水泥潜入河道底泥对重金属镉的拦截作用

基于水泥可潜入河道淤积基质,并可在基质内堆积和凝聚的机理,通过室内土柱积水入渗实验,揭示水泥潜入河床基质阻塞基质孔隙,削减地面水中污染物进入地下水的作用与规律。结果表明,水泥潜入河床基质,对砂壤土质河道淤泥含镉污水中重金属镉累积运移量有抑制作用,且抑制效果显著;水泥潜入砂壤土质河道淤泥对含镉污水中重金属镉浓度也有一定程度的减少作用,减少程度相对明显。该结果可以为抑制河道污染物通过地表向地下水迁移提供技术支撑,同时,为地下水环境污染治理工程选择有效、省时、低成本措施提供理论依据。     

河流重金属污染底泥的稳定化实验研究

以实现河道疏浚底泥中富含的重金属Cu、Zn、Ni的稳定化为目标,选用EDTA、DTCR、Na2S、Na2S2O3、膨润土、水泥及自主研发的特殊胶凝材料作为稳定剂,对底泥中的重金属进行固化稳定,通过分析稳定后重金属浸出液浓度及赋存形态变化,探讨各药剂稳定效果,并寻求稳定剂的最佳投加量.研究表明,7种稳定剂对3种重金属的综合稳定化效果由好到差依次为:水泥> 胶凝材料> 膨润土> DTCR> 硫化钠> 硫代硫酸钠> EDTA;对Cu、Zn、Ni单种重金属而言,稳定效果最好的药剂分别为膨润土、胶凝材料及DTCR,而EDTA则使重金属浸出液浓度升高.除EDTA外,其他药剂对重金属Cu和Zn的稳定效果要明显优于Ni.根据稳定后重金属赋存形态变化结果,EDTA可使重金属可交换态比例升高,而膨润土对重金属4种形态分布基本无影响,其他药剂使重金属可交换态比例降低.     

小槽式集热系统热性能测试和理论研究

为拓宽太阳能应用领域,基于新研发的小型槽式太阳能聚光集热器,定义当量采光面积参数概念,建立吸热和散热数学模型。以广州地区为例,给出东西向放置的槽式聚光集热器在典型日期跟踪状态下太阳光入射角和直射光利用率的变化规律。通过散热数学模型计算,分析系统各项热损失的变化规律,提出改善系统热性能的有效解决方案并通过测试进行验证。实验测试表明,所开发小槽式聚光集热器在中温段有高热效率,在工质150℃时系统热效率在50%左右。     

曝气深度对河道底泥特性及水质的影响

采用室内模拟实验方法对受污河道底泥和上覆水进行研究,对比分析静置状态X0和不同曝气深度条件下(分别为水体曝气泥水界面上方10 cm,底泥曝气下方5和15 cm处,依次记为X+10、X-5和X-15)河道底泥特性及水质的影响情况。结果表明:底泥曝气较水体曝气而言,能促进水体DO更快恢复;停止曝气,DO浓度也会维持在较高的状态,有利于有机物和氨氮的进一步去除。在相同曝气量下,底泥曝气比水体曝气能更好地去除底泥中污染物,并减少再次释放,且底泥曝气深度越深,处理效果越好,至实验结束时,X-15组上覆水中COD、NH4+-N、TN及TP浓度分别为16.25、3.03、13.39及0.09 mg/L,去除率分别为69.73%、78.36%、45.98%及84.21%;停止曝气后,经曝气处理的底泥对磷的吸附容量显著增加,并且不会再向上覆水中释放污染物,避免引起水体的二次污染。     

以河道水为原水的高速过滤过程及其性能分析

针对平原城市缓流河道普遍存在的季节性水质恶化问题,采用预氧化、微絮凝+高速过滤对天津市某缓流河道水体进行中试规模实验。结果表明,该处理技术具有处理周期长(>24 h)、过滤滤速高(平均为43.26 m·h-1)和出水效果好(出水水质优于地表水Ⅳ类水质标准)的特点。同时发现：单位面积滤柱的产水率呈“阶梯”下降趋势;高速过滤的堵塞特征曲线服从三次多项式分布;系统过滤历经增长期、稳定期和衰减期,其中增长期为3~4 h,稳定期约14 h,过滤系数λ为(0.020 1±0.001 3) cm-1(置信度P=95%),其可作为系统基本属性的定量参数。     

给水厂铁铝泥构建过滤柱去除富营养化河水中过量磷

为避免因FAS释放过量有机物和氮而产生的潜在不利影响,分析了以给水厂铁铝泥(FAS)构建过滤柱处理富营养化河水的特征与机制,研究了以厌氧热处理改性后的FAS作为辅助基质(2%)构建过滤柱。结果表明：在对其他性质无影响的情况下,FAS的添加显著提高了过滤柱对水体中磷的去除率,促使出水磷浓度在整个运行期间小于0.01 mg·L-1;被FAS吸附的磷主要以NaOH提取态、HCl可提取态和残渣态存在。高通量测序分析结果表明,FAS的添加促使过滤柱中富集了Rhodoplanes、Sulfuritalea、Nitrospira、Leucobacter、Geobacter、Dechloromonas等有助于生物地球化学循环和复合污染控制的菌群。FAS作为辅助基质构建过滤柱可有效控制富营养化河水中磷污染。     

