滤料级配过滤含聚污水数值模拟研究

以磁铁矿滤料与石英砂滤料为填设滤料层的级配模式一直广泛应用于油田含聚污水处理过程中,但这种滤料级配与污水过滤性能之间的影响关系及规律认识却较为缺乏,本文以悬浮粒子吸附与截留形成的聚集特征为切入,定量分析出水水质特性,对含聚污水过滤过程中滤料级配的影响效果展开数值模拟研究。研究认为：磁铁矿滤料层厚度较大的级配模式过滤具有更好的悬浮粒子吸附与截留效果,对更小粒径悬浮粒子过滤能力更优,但滤料填充高度比与过滤效果存在一定适配性;以1.28以上磁铁矿滤料厚度较大的级配模式过滤较低含聚浓度污水、以1.67以上磁铁矿滤料厚度较小的级配模式过滤较高含聚浓度污水,均可以使出水悬浮固体颗粒与油滴含量均低于5mg/L,满足过滤出水水质指标要求。     

水生植物对农田排水沟渠中氮、磷的截留效应

为有效阻控农田土壤流失氮、磷通过沟渠进入水体,通过动态模拟实验研究对比不同排水沟渠对农田流失氮、磷的截留作用,同时通过静态模拟实验重点探讨了水生植物对氮、磷在水－沉积物－水生植物这一微观系统中的截留机理.结果表明:沟渠中的水生植物茭白和菖蒲对氮、磷的截留和转化有明显的促进作用;水生植物的存在可以加速氮、磷界面交换和传递,从而使上覆水中氮、磷含量快速减少;沉积物间隙水中氮、磷含量的变化受界面交换、沉积物吸附、微生物转化及植物吸收等各方面因素影响,水生植物调整并加强氮、磷的各种转化,植物的存在使得间隙水中氨氮及磷酸盐含量降低并呈现规律变化.      

降雨过程中气溶胶湿沉降的数值模拟

为了参数化降雨湿去除气溶胶的过程,首先定量计算了雨滴和气溶胶的碰撞效率与它们尺度之间的依存关系,以及雨滴尺度谱满足对数正态分布时气溶胶的清除系数与其尺度的依存关系;然后利用多重Monte Carlo算法模拟了降雨过程中气溶胶尺度谱的时间演变过程,考察了气溶胶湿沉降过程与降雨类型和雨强的相关性.当雨滴尺度谱和气溶胶尺度谱均满足对数正态分布时,数值模拟的结果表明,典型的小雨、中雨和大雨过程对中等尺度气溶胶的湿去除效果均不理想,但都可以有效地湿去除大尺度气溶胶和小尺度气溶胶;3种降雨类型对大尺度气溶胶的湿去除效果均依次好于小尺度气溶胶和中等尺度气溶胶;对于任何尺度的气溶胶,雨强的增加将有利于其湿沉降.     

加药量和水力搅拌速度对雨水混凝效果的影响

为降低分流制雨水中悬浮颗粒物及其他污染物浓度,减轻城市景观河道的水体富营养化程度,对取自泵站的雨水进行混凝沉淀工艺优化实验。以PAC为混凝剂,采用Zeta电位仪、激光粒度仪和iPDA在线监测技术对混凝过程进行监测,考察了混凝剂投加量和水力搅拌速度对絮体形成和分流制雨水处理效果的影响,结果表明,混凝剂投加量和混合水力搅拌速度直接影响絮体Zeta电位和聚沉特性;混合搅拌速度控制混凝反应速率,絮凝速度梯度影响絮体形成粒径。FI曲线特征参数对控制混凝工艺具有指导意义。PAC投加量为35 mg/L,混合阶段搅拌速度800 r/min,搅拌30 s,絮凝阶段采用150、108和60 r/min的转速各自搅拌5 min,沉后水中剩余颗粒总数最少,浊度、COD和总磷去除效果最佳。     

山地城市合流污水特细砂来源

对三峡库区山地城市合流制污水特细砂、管道沉积物、本地土壤等进行矿物成分分析表明,污水中特细砂矿物成分以石英、方解石,长石类为主,并含有少量云母、赤铁矿和石膏等矿物;认为特细砂主要来自周边砂壤质地土壤、风化岩石和地表沉积物;山地城市合流制管网（污水常规收集方式）,山涧、边沟和冲沟（污水特殊收集方式）是细砂迁移的途径;生活污水和雨水是细砂迁移的载体;中亚热带湿润季风气候,加速成土母质主要是侏罗系紫色砂质岩、泥岩和石灰岩风化,而山地、丘陵地貌特征和充沛的雨量强化合流雨污水冲刷作用,导致水土流失加剧。因此,对于山地城市合流污水特细砂的治理,需要从合流制管网建设完善、水土流失防治、生活小区统一规划和污水处理厂除砂系统优化等多个方面进行控制。     

城市雨水管网沉积物不同分子量溶解性有机质空间分布及光谱特征

采用超滤法、紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱分析法研究了北京市西城区4个典型功能区(居民区、文教区、交通区、商业区)雨水管网表层沉积物中不同分子量溶解性有机质(DOM)的分布特征和光谱特性。结果表明:雨水管网沉积物DOM以小分子量组分为主,约占整体水平的60%~70%。通过分析还发现,沉积物中小分子量(小于3k Da)DOM主要是类蛋白物质,而腐殖类物质主要集中在DOM的大分子量(大于10k Da)区域,微生物活动对小分子量DOM贡献作用显著,由此可见,DOM的分子组成和结构特性在一定程度上可以作为雨水管网沉积物DOM主成分和来源的衡量指标。4个功能区DOM腐殖化水平较低,表现出随分子量增大DOM腐殖化程度升高的规律。     

