基于河道生态基流保障的农业生态补偿量研究

针对西北干旱和半干旱地区流域非汛期农业需水和生态基流间的矛盾问题,论文提出了基于河道生态基流保障的农业生态补偿量计算方法。从生态基流得到保障后农业灌溉用水受到影响的角度出发,通过引入作物需水系数建立河道生态基流保障造成的农业用水短缺量与产量损失间的关系,定量计算农业生态补偿量。以宝鸡峡灌区为实例,计算了河道生态基流保障的农业生态补偿量,确定宝鸡峡灌区不同情形下的补偿上、下限,分别为5.25 亿元和0.37 亿元。生态补偿对象为宝鸡峡灌区因河道生态基流保障导致产量受损的农户,补偿的主体为流域的相关管理部门,生态补偿标准的实施也不应只局限于现金发放,也可以用投资建设等形式进行补偿,以提高宝鸡峡灌区的农业可持续发展。     

挡烟垂壁作用下狭长通道内烟气输运特征研究

为揭示挡烟垂壁对狭长通道火灾烟气特征及温度分布的影响,运用火灾动力学软件FDS,研究了狭长通道内不同高度挡烟垂壁下火灾烟流运动行为,重点探讨了密度跳跃过程及近火源区烟气特征参数变化。结果表明:挡烟垂壁增加了密度跳跃中翻滚区的长度,缩小了卷吸空气范围,造成烟气质量流率相应减少;挡烟垂壁对烟气垂直速度分布的影响主要作用在挡烟区,且与垂壁高度有关;垂高大于0.3 m,受挡烟垂壁高度影响,在垂直高度1.5~2 m位置出现一定速度的烟气逆流,速度分布曲线呈现与无挡烟垂壁不同的凹陷区,非挡烟区烟气垂直速度服从高斯分布;与无挡烟垂壁相比,挡烟垂壁上游顶棚附近温度普遍增高,下游温度衰减速率随挡烟垂壁高度的增加而加快。     

减阻剂对管道内流动结构及安全性影响研究

减阻剂可以有效改变管道内流动结构,减少流动阻力,在保证管道输量的前提下,降低管道的工作压力,提高管道的安全性能。采用Giesekus模型对表面活性剂减阻流动进行直接数值模拟,并基于模拟计算结果,采用小波多分辨分析方法研究减阻剂对流动结构的影响,定量计算减阻剂的作用效果,分析其对管道运行安全的影响。计算结果表明:在减阻剂作用下,流向速度分量的大尺度脉动所含能量显著增强,与牛顿流体相比,减阻流体的大尺度结构增大约1.5倍,而小尺度流动结构明显减少,进一步证明了减阻剂对小尺度湍流结构的抑制作用。得到的减阻率为47.07%,可使管道在较低压力下运行,降低管道的安全风险,提升管道的安全性能。     

壳聚糖助凝对PAC混凝过程的影响

以聚合氯化铝(PAC)为絮凝剂,壳聚糖(CTS)为助凝剂在Taylor-Couette反应器中进行混凝实验.采用粒子成像速度场仪(PIV)研究了不同内筒转速(水力学条件)下 CTS 助凝对PAC混凝过程中絮体形态和浊度的影响.结果表明,添加CTS后,相应的混凝效果都得到提高,但与单独使用PAC时产生的变化趋势一致,说明适宜的化学条件下,水力条件是制约混凝效果的关键因素;且添加助凝剂有助于降低混凝过程对流体力学条件的依赖性,提高混凝的稳定性.     

复合式渗流试验装置对微污染河道水的脱氮除磷研究

针对微污染河道水体的水质特点,考察了复合式渗流试验装置对此类河道水的处理效能。试验结果表明:在10 cm/d和20 cm/d水力负荷条件下,两个阶段TN的平均去除率分别为36.34%、28.53%;TN平均出水浓度分别为6.15,12.45 mg/L;TP的平均去除率分别为90.86%、64.15%;TP平均出水浓度分别为0.05,0.42 mg/L。氮的去除主要发生在前两个格室,前两个格室填充的腐木作为补充碳源,有利于微生物的反硝化脱氮作用;磷的去除主要发生在后两个格室,原因是后两个格室填充了水泥砖块,水泥砖块对磷具有较好的吸附性能,但随着时间的推移,系统的除磷能力会因填料对磷的吸附饱和而逐渐下降,故需要及时更换填料。     

