中美科研建筑给排水设计规范对比研究

科研建筑是指科研实验室等用来从事科学研究和实验工作的建筑物类型。近年来随着中国建筑行业的发展,科研建筑模式与功能有了很大的变化,因此对科研建筑设计规范进行研究相当重要。笔者立足于科研建筑这一主题,着重于科研建筑设计的给排水部分,研究美国科研建筑设计标准、规范和政策的独特之处,结合国内现状,调研中国科研建筑设计标准现状,对中美科研建筑规范体系进行对比研究,为提出适合中国科研建筑的设计方法提供思路。

城市地表径流胶体与溶解性有机物结合特性

为探究城市地表径流胶体与溶解性有机物(DOM)结合特性,考察了不同pH值条件下径流胶体与DOM的吸附行为,并揭示其主要作用机制.结果表明,Langmuir模型可以较好地描述不同pH值时径流胶体对DOM的等温吸附过程,且随pH值增加其最大吸附量逐渐减小,pH值为3.0的最大平衡吸附量是pH值为6.0时的4.0倍;与DOM结合后,径流胶体Zeta电位绝对值升高,胶体更稳定且更易迁移;径流DOM中大分子组分更易与径流胶体结合;径流DOM中疏水酸性组分(HoA)和疏水中性组分(HoN)含量较高,分别占总DOC浓度的35.0%和24.3%,且这两种组分最易与胶体结合;径流胶体和DOM的结合作用主要通过羟基取代、表面络合和静电吸引实现.

北京市道路雨水径流溶解性有机物化学组分特性

为探究北京市道路雨水径流溶解性有机物(DOM)的化学特性,采用三维荧光光谱、紫外-可见吸收光谱及红外光谱技术,对北京市不同交通密度道路雨水径流溶解性有机物的化学组分进行分析.结果表明,北京市道路雨水径流DOM以疏水性组分为主,且主要为疏水中性组分.道路雨水径流DOM亲水性组分主要由类芳香蛋白物质组成,疏水性组分除含大量类芳香蛋白物质外,还含有大量类富里酸物质.道路雨水径流DOM疏水性组分的芳香化程度较高、腐殖化程度较低,亲水性组分与之相反.道路雨水径流DOM酸性组分中含异构化的羧基和苯环等官能团,碱性组分和中性组分中多含醚键、酯基、酚类和醇类等官能团.交通密度对道路雨水径流DOM化学组分的物质组成、特性等无明显影响,仅影响各化学组分中的物质含量;交通密度越大,各化学组分中物质的含量越多和芳香化程度越高,腐殖化程度越低.

煤矸石作为环境材料资源化再利用研究进展

煤矸石作为全球排放量最大的工业固体废弃物之一,不仅占用大量土地,还会对大气、土壤等环境造成危害。但煤矸石具有一些环境友好型性能,经预处理后可被资源化再利用为环境友好型材料。综述了目前煤矸石用作环境材料的方式及各种方式的研究进展:煤矸石对营养盐、重金属和有机物等污染物具有一定的吸附性能,预处理之后可以作为一种廉价的吸附剂;煤矸石具有一定的强度,经热活化后强度更大,因此可用作建筑再生骨料生产透水砖、透水沥青等;煤矸石中还含有大量有机质和微量元素,可以增加土壤中的腐殖酸含量,改善土壤土质,从而促进植物生长。建议:今后研究工作应倾向于对煤矸石预处理方式的改进,探索其对不同类型或多种污染物的去除效果及机理;在实际生产中应丰富破碎筛分等处理方式,形成系统的制肥工艺并得以应用;在政策上应制定更加全面的相关标准。

塑料制品中微塑料的释放行为及在环境中的迁移规律研究进展

塑料制品的管理及处置不善是导致微塑料污染的关键因素,微塑料不仅会与环境中多种污染物相互吸附,也极易被大型藻类、动物、植物等生物摄入富集,具有巨大的环境风险。城市作为塑料制品的主要生产以及消费主体,是微塑料污染的重要源头。塑料制品会受到各种环境因素的影响,如温度、光照、机械力、水力作用等,发生老化、裂解、剥离进而迁移至自然环境,存在潜在的污染风险。掌握微塑料从塑料制品中的释放行为以及在环境介质中的迁移规律,对评估城市源微塑料污染风险十分重要。综述了城市生活用品、垃圾、基础设施中微塑料的释放行为,阐述了微塑料在水、砂及土壤介质中的迁移规律,为微塑料污染的风险评估及防控提供依据。今后可在环境因素对城市塑料设施中微塑料释放、迁移的影响,以及微塑料与城市水环境中污染物的相互作用行为2个方面进行深入研究。

