改性沸石湿地脱氮除磷效能及机制

为明确改性沸石湿地对分散性农村生活污水中氮磷的去除效能,并探索其脱氮除磷机制,将改性沸石作为折流湿地填料层填料,应用于厌氧折流板反应器(ABR)+折流湿地(BFCW)组合工艺,为苏州市农村生活污水处理提供新途径.结果表明,改性沸石湿地对氮磷去除良好且稳定,脱氮量和除磷量较沸石湿地分别增大1.8%和1倍多.湿地主要通过填料的吸附截留作用脱氮除磷,以Ca-P和Al-P为主要沉淀磷素形式,植物的泌氧和吸收作用有助于稳定出水水质.湿地前端和后端分别以填料的吸附截留作用和微生物的硝化反硝化作用为主要脱氮途径.改性过程对沸石磷素吸附沉淀性能的大幅提升是在多重途径的协同作用下实现的,湿地构型和植物根系的影响是造成相同区域填料氮磷截留量差异的主要原因.硝化作用强度的高低是改性沸石湿地脱氮效果及稳定性季节性波动的主因.     

低Reynolds数雨滴表面流体滑移及重力效应对粒子清除的影响

采用拉格朗日法求解了低Reynolds数雨滴以终端下落速度时对大气气溶胶粒子的捕集效率,为考察雨滴表面流体滑移效应,采用Hadamard-Rybczynski流场描述低Reynolds数下雨滴的绕流特征,数值计算中考虑了粒子的惯性碰撞与拦截捕集机理,分析和讨论了雨滴表面流体滑移及粒子重力效应作用对粒子捕集效率的影响.结果表明,若忽略雨滴表面流体滑移及粒子的重力效应,则数值计算结果与已有分析结果一致.当考虑雨滴表面流体滑移效应,则粒子捕集效率有一定程度增加,增加幅度与雨滴尺寸、粒子尺度及粒子密度等参量均有关.粒子所受的重力对雨滴捕集粒子的能力起削弱作用,其削弱程度依赖于粒子拦截参数(R)和Stokes数(St)的大小,在0.2St0.3区间,重力作用对粒子捕集的削弱作用最为显著.     

土霉素对SBR系统细菌的抑制效应与机制研究

基于SBR系统,从脱氮过程、化学需氧量(COD)的去除过程、胞外聚合物(EPS)的总量变化过程、比呼吸速率(SOUR)的变化过程及微生物群落的变化等多个角度出发,较系统地研究了不同浓度土霉素对SBR系统的冲击作用.结果表明,由于土霉素(OTC)的作用,系统氨氮去除率从空白对照组的99.0%分别下降至77.2%(OTC 1 mg·L~(-1))、47.4%(OTC 5 mg·L~(-1))及10.0%(OTC 10 mg·L~(-1)).此外,高浓度土霉素(10mg·L~(-1))引起EPS分泌量和异养菌SOUR分别下降至空白组的44.3%和41.2%.由高通量分析可得,由于高浓度土霉素(5 mg·L~(-1)以上)的作用,活性污泥中微生物的多样性显著下降,且微生物的群落结构也发生显著变化.属层面的分析可得,高浓度土霉素(5 mg·L~(-1)以上)反应器中的部分氨氧化菌,如Nitrospira和Nitrosomonas均受到了抑制.     

微生物燃料电池恒电流预培养阳极生物膜分析表征

阳极性能是影响微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs)性能的关键因素之一,同时阳极的接种挂膜过程是影响微生物燃料电池启动效率的关键因素.因此,本课题组提出了预培养阳极作为微生物燃料电池的一种新型阳极的概念,在三电极体系下,通过外加恒定电流预培养阳极,在不同条件下对阳极表面进行电化学选择和生物膜驯化以丰富生物膜结构和厚度.结果表明,阳极的性能与预培养电流大小密切相关,预培养阳极CF-4i(外加4 A·m-2电流密度)通过循环伏安法、塔菲尔曲线、电化学阻抗谱测试,性能好于其他测试组及对照组,装配阳极CF-4i的微生物燃料电池能实现最大功率密度968.20 m W·m-2,是对照组的2.53倍.同时,通过共聚焦显微镜观察发现,生物膜大体分两层,外层的活细胞及内层的死细胞,外层活细胞长在内层死细胞之上.这种结构分布表明,阳极生物膜中的活细胞部分绝大多数都分布于生物膜的外侧,而不是均布于整个阳极生物膜中;同时这也表明不是整个阳极生物膜都具有新陈代谢活性,但死亡的细胞可以继续积累在电极表面附近,活的外层膜负责电流的产生,而内层的死细胞作为一种导电基质.     

