都匀市地埋管换热系统开发利用适宜性分区及开发潜力估算

地热能是一种重要的清洁能源,其开发利用在“双碳”战略中具有重要意义。基于都匀市复杂的地质条件,研究选取地下水位埋深、地下水量、岩土导热系数、比热容和岩石可钻性5个评价指标,利用层次分析法求取各指标权重,再利用ArcGIS加权叠加法分析研究区地埋管换热系统开发利用适宜性并初步估算地热能开发潜力。结果显示,都匀市适宜开发利用区域面积为1,722.37km^(2),占总面积的75%,较适宜开发利用区域面积为563.35km^(2),占总面积的25%,无不适宜区。经估算,区域200 m以浅地热能热容量为1.28×10^(15)k J/℃,冬季总换热功率为3.95×10^(8)kW,可供暖面积为7.90×10^(9)m^(2),夏季总换热功率为3.77×10^(8)kW,可制冷面积为5.38×10^(9)m^(2),年折算标准煤量1.20亿吨,开发利用潜力大。

响应曲面分析优化改性粉煤灰漂珠对水中氟的吸附性能及机理研究

为提升粉煤灰漂珠对水溶液中氟的吸附性能,以氧化钙为原料,采用煅烧法制备钙改性粉煤灰漂珠吸附材料.通过响应曲面分析中的Box-Behnken设计吸附氟试验,探讨各吸附因数及其交互作用对吸附效果的影响,确定最佳吸附条件.利用SEM(扫描电镜)、EDS(能量散射光谱)、XRD(X射线衍射)以及BET比表面积等手段对吸附材料进行表征,并结合吸附动力学、吸附等温试验探讨钙改性粉煤灰漂珠吸附剂的除氟机制.结果表明:①初始ρ(F-)和吸附温度对改性粉煤灰漂珠吸附水中F-的去除率有显著影响,当p H为5. 0、初始ρ(F-)为125 mg/L、吸附温度为40℃时,改性粉煤灰漂珠对水中F-的吸附效果最佳.②动力学试验显示,改性粉煤灰漂珠对水中F-的吸附过程符合准二级动力学模型,说明该吸附过程主要以化学吸附为主;与Langmuir和Freundlich吸附等温模型相比,Temkin吸附等温模型更适合于描述该吸附平衡过程.③SEM、EDS和BET比表面积分析显示,改性后的粉煤灰漂珠内部生成了具有不规则表面和多孔结构的含钙团簇物质,从而增加了BET比表面积,改善了孔隙结构. XRD分析显示,钙改性粉煤灰漂珠主要通过离子交换作用吸附去除水中的F-.研究显示,以工业废物为原料制备的钙改性粉煤灰漂珠吸附剂的最大除氟率为93. 59%,是一种具有应用潜力的低成本吸附材料.

硫铝酸盐水泥去除微污染水体中磷的性能及机理

微污染湖泊、水库等水体中磷的去除已成为水质研究的主要方向.磷是造成水体富营养化的关键因素,其浓度较低时即可导致水体富营养化与水华的发生,许多除磷方法对低浓度磷的去除效果不佳.因此,我们从22种天然矿物、火山灰质材料和水硬性材料中,筛选出了能高效去除低浓度磷的硫铝酸盐水泥(代号R.SAC 42.5,简称R),该材料在中性、偏酸性的溶液中呈絮凝体状态.本文从吸附动力学、等温吸附曲线、SEM和XRD分析3个方面研究了R对微污染水体中磷的去除机理、环境因素(pH、温度、光照、扰动和溶解氧浓度)对已被R絮凝体吸附的磷酸盐再次溶出的影响以及R在实际微污染水体中的应用效果.结果表明,中性条件下,R絮凝体在0.5 min内就可完成对磷酸盐的去除.当R絮凝体用量为0.10 g/L时,可将0.10 mg/L的磷酸盐完全去除.初步分析表明,磷的去除是由于R絮凝体与磷酸盐之间的化学吸附作用,吸附初始反应阶段可由Langmuir等温线描述.SEM和XRD分析表明磷酸盐主要吸附在R中的硅酸三钙表面,絮凝后的R通过溶液中离子的网捕、压缩、沉降增加了磷酸盐吸附量.环境因子实验表明,在pH为5.0~8.0范围内,磷酸盐去除率可达90%以上.光、温度和溶解氧不影响磷酸盐的去除.扰动会导致部分磷酸盐解吸,但磷酸盐浓度仍低于0.05 mg/L.对微污染湖泊/水库除磷研究表明,絮凝后的R在湖泊/水库除磷、截留水中悬浮物、预防水体富营养化与水华方面具有潜在的应用前景.

污染场地地下水“三氮”空间分布研究

场地污染是产业结构和产业布局优化升级后遗留的一大环境问题,以都匀市某废弃化肥厂为例,利用场地调查及“三氮”检测结果,采用反距离权重法(IDW)对地下水中“三氮”进行插值分析,结合地下水流场构建及地球物理勘探手段,综合分析污染物的空间分布。结果表明:生产区所在破碎带为污染重点区,区域NH^(+)_(4)浓度高达140.00 mg/L,污染深度约60 m,并且污染物沿地下水下游迁移,影响邻近区域。NO^(-)_(2)分布趋势与NH^(+)_(4)一致,NO^(-)_(3)分布有一定差异性,其浓度值在钻孔ZK2和泉点S2区域较高,水中O_(2)含量以及周边农田对次结果有较大影响。