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2019年  第9卷  第1期

封面+目次
封面+目次
2019, 9(1): .
摘要:
大气污染治理技术
北京市延庆区道路扬尘排放特征及影响因素
王凯, 樊守彬, 孙改红, 亓浩雲
2019, 9(1): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.001
摘要:
采用AP-42方法对北京市延庆区不同等级道路采集了56个道路扬尘样品,调研了道路的车流量、车辆构成和道路长度等有关活动水平数据,计算了道路扬尘的排放因子和排放量,建立了延庆区道路扬尘的排放清单,并对道路扬尘的影响因素进行了分析。结果表明:高速路、国道、省道、县道、乡道和村道的平均积尘负荷分别为0.54、0.56、0.71、0.97、1.35和2.55 g/m 2;TSP、PM10和PM2.5的平均排放因子分别为16.95、3.25和0.78 g/(辆·km),排放量分别为48 507、9 311和2 255 t/a;路肩、稳定的路沿石和良好的路面条件会导致道路扬尘量减少,行驶里程较高的区域集中在城区和主要干道,这与道路扬尘日排放量分布几乎吻合。
生物质循环流化床锅炉臭氧脱硝试验研究
张建平, 万凯迪, 王荣涛, 徐超群, 贾卫卫, 王智化
2019, 9(1): 8-13. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.002
摘要:
为了揭示生物质锅炉中活性分子臭氧脱硝的特点,在一台应用了活性分子臭氧深度一体化超低排放技术的生物质循环流化床锅炉上,开展烟气臭氧脱硝试验。采用烟气分析仪测量锅炉尾部烟道活性分子臭氧喷入前和塔顶烟囱处的烟气组分,重点探究了脱硝前后烟气污染物的排放特性以及臭氧投加量对脱硝效果的影响。结果表明:由于入炉生物质燃料的水分和热值的变化有较强的随机性,机组负荷及CO、NOx等污染物初始浓度均随之波动;烟气中NOx初始浓度的平均值为146 mg/m3,最高值可达480 mg/m3,其瞬时值与含氧量有着非常强的线性相关性,线性回归相关系数(R2)为0.96;随着臭氧投加量的增加,脱硝率从臭氧发生器功率为118 kW时的24%增至250 kW时的95%;应用活性分子臭氧脱硝技术后,臭氧发生器功率为250 kW时,烟气中NOx浓度一直稳定在15 mg/m3以下,满足超低排放标准要求。
基于加权KNN-BP神经网络的PM2.5浓度预测模型研究
赵文怡, 夏丽莎, 高广阔, 成力
2019, 9(1): 14-18. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.003
摘要:
通过隶属度函数确定的加权KNN-BP神经网络方法,建立PM2.5浓度动态实时预测模型,以PM2.5、PM10、NO2、CO、O3、SO2等6种污染物前1 h的浓度及天气现象、温度、气压、湿度、风速、风向等6种气象条件,以及预测时刻所在一周中天数和该时刻所在一天当中的小时数为KNN实例的维度,选取3个近邻,根据得到的欧氏距离确定每个近邻变量的隶属度权重,最终将所有近邻的维度作为BP神经网络的输入层数据,输出要预测的下1 h PM2.5浓度,该方法避免了传统BP神经网络方法不能体现历史时间窗内的数据对当前预测影响的问题。对北京市东城区监测站2014-05-01T00:00—2014-09-10T23:00的数据进行预测试验,结果表明,加权KNN-BP神经网络预测模型相较其他方法的预测误差最低,且稳定性效果最好,是PM2.5浓度实时预测的有效方法。
特色研究专栏
城市水环境研究方向与特色
2019, 9(1): 19-20.