昆明市不同功能区排水管道沉积物性质

为了解昆明市主城区排水管道沉积物的性质,调研和采集了居住区、综合服务区、文教区、商业区等不同功能区的排水管道沉积物,分析了沉积物的粒径、密度、有机质(VSS/TSS)和污染物含量等指标,结果表明各功能区沉积物理化性质存在明显差异,粒径大小关系为商业区文教区居住区综合服务区,VSS/TSS的关系为居住区文教区商业区综合服务区,与沉积物干密度呈负相关,与含水率呈正相关;对于COD而言,居住区文教区综合服务区商业区,TN的关系为居住区文教区商业区综合服务区,TP呈现居住区综合服务区文教区商业区的关系,由支管至主干管,沉积物中COD、TN无明显规律,TP略有减小,且TP更易赋存在小颗粒沉积物上;对于重金属而言,商业区污染高于其他3区,沉积物中Cu、Zn、Pb和Cd这4种重金属含量分别是背景值的2.2、4.4、2.5和8.6倍,建议优先控制Cd和Zn.     

南昌某城市污水处理厂进水浓度低成因分析研究

针对南昌某城市污水处理厂进水浓度低的现象,为明确造成污水处理厂进水浓度低的原因,通过对南昌市2018—2020年降雨特征对污水处理厂进水污染物浓度影响的统计分析,估算了降水对雨污合流制管网污水浓度的影响.考察了合流制管网4个污水提升泵站、污水处理厂的日处理水量,结合水量平衡三角法,核算地下水、河水、雨水的渗入.以及利用倒排查法对源居民小区内/外-污水提升泵站-污水处理厂的水质沿程采样分析,得出相关结论.研究结果表明：①2018—2019年上半年污水处理厂进水COD在降雨后2~5 h进水浓度明显降低;但2019年下半年—2020年这种相关性明显削弱.②污水处理厂日进水COD受泵站的日流量的影响,呈显著负相关.③水量三角平衡定量分析表明地下水、河水混入28%~38%,雨水混入11%~18%.④水质沿程的分析显示小区到某些泵站的浓度明显降低,雨天COD、氨氮浓度分别减少了69.78%、75.21%,晴天COD、氨氮浓度分别降低了66.78%、76.94%,表明相应的小区外-泵站段的市政管网是污水处理厂进水浓度降低的关键管段,亟需进一步重点排查和改造.⑤老旧小区排水浓度受天气的影响远比新小区大,雨天分别比晴天减少79.23%、67.87%和54.40%,可能发生了大量雨水混入.     

中亚热带常绿阔叶林湿沉降过程中盐基离子变化特征

基于野外实验和室内实验相结合的方法,于2012年9月至2013年8月对四面山常绿阔叶林大气降水、穿透水、地表枯透水、土壤渗滤液进行了持续一年的森林不同层次盐基离子季节动态变化特征的研究.结果表明,四面山大气降水全年pH平均值为4.90,最大值为5.14,大气降水明显偏酸性;土壤层和林冠层能使降雨的p H值有所升高,其中土壤层对p H值的调升幅度最大,其次为森林冠层;森林冠层只对Na~+有一定的截留作用,降雨能够淋溶森林冠层的Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+;研究结果也表明,枯枝落叶的降解是导致各盐基离子质量浓度在枯透水中增加的主要原因;枯透水下渗的过程淋溶了森林土壤中的Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+.四面山大气降水经过森林生态系统后Ca~(~(2+))、Mg~(2+)、Na~+、K~+的总截留率分别为33.82%、-7.06%、74.36%、42.87%,森林生态系统对Ca~(2+)、Na~+、K~+表现出了截留作用,其中对Na~+截留率最大.     

重庆典型区域雨水管道沉积物中氮磷污染特征分析

为了解重庆市旧城区雨水管道沉积物中氮磷的污染特性,采集了生活区、交通干道、文教区、商业区等典型区域的雨水管道沉积物,利用化学提取法分析沉积物中氮磷的含量分布及赋存形态.结果表明:不同区域雨水管道沉积物中氮含量的空间差异性显著,含量大小都表现为文教区商业区居住区交通干道,其中,总氮(TN)含量为(3.05±2.23)mg·g-1,有机氮(ON)含量为(2.77±1.98)mg·g-1,硝酸盐氮(NO-3-N)含量为(0.029±0.024)mg·g-1,氨氮(NH3-N)含量为(0.254±0.220)mg·g-1;而磷与氮不同,空间差异性不明显,总磷(TP)含量表现为商业区交通干道居住区文教区,其中,TP含量为(1.89±0.22)mg·g-1,磷酸盐(PO-3-P)含量为(0.155±0.022)mg·g-1;不同区域雨水管道沉积物中氮磷的赋存结构并无较大差异,表现为TN中ON占主导(92.45%),无机氮(IN)中NH3-N占主导(88.87%),而磷主要以颗粒态(PP)为主;氮形态与pH呈负相关,与有机碳(OC)呈正相关,而磷与pH、OC相关性不显著;TP呈现出显著富集的特性.