混凝工艺水力条件的优化与絮体尺寸特性的研究

制造更优的混合和絮凝设备,其核心技术在于设备所提供的水力条件是否更加有利于絮体的形成、是否更加有利于水质处理效果的提高。以成都市府南河水为原水,在不同的快搅强度和不同的快搅时间下进行混凝杯罐实验,混凝剂为硫酸铝、氯化铁,采用激光粒度仪Mastersizer 2000测量絮体平均粒径随时间的变化过程,以去除浊度为目标,分析最优水力条件。实验得到如下结论:(1)快搅强度对氯化铁混凝剂水质处理效果有着明显的影响,快搅时间对硫酸铝和氯化铁混凝剂水质处理效果均有明显影响;(2)以浊度为去除目标,对于硫酸铝通过实验确定快速搅拌强度为250 r/min时,快速搅拌时间为60 s时,水质处理效果最好;(3)以浊度为去除目标,对于氯化铁确定快速搅拌强度为300 r/min时,快速搅拌时间为60 s时,水质处理效果最好。     

水力空化降解印染废水的初步研究

水力空化技术是一种新的废水处理技术。为探讨操作条件和几何参数等因素对降解的影响,利用多洞孔板水力空化装置对含有若丹明B染色剂的模拟印染废水进行降解试验研究。试验结果表明:水力空化对若丹明B确实有降解作用,处理系统中存在最佳的孔板几何参数和操作运行条件,并且若丹明B的降解速率随修正空化数的减少而增大。     

水力空化强化H2O2氧化降解水中苯酚的研究

采用水力空化强化H₂O₂降解水中苯酚,考察入口压力,ρ(H₂O₂)和溶解气体等因素对苯酚降解的影响;比较了水力空化方法和超声空化方法降解水中苯酚的能耗效率.研究表明:苯酚降解率随着入口压力的增大而增大,入口压力从1.0×105 Pa增大到3.5×105 Pa时,相应地苯酚降解率从17.6%增加到47.6%;在一定条件下,ρ(H₂O₂)有一个最佳值;不同的溶解气体对苯酚降解效果的影响不同,O₂的效果比N₂好.分析ρ(H₂O₂)和溶解气体对苯酚降解效果的影响及苯酚降解中间产物的分布表明,羟基自由基的产生是苯酚降解的主要原因,水力空化的能量利用率是超声空化的5.4倍.      

苏州河环境整治二期工程水质影响数值模拟

简述了苏州河概况、苏州河环境综合整治工程和一期工程所取得的成果,提出二期工程重点。为论证二期重点工程及其目标的合理性和可达性,应用苏州河水系水动力水质模型对二期工程措施的水质影响进行了数值模拟,模拟方案包括截污、底泥疏浚、综合调水等。通过计算和分析对二期工程目标的设定进行了论证,结果表明,二期工程实施后,苏州河水质总体上可以实现既定目标。     

Assessment of cropland inundation due to the operation of the Reelfoot Lake spillway in West Tennessee

Running Reelfoot Bayou (RRB) is the outlet canal of Reelfoot Lake, the largest natural lake in Tennessee. RRB is not able to contain discharge from Reelfoot Lake greater than the bankfull discharge of 28 m³/s (1000 ft³/s), which typically occurs at the beginning of the growing season (April–June). Historically, the planting of crops has been delayed until flooding subsides and cropland has drained. The objective of this study is a preliminary quantification of cropland inundation to determine its spatial distribution in the RRB floodplain. Inundated croplands in the RRB floodplain were delineated over a range of spillway discharges from 2 to 57 m³/s (70–2000 ft³/s), using one-dimensional–two-dimensional hydrodynamic modeling and multispectral satellite images (Landsat 8 and Sentinel-2). The composite maps made by combining the simulated and image-derived flood maps were overlaid on the United States Department of Agriculture CropScape layer to determine the inundation of individual summer crops during the growing season. About 25% of the inundated croplands are flooded at discharges of RRB less than 28 m³/s, implying wetland hydrology. The results of this analysis can be used to inform operational management of the Reelfoot Lake spillway.     

水动力条件下苦草对沉积物氮释放的影响

在浅水湖泊中,沉积物易受到水流的扰动释放出原本沉降于其中的氮营养盐。沉水植物一方面能够减少水动力的作用,一方面又能够吸收沉积物中的和已经释放到上覆水中的氮营养盐供其生长同时改善水质。因此,研究沉水植物对沉积物中氮营养盐释放的影响具有很重要的实际意义。借助自主开发的生态水槽,研究苦草（Vallisneria spiraslis L.）在动、静水条件下对沉积物氮的释放的影响。实验装置包括四组水槽,两组动水槽中的一组只铺沉积物,另一组在沉积物上种植苦草,两组静水槽也如此设置。在40 d的实验周期内,我们在实验始末采集沉积物样品,在每一个采样时间点（0、1、3、6、12、20、30、40 d）采集水样,并测定沉积物中总氮含量,原水样中的总氮含量以及过滤水样中的总氮、氨氮、硝氮和亚硝氮的含量。研究结果表明：没有苦草的实验组0～1 cm沉积物层总氮下降幅度较大,有苦草的实验组表面0～1 cm沉积物层氮含量较高。苦草从根系周围沉积物中吸收氮,1～4 cm沉积物层的吸收量多于4～8 cm沉积物层。各水槽上覆水中总氮含量在第1天就有较大的增加,从0.09 mg·L^-1分别升到0.60、0.50、0.379、0.36 mg·L^-1在水动力影响下的增加更显著,后缓慢上升。动水槽中进入到上覆水的氮中80%以上是以溶解态氮形式存在,静水槽中这个比例高达90%以上。苦草对溶解态和颗粒态氮的去除率最高可达27.6%和84.3%。3种氮形态中硝态氮的含量比重较大,在动水条件下,苦草对氨氮,硝氮和亚硝氮的去除率最高可达30.0%、25.0%和60.0%。但苦草对水中氮形态的比例的影响并不明显。以上结果说明水动力条件明显促进沉积物中氮的释放,沉水植物苦草通过保护表层沉积物,吸收下层沉积物中氮,去除进入上覆水中的氮,特别是颗粒态氮和溶解态中的亚硝态     

