聚醚砜载镧吸附剂的制备及其吸附除磷性能研究

用孔径为3.0μm的聚醚砜(PES)高分子膜材料在质量分数15%的NaOH、摩尔浓度1.42 mol/L的LaCl_(3)最优条件下制备得到了一种PES载镧吸附剂,镧负载质量比达到34.4%,吸附平衡时的磷吸附量最高可达65.1 mg/g,在较宽的pH范围(3.5~6.5)内保持较好的除磷性能,且几乎不受常见的竞争阴离子干扰,具有较强的选择吸附性。PES载镧吸附剂有一定的循环再生能力,在5次吸附/再生循环后,吸附量保持率仍有76.0%,而且动态除磷实验时也能高效除磷,并可再生循环,展示了良好的工程应用前景。

长江经济带城镇污水处理现状调查与分析

为摸清长江经济带污水处理现状,助力长江经济带城市水环境保护,采用座谈、资料收集和现场走访的方式,调查了长江经济带7个重点省区城镇600座污水处理水厂的运行规模、处理工艺、运营模式,分析了污水处理领域主要竞争主体和市场空间。结果表明:长江经济带7个重点省区污水处理率达到97.69%,与全国平均水平基本持平,但污水处理厂进水污染物浓度普遍低于全国平均值;污水处理工艺以A2/O和氧化沟工艺为主,运营模式主要为BOT和托管运营,占比约50%;污水处理市场空间仍较大,污水管网的建设和修复将引领新的投资热点。研究成果可为长江经济带城镇污水处理投资和决策提供基础数据支撑。

海上风电场复合桩基础体型优化及承载力特性研究

基于弹性地基反力法,推导出复合桩基础水平承载力理论计算公式,并以承载力和结构强度满足设计要求为约束条件,根据SQP优化理论对基础进行体型优化。采用三维有限元分析的方法,系统地研究了复合桩基础水平承载力特性,分析了基础桩侧土体抗力的分布形式。研究结果可为复合桩基础的结构设计以及实际运行过程中安全性和稳定性的控制提供了参考依据。

藻源污染物特性对高藻水微滤处理过程中膜污染的影响

采用不同生长时期的藻细胞、藻源型有机物(AOM)及原藻液进行过滤实验,研究不同生长时期的藻源污染物对膜污染的影响特性及机制。利用UMFI法分析不同生长时期的藻细胞、AOM及原藻液的污染程度;采用CRITIC分析法定量分析了不同生长时期的AOM和藻细胞在混合过滤过程中对膜污染的贡献率,同时采用混合污染堵塞模型分析了不同生长时期的原藻液不同过滤阶段的主要污染堵塞类型。结果表明,3个生长时期的藻细胞及AOM的膜污染程度均为对数期最轻;值得注意的是,在原藻液过滤过程中藻细胞及AOM的膜污染贡献率随着生长时期的不同而有所变化,其中AOM的污染权重随着生长时期的延长不断减小,而藻细胞的污染权重随着生长时期的延长不断增大。不同生长时期的原藻液过滤过程中均呈现两段式污染堵塞类型,并且后段均为滤饼堵塞。研究不仅阐明了藻源型污染物特性对微滤处理高藻水膜污染的影响机制,同时也为改善膜污染的技术开发提供参考。

深厚软基河道岸坡生态治理方案研究——以鄂州市长港河旭东村段为例

为解决深厚软基河道岸坡整治中的安全性与生态性、景观性难以兼顾的问题,达到人水和谐的生态治河要求,以湖北省鄂州市长港河旭东村段为研究对象,提出了集安全性、生态性、观赏性于一体的“亲水平台+生态框+植生块护坡+水生植物”护岸形式以及预应力管桩加固地基的岸坡综合整治方案。采用AutoBank 7.7软件计算不同桩长的软基加固方案在不同工况条件下的河岸稳定安全系数,并分析了桩长与河岸稳定之间的关系。结果表明:用于加固地基的管桩桩长变化对于岸坡的稳定影响较大,在桩长达到临界长度之前,岸坡的安全系数逐渐增大,当桩长达到一定程度后,安全系数不再随桩长的增加而增加。该方案治理效果良好,可为类似工程提供一定参考。

