潜流人工湿地水力学特性及工程设计

以净化低污染水体的潜流人工湿地水力学特性工程设计为重点,系统开展了室内外实验研究,并利用Peelet数分析了水平潜流人工湿地碎石床渗流返混程度。结果表明,潜流人工湿地集水花管孔口出流计算、基质填料内渗流计算、碎石床平均水力停留时间计算可分别借鉴薄壁孔口恒定淹没出流、线性或非线性渗流、活塞流理论;但受工程实际条件及运行淤堵等影响,工程实测结果均小于理论计算值。基于室内外实验成果,提出一套包括集配水系统水力计算、填料内渗流计算、平均水力停留时间计算在内的潜流人工湿地水力学特性计算方法和参数选择,可为人工湿地技术的工程设计提供借鉴。     

3种不同基质潜流湿地对磷的去除效果

基质是潜流式人工湿地污水处理系统的重要组成部分，直接影响到系统的处理效果。本文研究了由沸石、页岩陶粒和碎石3种不同基质构建的潜流式人工湿地对磷的去除效果。结果表明，在设计水力停留时间3d，连续进出水情况下，碎石单元对磷的去除效果最好，页岩陶粒单元次之，沸石单元效果最差，平均去除率分别为95％、60％和35％。在潜流式人工湿地污水处理系统运行初期观察到磷释放现象，沸石单元最为明显。进水磷浓度较低时，磷的去除率随浓度升高而升高，当正磷、总磷浓度分别升高到2．4—2．5和3．1～3．3mg／L时，正磷、总磷的去除率开始迅速下降。     

Bacteria transport and deposition under unsaturated conditions: the role of the matrix grain size and the bacteria surface protein

Unsaturated (80% water saturated) packed column experiments were conducted to investigate the influence of grain size distribution and bacteria surface macromolecules on bacteria (Rhodococcus rhodochrous) transport and deposition mechanisms. Three sizes of silica sands were used in these transport experiments, and their median grain sizes were 607, 567, and 330 microm. The amount of retained bacteria increased with decreasing sand size, and most of the deposited bacteria were found adjacent to the column inlet. The deposition profiles were not consistent with predictions based on classical filtration theory. The experimental data could be accurately characterized using a mathematical model that accounted for first-order attachment, detachment, and time and depth-dependent straining processes. Visual observations of the bacteria deposition as well as mathematical modelling indicated that straining was the dominant mechanism of deposition in these sands (78-99.6% of the deposited bacteria), which may have been enhanced due to the tendency of this bacterium to form aggregates. An additional unsaturated experiment was conducted to better deduce the role of bacteria surface macromolecules on attachment and straining processes. In this case, the bacteria surface was treated using a proteolitic enzyme. This technique was assessed by examining the Fourier-transform infrared spectrum and hydrophobicity of untreated and enzyme treated cells. Both of these analytical procedures demonstrated that this enzymatic treatment removed the surface proteins and/or associated macromolecules. Transport and modelling studies conducted with the enzyme treated bacteria, revealed a decrease in attachment, but that straining was not significantly affected by this treatment.     

曝气条件对浸没式膜生物反应器内流场的影响

为深入研究流场动力学特性对浸没式膜生物反应器系统内膜面污染的控制,应用fluent软件对浸没式膜生物反应器内气液两相流动进行了三维数值模拟研究。采用标准k-ε湍流模型和欧拉多相流模型,考察了改变曝气条件对膜面气液速度场及气含率分布的影响。模拟结果表明,在相同曝气强度下,1 mm曝气孔径下膜面气液两相的速度增加较孔径2mm、3 mm的快;曝气孔径为1 mm时,膜面的液相速度随着曝气强度的增加逐渐增大;曝气孔径为1 mm时,曝气量为5.5m3/h所形成的漩涡区较大,膜面气含率值较高且分布较均匀,气液两相接触面积较大,膜面冲刷效果较好;模拟观察到反应器底部靠近壁面局部气含率较低,不利于活性污泥中微生物的生长,需要进一步优化曝气和反应器结构。     

