村镇污水处理厂提标改造的对策分析及工程实践

分析了在《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》(DB 51/2311-2016)背景下,村镇污水处理厂提标改造所面临污水处理能力不足、难以稳定达标等共性问题,提出了分类分区指导、重点优化处理工艺的应对策略。通过调节水质水量、强化脱氮除磷效果、控制尾水SS浓度、增设除臭装置等工程措施,达到改善岷江、沱江流域水环境质量的目的。结合成都市金堂县土桥镇等11座村镇污水厂提标改造工程进行了案例分析,结果表明:采用预处理+改良AAO+管式紫外消毒组合工艺,TN、SS、TP、COD、NH3-N和BOD5平均去除率分别可达63.6%、93.7%、92.9%、85.3%、97.1%和96.1%,出水水质能够稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标,符合DB 51/2311-2016的要求。该项目显著削减了金堂县村镇污水的污染负荷,对保护沱江水环境具有实际意义。

海绵城市改造对河流水质的影响评价--以重庆市万州龙宝河为例

为评价海绵城市改造对河流水质的改善作用,以重庆市万州海绵城市建设试点龙宝河流域为例,对龙宝河2018-2019年的水质进行监测与分析,采用水质指数法(water quality index,WQI)对海绵城市改造各阶段龙宝河水质情况进行评价。研究结果表明:龙宝河各监测点位的WQI值随相关工程的实施而呈现阶段变化特性。在海绵城市改造完成前,WQI值易受雨季降雨径流和旱季点源污染排放影响而出现波动变化;改造完成后水体水质较为稳定,总体达Ⅳ类,且多数河段可达Ⅲ类标准;受三峡水库175 m蓄水形成回水顶托影响,水质有所恶化,后期应改善河道水动力条件。Pearson相关性分析表明,龙宝河的主要致污因子为总氮(total nitrogen,TN)、氨氮(ammonia nitrogen,NH3-N)、化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和总磷(total phosphorus,TP)。

河流水动力对微塑料赋存与环境行为的影响研究进展

对近年来国内外河流中微塑料的赋存特性和丰度情况进行了总结分析,围绕微塑料在河流中的典型迁移过程探究了水动力变化对微塑料分布、沉积、迁移和吸附/释放污染物等环境行为的影响规律,并提出了未来研究方向.微塑料在河流中主要以纤维和碎片形状存在,聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)为主,颜色多呈黑白和透明,粒径小于1.0 mm;微塑料在水体和沉积物中的赋存丰度呈现出高度变异性,且迁移沉降过程、吸附/释放污染物等环境行为受水流流速和湍流扰动等水动力变化的显著影响.未来应重视水动力和多因素耦合作用下微塑料分布与环境行为的影响研究,探明微塑料与其他污染物的联合毒理效应.

镁改性植物源生物炭的制备及其对磷酸盐的吸附特性

为处理含磷废水和实现农业废弃物的资源化利用,将小麦秸秆制成生物炭,通过MgCl_(2)溶液对其进行浸渍改性,探究改性生物炭对水中磷酸盐的吸附特性。结果表明:热解温度为600℃,0.1 mol/L MgCl_(2)溶液改性得到的小麦秸秆生物炭(WS-0.1Mg-600)在pH=7、初始磷酸盐浓度为10 mg/L时,对磷酸盐吸附效果最好;WS-Mg-600投加量为1.25 g/L时,对磷酸盐吸附量为(4.02±0.46)mg/g;WS-Mg-600吸附磷酸盐最佳pH为10。吸附过程符合拟二级动力学方程以及Langmuir模型,表明该吸附过程是以化学吸附为主,并为单层吸附。