太湖流域圩区排涝分级调度影响研究

【目的】近年来随着太湖流域圩区排涝能力建设,流域洪涝风险逐渐由圩区向圩外河道转移,圩区排涝与区域、流域防洪间的矛盾日益凸显,为缓解这一矛盾,【方法】研究提出了圩区排涝泵站的分级调度方案,并以武澄锡虞区为典型区域,采用水动力模拟的手段,对不同降雨条件下调度方案改变对洪水演进过程的影响进行了研究,将分级调度方案与现状调度、减小动力及抬高起排三种方案进行了对比分析。【结果】结果显示,减小动力方案在遭遇高强度暴雨时无法及时排涝,导致圩区发生内涝灾害;抬高起排方案在利用圩区蓄水时未能有效利用圩外河道的行洪能力,无法有效降低圩外河道洪峰水位;分析提出的分级调度方案充分利用了圩内调蓄与圩外行洪能力,同时保障了圩内、外涝风险可控。【结论】结果表明,在合理的分级方案下,分级调查可以在确保圩内洪涝灾害风险可控的前提下降低圩外河道行洪压力,实现圩内-圩外洪涝风险的动态共担。

多目标协同视角下城市湖泊综合治理策略研究——以芜湖市凤鸣湖为例

城市湖泊多为浅水水体和半封闭的缓流水体,长期受到流域人口增长、资源开发利用、经济社会发展等多重外部压力源的强烈胁迫作用。文章以芜湖市凤鸣湖为例,在深度剖析城市湖泊问题成因的基础上,提出了“多问题导向、多目标协同、多元化治理”的城市湖泊综合治理模式,并从控源为先、内源治理、活水循环、生态修复、景观提升和产业引导等6个方面提出了城市湖泊综合治理策略和技术体系。研究成果有助于协调城市湖泊治理、保护与发展的关系,推动城市湖泊综合开发利用和水产城融合发展,同时也能为国内同类型城市湖泊综合治理提供借鉴。

酒类企业对赤水河流域水环境的影响

针对赤水河流域的水环境现状和流域内酒类企业的发展概况,分析酒类企业在赤水河流域经济结构中所占的地位和酒类企业对水质的依赖与影响,认为酒类企业对赤水河流域水环境具有极其重要的影响。从流域综合保护与发展规划的缺失、酒类企业环保工作相对不足,以及流域保护与治理的投融资模式相对滞后等维度,分析赤水河流域水环境保护工作中酒类企业存在的问题,并提出政策建议:尽快开展流域综合性保护与发展规划的编制工作,规范流域内酒类企业发展,探索建立排污权交易市场并提高排污费征收标准,建立稳定可靠的流域水环境保护与治理投融资机制和生态补偿机制等。

发达国家水利现代化历程及其对中国的启示

将发达国家水利现代化历程划分为农业社会的水利发展模式、大规模水利工程建设兴起、恢复河流运动的兴起、水利事业发展迈向流域综合管理以及水利发展向绿色、生态、环保转型等5个阶段。阐述了各时期的主要特点,列举了各阶段的标志性事件,总结了发达国家水利现代化的主要经验。在此基础上,从新形势下水问题的变化及水利现代化被赋予了更丰富的时代内涵2方面论述了中国水利现代化转型的必要性。最后,借鉴发达国家的水利现代化经验,从流域综合管理、水生态和水环境保护、水资源开发利用和水灾害防控等4个方面提出了促进中国水利现代化的若干政策建议,并构建了未来一段时期内中国水利现代化建设改革路线图。

平原河网地区水域纳污能力与限排总量控制方案研究:以江阴城区为例

控制单元水域纳污能力计算是水环境治理的重要基础工作,平原河网地区部分河道由于河网结构与水动力条件复杂、缺乏实测水文资料等原因,纳污能力计算的设计水文条件获取难度较大。文章以江阴城区为典型区域,采用水文频率分析与数值模型相结合的手段,模拟计算各控制单元水域设计流量与流速,采用排口均匀概化的河道一维模型进行纳污能力计算,并结合污染负荷测算成果制定控制单元限排总量控制方案。结果表明,江阴城区现状入河污染负荷较大,水动力条件偏弱,入河负荷总量远超纳污能力,需采取限排措施;采用本研究中河网水动力模拟的方式计算最枯月平均流量与流速作为设计水文条件,可同时考虑研究区域上游来水、区间径流、下游顶托及引活水调度等因素对纳污能力的影响,提高纳污能力计算成果的合理性,对相似条件平原河网地区具有推广应用价值。

