连续微滤系统膜垢生长过程的模型与模拟

应用分形理论中DLA模型,建立了膜垢分形生长模型。通过改变边界条件和随机粒子产生的几率,得到不同条件下膜垢形成与生长过程的模拟图像;采用显微粒子图像技术,通过量子点荧光示踪剂对不同条件下连续微滤系统膜垢的形态和流场进行同时观测与分析。结果表明,模拟与实验所获得的分形维数相近,该模型能够较好地模拟膜垢形成与生长过程;运用该模型数值模拟分析了流场和悬浮物浓度对膜垢生长过程的影响及其动态变化规律。     

北京市近12年空气污染变化特征及其与气象要素的相关性分析

以北京市近12年空气污染指数(API)为数据基础,首先分析了2001—2012年北京市API、污染等级、首要污染物的变化特征以及污染天数年度值、季度值、月值的变化特征;然后根据API转换得到PM10质量浓度,对其变化特征进行分析;最后采用相关系数法分析了北京市API、PM10质量浓度与气象因素的相关性。结果表明,北京市近12年空气污染天数有明显下降趋势,首要污染物主要为可吸入颗粒物;空气污染主要集中于春季,优良天气主要集中于夏季;PM10质量浓度年度最大值出现在2006年,季度最大、最小值分别出现在春、夏季,月值最大、最小值分别出现在3月和7月;气象因素与空气污染关系密切,气温、相对湿度、降雨量与污染天数和PM10质量浓度均呈显著负相关,而风速与污染天数和PM10质量浓度则呈显著正相关。     

烧结烟气脱硫颗粒物的变化特性

利用静电低压撞击器(ELPI)对石灰石-石膏法脱硫前后烟气中的细颗粒(PM2.5)进行采样分析,获得细颗粒浓度与粒径分布特性。对脱硫前后细颗粒形貌和主要元素进行扫描电镜(SEM)、离子色谱(IC)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)进行分析。结果表明,石灰石-石膏法对于烟气中的细颗粒数浓度的脱除效率为负值,脱硫后出口烟气细颗粒数浓度增加4.95倍;细颗粒的形貌发生很大变化,脱硫前细颗粒以单个球形或团形态分布,脱硫后颗粒相互堆积形成致密不规则层状结构;化学组成分析表明,细颗粒中主量元素Al、Fe和Si的含量稳定,但水溶性离子Ca2+和SO42-含量增加明显,分别由3.5%、6.45%增加到8.76%、32.73%。     

典型南方水源溶解性有机物荧光特性变化与去除

于2014年4-9月,研究我国一典型南方水源溶解性有机物(DOM)的荧光特性变化与去除情况,同时分析了DOM荧光组分与三氯乙醛生成势(CHFP)的相关性。结果表明,该水源DOM主要以芳香性蛋白质类物质组成,溶解性微生物代谢产物类物质、富里酸类物质和腐殖酸类物质含量逐渐增加;5个荧光区域的积分体积(ΦⅠ,n、ΦⅡ,n、ΦⅢ,n、ΦⅣ,n和ΦⅤ,n)所占总体积(ΦT,n)平均比例依次为:13.55%、27.53%、25.00%、16.02%和17.91%;原水DOM的CHFP范围为27.06~81.20μg/L,平均值为46.60μg/L,三氯乙醛(CH)前体物含量与水体中溶解性微生物代谢产物类物质相关性最好;与常规处理工艺相比,O3/BAC深度处理工艺对于溶解性微生物代谢产物类物质的去除率大幅提高,更有利于CH的控制。     

固定化生物活性炭快速启动处理微污染水

通过固定化手段,将筛选出来的优势菌种应用于生物活性炭挂膜过程,形成固定化生物活性炭(IBAC),加速挂膜过程,并用于微污染水的处理。研究结果表明,自然挂膜需要24 d,而采用固定化微生物9 d挂膜完成,对氨氮去除率达到90%,微生物挂膜时间缩短了60%。IBAC表面的微生物数量高于自然挂膜BAC微生物量,并且沿着水流方向微生物量逐渐减少。微生物镜检发现,运行3个月的IBAC表面出现大量菌胶团、轮虫和钟虫等原生和后生动物。IBAC具有较快的启动挂膜性能和较好的微污染水处理效果。     

光散射颗粒物监测仪在环境空气监测中的适用性

为了研究光散射颗粒物监测仪在环境空气监测中的适应性,参照《环境空气颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动检测技术要求及检测方法》(HJ 653-2013),在北京秋季使用PQ200(滤膜采样器)对DustTrak8530、LD-6S、HBKLW-2共3种光散射仪器进行比对测试.结果表明,3种光散射仪器的平行性都达标;在监测PM10时,3种仪器与PQ200的线性相关系数都达标,斜率只有HBKLW-2达标,截距除HBKLW-2略微超标外都与标准相差较远;在监测PM2.5时,3种仪器与PQ200的线性相关系数都达标且优于PM10,斜率只有HBKLW-2和LD-6S达标,截距绝对值相比PM10有所减小,但只有HBKLW-2达标;经校正因子修正后,3种仪器与PQ200的线性回归斜率达标、相关系数不变、监测PM2.5的截距相比PM10更加接近标准值,故光散射仪器更加适用于环境空气PM2.5监测.     

