柘林水库污染物来源及水体分层对水质的影响

为探究水源水库污染物来源及水质变化规律,以九江市水源地柘林水库为研究对象,于2013年4月—2014年4月逐月对柘林水库进行水质监测.现场测定水温、溶解氧等指标,分层取样测定水体CODMn、TOC、TN、TP、Fe、Mn等水质指标.结果表明,柘林水库主要污染物来源为上游来水,其对CODMn、TN、TP贡献率分别达88.3%、76.2%和67.6%.在水体稳定分层期,底部水体CODMn、TOC、TN、TP、Fe、Mn质量浓度分别升高至3.8、2.4、1.12、0.14、0.42和0.34 mg/L;藻类计数及藻种鉴定结果表明,此时期主库区最大藻密度达2.25×106L-1,以绿藻为主.水体混合后出现Mn质量浓度超标问题,达0.16 mg/L.

造粒流化床处理深圳梅林水厂的生产废水研究

深圳地区自来水厂的生产废水水质具有有机物含量高、沉降性能差、易发酵变质的特点,采用传统的＂浓缩-调质-脱水＂工艺处理时效果往往不佳.为此,开展了造粒流化床处理梅林水厂生产废水的中试研究.试验结果表明,造粒流化床用于深圳地区水厂生产废水的处理是完全可行的,且具有出泥沉降脱水性能好、出泥浓度高和出水水质好等优点.试验条件下,污泥沉降速率可由0.01 mm/s提高至5 mm/s,污泥浓度可由5g/L增至30g/L左右;0.05 MPa下的污泥比阻＜5×1011m/kg,可以直接脱水;流化床出水浊度＜10 NTU,色度为20～28倍,pH值为7.5～8.0,达到了〈生活饮用水水源水质标准〉的二级标准.

新时代背景下环境类研究生学术表达与创新能力培养

随着环境问题日益凸显,人们越来越意识到新时代生态文明建设的重要性。环境类研究生教育旨在启发学生树立生态文明建设理念,系统地解决复杂环境问题,推动创新型国家建设。学术表达能力是研究生综合素质和创新能力的重要体现,该文分析目前环境类研究生培养过程中存在的问题,以及影响研究生学术表达的多种因素,着重阐述如何通过学术表达能力培养课程培养研究生的创新能力,以期培养兼具学术表达与创新能力的高素质人才。

面向中国式现代化的环境类研究生教育模式创新探索——以西安建筑科技大学为例

文章首先阐述了环境类研究生教育的时代现状与基本特点,然后论述了面向中国式现代化的环境类研究生教育模式创新实践,最后总结了面向中国式现代化的环境类研究生教育模式创新成效,其中创新实践包括立足社会根本需求,确立环境类研究生培养目标及特色方向;结合学科特点,优化人才培养体系,满足环境类研究生需求两个方面。

基于目标导向的生态恢复原理与实践课程教学设计

文章基于本硕一体化培养的特点,提出了基于目标导向的生态恢复原理与实践课程教学设计,包括课程目标设计、教学对象分析、教学方法分析、课程内容分析、基于目标导向的模块化融合式教学设计、课程考核评价。

峡谷型水源水库蓄水过程水质变化特征及其影响要素

水源水库是城镇居民最主要的饮用水水源,新建水库选取引水水质一般较好,然而由于水库蓄水过程中水质受到降雨径流入库、水动力条件和分层结构变化的共同影响,库区水体水质仍可能呈恶化趋势.本研究重点探索水库蓄水过程中水质演变规律,解析水源水库污染特征.以固定频率取样检测的方法,跟踪监测陕西省汉中市三河口水库蓄水过程上游河道及库区水质,分析上游来水水质、库区水体分层结构及水动力条件等要素的改变对水库水质的影响.结果表明:①2021年6−7月三河口首次较大流量蓄水过程受来水温度影响,来流水体以底部潜流的形式进入库区,并在底部形成新的温度分层;双温跃层结构的形成导致在水体中部和底部各自形成厚度达15和10 m的厌氧水层.②9月初第二次特大流量径流入库彻底破坏水体热分层结构,水体在径流和气温的共同作用下实现完全混合.③水源水库蓄水过程水质受入库径流与水体分层结构共同影响:6−8月水库入库径流量小且污染负荷低,库区氮磷及有机物浓度有较小波动,而热分层结构阻碍了污染物的垂向传递,温跃层水体总氮浓度和高锰酸盐指数在垂向上呈较大值,分别为1.78和6.0 mg/L;8月至9月初入库径流量大且污染负荷较高,全库区氮磷及有机污染物浓度升高明显,总氮浓度由1.07 mg/L升至1.56 mg/L,总磷浓度由0.021 mg/L升至0.029 mg/L,高锰酸盐指数平均值由5.18 mg/L升至6.18 mg/L.水库蓄水过程中,上游径流入库是影响主库区水质的重要因素之一.