双酚A在消落带土壤中的吸附/解吸及降解行为

为探究双酚A(BPA)在消落带的环境行为,于涪陵清溪消落带采集不同高程土壤样品(S_(L):155m,S_(M):160m,S_(H):165m),开展批量吸附/解吸和模拟降解实验,研究了BPA在消落带土壤中的吸附、解吸及降解行为.15℃、25℃、35℃条件下,各高程土壤对BPA的吸附等温线符合Freundlich模型,吸附能力均随温度升高而降低,并表现出一定吸附非线性.各实验温度下,消落带土壤对BPA的吸附能力均与土壤有机质含量趋势一致,随采样高程降低而增加(S_(L)>S_(M)>S_(H)).吸附热力学参数ΔG、ΔH和ΔS均小于0,BPA在消落带土壤中的吸附为自发、放热的熵减过程,受物理吸附主导.解吸迟滞系数HI(0.853-0.981)接近1,BPA在消落带土壤中的解吸迟滞性不明显,易于解吸释放.25℃实验条件下,BPA在消落带土壤中的降解半衰期为S_(L)(4.88d)<S_(M)(6.68d)<S_(H)(10.07d),落干期较长区域的土壤中BPA降解速率更低.10℃条件下,BPA在土壤S_(H)中的降解半衰期延长至12.01d,分别为25℃的1.19倍和35℃的1.20倍,低温条件抑制BPA的降解.

镁铈改性生物炭对水中有机磷的吸附性能研究

为解决工业废水有机磷造成的磷污染,并实现农业废弃物的资源利用,利用MgCl_(2)、CeCl_(3)溶液对农业废弃物生物炭(小麦秸秆、玉米秸秆和花生壳粉)进行浸渍改性,探究改性生物炭对水中羟基乙叉二膦酸(HEDP)的吸附性能。结果表明:用MgCl_(2)和CeCl_(3)摩尔比为2∶1改性的小麦秸秆生物炭WS-2Mg/Ce对水中HEDP的去除效果最佳,吸附量为(3.48±0.06)mg/g,去除率为(84.56±1.43)%。当WS-2Mg/Ce投加量为2.5g/L、pH=6、HEDP初始质量浓度为10mg/L时HEDP的去除率最大,反应2880min后基本平衡,共存阴离子对吸附几乎无影响。吸附结果更符合准二级动力学方程,表明该吸附过程是化学吸附为主导;等温吸附实验表明,Freundlich模型拟合的相关系数更大,吸附过程为多层吸附且升温有利于反应的进行。

生物炭强化厌氧膜生物反应器处理废水性能的研究进展

厌氧膜生物反应器(AnMBR)因其在各种废水处理中对有机物的高效降解和能量的回收能力而受到研究者的广泛关注。生物炭具有优异的吸附和导电能力,将其添加在AnMBR中用于厌氧消化处理污废水,可以提高反应器性能并促进能源回收。基于此,系统综述了生物炭的制备和改性方法对生物炭性能影响的研究,以及近年来利用生物炭强化AnMBR处理性能的研究进展,并主要讨论了生物炭在AnMBR中的作用及主要机制,指出了目前生物炭强化AnMBR研究存在的问题和未来的发展方向,为生物炭强化AnMBR处理废水提供理论依据与技术参考。

电化学高级氧化技术再生活性炭研究进展

传统电化学技术再生吸附饱和活性炭具有再生效率高、活性炭无质量损失的优点,但其存在着矿化效率低、生成毒理性副产物、能耗高等缺陷。电化学高级氧化(E-AOP)再生技术能有效克服传统电化学再生存在的问题。简述了传统电化学再生活性炭再生效能及机理,分析了操作参数(电流、电解质种类及浓度、再生位置、阳极材料等)对解吸-吸附平衡和污染物矿化效能的影响。总结了3类E-AOP再生技术(电Fenton再生技术、电活化臭氧再生技术、电活化过硫酸盐再生技术)在活性炭再生过程中的作用机制与应用。电Fenton再生技术再生效果较优,通过新型方式再生可有效克服体系内金属离子污染的问题;电活化臭氧活性炭再生技术无需添加任何化学品及催化剂,有利于控制反应条件及实现再生过程自动化;电活化过硫酸盐再生活性炭技术操作便捷、能耗较低,具有广泛的适用性。最后,提出了E-AOP再生技术存在的问题及发展前景,以期为开发一种新型高效环保的活性炭再生技术提供理论依据。