Carrousel氧化沟的流动特性研究

采用颗粒动态分析仪(PDA)对倒伞形表面曝气机曝气的Carrousel小试氧化沟进行测试,得出了氧化沟内较系统的流动特性参数.比较了固液两相在氧化沟内流动的差别,发现固液两相流动速度差别较小,由于惯性的影响,固相的沉降速度略大于液相.考察了表曝机的转速、表曝机相对于液面的位置、氧化沟的深度等因素对氧化沟内流动的影响,随着表曝机转速的增大和表曝机浸入液面深度的增加,流动速度和沉降速度均会增大,而氧化沟深度增加时,距离液面同一深度处的速度则会减小.实验结果与污水处理厂的实际情形进行比较发现,二者变化趋势一致,说明本实验结果可用于指导工程实际,为氧化沟的优化设计提供依据.     

潜流湿地对典型选控性有机污染物去除的预测

建立潜流湿地有机污染物迁移转化模型,采用多孔介质模型描述潜流湿地的水力特性,并引入Monod方程相耦合,实现对湿地系统内部流场及水质浓度的同时模拟。通过实验,校核模型参数,并验证模型。结果表明,该模型能较好模拟潜流湿地中有机污染物的去除效果;计算条件下,在不同基质填料的潜流湿地中都会出现滞水区和快速通道,影响水力效率与污染物去除效果;预测了不同填料系统中7种典型选控性有机污染物的去除效果,其处理效率:苯胺苯酚二甲苯甲苯苯硝基苯氯苯,可通过优选填料提高吸附量和延长停留时间来提高选控性有机物的处理效果。     

上海市机动车污染实时排放预警系统设计与应用

研究上海市机动车污染的动态排放测算和网格化动态排放清单构建,在实时的交通数据和交通环境监测数据的基础上,结合交通模型、机动车排放清单模型等业务模型和算法,依托大数据存储、可视化和GIS等技术,开发了上海市机动车污染物实时排放预警系统,实现了上海市全市道路的机动车动态排放测算、交通环境政策实施情景模拟和网格化排放清单,更新频率为每30 min一次,包含PM、NOx、CO、SO2、VOCs等污染物和9种车型。系统建成后直接服务于首届中国国际进口博览会,为大气污染排放实时总量跟踪评估、污染源管控措施分析及监测成因分析等提供了有力的实时数据和技术支撑。     

基于信息熵理论的泥石流沟谷危险度评价

泥石流沟谷是一个复杂的地貌系统,有其发生、发展和衰退的过程.文章从系统科学和地貌学的角度出发,运用了能综合表述地貌演化特征的因子-地貌系统信息熵对泥石流沟谷进行危险度评价,研究以昆明市东川城区后山深沟、石羊沟和尼姑拉沟为试点,对各泥石流沟的信息熵进行了计算.结果表明,深沟和石羊沟的地貌信息熵值分别为0.124和0.174,泥石流沟谷正由发育的中年末期向老年期演化;尼古拉沟的信息熵值为0.246,正处于沟谷发育的旺盛时期,计算结果与当地实际情况有较好的一致性.     

粘性泥石流运动模型的实验研究

粘性泥石流运动模型的研究因受实验条件的限制,还很不完善。国内外学者应用较多的５种模型都有一定的适用性,但也都存在不同的缺陷。本文应用粘性泥石流土样中的细颗粒和粗颗粒进行流变实验,不仅得到了粗颗粒在浆体中的沉降特性和泥石流体的流变特性,还研究了粘性泥石流运动模型及其参数。所提模型能很好地反映泥石流体的流变特性,较现有的５种模型能更好地描述粘性泥石流。     

四川凉山州安宁河流域泥石流危险性评价

在对凉山州安宁河流域5个县市的泥石流灾害进行野外调查和资料收集的基础上,进行了以乡镇为单元的小区域泥石流危险性评价。评价结果表明:在研究区129个乡镇中,31个乡镇处于泥石流极高危险区,60个乡镇处于泥石流高度危险区,34个乡镇处于泥石流中度危险区,4个乡处于泥石流低度危险区;其中喜德县泥石流危险性最大,德昌县和西昌市次之,然后是冕宁县和会理县。