Investigating the Fate and Transport of Escherichia coli in the Charles River,Boston, Using High‐Resolution Observation and Modeling1

Abstract: The processes affecting the fate and transport of Escherichia coli in surface waters were investigated using high‐resolution observation and modeling. The concentration patterns in Boston’s Charles River were observed during four sampling events with a total of 757 samples, including two spatial surveys with two along‐river (1,500 m length) and three across‐river (600 m length) transects at approximately 25‐m intervals, and two temporal surveys at a fixed location (Community Boating) over seven days at hourly intervals. The data reveal significant spatial and temporal structure at scales not resolved by typical monitoring programs. A mechanistic, time‐variable, three‐dimensional coupled hydrodynamic and water quality model was developed using the ECOMSED and RCA modeling frameworks. The computational grid consists of 3,066 grid cells with average length dimension of 25 m. Forcing functions include upstream and downstream boundary conditions, Stony Brook, and Muddy River (major tributaries) combined sewer overflow (CSO) and non‐CSO discharge and wind. The model generally reproduces the observed spatial and temporal patterns. This includes the presence and absence of a plume in the study area under similar loading, but different hydrodynamic conditions caused by operation of the New Charles River Dam (downstream) and wind. The model also correctly predicts an episode of high concentrations at the time‐series station following seven days of no rainfall. The model has an overall root mean square error (RMSE) of 250 CFU/100 ml and an error rate (above or below the USEPA‐recommended single sample criteria value of 235 CFU/100 ml) of 9.4%. At the time series station, the model has an RMSE of 370 CFU/100 ml and an error rate of 15%.     

曝气方式对MBR平板膜组件流体力学特征的影响

以实际平板膜生物反应器为研究对象,以自由曝气为对照,考察了在不同曝气强度(0.625,1.25,2.5,5L/min)和不同曝气频率(0.17,0.33,0.42,0.56,0.83Hz)下,活塞流曝气对膜表面压力及其变化系数的影响.结果表明,在试验所设范围内,当曝气频率一定时,活塞流曝气引起的平板膜表面压力变化与强度有关;在相同曝气强度下,存在一个最佳的曝气频率范围,使活塞流曝气引起的膜表面压力最大.在相同曝气强度下,可控制的活塞流曝气可以获得比自由曝气更佳的压力变化效果.当曝气量为2.5L/min时,曝气频率0.33Hz的活塞流曝气所带来的压力系数变化高于曝气量为5.0L/min的自由曝气.     

水力空化技术降解含苯酚、二甲苯废水的实验研究

采用水力空化技术的新方法降解水体中的有机污染物苯酚及二甲苯。实验研究了循环时间、苯酚初始浓度、二甲苯初始浓度等因素对降解率的影响以及水温、pH值随循环时间的变化。结果表明：苯酚、二甲苯的适宜初始浓度分别为28-38mg／L、2．9-3．6mg／L：水力空化技术适宜于处理微污染水;苯酚、二甲苯的降解率随循环时间呈线性关系,具有一级反应动力学特征;随循环时间的延长,废水的pH值可升高1个pH,水温增加18℃后趋于稳定,水温的升高会影响到苯酚、二甲苯的降解率。     

持续水动力作用下湖泊底泥胶体态氮、磷的释放

为揭示水动力扰动及其后续沉淀效应对湖泊内源氮、磷营养盐释放的作用,通过室内试验模拟了水体在受到持续扰动后又长时间静置沉淀的整个过程. 结果表明,水动力扰动初期可引起底泥颗粒态和胶体态氮、磷向水体大量释放. 在连续扰动0.5 d时,水体总氮(TN)和总磷(TP)浓度分别达最高值2.106 mg/L和0.272 mg/L; 连续扰动1 d时,水体中胶体氮(CN)和胶体磷(CP)含量分别达最高值0.452 mg/L和0.052 mg/L; 之后虽继续扰动,因颗粒物和胶体物质的凝聚沉淀作用超过了其悬浮量,TN、TP、CN、CP的含量却转而降低.在停止扰动后的静置过程中,大颗粒悬浮物迅速沉淀,而胶体物质沉降缓慢,静置时间超过1 d后,CN和CP含量才开始因絮凝沉淀而降低.真溶解态氮(UDN) 和真溶解态磷(UDP)含量在扰动阶段升高较少而在静置1　d之后有持续大幅度升高,说明胶体的吸附作用在扰动阶段限制了水体溶解态氮磷含量的升高,且延长了其悬浮后在水柱中的停留时间,在扰动后的静置阶段,胶体又会将吸附的氮磷解吸释放到水体中,从而延缓了营养盐去除和水质的改善.