应用地累积指数评价鞍山市夏季PM2.5中元素的污染

2014年夏季在鞍山市的6个站点进行了PM2.5的样品采集,对其载带的15种元素进行了检测。通过地累积指数、相关分析和聚类分析等方法分析了鞍山市夏季PM2.5中15种元素的污染来源。结果表明:Ca、Zn、Pb、Ni和Cd这5种元素的质量分数在各站点之间存在较大的差异;地累积指数结果显示,Cd为极强污染程度,可能的来源是钢铁冶炼和刹车及轮胎磨损,Pb和Zn污染程度在强污染以上,Pb可能的主要人为来源是钢铁冶炼和窖炉煤的燃烧,Zn可能主要来自钢铁冶炼和机动车,Cu、Ni、Cr和Ca中到强污染以下;聚类分析将中度污染及以上元素分为Zn-Cd-Pb,Ni-Cu-Cr和Ca 3类,分别指示钢铁冶炼、机动车尾气及刹车、轮胎磨损,建筑尘;相关性分析显示,Cr与Ni、Cu可能来自同一污染源,Zn、Cd和Pb可能来自同一种源。     

朔州市市区环境空气PM10中元素碳、有机碳分布特征

采集朔州市市区采暖季和非采暖季季PM10样品,测定其中元素碳(EC)和有机碳(OC)含量,并对碳组分的浓度水平、时空分布特征和主要来源进行了研究,结果表明:朔州市市区PM10中OC、EC平均浓度分别为(25.95±9.36)μg/m3和(26.58±10.36)μg/m3,总碳气溶胶(TAC)在PM10中的平均百分含量为30.1%;采暖季OC和EC浓度大于非采暖季,且OC、EC质量浓度大小在5个采样点位均呈现出点位5(工业开发区) > 点位2(居民区) > 点位1(商业、居民混合区) > 点位3(商业、文教混合区) > 点位4(相对清洁区)的变化规律,其中,点位5的OC、EC质量浓度最大,分别为(29.66±8.72)μg/m3和(31.40±10.42)μg/m3;PM10中OC/EC在采暖季和非采暖季比值均低于2,一次污染严重;OC和EC相关性较好,相关系数(R2)分别为0.85(采暖季)和0.69(非采暖季),说明PM10中的碳气溶胶主要来源于一次排放源,加强对燃煤烟尘、机动车尾气和生物质的燃烧等空气污染来源的控制对于改善朔州市环境空气质量有重要作用。     

京津冀地区细颗粒物污染来源实时预报系统的构建和初步应用

基于区域空气质量数值模型和源示踪技术,构建污染来源预报系统,实现了京津冀地区污染来源的实时预报。针对预报中最迫切的时效限制,在系统的源排放预处理、污染物来源贡献计算方案、业务化运行等方面进行特别的设计,主要包括：开发出快速源排放前处理技术;通过试算确定了分区域和行业的污染来源追踪方案;采用目前2种主流的并行计算方式混合编译区域空气质量模型并运行;设计了业务化运行中多任务的分布式计算方案,以充分利用计算资源。这些优化措施有效地缩短了预报时间。目前系统已处于业务化运行阶段,每天08：00之前,预报出未来3 d的区域空气质量,同时给出关注区域主要污染物分区域和行业的来源贡献状况;系统已应用在庆祝抗战胜利70周年阅兵期间空气质量保障后评估,以及2015年11月底—12月初京津冀重污染预警等应急工作中。     

前置反硝化曝气生物滤池的挂膜启动研究

为了解前置反硝化曝气生物滤池(BAF)的启动规律,构建了小试规模的前置反硝化BAF,采用快速排泥、逐步增大水力负荷的策略考察了其启动过程中的污染物去除情况及启动特性.结果表明,在好氧柱水力负荷为2.04 m3/(m2·h),厌氧柱水力负荷为4.08 m3/(m2·h),回流比为100%,气水比为5.6:1的情况下,前置反硝化BAF的启动需要49 d.启动过程中好氧池中硝化细菌的成熟是启动的关键.厌氧池中的反硝化细菌的成熟标志着启动的完成.启动完成后,前置反硝化BAF的出水COD、NH3-N及NO3--N分别稳定在50、15和5 mg/L以下,满足国家一级A排放标准.