了22倍,是同阶段R1中的10倍.可见,提高静压能够有效促进N-DAMO反应的启动.     

基于CESM-EnSRF系统全球甲烷及臭氧卫星资料同化试验研究

臭氧(O3)与甲烷(CH4)均是大气中重要的微量气体,对全球气候变化有着重要的影响.为提高全球范围的臭氧、甲烷在气候模式中的预报效果,使用集合平方根滤波(En SRF)同化方法及地球系统模式(CESM)构建了CESM-En SRF卫星资料同化预报系统,并通过设计试验,将大气红外探测器(AIRS)的臭氧与甲烷观测资料同化到气候模式中,对模式的同化再预报效果进行系统的测试与评估.结果显示,臭氧、甲烷分析集合均值的偏差及均方根误差皆低于背景集合均值的偏差及均方根误差.臭氧、甲烷的同化再预报偏差及均方根误差较控制实验都得到改善,但对5 h Pa以上高度臭氧预报准确性的改进效果很小.随循环同化的进行,平流层臭氧与甲烷的平均同化改进率呈增加趋势,并逐渐趋于稳定;对流层平均同化改进率随时间变化不明显.试验表明,该系统可有效利用臭氧与甲烷的观测资料对模式场进行合理的改善,从而有效地提高臭氧、甲烷在气候模式中的再预报效果,但对于平流层顶-中间层高度(5 h Pa以上)臭氧预报准确度的提高,模式中臭氧光化学过程的准确模拟较同化观测资料具有更重要的作用.此外,循环同化对提高5~150 h Pa高度臭氧及1~200 h Pa高度甲烷在CESM模式中的预报效果最有效.     

不同侧压力系数下圆形巷道变形破裂规律分析

为研究侧压力系数对巷道周边岩体稳定性的影响,以一条深埋圆形巷道工程为背景,采用离散颗粒元软件PFC3D分析了5种侧压力系数下巷道周边岩体的应力差、位移、破裂分布模式和微裂纹数等,得到了圆形巷道周边岩体应力、变形和破裂随侧压力系数的变化规律。结果表明,1)随侧压力系数增大,巷道顶底部浅部岩体主应力差先增大后减小,深部岩体主应力差逐渐增大;而巷道两帮浅部岩体主应力差变化较小,深部岩体主应力差先减小后增大。这表明在相同埋深情况下,高侧压力系数不一定会对帮部岩体造成更大的破坏,但更容易使顶板产生高剪应力,不利于顶板岩体的稳定。2)侧压力系数越大,巷道顶板岩体竖向位移就越小,且其由拱顶往外平滑递减的规律性也越不明显,而帮部岩体水平位移变化规律与顶板岩体相反。3)巷道顶底部围岩在侧压力系数较大的情况下较易发生破裂,并随侧压力系数增大,其破裂范围越来越大;巷道两帮岩体则在不同侧压力系数下均会发生破裂,且其破裂范围随侧压力系数增大而略减小。4)不同侧压力系数下,巷道岩体总裂纹数都随开挖时间呈指数增长;且当巷道开挖完成后,岩体总裂纹数与侧压力系数呈抛物线关系。     

HRT对瓷粒BAF处理生活污水效能的影响

通过实验室模型试验研究了瓷粒曝气生物滤池处理生活污水的效能,分析了在气水比一定的条件下,水力停留时间(HRT)变化对曝气生物滤池处理效能及运行特性的影响规律。考察了不同HRT运行下,COD、NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TN、SS等指标的变化,结果表明,当进水COD为280～320mg/L,气水比为3:1,HRT为10h的条件下,处理效果最好,其中COD、NH4+-N、TN、SS的平均去除率分别为92.6%、97.8%、34.7%、84.2%。当HRT逐渐降低时,以上指标的去除效果都有所下降,但去除效能的下降与HRT的降低不呈线性关系。当HRT降至3h,去除效能有一定程度的上升,COD、NH4+-N、TN、SS的去除率有所增加。     

纺织洗布废水回用新工艺研究

纺织洗布废水具有较高的COD,浊度,电导率,处理此类废水一般都采用普通的生化处理使其达标排放。采用臭氧-曝气生物滤池(BAF)组合工艺对广东某纺织品有限公司洗布废水的生化处理出水进行深度处理以达到企业确定的回用标准。经试验表明:臭氧投加量为30mg/L时,深度处理系统的COD去除率超过62.5%,出水COD控制在30mg/L以下,浊度<1NTU,完全达到企业确定的回用标准。纺织洗布废水回用新工艺具有处理成本很低,处理效果稳定,具有显著的环境效益和经济效益。     

生物渗滤池运行参数优化研究

实验针对间歇投配污水的生物渗滤池处理生活废水的一些基本运行参数进行了优化研究。通过对生物渗滤池的出水量、不同填料性质、不同填料粒径以及不同进水水质与污染物(COD)去除率影响的研究,证实该系统的水力负荷与污染物去除率成反向关系,即当水力负荷减少时,污染物去除率会相对增加;研究还表明选用粒径为0.9～2mm自然河沙作为系统填料时,系统COD去除率较高,这时填料不易被堵塞且即使堵塞也较易恢复;运用生物渗滤池处理城市生活污水能使处理后污水COD达到城镇污水处理厂出水排放标准的一级标准。提高污水中营养物质的配比以及采用多级生物渗滤池联用,能高效处理高浓度污水,甚至使出水达标排放。     

GAC-石英砂滤池处理高氨氮原水的生产研究

以广州市珠江流溪河下游为水源,采用GAC-石英砂滤池处理沉淀池出水,研究了该工艺对枯水期高氨氮原水的去除规律及其影响因素。结果表明:GAC-石英砂滤池滤与普通砂滤池相比氨氮的去除显著提高,滤后水氨氮平均值为2.08mg/L,去除量约为1.0mg/L,去除率为33.8%。研究显示氨氮处理效果受余氯的灭菌作用、溶解氧不足、原水水质下降、pH值不足、活性炭滤料吸附性能下降、空床接触时间短、反冲洗周期与强度的影响。建议降低前投氯而加强后投氯量,同时使用无氯水进行反冲洗;保持滤后水溶解氧在2～4mg/L且pH值7.5;延长反冲洗周期至36h;适当降低运行负荷可提高GAC-石英砂滤池对氨氮的去除效果。     

曝气生物滤池在印染废水处理中的应用

采用曝气生物滤池工艺处理印染废水的二级生化出水。废水COD浓度从进水90～140mg/L降到80mg/L以下,色度从32倍降到16倍以下,排放水质稳定达到广东省《水污染排放限值DB44/26-2001》第一时段一级标准。通过近半年的试验表明,曝气生物滤池工艺具有占地面积少、运行稳定、成本低、出水水质好等优点,在印染废水后段深度处理中有重要的作用。     

高级氧化-BAF深度处理焦化废水

采用O3+BAF和Fenton+BAF两种工艺去除焦化废水中经生物处理后的残余污染物,考察了O3浓度、pH值、亚铁/双氧水配比、双氧水加入量、曝气时间等影响因素。结果表明,当臭氧加入量为800mg/L,BAF曝气时间为18h,双氧水加入量为0.5mL/L,亚铁为2g/L,出水COD都低于70mg/L,色度低于50倍,达到一级排放标准。