精准加药系统在土工管袋固化清淤泥浆工程中的应用

为提高土工管袋固化清淤泥浆工艺的可靠性,开发了泥浆固化精准加药系统,并应用于江苏省G湖清淤工程。结果表明,泥浆浓度为10%~15%时,最佳的PAC/干泥量之比为0.2%,PAM/干泥量之比为0.6‰。精准加药系统实时检测泥浆流量和浓度,计算出所需的加药量,指令加药计量泵准确投加所需的加药量,实际的加药量与计算加药量的误差在±5%左右。出水浑浊度、总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数平均值分别为26.8 NTU、6.29 mg/L、0.19 mg/L、1.02 mg/L、5.04 mg/L;土工管袋内固化泥浆含水率迅速下降到70%,2周后下降到60%,5周后下降到50%。

基于氯酸盐控制的串极电解食盐制备次氯酸钠

为了控制电解食盐水制备次氯酸盐消毒剂过程中氯酸盐副产物的产生,并降低有效氯生产成本,提出采用梯级变电压或变电流串联电解模式,通过实验比较不同串极方式和串极数对氯酸盐产生及有效氯生产成本的影响,并与恒电压电解和恒电流电解进行比较。结果表明:五串极升压电解(5-5.5-5.8-6-6.2 V)的效果最佳,最佳电解点为电解至有效氯质量浓度为8.8 g/L时停止电解,有效氯生产成本最低为8.778元/kg,氯酸盐/有效氯质量比最低为0.034。综合氯酸盐生产量和有效氯生产成本,不同电解工艺的优劣顺序为:五串极升压>15 A恒流>五串极升流>5.5 V恒压>五串极降压>五串极降流。

管袋固化清淤泥浆工艺中精准加药方法研究与应用

为削减滆湖底泥污染负荷,优化土工管袋快速固化泥浆技术,开展了滆湖生态清淤的技术应用研究。通过实验确定最佳加药量,提出了泥浆固化精准加药方法,并应用于工程实践。结果表明,处理含固率10%~15%泥浆的最佳加药量为聚合氯化铝与干泥质量比0.2%、聚丙烯酰胺与干泥质量比0.4‰~0.6‰。精准加药系统应用于工程实际,根据实时泥浆流量和浓度,计算出所需的加药流量,及时指令加药计量泵调节到计算的加药流量,实现精准加药,实际与计算流量的误差不超过±5%。土工管袋侧面出水浑浊度、总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数平均值分别为26.8 NTU、6.29 mg/L、0.19 mg/L、1.02 mg/L、5.04 mg/L;除最先投入使用的沉淀区外,其余沉淀区管袋内固化泥浆含固率在两周后达到40%,6周后达到50%。

给排水科学与工程专业“水力学”课程体系改革探究

“水力学”是高等院校给排水科学与工程本科专业的专业基础课程,是学生学习后续专业课程的基础以及众多院校的考研科目。文章以给排水科学与工程专业水力学的教学为例,结合课程特点,以提升教学质量为中心,分别从教学内容、教学方式、实验课程以及课程考核等方面分析课程现状及存在的问题,探讨可结合和改善的知识点,目的是夯实基础知识,提高学生对水力学知识的应用能力、科研思维及创新意识,最终达到对水力学知识的融会贯通,提升该课程对给排水科学与工程专业知识能力体系的支撑作用。

基于OBE理念的《水污染控制工程》产教融合教学模式构建

产教融合是促进高校工科专业发展、提升应用型人才培养质量的有效途径。本文在分析水处理行业人才供需情况和《水污染控制工程》课程产教融合方面存在问题的基础上,以OBE教育理念为指导,以产教融合为抓手,以培养能解决复杂环境问题的应用型骨干技术人才为目标,从产教对接、产教共商、产教互补、产教合作、产教互动、产教互通的角度,分析和探索了《水污染控制工程》课程产教融合教学模式的构建方式,包括课程目标制订、教学大纲修订、产教融合实践平台建设、教师队伍建设、教学过程优化、教学质量监控等,以此深化高校环境工程专业相关课程的教学改革,并为其他高校人才培养提供参考。

蓄水型备用水源地藻类生长趋势及控藻技术研究

为了探明以洪泽湖为原水的某蓄水型备用水源地藻类生长情况,探索原位控藻方法,进行了为期1年的藻类数量测定,并进行了遮光控藻实验和清浑混合控藻实验。结果表明,备用水源地优势藻类为硅藻门(Diatom)的针杆藻属(Synedra),持续全年;7—8月出现蓝藻门(Cyanobacteria)的微囊藻属(Microcystis)。藻细胞数量夏季多、冬季少,在7—8月达到峰值(2.09×10^(7)个/L),1月达到谷值(9.23×10^(6)个/L)。藻类在复合湿地区比进水口下降约4.8%,在深水净化区比进水口增加0.3%。藻类在0.5 m水深处最多,表面、3.0 m水深处藻类数量分别是0.5 m水深处的92.1%和89.9%。遮盖率为40%、60%、80%、100%的水体稳态控藻率分别为24.2%、41.4%、47.0%、61.1%,稳态高锰酸盐(I_(Mn))削减率分别为24.8%、36.5%、41.6%、47.7%。建议采用太阳能发电板遮蔽水面控藻,遮盖率取60%。清浑混合体积比为6∶4、7∶3、8∶2、9∶1的水体稳态控藻率分别为33.2%、18.8%、11.2%、8.1%,稳态I_(Mn)削减率分别为-15.1%、-7.3%、2.5%、5.6%。浑水体积分数达到40%以上时才能取得较好的控藻效果,但浑水体积分数超过20%后,综合作用导致I_(Mn)增加。