“二段法”干化工艺在中国城市污泥处置中的应用和实践

目前我国城市污水厂产生的湿污泥数量巨大,但大多未能得到安全处置。污泥干化作为解决城市污泥最终减量化、无害化、稳定化和资源化的重要处理方式,近年来得到广泛推广。与其他污泥干化工艺相比,"二段法"干化工艺在能耗、安全性等方面具有明显优势,越来越受到国内外的青睐。但另一方面,某些地区的污泥出现纤维含量高、易混入硬物、黏性高等问题,又阻碍其生产稳定运行。通过苏州工业园区污泥干化项目的实践,因地制宜,对"二段法"干化工艺在运行中出现的问题采取了针对性改进措施,实现了生产连续稳定运行。     

潮汐流人工湿地的除氮效果及影响因素

为研究TF-CW(tidal flow constructed wetland,潮汐流人工湿地)的除氮效果及其主要影响因素,以连续流模拟装置(A组)为对照,设置3种潮汐进水方式〔RAT(闲置时间∶反应时间)分别为1∶1、1∶2、2∶1,依次记做B组、C组、D组〕,运行175 d,分析不同进水方式下TF-CW模拟装置对TN、NH₄+-N、NO₃--N、TOC的去除效果及其在不同处理深度上的变化. 结果表明:A、B、C、D组TN平均去除率分别为82.41%±4.84%、84.82%±5.09%、86.09%±3.99%、90.23%±3.05%. A组TN和NH₄+-N的去除效果与B、C、D组均差异显著(P<0.05),其中D组TN和NH₄+-N的去除效果均最好;A组对NO₃--N的总体去除效果较优;RAT并不影响TOC的去除率. 不同进水方式下,NH₄+-N的去除率均在0~15 cm深度内最大,ρ(TOC)处于较低水平(0~20 mg/L),二者均随处理深度的不断增加而逐渐下降;ρ(NO₃--N)在0~15 cm深度内迅速上升. 随着闲置时间的增加,ρ(DO)逐渐升高. TN和NH₄+-N的去除率随着运行时间的增加基本保持恒定,主要影响因子有ρ(DO)、RAT、ORP(oxidation reduction potential,氧化还原电位)和ρ(TOC);而NO₃--N的去除率随着运行时间的增加而逐渐降低,其主要影响因子有pH、电导率和水温等.      

Home composting as an alternative treatment option for organic household waste in Denmark: An environmental assessment using life cycle assessment-modelling

An environmental assessment of the management of organic household waste (OHW) was performed from a life cycle perspective by means of the waste-life cycle assessment (LCA) model EASEWASTE. The focus was on home composting of OHW in Denmark and six different home composting units (with different input and different mixing frequencies) were modelled. In addition, incineration and landfilling was modelled as alternatives to home composting. The most important processes contributing to the environmental impact of home composting were identified as greenhouse gas (GHG) emissions (load) and the avoided emissions in relation to the substitution of fertiliser and peat when compost was used in hobby gardening (saving). The replacement of fertiliser and peat was also identified as one of the most sensible parameters, which could potentially have a significant environmental benefit. Many of the impact categories (especially human toxicity via water (HTw) and soil (HTs)) were affected by the heavy metal contents of the incoming OHW. The concentrations of heavy metals in the compost were below the threshold values for compost used on land and were thus not considered to constitute a problem. The GHG emissions were, on the other hand, dependent on the management of the composting units. The frequently mixed composting units had the highest GHG emissions. The environmental profiles of the home composting scenarios were in the order of −2 to 16 milli person equivalents (mPE) Mg⁻¹ wet waste (ww) for the non-toxic categories and −0.9 to 28 mPE Mg⁻¹ ww for the toxic categories. Home composting performed better than or as good as incineration and landfilling in several of the potential impact categories. One exception was the global warming (GW) category, in which incineration performed better due to the substitution of heat and electricity based on fossil fuels.     

新型波纹板导流墙氧化沟水力特性的数值模拟

提出新型波纹板导流墙氧化沟结构,并基于N-S方程和k-ε紊流模型,采用有限体积法,对新型波纹板导流墙氧化沟的水流流态和水流速度分布进行数值模拟。同时与无延长导流墙和平板导流墙的数值模拟进行比较,研究结果表明:新型波纹板导流墙对降低氧化沟隔墙背后的水流低速区范围和改善污泥沉积有促进作用。     

湿法脱硫用大流量低背压喷嘴开发

在石灰石-石膏湿法烟气脱硫吸收塔中,喷嘴性能直接影响到脱硫效率和运行成本。针对目前国产脱硫喷嘴能耗高的问题,基于质量及能量守恒方程,推导了螺旋喷嘴计算公式,并结合螺旋面设计方法开发出大流量低背压喷嘴。开发出的喷嘴运行压力小,可降低运行电耗;同时,可减少塔内布置的喷嘴数量,减少投资成本。