径流溶解性有机物对生物滞留介质去除Cu^(2+)和Pb^(2+)的影响

分别以惰性介质(土、砂)和强化介质(给水厂污泥、铁锰复合氧化物)为研究对象,考察道路径流溶解性有机物(DOM)存在对生物滞留介质吸附去除Cu^(2+)和Pb^(2+)过程的影响,并揭示其主要响应组分及作用机制.结果表明,径流DOM、DOM各分子量组分和各化学组分均可抑制惰性生物滞留介质对Cu^(2+)和Pb^(2+)的吸附去除,促进强化生物滞留介质对两者的吸附去除;其中,径流DOM中<1kDa分子量组分和亲水性组分对惰性介质吸附去除Cu^(2+)和Pb^(2+)的抑制作用最明显、对强化介质吸附去除Cu^(2+)和Pb^(2+)的促进作用也最明显,是影响生物滞留介质对Cu^(2+)和Pb^(2+)吸附过程的关键DOM组分.<1kDa分子量组分存在使砂介质对Cu^(2+)和Pb^(2+)的吸附量减少了62.96%和83.70%,使铁锰复合氧化物介质对Cu^(2+)和Pb^(2+)吸附量增加了81.16%和4.67%;亲水性组分存在使土介质对Cu^(2+)和Pb^(2+)的吸附量最高减少了41.43%和69.12%,使给水厂污泥介质对Cu^(2+)和Pb^(2+)的吸附量最高增加了32.35%和39.06%.

微藻厌氧消化产甲烷:潜能、瓶颈及解决方案

厌氧消化产甲烷是实现微藻生物质能生产的重要方式,但存在消化不彻底、甲烷转化率偏低等问题。本文从理论产甲烷潜力入手,揭示了各类微藻生物质均具有良好的产甲烷潜力,普遍高于活性污泥等典型生物质,与富含能量的厨余垃圾相当。然而大部分微藻生物质的甲烷转化率都低于50%,使其实际甲烷产率处于甚至低于活性污泥的水平。微藻破壁困难和C/N比低是其甲烷转化率低的主要原因。文章从预处理和共消化两方面总结归纳了强化微藻厌氧消化的各种方法。其中低温热处理是目前最具经济技术可行性的预处理方法。与高含碳基质共消化是解决C/N比低的有效手段,但其作用需在高有机负荷下才能显现。剩余污泥不宜单独作为微藻的共消化基质。最后建议进一步探究预处理与共消化的协同作用以及重点考察连续运行工况下微藻厌氧消化的实际效果。

不含有机碳源条件下CANON工艺的脱氮性能

为了解不含有机碳源条件下CANON工艺的脱氮性能,对不含有机碳源污水驯化的CANON污泥的脱氮性能进行了研究,分别进行了CANON污泥的厌氧氨氧化活性实验、亚硝酸盐氧化活性实验、反硝化活性实验以及自养脱氮活性实验。实验发现,厌氧氨氧化高效段的脱氮速率为0.21 g/(gVSS·d),CANON污泥中NOB的脱氮速率仅为0.012 5 g/(gVSS·d),意味着CANON污泥具有良好的脱氮性能与短程硝化性能;当添加甲醇作为有机碳源时,短期内反硝化效果不佳,脱氮速率为5.28×10^(-3) g/(gVSS·d),仅为厌氧氨氧化的2.5%;CANON污泥活性实验表明,反应初期,在DO抑制ANAMMOX细菌之前,脱氮速率高达0.58 g/(gVSS·d),是ANAMMOX脱氮速率的2.75倍,但是当DO浓度过高后,由于ANAMMOX菌受到抑制,CANON脱氮速率迅速降低。高通量测序结果表明,反应器中ANAMMOX菌、AOB、NOB、反硝化菌相对丰度分别为19.87%、6.84%、0.05%、0.23%。

亚硝酸盐占比对反硝化及N_(2)O释放的影响

针对反硝化过程中N_(2)O大量释放这一问题,研究了不同NO_(2)^(-)-N占比对反硝化脱氮过程及N_(2)O释放的影响。在保证初始氮素浓度总和为100 mg·L^(−1)的条件下,改变NO_(2)^(-)-N所占比例进行批次实验,分别考察了反应器的脱氮速率及氮素指标变化。结果表明,随着初始NO_(2)^(-)-N占比的升高,反硝化脱氮效率升高。其中,NO_(2)^(-)-N浓度随时间基本呈先升高后降低的趋势。初始NO_(2)^(-)-N占比越高,NO3--N降解速率越快,NO_(2)^(-)-N积累也越多。随着NO_(2)^(-)-N占比的升高,N_(2)O的积累速率、积累最高值和转化率均逐渐增大,最高分别为18.828 mg·(g·h)^(-1)、22.123 mg·L^(−1)和24.05%。随着初始NO_(2)^(-)-N占比的升高,游离亚硝酸(free nitrous acid,FNA)浓度也随之升高,从而导致N_(2)O产生大量积累。