淡水硅藻水华成因与控制技术研究进展

在全球气候变暖和人类活动的共同影响下,硅藻水华爆发趋势加剧,并对水生态及供水安全产生负面影响.因此明确其形成原因并探索高效的防控技术至关重要.目前关于淡水硅藻水华已有较多研究成果,但缺少系统性整理.淡水硅藻水华爆发的关键因素为温度、光照、营养盐和流速.在原位防控方面,生态调度和扬水曝气等物理技术较为成熟,低剂量的化学药剂处理效果不佳,而生物方法的实施会受到环境条件的限制.联合使用混凝剂和助凝剂或氧化剂可以有效去除硅藻,但硅藻水华范围的扩大致使部分水厂未能及时调整工艺,影响制水效率.本文对硅藻水华的成因及防治方法进行了分析和总结,与蓝藻水华进行比较,并展望后续研究热点,对确保饮用水安全和水体污染控制与治理有着重要意义.

紫外联合过氧甲酸灭活真菌孢子的效能与机制

探索了紫外/过氧甲酸(UV/PFA)联合工艺对两种典型致病真菌(黑曲霉和黄曲霉)的灭活效能与机制.结果显示,UV/PFA在8min时可实现黑曲霉1.21-log、黄曲霉2.08-log的灭活,且效率高于单独PFA和单独UV的效率之和,表现出协同作用.联合灭活的机制主要是UV能活化PFA生成强氧化性的羟基自由基(·OH)对细胞膜造成破坏,提高胞内活性氧水平增大细胞应激,也便于PFA渗透进入细胞内部,从而增强灭活效率.联合灭活过程中起主要作用的是UV,其次是·OH,二者在黑曲霉灭活中的贡献率分别87%和11%,在黄曲霉灭活中的贡献率分别为71%和27%.此外,经过联合灭活后,真菌再生长的时间推迟,再生长的最大潜能也得到抑制.

人工强制混合藻华控制研究进展:理论、技术与机制

人工强制混合技术通过调控水动力条件对藻类生长和结构产生影响,已在全球湖库应用多年,国内外相关研究较多.然而,缺少综述性整理,尤其是对不同技术应用前提、适用条件及优缺点等认识不够,导致技术错用而没有发挥其优势,出现了控藻效果差,甚至无效等现象.本文主要结论如下:①该类技术通过调控混合层深度(Z_(mix))控制藻类生物量与结构变化,其应用效果主要与湖库水深、混合器平面布设、系统运行方式和混合效率有关;②该类技术控藻周期(藻密度削减95%以上)约为2周,控藻推荐的Z_(mix)阈值>15m;③该类技术主要适用于深水型水体,遴选控藻技术时应考虑适用条件、成本效益等.

