Performance of a stratified sand filter in removal of chemical oxygen demand, total suspended solids and ammonia nitrogen from high-strength wastewaters

A stratified sand filter column, operated in recirculation mode and treating synthetic effluent resembling high-strength dairy wastewaters was studied over a 342-d duration. The aim of this paper was to examine the organic, total suspended solids (TSS) and nutrient removal rates of the sand filter, operated in recirculation mode, under incrementally increasing hydraulic and organic loading rates and to propose a field filter-sizing criterion. Best performance was obtained at a system hydraulic loading rate of 10 L m(-2) d(-1); a higher system hydraulic loading rate (of 13.4 L m(-2) d(-1)) caused surface ponding. The system hydraulic loading rate of 10 L m(-2) d(-1) gave a filter chemical oxygen demand (COD), TSS, and total kjeldahl nitrogen (TKN) loading rate of 14, 3.7, and 2.1 g m(-2) d(-1), respectively, and produced consistent COD and TSS removals of greater than 99%, and an effluent NO(3)-N concentration of 42 mg L(-1) (accounting for an 86% reduction in total nitrogen (Tot-N)). As the proportional surface area requirement for the sand filter described in this study is less than the recommended surface area requirement of a free-water surface (FWS) wetland treating an effluent of similar quality, it could provide an economic and sustainable alternative to conventional wetland treatment.     

近期长江口南港河槽沉积地貌变异及其可能原因

南港是长江口两个主要入海通道之一,也是长江深水航道的必经之路。基于2012和1984年的地形资料,利用Arc GIS技术对南港进行冲淤分析;并用同一种方法(筛析法-移液管)对相应年份所采表层沉积物样品进行粒径测试对比。结果表明:近28年来南港地形发生了重大变化,复式河槽间的沙脊因刷深而趋于消亡,主航槽则淤浅数米;沉积物中值粒径均值从81μm下降为24μm,特别是原沙脊位置上的沉积物从砂变细为砂质粉砂或粘土质粉砂。分析认为,采砂是上述变化的主要原因:沙脊采砂使复式河槽"中脊"消失,水动力减弱,河槽中央过水断面增大、分流增多,两侧航槽流速减小导致淤浅;沉积物变细是较粗颗粒被采走、动力减弱和淤积发生的综合结果。     

Differences in the Spatial Variability Among CO2, CH4, and N2O Gas Fluxes from an Urban Forest Soil in Japan

The spatial variability of carbon dioxide (CO₂), methane (CH₄), and nitrous oxide (N₂O) fluxes from forest soil with high nitrogen (N) deposition was investigated at a rolling hill region in Japan. Gas fluxes were measured on July 25th and December 5th, 2008 at 100 points within a 100 × 100 m grid. Slope direction and position influenced soil characteristics and site-specific emissions were found. The CO₂ flux showed no topological difference in July, but was significantly lower in December for north-slope with coniferous trees. Spatial dependency of CH₄ fluxes was stronger than that of CO₂ or N₂O and showed a significantly higher uptake in hill top, and emissions in the valley indicating strong influence of water status. N₂O fluxes showed no spatial dependency and exhibited high hot spots at different topology in July and December. The high N deposition led to high N₂O fluxes and emphasized the spatial variability.     

人工快速渗滤法处理小城镇污水的模拟试验研究

小城镇污水既是水资源的主要污染源,同时也是可利用水资源的重要组成部分,高效率、低成本的小城镇污水处理技术是农业生态安全和工程节水的急需。研究采用人工快速渗滤方法处理小城镇污水,在湿干比一定（湿干比1∶3）的条件下设3种填料比[V（土）∶V（砂）=1∶1、2∶1和3∶1）和3种不同水力负荷周期[短周期（0.5 d进水,1.5 d落干）、中周期（1 d进水,3 d落干）和长周期（3 d进水,9 d落干）]进行交叉试验。跟踪测定处理后水中COD、总磷、凯氏氮和铵氮的去除率。结果表明,系统的COD和总磷去除效果较好,最高去除率分别达到73.19%和54.86%。COD的去除受水力负荷周期影响较大,在长水力负荷周期条件下去除效率高,总磷的去除受水力负荷周期的影响小。系统对凯氏氮和铵氮的去除效率偏低,两者的最高去除率分别为46.67%和40.67%,均在长周期条件下取得。     