摘要:
膜生物反应器-超低压纳滤组合工艺处理城镇污水
张恒亮, 段亮, 姚美辰, 魏健, 黄宇华
2019, 9(1): 21-27. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.004
摘要:
针对再生水的高品质化和污泥的减量化问题,构建一套膜生物反应器-超低压纳滤组合工艺(MBR-DF)中试装置,以零排泥的方式运行处理城镇污水,同时建立一套传统活性污泥处理工艺(CAS),进水COD及$NH^{+}_{4}$-N、TN、TP浓度分别为87.0~165.7、14.0~31.0、14.2~32.4和2.5~3.3 mg/L。结果表明:浓水零排放MBR-DF系统对COD、$NH^{+}_{4}$-N和$PO_{4}^{3-}$具有较好的去除效果,去除率分别为95.7%、99.0%和68.5%。总溶解固体(TDS)和$HCO^{-}_{3}$的去除率分别为13.5%和31.1%,并能有效地降低出水总硬度。DF膜对$PO_{4}^{3-}$和$SO_{4}^{2-}$具有明显的截留作用,对$NO^{-}_{3}$截留效果较差,对$HCO^{-}_{3}$无截留作用。进水溶解性有机物(DOM)经MBR-DF后,出水中仅剩少量的类色氨酸类物质,且MBR-DF系统对进水DOM的UV254消减率达到94.9%,对DOC的去除率在98.0%以上,出水DOM的腐殖质向非腐殖质转化的程度较高。MBR-DF系统和CAS系统对17-β雌二醇(E2)的去除率分别为99.9%和70.8%,MBR-DF系统可有效降低出水回用过程中存在的健康隐患。
铈负载改性天然沸石催化臭氧氧化水中青霉素G
任越中, 张嘉雯, 魏健, 段亮, 徐东耀, 王俭
2019, 9(1): 28-35. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.005
摘要:
以改性天然沸石(NZ)为载体,采用等体积浸渍法制备Ce负载天然沸石催化剂(Ce-NZ),将其应用于催化臭氧氧化水中青霉素G(PCN)。比表面积(BET)、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)表征结果表明,Ce-NZ催化剂保持了天然沸石的表面结构,CeO2均匀负载在沸石载体的表面。Ce-NZ催化臭氧氧化水中PCN结果显示,催化剂具有良好的活性,在PCN初始浓度为50 mg/L,臭氧投加量为6 mg/min,反应时间为2 h时,4%Ce-NZ催化剂对PCN的去除率为31%,比单独臭氧氧化提高了22%。随着Ce负载量的增加,催化剂的催化活性提高有限,最佳Ce负载量为4%;溶液初始pH对反应有显著影响,提高溶液pH可以提高催化氧化效率;制备的Ce-NZ催化剂稳定性较好,重复使用10次后催化活性没有明显降低。
磷霉素降解菌株的筛选及其降解性能研究
谢晓琳, 曾萍, 钱锋, 魏健, 田智勇, 段亮
2019, 9(1): 36-43. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.006
摘要:
以磷霉素为唯一碳源,从驯化污泥中纯化筛选出3株降解磷霉素的菌株(F1、F2、F3),对其进行形态学、生理生化特征以及16S rDNA序列分析,鉴定其菌属,分析其生长特征;选用生长适应期较短的菌株F3开展不同pH和温度条件下菌株对磷霉素降解性能的研究,并用一级动力学方程对其降解过程进行拟合。结果表明:菌株F1鉴定为微杆菌属(Microbacterium sp.),菌株F2和F3均鉴定为贪铜菌属(Cupriavidus sp.)。菌株F3对磷霉素的降解性能受温度和pH的影响,在种液接种量为20%、转速为150 r/min、磷霉素浓度为20 mg/L时,菌株F3对磷霉素的最适降解条件:pH为5.0,温度为20 ℃。菌株F3对磷霉素的降解符合一级动力学特征,拟合方程相关系数(R2)>0.88;pH为5.0、温度为20 ℃时,半衰期(t1/2)为31.36 d。
珠江三角洲地区水环境承载力评价及障碍因素研究
徐志青, 刘雪瑜, 肖书虎, 段亮, 邓齐玉, 李洁
2019, 9(1): 44-52. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.007
摘要:
为深入了解珠江三角洲(简称珠三角)地区水环境承载力发展状况,更好地推进生态文明建设,从社会经济、水生态环境、水资源3个子系统中选取19项指标构成水环境承载力评价指标体系,运用熵权法和障碍度模型对2015年珠三角地区9个城市的水环境承载力和障碍指标进行评价分析。结果表明:水环境承载力综合评价指数平均值为0.507,整体表现适中,但区域性差异显著,深圳、珠海和广州表现最好,佛山、东莞和江门相对较差;从指标障碍度分析来看,人均水资源量以9.9%的障碍度均值成为全地区水环境承载力的首要障碍指标,各子系统障碍度也存在不同程度的空间分异性。根据珠三角地区经济发展特点提出了提高其水环境承载力的建议。
