采油污水生物处理技术

采油污水是石油工业中的重点污染源之一。本文论述了采油污水生物处理的难度和技术可行性 ,总结了国内外近年来采油污水生物处理技术的现状及研究进展。     

膜蒸馏用于气田采出水的深度处理

采用自制聚丙烯中空纤维疏水膜,开展了内压式真空膜蒸馏处理某气田采出水的实验研究,考察了膜通量、脱盐率、产水电导率及产水水质等随运行时间的变化,针对实验后期出现的膜污染情况对膜蒸馏浓水除硬后进行二段膜蒸馏,再对出水进一步做催化臭氧氧化处理。实验结果表明：105 h后,废水中各离子浓度随着废水的浓缩而急剧升高,同时废水的高硬度造成膜堵塞,产生膜污染;除硬后去除了膜结垢污染,改善了膜疏水性能,膜通量恢复到初始膜通量的73%;膜蒸馏出水经催化臭氧氧化处理后,出水COD、TOC和ρ（NH₄⁺-N）分别为49 mg/L、6.5 mg/L和11.0 mg/L,满足回用要求。     

轴向单缝偏心药柱爆破效应模型试验研究

为了探究轴向单缝偏心药柱在掏槽爆破中爆炸应力波传播规律和裂纹扩展情况,采用水泥砂浆模型试块开展模型爆破试验,采用超动态应变测试系统对爆炸应力场进行测量。结果表明:在相同爆心距下,背对切缝侧A测点仅为正对切缝侧B测点峰值应力的73.82%;一定角度范围内,峰值应力随偏转角度的增大而减小,偏转角度为0°时峰值应力最大,偏转角度为60°处峰值应力是偏转角度为30°处的74.39%,峰值应力在0°到60°范围内最大衰减达到32.74%;正对切缝方向产生一条贯通炮孔的主裂纹,裂纹发育优于其他方向,且切缝方向没有明显的细小裂纹,这表明轴向单缝偏心药柱具有良好的定向断裂能力。     

Numerical study of medium to large scale BLEVE for blast wave prediction

So far, the prediction of blast wave generated from the Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion (BLEVE) has been already broadly investigated. However, only a few validations of these blast wave prediction models have been made, and some well-established methods are available to predict BLEVE overpressure in the open space only. This paper presents numerical study on the estimation of the near-field and far-field blast waves from BLEVEs. The scale effect is taken into account by conducting two different scale BLEVE simulations. The expansion of pressurized vapour and evaporation of liquid in BLEVE are both modelled by using CFD method. Two approaches are proposed to determine the initial pressure of BLEVE source. The vapour evaporation and liquid flashing are simulated separately in these two approaches. Satisfactory agreement between the CFD simulation results and experimental data is achieved. With the validated CFD model, the results predicted by the proposed approaches can be used to predict explosion loads for better assessment of explosion effects on structures.     

考虑人因可靠性的安全仪表功能SIL验证方法研究

油气站场一般设置有紧急停车系统（ESD）等存在操作员介入的非常规安全仪表功能（SIF）,为解决已有的安全完整性等级（SIL）评估方法不能针对此类SIF进行功能安全评价的情况。对存在操作员介入的非常规SIF进行研究,将其中的人为因素细分为观察、决策和执行3个阶段;根据各类人因可靠性分析方法优缺点,筛选CREAM和HCR方法分别分析紧急情景环境和应急响应时间对非常规SIF人因失效概率的影响,建立考虑人因可靠性的SIL验证模型;基于此模型选取某输油站典型SIF开展SIL评估,分析人因失效对SIF整体可靠性的影响水平,并提出改善措施。结果表明:将操作员应急响应过程中的人因失效概率引入传统的SIL验证模型中,可实现对非常规SIF的功能安全评价;人因失效对非常规SIF具有显著影响,筛选的人因可靠性模型可准确计算人因失效概率。     

基于混凝土循环剥落的隧道火灾损伤数值模型研究

为研究混凝土高温剥落对隧道衬砌火灾损伤的影响,在现有隧道结构非线性瞬态热—力耦合有限元模型基础上,提出1种在火灾高温条件下混凝土发生剥落的循环算法,以模拟火灾下衬砌结构截面面积的损失,并引入混凝土临界剥落温度的概念,得出基于混凝土循环剥落的隧道衬砌火灾损伤数值模型建立流程。利用该模型对某隧道衬砌结构进行火灾损伤模拟,并与试验结果进行对比验证。结果表明:火灾下隧道混凝土衬砌结构内逐渐增大的热应力是导致普通混凝土高温剥落的主要原因;可将衬砌受火面是否达到临界剥落温度作为隧道发生高温剥落的充分条件进行火灾损伤分析;模型求解所得的数值模拟结果与现场火灾试验数据基本吻合,验证了其可行性;混凝土高温剥落与否对衬砌结构等效温度应力有较大影响,在隧道衬砌结构抗火性能分析过程中应尽量考虑混凝土高温剥落造成的影响。     