天然石英砂的表面络合模型研究

天然泥沙颗粒表面特性复杂,其与营养物质及重金属之间的相互作用,是研究天然水体水环境效应的关键科学问题之一.本文以石英砂为例,在考虑天然泥沙表面形貌引起的电荷非均匀分布的基础上,建立了统计意义上的表面电荷分布-表面电位数学关系,并修正表面络合模型,对表面络合常数采用更合理的静电力校正,模拟营养物质及重金属在天然泥沙颗粒表面的吸附-解吸关系.同时,表面滴定实验及吸附实验数据被用来进行模型验证.结果表明,泥沙颗粒的吸附特性受pH值、水相平衡浓度和背景离子强度等影响,考虑颗粒表面电荷非均匀分布的修正模型,更接近天然泥沙的吸附特性,相比传统表面络合模型,能够更好地模拟吸附结果.     

PRB活性介质球磨硫铁矿去除硝基苯

采用机械化学法制备了球磨硫铁矿粉末（BMP）,采用批次实验研究了BMP对硝基苯（NB）的还原性能,采用砂柱实验考察BMP用于填充可渗透反应屏障（PRB）以修复硝基苯污染地下水的可行性.X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）和X射线光电子能谱（XPS）对BMP反应前后的形态、晶体结构和元素组成进行表征分析.结果表明,BMP可以有效地去除NB,去除率达98.8%,主要还原产物为苯胺（AN）.准一级动力学模型较好地拟合了NB的降解过程,降解动力学常数为59.03×10^-3min^-1.GC-MS分析未检出除AN外的其它污染物.砂柱实验结果表明,BMP-PRB可以连续高效去除模拟地下水中的NB,地下水成分保持稳定,急性毒性显著降低.表征分析表明,BMP对NB及其还原产物有一定的吸附作用.BMP表面持续产生具有还原性的Fe²⁺和S^2-等活性物质,可与NB的强吸电子基团硝基反应生成AN和Fe³⁺,而Fe³⁺氧化硫铁矿会产生Fe²⁺并促进Fe²⁺-Fe³⁺循环.     

清洁生产审核在锌精砂生产企业中的应用

清洁生产是企业可持续发展的必由之路,以锌精砂的清洁生产审核为例,通过对其生产全过程进行分析,寻找清洁生产潜力并研制清洁生产方案19个。方案实施结果表明,清洁生产直接产生773.4万元的经济效益,节电6.8万k W·h/a,节约新鲜水1 500 m3/a,减少了二氧化硫和酸雾的排放量。经济效益、环境效益和社会效益明显,为同类企业的清洁生产审核积累了经验。     

特厚煤层不同开采阶段"弱-弱"结构覆岩破坏高度研究

为了确定老虎台矿特厚煤层不同开采阶段"弱-弱"结构覆岩破坏高度,以63005工作面所在区域为研究对象,构建FLAC3D数值计算模型,对研究区域水砂充填开采阶段和综采放顶煤开采阶段覆岩破坏高度进行分析,确定了覆岩破坏高度与采出厚度的关系.分别采用微震监测、EH-4探测法对研究结果进行了验证.结果表明:无论水砂充填开采阶段还是综采放顶煤开采阶段,老虎台矿"弱-弱"结构覆岩最大破坏高度均约为等效采高的8.5倍;63005工作面开采前后,覆岩破裂最大高度与油母页岩和绿色页岩的分界面密切相关,均被控制在分界面之下;覆岩破坏高度受到F18断层的影响,被约束在断层破碎带沿走向范围内;63005工作面开采后,绿色页岩层中F18断层的下盘出现离层破坏,且破坏范围呈逐步扩大的趋势.     

最大地面浓度模式在丘陵地区应修正

丘陵地区工业污染源的大气影响预测，由于特殊的地理环境，大气扩散模式中最大地面浓度Ｃｍ及其距排气筒的距离Ｘｍ的烟轴Ｈｅ需修正。     

“沙埋型”夹具在振动试验中的运用分析

为了减少振动试验中的误差传递,介绍了振动夹具的设计,探讨“沙埋型”夹具在振动试验中的运用,并对夹具的性能参数进行了测试评估。