MIKE11模型在山区中小河流生态护岸工程中的应用研究——以浏阳市南川河为例

新形势下新的治水思路要求在护岸工程规划设计中体现人水和谐的理念,充分发挥护岸工程的防洪、生态与经济效益。河道水力计算是衔接流域水文分析计算与水工结构设计的关键环节,对护岸工程选型、规模和造价都有着重大影响。以山区中小河流浏阳市南川河为研究区域,将流域设计洪水作为输入条件,采用MIKE11一维水动力模型进行河道水力计算,针对河道现状问题提出差异化的生态护岸工程方案,并利用模型分析工程实施后的效果。结果表明,经参数率定后的MIKE11模型可较准确地反映南川河河道水流条件,计算结果可用于指导护岸型式的选取及设计参数的确定,据此制定的生态护岸工程方案可起到固坡护岸、强化河道行洪安全、稳定河势和改善河道生态状况的效果。

河湖岸线保护与利用规划编制实践与探讨

为加强河湖岸线管理工作,促进河湖岸线的有效保护与合理利用,各地按《河湖岸线保护与利用规划编制指南(试行)》要求编制河湖岸线保护与利用规划。安庆市城市规划区河湖岸线保护与利用规划采用合理的技术路线,厘清了安庆市城市规划区50河10湖岸线保护与利用的现状及问题,划分了岸线临水边界线和外缘边界线从而确定管理范围,划定了河湖功能区并针对各功能分区提出了管控措施,作为安庆市城市规划区河湖岸线保护与利用的顶层设计和基本依据。基于该实践工作,提出了河湖岸线保护与利用规划编制可因地制宜增加洪水分析与管控指标确定等内容、增加河湖保护范围划定要求、岸线功能分区规划图应尽量使用大比例尺等建议,为其它河湖岸线保护与利用规划编制提供参考。

黑臭河道底泥重金属污染特征及生态风险评价——以平原河网地区江苏省江阴市为例

为了解平原河网地区河道沉积物中重金属的污染特征,选取江阴市城区10条非黑臭河道和17条黑臭河道作为研究对象,分析河道表层沉积物中Cu、Cr、Ni、Zn、Pb、Cd、As、Hg等8种重金属的分布特征,并对其来源及生态风险进行评价。评价结果表明:①江阴市城区黑臭河道与非黑臭河道沉积物中重金属均超过其背景值,已表现出明显的富集累积趋势,但各重金属浓度在黑臭河道与非黑臭河道中没有显著差异(p>0.05)。②相关性分析及主成分分析表明,沉积物中多数重金属元素来源具有一定的相似性,主要受到工业污染、农田面源污染、交通污染和自然地质作用的影响。③潜在生态风险系数评价结果显示,各重金属的潜在生态风险顺序在黑臭河道中为Hg>Cd>Pb>As>Ni>Cu>Zn>Cr,在非黑臭河道中为Hg>Cd>Cu>As>Pb>Ni>Zn>Cr,其中Hg和Cd对潜在生态风险指数的贡献最大,在黑臭河道与非黑臭河道中的贡献占比均超过60%。8种重金属潜在生态风险指数介于53.1~961.5,总体处于低或中等生态风险水平,但局部河段具有高生态风险。

原位固化法(CIPP)在排水管道修复中的应用——以安徽省某市为例

随着长江大保护战略的提出,各地陆续开展水环境综合治理、污水系统提质增效行动,水环境整治、提质增效的关键是市政管网。管道破损、渗漏管网最突出的问题,针对排水管网的修复、改造是水环境整治及污水系统提质增效的关键内容。管道修复改造有开挖技术及非开挖技术,其中非开挖技术中CIPP修复在排水管道中的应用越来越频繁,其适用的修复范围、修复壁厚设计、修复可靠性为技术应用中的难点,本文以安徽省某市污水管道修复为案例,探讨CIPP修复技术的适用范围、壁厚计算、修复效果等。希望能对CIPP修复技术在其它地区市政排水管网修复应用提供参考。