水体修复装置——扬水曝气器的开发

为将只具有提水功能的扬水筒改进成为具有混合和充氧功能的扬水曝气器,先通过小试证明了该扬水曝气器的可行性和有效性,继而研究了影响气弹形成的因素,最后得出了计算最小气室体积的经验公式,并对扬水曝气器的结构进行了优化。

扬水曝气技术在水源水质改善中的应用

扬水曝气技术是新开发的水质改善技术，用于混合上下水层、控制藻类生长、增加水体溶解氧、抑制底泥污染物释放。将该技术应用于某水源地，其提水效率达到同类设备——同温层曝气器的两倍；控制了水体表层的藻类数量，抑制了藻类的生长，将藻类叶绿素a含量降低了13．96％。扬水曝气技术的适用条件：用于控制藻类生长时。水深应不小于10ml用于抑制底泥污染物释放时，水体应存在溶解氧小于1～2mg／L的厌氧条件。

藻类叶绿素测试新方法

建立了一种测试淡水藻类叶绿素的新方法,用醋酸纤维膜过滤水样中的藻类,用90%体积分数乙醇萃取叶绿素,分光光度法测定;该方法基本与美国《水与废水标准检验方法》(玻璃纤维膜过滤,90%体积分数丙酮萃取)等价;用国家环境保护总局推荐的测试方法(醋酸纤维膜过滤,90%体积分数丙酮萃取)测定的结果比美国标准方法低较多,因此对该方法进行了改进。对三种方法进行比较的结果表明,新方法具有无毒、快速、准确、便宜的优点。

于桥水库沉积物内源污染特性研究

通过对天津市于桥水库沉积物中污染物的释放实验研究,找出了于桥水库底泥中磷、有机质、氮、铁、锰等污染物释放的影响因素,得出了溶解氧、pH值、水温等影响因素对底泥污染物释放的影响程度,并对各污染物的释放机理进行了探讨。磷的释放条件:pH值≥8时,好氧条件下会缓慢释放,当ρ(DO)<2 mg/L时快速释放;在中酸性条件下,当ρ(DO)<1 mg/L时发生较快速释放;低溶解氧和高pH值协同作用强烈。有机物和氮的释放主要受溶解氧浓度影响,与pH值关系不大,在ρ(DO)<2 mg/L时发生了快速释放。溶解性铁、锰的释放取决于水体pH值,在酸性条件下,ρ(DO)<1 mg/L时释放。

扬水曝气器的水质改善功能及提水、充氧性能研究

扬水曝气器是水源水质改善设备,应用于湖泊水库水源地,抑制藻类生长,控制底泥污染物释放,取得了良好的效果。建立了扬水曝气器上升流速数学模型,用于模拟计算扬水曝气器的提水能力。建立了扬水曝气器曝气室的充氧能力数学模型。在实验室实测了扬水曝气器上升流速及其对水体的充氧过程,实测值与模拟计算值吻合较好,验证了提水、充氧能力数学模型。

于桥水库底泥磷分级及其释放能力

取样测定了于桥水库底泥无机磷各组分含量及其平面和竖向分布,无机磷总量为284～704mg/kg,平均为485.70mg/kg,其中Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、O-P和Ca10-P所占质量分数平均分别为3.5%、2.9%、0.3%、48.5%、2.9%和41.9%。通过模拟释放实验得出,在pH<8和pH=9.10条件下,由于厌氧使得底泥磷释放的启动溶解氧分别为<1、<2mg/L。底泥磷在pH=6.50、DO<1mg/L,pH=9.10、DO>5mg/L,pH=9.10、DO<1mg/L的3种条件下的极限释放量为0.24、0.17、0.33mg/g,分别占底泥无机磷总量的41.7%、29.5%和57.3%(质量分数)。释放的磷主要来自Fe-P,但Fe-P也只能部分释放。酸性条件下,有部分Ca2-P、Ca8-P、Ca10-P和Al-P释放,对于Al-P,低pH酸溶作用要远大于高pH下OH-置换作用。

于桥水库铜绿微囊藻上浮运动规律及其控制

对天津于桥水库中铜绿微囊藻竖向分布及其上浮速度进行了测定,在大约3倍透明度水深处藻类数量最多,向上或向下,藻类数量均减小。在无光条件下,上浮速度≤1 cm/min的铜绿微囊藻占77%,上浮速度1~1.5 cm/min的藻类占10%,上浮速度1.5~2 cm/min的藻类占6%,还有7%的铜绿微囊藻上浮速度大于2 cm/min。当向下的流速达到1.65 cm/min时,基本能阻止铜绿微囊藻的上浮。竖向水力混合能将表层藻类输送到下层,从而抑制藻类的生长。