金盆水库上游降雨径流二维泥沙输移沉积模拟

为了探究降雨径流在不同流量、含沙量下对西安市金盆水库水体的影响规律,基于湍流流动模型,对2022年10月降雨径流时期西安市金盆水库上游的泥沙输移和沉积进行了数值模拟,并对所建立模型的可靠性进行了验证。通过对不同流量、含沙量下的径流进行模拟计算,表明在沿程前部断面处,流速越大底部含沙量越小;在沿程后部断面处,流速越大断面含沙量越高;径流含沙量越大,断面含沙量越大,泥沙分布厚度越大。因此,可以根据降雨径流时期来水的流量及含沙量分析泥沙输移沉积的过程,为水库的运行维护提供参考。

暴雨径流对峡谷型水库水质的影响

以三河口水库为代表,对2022年汛期多场暴雨径流进行实地监测,探究了不同降雨特征下的径流污染特征、径流入库潜流规律及其对水库水质的影响,并提出优质取水方案.结果表明,降雨径流中总磷和总铁以颗粒态为主,其浓度随降雨强度升高而显著升高,可分别升高至基流中浓度的19和37倍;而总氮和高锰酸盐指数以溶解态为主,其浓度与降雨强度相关性弱,仅可分别升高至基流中浓度的2.6和2.1倍.径流以等密度层潜流的形式进入库区,入库过程通常呈现温跃层潜流,并使中下层水质变差.综合考虑前期降雨指数与日降雨量可有效预测径流量,而径流量是判断主库区是否直接受暴雨径流影响的关键指标.2022-10-03的洪峰流量大于1300m^(3)/s,潜流直接进入主库区,使温跃层的总氮、总磷、总铁和高锰酸盐指数分别由1.224,0.019,0.106,3.790mg/L升高至1.511,0.079,0.828,4.320mg/L,温跃层水质超过地表水Ⅲ类标准长达半个月.工程中可通过分层取水来规避高浊度高污染源水.

真菌氯(胺)消毒过程中消毒副产物的形成特征

以饮用水中常见的3种丝状真菌(黑曲霉、黄曲霉和波兰青霉)及大肠杆菌为研究对象,采用氯和氯胺作为消毒手段,探究消毒过程中消毒副产物(DBPs)的形成规律.结果表明,由于细胞成分及与消毒剂反应活性的差异,4种微生物形成DBPs的潜能不同,顺序为:黑曲霉>黄曲霉>青霉>大肠杆菌,氯消毒过程DBPs的产率分别为73.4,66.3,47.7,27.0μg/mgC,氯胺过程为17.4,14.5,10.4,7.7μg/mgC.曲霉氯消毒形成的DBPs更多来源于细胞壁,细胞壁成分中,黑色素对形成DBPs贡献远高于几丁质和葡聚糖,且对卤乙酸(HAAs)形成的贡献最大;青霉和细菌经消毒形成的DBPs更多来源于细胞内容物.曲霉氯(胺)消毒形成DBPs的种类和浓度受到消毒剂量、pH值、温度及溴离子浓度的影响.

过氧甲酸预处理与紫外联合消毒真菌效能机制

本文探讨预暴露过氧甲酸(PFA)与紫外光(UV)联合PFA处理对真菌孢子灭活效能及机制的影响.研究发现,PFA作为一种有效的消毒剂,在低压紫外光激活下能够产生强氧化作用,破坏真菌孢子的细胞壁结构,进而达到灭活目的.结果表明,PFA的预处理能够加强后续的UV/PFA联合消毒过程,在相同的UV和PFA剂量条件下,经过12min的PFA预处理后再联合UV灭活,黑曲霉和黄曲霉的灭活率分别提升至3.67-log和2.51-log,是直接UV/PFA处理效果的1.21和1.17倍.此外,研究还考察预处理时间、PFA浓度、p H值以及腐殖酸浓度等因素对灭活效果的影响.增大预处理时间和PFA浓度能显著提高灭活效率,而碱性条件下和高腐殖酸浓度不利于灭活效果.流式细胞仪分析揭示PFA-UV/PFA联合处理对细胞膜的破坏更为严重,且活性氧水平显著提高.更多的羟基自由基生成量及更强的协同作用是灭活效果提升的关键因素.此外,PFA-UV/PFA处理对于未彻底灭活的真菌孢子的再生能力抑制效果优于单纯的UV/PFA处理.相较于PAA-UV/PAA体系,PFA-UV/PFA联合灭活体系在灭活真菌孢子方面展现出更高的潜力和效率.