生态文明建设规划方案编制探索——以浙江省文成县为例
韩璐, 李明月, 闫晓寒, 包朱翔, 段亮
2019, 9(1): 53-60. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.008
摘要:
我国生态文明建设中各地区背景、社会经济发展水平差异明显,不能照搬一种模式,精准分析区域特点及生态文明建设中存在问题是编制生态文明建设规划方案的必然选择。以浙江省文成县为例,探索性地提出了适合地方特色的生态文明规划方案编制总体框架,围绕文成县自然资源和生态环境两大优势,对其生态文明建设中空间格局、产业发展、环境质量、宜居生活等方面的限制性指标进行分析,结合国家关于生态文明示范县建设的要求,构建了生态文明建设规划的指标体系;针对限制性指标,提出了优化生态空间格局,加快发展生态产业,提升生态环境质量,加强制度、文化和生活建设等方面的任务措施,并对规划实施的效益及规划目标可达性进行了分析。
环境风险评估与管理
规划环境影响评价中开展健康风险源头控制
王红梅, 何磊, 沈鹏, 黄翔, 陈忱, 赵慈, 刘晓宇, 吕世海
2019, 9(1): 61-65. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.009
摘要:
规划环境影响评价是我国政府开展环境风险源头预防的重要手段,而现有规划环境影响评价实践中因缺乏健康风险评估指标,严重地削弱了其完整性和有效性。规划健康评估的内涵远远超过传统“四步法”的健康风险评估,它不仅与规划全程互动,而且具有系统性、情景性和反向约束性,其核心目标是通过科学、系统的环境健康影响评估,设计和规划出更绿色、更环保、更合理的产业结构和体系。它以健康风险承受力这个约束性指标为核心,通过对情景健康风险损益与产业发展的预测分析,对污染源进行空间布局与排放限制的调整,为人群健康防护提供合理性指导。为填补当前规划环境影响评价中健康评估指标体系缺失的“短板”,建议尽快开展规划健康风险评估技术研究,推动出台规划健康风险评估技术规范或导则,以保障规划中健康承受力这个刚性约束指标的落地。
流域污染治理技术
白洋淀重金属污染特征与生态风险评价
高秋生, 田自强, 焦立新, 丁琳, 杨苏文, 郝子峰, 崔志丹, 贾海斌
2019, 9(1): 66-75. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.010
摘要:
为了解雄安新区核心水系——白洋淀重金属污染情况,在白洋淀布设了15个采样点,对水体和沉积物重金属浓度分布特征进行分析,利用综合污染指数法、地积累指数法和潜在生态风险指数法对重金属污染程度进行评价,并结合历史数据对2004—2016年沉积物中重金属浓度及潜在生态风险指数变化进行分析。结果表明:白洋淀水体中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb平均浓度分别为2.38、6.56、5.57、67.17、4.13、0.034、0.39 μg/L,其中烧车淀点的Cu和Zn浓度,寨南、洛网淀、圈头、枣林庄、光淀张庄、郭里口和安新大桥点的Zn浓度超过GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ类水质标准,其他采样点均优于Ⅰ类水质标准,且Cr、As、Cd和Pb在各采样点均优于Ⅰ类水质标准;沉积物中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb平均浓度分别为48.53、25.51、28.83、91.19、161.51、3.21、45.26 mg/kg,其中Cr和Ni浓度在各采样点均优于GB 15618—1995《土壤环境质量标准》Ⅰ类标准,Cu、Zn和Pb浓度在各采样点优于Ⅱ类标准,As和Cd浓度在各采样点显著高于Ⅲ类标准。综合污染指数显示白洋淀水体重金属无污染,地积累指数(Igeo)和潜在生态风险指数(RI)表明白洋淀沉积物中Cd污染极为严重,As污染较重,应引起足够的重视。2004—2016年白洋淀沉积物中As、Cd和Pb浓度急剧增加,尤其是Cd对RI贡献率为83%以上,是主要的污染因子,应加强Cd入湖污染控制和底泥污染治理。
水污染治理技术
镍铁水滑石对水中磷酸根的去除及其解析性能研究
王成, 许秋瑾, 胡小贞, 杨枫, 余小梅
2019, 9(1): 76-81. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.011
摘要:
高效、低成本实现污水中磷元素的去除及回收对解决磷危机具有重要的意义。采用共沉淀法结合超声处理技术制备出一系列不同镍铁比(Ni :Fe)的超薄镍铁水滑石(NixFe-LDHs)纳米片,通过构建水滑石Zeta电位和吸附磷酸根($PO_{4}^{3-}$)的能力与镍铁比的关系曲线,发现Zeta电位和结晶性能是影响LDHs吸附性能的2个重要内在因素。当Ni :Fe为2 :1时,其对$PO_{4}^{3-}$的吸附量可达248.00 mg/g。在此基础上,通过适当的再生工艺,经过6次循环后,Ni2Fe-LDHs的再生效率仍可达59.2%。
KMnO4预氧化强化混凝工艺处理黑臭水的试验研究
刘亚南, 杨延梅, 李君超, 王宏亮, 谭伟, 王凯, 董丽伟, 蒋进元
2019, 9(1): 82-88. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.012
摘要:
研究了KMnO4预氧化与混凝工艺组合去除黑臭水CODCr、UV254和浊度效果,分析多种混凝剂混凝处理黑臭水的絮凝性能,并对比分析投加KMnO4前后的去除效果。结果表明:聚硅酸铁镁混凝剂对黑臭水浊度的去除效果优于聚合氯化铝和氯化铁混凝剂;SEM表征结果发现,聚硅酸铁镁呈紧簇团聚树枝状,能增强混凝过程中的吸附架桥和网捕等功能。KMnO4预氧化能强化聚硅酸铁镁混凝剂去除有机污染物,在水样pH为8.0,KMnO4投加浓度为25 mg/L,预氧化时间为25 min时,CODCr去除率最高,可达81.76%,比单一混凝工艺提高了12.15个百分点;UV254去除率最高可达49.44%,较单一混凝工艺提高了11.71个百分点;投加KMnO4前后,浊度去除率均在90%以上。
凉果行业水污染特征及全过程控制技术
罗育池, 杨佘维, 张鹏, 赵艳, 刘军英
2019, 9(1): 89-95. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.013
摘要:
针对我国南方特色的蜜饯制品凉果加工过程中产生的水污染问题,解析其废水来源与特征,系统研究凉果行业节水、废料利用和废水处理的技术路线、途径和工艺。按照“源头节水、中间减污、末端治污”的水污染全过程控制技术路线,从清洁生产角度提出基于“超声波节水清洗+工序水分质回用”的果蔬清洗与果坯脱盐漂洗节水技术;从循环经济角度提出腌渍液经真空浓缩+离子交换脱盐后制成低盐饮料及结晶盐回用,废糖液经过滤+澄清+脱色后再生回用及生产副产品的废料综合利用技术;针对凉果废水含盐量和COD高、水质变幅大等特征,从达标减排角度提出生化处理+脱盐处理组合工艺;并提出推动凉果企业清洁化改造,倡导行业集约化发展的对策建议。
生物滞留设施净化城市面源污染研究进展
姜登岭, 张丹荣, 何连生, 胡春明, 王宫廷, 霍川, 孟睿
2019, 9(1): 96-102. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.015
摘要:
生物滞留设施是城市面源污染控制的有效措施之一。综合分析了生物滞留设施的结构、水文效应、污染物的去除机理及其影响因素。生物滞留设施能有效控制雨水径流量,削减径流峰值,降低径流中总悬浮固体(TSS)、颗粒物、重金属、有机污染物和致病菌等浓度,但对硝酸盐氮($NO^{-}_{3}$-N)和溶解态磷(DP)的去除不稳定。生物滞留设施主要通过沉淀、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和生物降解等作用去除污染物。影响污染物去除及径流量削减的因素包括植物种类、填料组成、深度与渗透系数、碳源。较长的雨前干燥期会导致$NO^{-}_{3}$-N浓度增加,厌氧区的设置可以降低$NO^{-}_{3}$-N浓度。生物滞留设施结构设计和运行维护还有待进一步研究和优化。
固体废物污染治理技术
北方低温条件下沼渣资源化培育佛甲草的应用研究
李国文, 李娜, 黎佳茜, 张列宇, 席北斗, 李曹乐, 李伟
2019, 9(1): 103-110. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2019.01.014
摘要:
为克服厌氧发酵沼渣中碳氮磷比严重失调、可生化性差、总氮和总磷浓度高等难以直接资源化利用的难题,同时为北方秋冬季节低温条件下海绵城市建设过程中推广绿色屋顶提供技术支撑,通过调节基质中本地砂质壤土与厌氧发酵沼渣的比例,在北方秋冬季节室外培育佛甲草并研究其生长状态。结果表明:沼渣显著降低了基质的容重,减轻了屋顶的承受负荷;增大了基质的孔隙度,更适宜佛甲草根系下扎生长。基质中添加沼渣改善了低温条件下佛甲草的生长状况,增加了佛甲草的株高和覆盖度,提高了其分蘖能力及叶绿素总量;品质评价得分均高于6分,表明佛甲草的生长基本正常;低温条件下,沼渣和砂质壤土按4:5混配后的基质培育出的佛甲草综合品质最优。