静水条件下超疏水性对混凝土Ⅰ型裂缝扩展的影响

高水压力随水流浸入作用于结构缺陷或裂缝缝面导致结构开裂或裂缝扩展的工程问题在国内外多座高坝中均有发生.超疏水混凝土表面对水分具有较强的排斥作用,水流浸入裂缝的范围小于普通混凝土,对于上述工程问题应具有抑制作用.为此,将裂缝受力扩展考虑为Boussinesq问题,并借鉴Westergaard应力函数,推导了集中荷载下的缝面位移函数和均布荷载下的缝面位移和裂缝延长线应力函数.根据应变能释放率理论,建立了水流入浸导致裂缝扩展的计算模型与迭代步骤,可以进行不同疏水性材料裂缝扩展的定量分析.算例分析表明,相对普通混凝土,超疏水混凝土对高水压下的裂缝扩展具有较好的抑制作用,而且超疏水混凝土裂缝尖端具有更好的应力状态.

江阴市主城区水系连通方案研究

江阴市主城区河湖水系割裂严重,水系连通性整体较差,现有水系连通工程仅对主城区西侧有有限的改善效果。本研究以长江为主水源地,基于“外引长江、内活水系”的基本思路,制定了系统的水系连通方案,构建了江阴市主城区一维河网数学模型,分析了水系连通工程实施后水动力改善效果。经分析,水系连通方案实施后,骨干河道流速增了0.01~0.1 m/s,水系连通对水动力改善效果明显,同时骨干河道流速大于0.05 m/s的河道占比83%,满足水系连通目标要求。

厄瓜多尔Guayas流域综合规划研究

Guayas流域是厄瓜多尔的农业主产区、工商业中心、科技和教育中心,在全国占有极其重要的地位。通过分析Guayas流域在水资源、防洪、水质和水环境方面存在的主要问题,提出了一系列的水资源配置、防洪、水资源保护、水土保持等工程和非工程措施,可有效解决干旱、防洪、水质、水土流失等问题,为顺利实现该国宪法和美好生活规划提出的系列目标提供了保障,同时将产生巨大的社会效益和经济效益。

三峡水库运用后长江中游河床冲淤调整特征流量变化对比研究

为对比分析三峡水库下游河床冲淤调整特征流量时空变化规律,选取1981~2016年长江中游宜昌、枝城、沙市、监利、螺山和汉口6个主要水文站实测资料计算造床流量、有效流量和平滩流量,并分析特征流量变化的统计特性。结果表明,三峡水库蓄水运用后,不同特征流量发生了差异性调整,造床流量呈一致减小的变化趋势,有效流量与平滩流量的变化呈明显的空间分异性;与之相应,不同特征流量在累计水沙输移占比、流量频率以及流量重现期等方面的变化有所不同。蓄水前后,各水文站造床流量累计流量频率变化均较小,有效流量累计径流占比、累计输沙占比和累计流量频率在蓄水后一致增加,平滩流量与1.5年重现期流量大致相当。

聚吡咯膜电极选择性分离离子研究

电渗析作为一种高效且环境友好的电驱动膜分离技术,可以在外加直流电场的驱动下实现离子的选择性分离,被广泛应用于水处理与资源回收,其中离子交换膜是选择性分离的关键.本研究采用电化学沉积法成功制备了聚吡咯/对甲苯磺酸(PPy/pTS)膜电极,发现其可在0.4 V与-0.8 V(vs.Ag/AgCl)下分别发生氧化和还原反应,并伴随着阴离子的嵌入和脱出,从而实现阴离子的富集与分离.采用PPy/pTS膜电极建立了膜电极电渗析器并进行Cl^(-)和SO_(4)^(2-)的分离.研究发现低pTS的掺杂量有助于提高离子分离性能,pTS浓度为0.1 mol·L^(-1)时,接收液Cl-和SO_(4)^(2-)的浓度分别为0.59 mmol·L^(-1)和0.03 mmol·L^(-1),Cl-/SO_(4)^(2-)分离因子可以达到13.92.此外,优化PPy/pTS膜电极电化学沉积时间.发现沉积时间过短(30 min)时的PPy/pTS膜电极不够致密、无法阻止离子自由扩散,而沉积时间过长(1 h)时PPy/pTS时膜电极离子扩散量低且分离效果不佳,经实验确定45 min为最佳电化学沉积时间.