黑河金盆水库大气氮湿沉降特征研究

为探明黑河金盆水库大气氮湿沉降污染特征,于水库主库区进行了为期1年的大气氮湿沉降监测,分析大气湿沉降主要氮污染物浓度和沉降通量特征及影响因素。结果表明,水库氮湿沉降质量浓度均值为2.80 mg/L,主要由NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N组成,占比分别为28%和46%;氮湿沉降质量浓度在冬季最高,为4.70 mg/L;湿沉降NH_(4)^(+)-N与NO_(3)^(-)-N质量浓度比大于1,表明农业活动是湿沉降氮的主要来源;氮湿沉降通量为29.74 kg/hm^(2),占径流TN输入负荷的1.7%;氮湿沉降通量与降水量显著正相关(P<0.05);单因子水质评价结果表明库区降水水质多为劣Ⅴ类,TN劣Ⅴ类占比达75%。金盆水库大气氮湿沉降水平超出我国主要湖泊水库营养氮沉降临界负荷,水体富营养化风险高。

微污染源水的预臭氧化研究

采用预臭氧化和常规工艺联合处理微污染源水的中试结果表明:虽然预臭氧化出水的浊度较原水有一定程度的增加,但提高了常规工艺对浊度的去除率;预臭氧化可有效改善对有机物和亚硝酸盐氮的去除效果,同时还提高了常规工艺对藻类的去除率。

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。

高效石油降解菌的筛选及石油污染土壤生物修复特性的研究

从陕北石油污染土壤中富集分离、优选出7株菌株,并进一步研究了7株菌的生理生化特性.菌株鉴定结果表明,SY21为不动细菌属,SY22为奈瑟氏球菌属,SY23为邻单胞菌属、SY24为黄单胞菌属、SY42为动胶菌属、SY43为黄杆菌属、SY44为假单胞菌属.7株菌的降油试验结果表明,降解8d后,加菌试样的石油烃降解率均达到80%左右,7株菌的石油烃降解速率高于目前已有的报道.接种量越大,石油菌数量越多,石油烃降解率随接种量的增加而提高.采用SY43和SY23菌株对土壤进行生物修复,试验结果表明,投加高效菌株SY43和SY23均可在较短的时间内将土壤中的石油污染物去除,去除率可达88.4%和73.4%,其中菌株SY43的修复效果优于SY23.

斜管沉淀池布水均匀性模拟计算与工艺参数分析

水量负荷的增大和水质标准的提高,迫使许多水厂不得不将平流沉淀池改造为斜管沉淀池,然而改造过程中所遇到的斜管布水均匀性问题一直没从理论上得以解决。通过建立包括长宽比、斜管管径、布水区高度等多个影响布水均匀性因素的水力学方程,定量分析了各种因素的影响规律。模拟计算结果表明:沉淀池长宽比(L/B)对均匀布水性影响最大,当L/B接近6时,布水渠末端的斜管流量极小,布水极不均匀;增大布水渠高度和沿池长方向上减小斜管管径有利于提高布水均匀性。据此在L/B较大的平流沉淀池改造工程中可采取由沿宽度方向布水改为沿长度方向,将沉淀池分格改造为多个斜管沉淀池以及斜管管径沿布水方向由小变大等技术措施提高布水均匀性。

水厂生产废水结团凝聚处理的中试研究

利用结团凝聚技术 ,以西安市某水厂生产废水为处理对象进行了处理规模为 10～ 39 5m3/h的中试研究。研究结果表明 ,用结团凝聚技术处理水厂生产废水是完全可行的 ,且具有处理效率高、出水水质好、排泥浓度高等特点。当原水含水率在 98 5 3%～ 99 96 %范围内变化时 ,水力负荷可达 4 4 5～ 17 2 5mm/s ,出水浊度 2～ 2 0NTU ,连续排泥含水率 93 8%～ 96 % ,排泥可直接进入脱水机脱水 ;相应的工艺操作参数为 :PAM投量为 2 2～ 4 7mg/g干泥 ,PAC(Al2 O3)投量为 1mg/g干泥。

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。