西北高原地区的低温、低浊水处理

以西北高原某水库水为处理对象,通过试验确定了适合西北高原低温、低浊水处理的工艺方法。结果表明,活化硅酸助凝和溶气气浮法是处理该原水的关键技术措施,在PAC投量为3.5mg/L(以Al2O3计)、活化硅酸投量为3.8mg/L(以SiO2计)、溶气水回流比为7%～8%、溶气压力为0.4MPa、反应时间为12min、气浮停留时间12.5min的情况下,气浮池的出水浊度为2～3NTU,滤后水的浊度为0～1NTU,过滤周期为17h,并且溶气气浮工艺较沉淀工艺投药量小、运行费用省、占地面积小、耗水量少。

给水管网的状态模拟

本文提出了状态估计的带权重最小二乘数学模型,用少量实测节点水压和管段流量估计所有节点水压,用于管网的状态模拟,采用附加节点流量伪测量数据,解决了解的惟一性问题.采用Marquardt法求解数学模型,收敛迅速,模型的解稳定.算例分析表明,估计的精度较高,能满足管网实时模拟的要求.

改性方解石的除磷能力研究

选用颗粒方解石,对其表面进行改性,便于磷在其表面的吸附、结晶、沉淀,形成永久性固态磷,加速磷的自然沉淀过程。考察了改性的最佳条件和改性方解石除磷的影响因素。结果表明,方解石的最佳改性条件:改性液TP、Ca2+、HCO-3分别为93.00、120.00、244.00 mg/L,浸泡时间2d;改性方解石具有持续的除磷能力,在实验前76h的平均除磷速率为0.053 0mg/(g·d),而稳定阶段的除磷速率为0.021 4mg/(g·d);待处理水样的Ca2+浓度对改性方解石的除磷效果有较大影响,Ca2+为120.00mg/L时除磷效果最好,碱度对除磷效果的影响很小;pH≤7.30,投加改性方解石系统中磷的去除以改性方解石表面Ca-P结晶为主,而当pH≥8.15时,溶液中发生Ca-P沉淀,而Ca-P结晶逐步减少;水温对改性方解石的除磷效果具有显著影响。

测压点优化布置及状态估计在西安市给水管网中的应用

利用模糊聚类方法 ,优化选择了西安市给水管网测压点 .在某一工况下 ,分别用优化选择的测压点水压和按经验选择的测压点水压估计所有节点的水压 ,用于管网的状态模拟 .计算表明 ,模糊聚类选择的测压点具有较好的代表性 ,估计的 1 1 5个节点水压值与实测值误差的方均根为 1 .3 8m,估计精度较高 ,能满足管网模拟的要求 .同时表明 。

预压力混凝沉淀去除扬州水源水中蓝藻的试验研究

为了安全、高效地去除水源水中蓝藻,对原水短暂施加外压,使蓝藻细胞内气囊破裂而失去浮力,从而提高混凝沉淀去除效率.试验对比研究了预压力和预氧化混凝沉淀对扬州水源水中藻类和浊度的去除效率,并比较了预压力和预氧化后水中溶解性TOC（DOC）、藻毒素和消毒副产物前驱物的变化情况.预压力混凝沉淀出水浊度1.09～1.23 NTU;叶绿素a浓度3.1～4.3 μg/L,平均去除率91％;经0.5～2 mg/L高锰酸钾预氧化混凝沉淀出水浊度4.82～7.38 NTU;叶绿素a浓度5.68～14.57μg/L,平均去除率72.7％.预压力后水中DOC、藻毒素和消毒副产物前驱物基本未增加,而预氧化后对应指标均明显增加.

Wolfe法和Rosen法在给水系统参数估计中的应用研究

为了估计给水系统节点流量和节点水压参数,实时模拟给水系统的运行状态,本文建立了参数估计最小二乘数学模型。该模型是带等式、非负约束的非线性优化问题。利用Wolfe既约梯度法和Rosen投影梯度法求解优化模型,讨论了模型求解步骤,得出了Rosen投影梯度法中投影矩阵的快速计算方法。编制了求解模型的计算机程序,应用于实际给水系统的参数估计,估计的节点水压与实测节点水压的平均误差为1.35m,表明模型及其求解方法是可行的,且Rosen法的速度更快。

石膏粉对太湖水中磷的钝化能力

利用建筑石膏粉和医用石膏粉进行了去除太湖水中磷的实验研究,单位重量石膏粉除磷量与溶液中磷浓度正相关,石膏粉除磷量随着pH值的增加而增加,2种石膏粉除磷规律在pH值=6和7时符合Langmuir吸附等温式,极限除磷质量比分别为0.0704mg/g和0.0476mg/g;在pH值=8-10的条件下除磷效果明显提高,吸附除磷量符合Freundlich吸附等温式.