海河流域沉积物中典型重金属的生态风险评估及验证

沉积物重金属污染及其生态风险评估日益受到关注,而沉积物质量基准是开展生态风险评估的有力工具。本研究通过物种敏感度分布法(species sensitivity distributions, SSD)和急慢性毒性比(acute to chronic ratios, ACR)推导了镍、铜、锌、镉和铅的沉积物质量基准(sediment quality guideline, SQG)。在获得合理的重金属沉积物慢性毒性数据的基础上,采用S-Logistic模型拟合镍、铜、镉和铅的慢性SSD曲线,采用S-Gompertz模型拟合锌的慢性SSD曲线。得到镍、铜、锌、镉和铅沉积物质量基准低值(sediment quality guideline low value, SQGlow)分别为18.6、69.9、107、1.26和38.4 mg·kg~(-1),应用ACRs,得到相应的沉积物质量基准高值(sediment quality guideline high value, SQGhigh)分别为167、226、556、10.1和384 mg·kg~(-1)。与加拿大和澳大利亚重金属沉积物基准值具有一定的可比性。选择花翅摇蚊(Chironomus kiiensis)、伸展摇蚊(Chironomus tentans)和霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)3种底栖生物作为受试生物,验证基准值对海河流域沉积物重金属毒性的预测能力。结果表明,利用SQGs预测沉积物毒性的总准确率为76.2%,3种底栖生物验证准确率从高至低为:花翅摇蚊>伸展摇蚊>霍甫水丝蚓。     

宁夏土壤水文参数空间分布及干旱指标改进研究

土壤相对湿度是干旱监测和评估中最常用的指标之一,但这一指标的有效水下限较为模糊,实际应用中会将一部分土壤有效水排出在外,从而高估干旱的程度,因此有必要对其进行改进。利用2016-2019年宁夏回族自治区气象局122个土壤湿度观测站0-50 cm土壤田间持水量(%)和凋萎湿度(%)的测定数据,分析了宁夏境内土壤水文参数空间分布特征,并引入土壤相对凋萎湿度,以改善当前干旱监测评估中最旱等级土壤水下限模糊的问题。结果表明:宁夏0-20 cm和20-50 cm土壤水文参数的空间分布特征较为相似,田间持水量、凋萎湿度、有效水和相对凋萎湿度的波动范围均呈南低北高的特点;数值大小上,田间持水量、凋萎湿度、有效水整体呈南大北小,而相对凋萎湿度南小北大;分布区间上,田间持水量、凋萎湿度、有效水、相对凋萎湿度集中在15.0%-25.0%、3.0%-6.0%、10.0%-20.0%、10.0%-30.0%之间。基于相对凋萎湿度改进的干旱指标,在宁夏除特旱上限对应的土壤相对湿度波动范围较大外,轻旱、中旱和重旱对应的土壤相对湿度空间波动范围均较小;轻旱、中旱、重旱和特旱的上限对应的土壤相对湿度分别主要介于82.1%-90.0%、64.2%-80.0%、46.3%-60.0%、28.4%-50.0%之间。改进后的干旱指标其物理意义更加明确,能客观反映较低土壤水分对植物有效性真实情况,研究对提高干旱监测评估的准确性有一定现实意义。     

MSWI BA treated with Advanced Dry Recovery: a field scale study on materials’ leaching properties

In many European countries, the environmental properties of waste-derived aggregates are mostly assessed based on laboratory leaching tests such as the standardised percolation tests CEN/TS/14405, ISO/TS 21268-3, or DIN 19528. These tests are conducted under specified conditions, which are similar yet somewhat different from realistic field conditions. Therefore, this study aimed to investigate the leaching properties of ADR (Advanced Dry Recovery) recovered MSWI BA in the field in order to understand more about its environmental impacts in actual civil engineering structures. Two field scale studies (a lysimeter and a larger interim storage field study) were constructed and the leachate quality was investigated. These results were then complemented with the results of previously conducted laboratory leaching tests using a liquid to solid ratio (L kg^?1) comparison. The results demonstrated that the leaching behaviours of many potentially harmful substances, such as chloride, copper and antimony, was similar despite the study scale. In addition, this study illustrated the importance of investigating the leaching properties of waste-derived aggregates on a larger scale, even though the uncertainties in such studies may not be easily controlled.     

德国水法发展对我国治水的借鉴意义

本文从深受欧盟水政策影响的德国水治理的历史发展和基础理念出发,对德国《水平衡管理法》的法规框架和总则进行了阐述、分析与比较。德国经验表明,在法治框架下,依可根据持续性原则,对水事进行综合治理。只有根据可持续性原则和通过法治,才能长期确保水安全,维护人与自然的和谐,保持水体清洁和维护生态平衡,确保当代及后代人的环境与发展权。水事综合治理原则不仅要通过协调水体使用与保护之间的关系,来调整环保在相对于经济和社会的传统不平衡地位,更要遵循自然水循环的本质特征。建议我国在《水污染防治法》的修订中,需要基于我国现实技术支撑的易操作制度,来实践可持续性原则和水事综合治理原则,强化法律间的协调。同时,还在立法技术上提出了若干建议。