不同喷雾方式下低阻文丘里振弦栅除尘配置优化实验研究

为了对比径向外喷和轴向喷雾下的低阻文丘里振弦栅耦合除尘效果,以除尘效率和系统阻力为参照,选定喉管气速、振弦栅数、纤维丝间隙和喉管液气比进行单因素实验。结果表明2种喷雾方式的除尘效率和系统阻力的变化趋势相同。利用SPSS软件进行4因素3水平正交实验设计,在特定参数条件下,2种喷雾方式的因素影响排序相同,除尘效率为纤维栅数＞纤维丝间隙＞喉管气速＞喷雾量;系统阻力为喉管气速＞纤维栅数＞纤维丝间隙＞喷雾量;径向外喷最佳配置为喉管气速24 m/s、喷雾量2.3 L/min、2块间隙为0.8 mm纤维栅板;轴向喷雾为喉管气速28 m/s、喷雾量2.4 L/min、2块间隙为0.8 mm纤维栅板;在最优配置下的除尘性能为径向外喷＞轴向喷雾。     

中国南海高温高压井钻完井损失工时事件统计分析

为研究我国南海高温高压井钻完井、测试损失工时事件规律,对2009—2018年中国南海高温高压探井钻井日志进行分析,汇总501起海上高温高压井钻完井损失工时事件,并将其划分为复杂情况及事故停工、自然停工、修理停工3大类进行研究。结果表明:复杂情况及事故停工事件数与年份无明显关联,但与地质资料准确度关系密切,修理停工事件数随年份呈现震荡下降趋势;复杂情况及事故停工总损失工时最多,其中卡钻损失工时占比最高;修理停工总损失工时最少,其中钻井设备故障损失工时占比最高;灾难天气、洋流或地质活动是造成损失工时最多的原因,不安全行为是单起事件平均损失工时最多的原因,设备老化是修理停工最主要原因。研究结果可为后续高温高压井钻完井非生产时间成本估计模型提供数据基础。     

TSLCDM长袋低压脉冲布袋除尘器及其应用

为了使电炉烟气治理过程中污染源的排放达到国家排放标准,提出一种TSLCDM长袋低压脉冲除尘器(简称TSLCDM除尘器)。通过对该除尘器结构、除尘原理以及不同工况下除尘效率和过滤阻力的分析,得到该除尘器的除尘效率>99.9%,压力损失<1200 Pa,最终排出的烟气含尘质量浓度约5.54 mg/m3,满足了国家的超低排放要求,以泉州某公司电炉项目除尘系统为研究对象,证明了该新型脉冲布袋除尘器在电炉烟气治理除尘系统的应用效果,具有很好的经济和环境效益。     

振弦栅收集电焊烟尘特性的数值模拟

为高效、低投入地处理电焊烟尘,得到过滤系统净化电焊烟尘的最佳设计参数,选择ICEM-CFD软件建立栅过滤系统的几何模型并进行网格划分,选用标准(Standard)k-ε模型、离散相模型(DPM),利用FLUENT软件对电焊烟尘过滤效率主要影响的单因素进行模拟计算。研究结论表明,用栅过滤系统过滤电焊烟尘颗粒时,振弦栅的栅丝直径、间距所决定填充率是过滤效率的直接决定因素;栅丝层间距是过滤效率的间接影响因素;通过探究振弦栅对电焊烟尘过滤效率的影响规律,进而为振弦栅的实际应用提供理论基础。     

基于超效率DEA模型的三峡库区生态效率评价及空间演化格局分析

本文基于2010—2017年的统计数据,首先采用超效率DEA模型对三峡库区26个区县的生态效率进行测算,然后运用空间自相关分析方法对三峡库区生态效率的演化格局进行了实证分析,探索三峡库区生态效率的时空动态演变特征。研究表明:2010—2017年三峡库区生态效率平均水平处于0.5601～1.1920,整体呈现波动性变化趋势,生态效率在一定程度上有所改善,但是整体水平仍然较低;从区域层面看,各个区县间生态效率水平不平衡,空间分布上呈现"西高东低"的非均衡性特征。局部空间自相关分析表明,三峡库区2010—2017年集聚性呈逐渐减弱态势,空间异质性逐渐增加,整体的生态效率差异变大。最后依据实证研究分析结果,本文对如何提升三峡库区生态效率提出了相应的政策建议。     

Utilization of MSWI fly ash as partial cement or sand substitute with focus on cementing efficiency and health risk assessment

• Washed MSWI fly ash was used as partial cement or sand substitute. • Sand replacing is beneficial for strength, while cement replacement reduces strength. • Cementing efficiency factor and mortar pore structure explain the strength results. • Health risk assessment was conducted for MSWI fly ash blended cement mortar. • CR and HI contributed by different exposures and heavy metals were analyzed. The strength of cement substituted mortar decreases with the increase in fly ash amount, whereas the strength increases when the fly ash is blended as sand substitute. A mortar with highest strength (compressive strength= 30.2 Mpa; flexural strength= 7.0 Mpa) was obtained when the sand replacement ratio was 0.75%. The k value (cementing efficiency) of fly ash varied between 0.36 and 0.15 for the fly ash fraction in binder between 5% and 25%. The k values of fly ash used for sand replacement were all significantly above that used for cement substitution. The macropores assigned to the gaps between particles decreased when the fly ash was used as sand replacement, providing an explanation for the strength enhancement. The waste-extraction procedure (toxicity-sulphuric acid and nitric acid method (HJ/T 299-2007)) was used to evaluate metal leaching, indicating the reuse possibility of fly ash blended mortar. For the mortar with the mass ratio of fly ash to binder of 0.5%, the carcinogenic risks (CR) and non-carcinogenic hazard quotient (HQ) in sensitive scenario for blended mortar utilization were 9.66 × 10^-7 and 0.06, respectively; these results were both lower than the threshold values, showing an acceptable health risk. The CR (9.89 × 10^-5) and HQ (3.89) of the non-sensitive scenario for fly ash treatment exceeded the acceptable threshold values, indicating health risks to onsite workers. The main contributor to the carcinogenic and non-carcinogenic risk is Cr and Cd, respectively. The CR and HQ from inhalation was the main route of heavy metal exposure.