胶州湾潮汐潮流高分辨率数值模拟研究

基于采用无结构网格和有限体积方法的FVCOM陆架模式,考虑8个主要的天文分潮,建立胶州湾三维高分辨率数值模型来重现和研究其潮汐潮流变化状况。与实测资料对比验证表明,模拟结果与实测值吻合较好。在此基础上,根据模拟结果计算得到了较以往更为精细的同潮图和潮汐、潮流、余流分布特征。研究结果揭示,最大可能潮流和最大余流都发生在团岛附近,流速分别可达2.14和0.43 m/s;除了湾口附近前人报道过的4个余流系统外,还在中部首次揭示了2个相对较弱的余流系统;潮流能通量在内外湾口呈"左进右出"的结构;胶州湾的平均纳潮量为8.31亿m3;染色试验表明,胶州湾30 d的水交换率为36.8%。

活性炭涂层电极电吸附除盐性能研究

构造了简易的电容去离子(CDI)反应装置,以活性炭粉末为吸附材料,聚偏氟乙烯(PVDF)为黏结剂,石墨粉为导电剂。这3种物质的质量比为8∶1∶1。采用涂覆分解法制备活性炭电极,研究其电吸附除盐性能。利用扫描电子显微镜(SEM)对电极的表观形态进行分析,利用电化学工作站对电极材料的电化学性能进行分析,并估算单位质量电极的电容。通过单因素试验得到电容去离子试验的最佳反应条件:端电压为1.6 V,流量为10 L/min,极板间距为2 mm。此条件下离子去除率可达47.9%。吸附达平衡后断开电源,进行电极可再生性研究。结果表明,电极在短时间内即可再生。

复合膜生物反应器处理采油废水的挂膜及污泥驯化

向膜生物反应器（MBR）中投加聚丙烯（PP）填料作为生物膜载体,构建复合膜生物反应器（HMBR）。为了改善HMBR对采油废水的生化处理效果,对系统内活性污泥进行驯化及挂膜培养。分别研究了驯化期系统内污泥性能、填料挂膜效果、微生物相的变化情况以及对废水的处理效果。结果表明,经过25 d的驯化培养后,评价污泥浓度与沉降性能的指标如MLSS、MLVSS、SVI等明显改善。填料挂膜成熟,填料上的生物量稳定在1 500 mg/L,生物膜厚2~3 mm,在生物膜表面以及悬浮污泥中,一些表征污泥成熟的微生物相包括菌胶团、轮虫、纤虫大量出现。系统出水的CODCr去除率为88%,含油量去除率为95.6%,表现出了对采油废水的良好处理效果与抗冲击负荷能力。相比传统MBR,HMBR中的膜孔阻力Rp和滤饼层阻力Rc分别降低了48.7%和51.8%,说明HMBR能够有效控制膜污染。

膜生物反应器中EPS的提取方法

以一体式膜生物反应器(MBR)中的活性污泥为对象,以蛋白质、多糖和核酸的提取量作为污泥中附着性胞外聚合物(B-EPS)提取总量的衡量指标,研究了加热法、超声法、NaOH+甲醛法、高速离心法、蒸汽法、硫酸法等6种不同方法对B-EPS提取的最优条件;并在最优提取条件下对B-EPS提取总量进行比较分析,确定最佳B-EPS提取方法。结果表明:超声提取法、高速离心提取法、蒸汽提取法、硫酸提取法对B-EPS的提取总量较低;NaOH+甲醛法对B-EPS的提取总量虽然较高,但易导致测定出现误差,且抽滤时有结晶,影响操作;加热法对B-EPS提取效果较好,对细胞破坏程度小,且操作过程简单。因此,确定加热法为B-EPS的最佳提取方法。

Fe_(3)O_(4)@CNF@Zn-BTC复合材料制备及其去除水中磷的性能

针对目前如污水厂二沉池出水磷含量超标等磷污染现状,以水体中磷元素为吸附去除对象,合成了一种新型材料Fe_(3)O_(4)@CNF@Zn-BTC用于磷元素的特定吸附,由磁性纳米Fe_(3)O_(4)粒子、羧基化纤维素纳米纤维和金属有机骨架Zn-BTC在一般实验室条件下制成。CNF材料与MOFs材料的负载提升了复合材料的结晶度,进而提升复合材料的刚性和稳定性,且产生TOCNF表面—COO—和Fe以及MOFs上相关的键合,提升复合材料孔道率的同时提升了材料的刚性,极大程度上弥补了MOFs材料的刚性、稳定性短板。用SEM、FTIR、XRD、XPS和BET等对制成的Fe_(3)O_(4)@CNF@Zn-BTC进行了表征分析,并探讨了其在常温常压条件下对于水体中微量磷元素的去除效果。结果表明:对于10 mg/L的含磷水样,投加极少量Fe_(3)O_(4)@CNF@Zn-BTC材料可在常温常压60 min将磷元素含量降至0.3~0.5 mg/L,符合GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级A标准,平均去除率高达95%。与其他如活性炭等常规除磷材料相比,Fe_(3)O_(4)@CNF@Zn-BTC材料除磷效率高,回收简单,再生性强,价廉易合成。因此,Fe_(3)O_(4)@CNF@Zn-BTC在改善磷污染环境水质方面具有巨大前景。

膜生物反应器中EPS的提取方法

以一体式膜生物反应器（MBR）中的活性污泥为对象，以蛋白质、多糖和核酸的提取量作为污泥中附着性胞外聚合物（B-EPS）提取总量的衡量指标，研究了加热法、超声法、NaOH＋甲醛法、高速离心法、蒸汽法、硫酸法等6种不同方法对B-EPS提取的最优条件；并在最优提取条件下对B-EPS提取总量进行比较分析，