再生水补给河道中内分泌干扰物壬基酚变化特征分析

通过监测再生水补给河道中壬基酚同分异构体的含量和分布,分析壬基酚在河道中的变化过程并对其进行综合评价,为再生水补给河道的生态风险评价提供科学支撑。结果表明,再生水中NP同分异构体的含量存在差别,其中含量最大的是NP10、NP9、NP4和NP2,含量最高的NP10是含量最低的NP8的6倍左右。再生水补水河道中壬基酚同分异构体的含量波动较大,壬基酚在河道中降解现象明显,但是不存在明显的同分异构体间的转化。河道中壬基酚含量的变化与季节关联性较弱,与补水壬基酚的含量关联性较强。基于因子加权法得出的壬基酚浓度能够较客观地表征河道中壬基酚的危害性,河道断面壬基酚的综合评价结果远小于将同分异构体数值几何相加的结果,直接几何相加检测浓度难免夸大河道中壬基酚的危害。结果为再生水安全回用提供参考。     

釜溪河自贡城区段季节性低氧成因研究

釜溪河为沱江一级支流,在自贡城区段设有国考碳研所断面。收集碳研所断面近10年来水质自动站数据,分析溶解氧(DO)变化特征,采样调查釜溪河自贡城区段水质及河道底泥污染状况,采用相关性分析、数值模拟等,研究分析釜溪河自贡城区段溶解氧分布特征及碳研所断面季节性低氧成因。研究结果表明,碳研所断面的溶解氧质量浓度变化特征呈现春末夏初最低,白天高晚上低的特征。釜溪河碳研所断面河水耗氧类污染物质量浓度较沱江流域内其他断面高,耗氧强度较大,溶解氧质量浓度较沱江流域其他断面偏低;其次,研究河段中釜溪河污水厂以下河段受污水厂低氧水排入和金子凼堰底层低氧水下泄影响,其溶解氧水平整体较污水厂以上河段低;最后,河段底泥有机质含量较高,春夏季气温升高将导致微生物分解活性增强大量消耗溶解氧,同时,闸坝和外来水体排入的水文扰动造成污水厂以下河段水温梯度弱,表层溶解氧易受底层低氧水影响,促使断面形成季节性低氧现象。溶解氧预测模型结果也进一步证实了温度变化和垂向温度梯度弱是碳研所断面溶解氧质量浓度季节性偏低的主要因素。     

感潮平原中心城区河道近自然生态修复技术的应用

针对感潮平原中心城区河道存在往复流现象带来的水质波动、生态岸线差、生态系统稳定性不足等问题,开展以基于生物屏障技术耦合水生动植物生态系统构建为主的全面系统的近自然生态修复集成技术及示范研究。注重源头削减和末端综合治理,通过集成构建河道水质稳定技术、海绵设施生态岸线、优化水生态系统措施等技术体系,并选取上海市中心城区典型河道进行示范应用及效果跟踪。结果表明,修复后河道水质和感官效果得到了极大提升,化学需氧量(COD)、氨氮、总磷、浊度/悬浮物(SS)各均值较未处理河道水质均值分别降低约23%、41%、35%、51%/52%,5大类抗生素除了洁霉素、克林霉素和磺胺吡啶外均未检出,河道水质从在地表水IV类水质上下波动稳定达到IV类(总氮指标除外)。     

沉积物碳氮交互效应及其对河流水体脱氮治理的影响——以厦门市西溪中下游为例

通过福建厦门市内陆河流西溪中下游上覆水及沉积物中碳氮理化指标的时空分布特征,利用碳 (¹³C) 、氮 (¹⁵N) 稳定同位素技术研究了沉积物中厌氧氨氧化 (ANAMMOX) 、反硝化 (denitrification) 及反硝化型厌氧甲烷氧化 (DAMO) 的反应速率及其分布规律。结果表明：西溪中下游上覆水水质总氮为3.02~5.68mg·L⁻¹;利用¹⁵N同位素技术测得西溪中下游沉积物中厌氧氨氧化的平均速率为18.953 μmol·m⁻²·h⁻¹,平均脱氮贡献率为40.13%,反硝化平均速率为27.386 μmol·m⁻²·h⁻¹,平均贡献率为59.87%;起主要脱氮贡献的为反硝化反应,但厌氧氨氧化的脱氮作用仍不可忽视。利用¹³C同位素技术测得西溪中下游沉积物中DAMO反应速率为0~6.122 µmol·m⁻²·h⁻¹,平均速率为1.139 µmol·m⁻²·h⁻¹。这表明西溪中下游沉积物中存在DAMO反应,可在厌氧条件下以硝酸盐作为电子受体将CH₄转化为CO₂。在空间上,西溪中下游DAMO速率存在较大差异性;而在时间上,DAMO速率秋季高于冬春季。反硝化与厌氧氨氧化作用对西溪生态系统中脱氮具有重要意义,DAMO在西溪中下游沉积物虽然反应速率较低,但仍然证明了西溪沉积物生态系统存在连接碳氮循环的微生物反应。反硝化、厌氧氨氧化和DAMO的相互协同,在西溪中下游沉积物脱氮治理及相应过程中的温室气体减排中起到重要作用。