山地城市暴雨洪水中人车失稳风险数值模拟研究

【目的】为定量分析山地城市暴雨内涝中行人和车辆的失稳风险特征,【方法】以重庆市悦来新城某排水片区为研究区域,构建一二维水文水动力耦合模型,对研究区不同降雨情景下的承灾体暴露性进行了模拟分析,按照最不利原则,从失稳风险范围和失稳持续时间等维度计算分析了典型人车(轿车、SUV、成人、儿童)的失稳风险。【结果】结果显示:降雨重现期越大,承灾体暴露性越高,失稳开始时间越早,持续时间越长,轿车的失稳风险最高,SUV次之,成人最小;四类承灾体在不同重现期下的轻微风险区域占比均最大,且其分布与积水深度较浅(如低于0.15 m)或流速值低于0.4 m/s的区域分布较为相似。【结论】结果表明:失稳风险等级越高的区域,其面临的洪水特征可能越复杂,尤其对于地形起伏多变的山地城市,应根据承灾体的特征进行风险图绘制,并结合降雨预报进行风险预警,提升灾害应急管理的精细化水平。

海绵城市典型低影响开发设施水文性能的研究进展

海绵城市是未来城市雨洪管理的重要发展方向。低影响开发(LID)设施水文性能直接影响海绵城市建设成效。总结和探讨了典型LID设施的水文性能及其影响因素,分析了渗透系数、保水性和蒸散对径流总量控制、峰值流量控制、峰值延迟时间等的影响,并对未来研究方向进行展望。

典型环境内分泌干扰物的来源、环境分布和主要环境过程

内分泌干扰物(EDCs)作为一种新兴污染物,具有憎水性、低剂量效应和半衰期长等特征,在全球的土壤/沉积物中已被广泛检测到,并发现已给环境带来了严重的威胁。本文重点综合评述了近10年来土壤/沉积物中EDCs的来源、浓度水平、空间分布及吸附特性的研究。结果发现,EDCs来源涉及农业、工业和生活等多个方面;空间分布上,一般呈近海地区沉积物中EDCs浓度水平较河流底泥及土壤低,而高度工业化、城市化地区土壤/沉积物中EDCs浓度亦较高;EDCs的吸附受土壤/沉积物理化性质、EDCs自身性质和环境条件的共同影响,一般土壤有机质的含量和成熟度、土壤颗粒的比表面积与其吸附能力呈正相关,黏土矿物类型对EDCs的吸附也有重要的影响;EDCs的吸附能力与其自身的疏水性和结构特征有关;温度升高和溶液p H值增加都不利于EDCs的吸附,而溶液离子强度的增加对其吸附起着促进作用。土壤/沉积物对EDCs的吸附是一个复杂的过程,因此对其吸附特性需要进一步的探讨。

基于CiteSpace的国内MBR研究现状与热点分析

为了解近10年国内膜生物反应器(MBR)工艺在污水处理领域的研究情况,以2013-2023年CNKI收录的核心期刊的相关研究为数据源,采用可视化分析工具CiteSpace,并运用文献计量学方法绘制出关键词聚类图谱和突现图谱。结果表明,近10年来该领域受到学者们的广泛关注,发文量和被引频次保持在高水平。MBR工艺在污水处理领域的研究多集中在MBR工艺的原理、应用及存在问题等方面,MBR工艺现存问题的解决、污水处理技术的优化组合以及新型MBR的研发是未来研究的热点。

雨水检查井概化对城市内涝一二维耦合模拟结果影响研究

为探明城市内涝一二维模型耦合过程中,检查井井盖对节点溢流和二维积水特征的影响,以重庆市悦来会展城某排水片区为研究区,耦合暴雨径流管理模型(Storm Water Management Model,SWMM)与有限体积海洋模型(Finite-Volume Coastal Ocean Model,FVCOM)。通过分析溢流过程中检查井井盖的作用水头,对耦合模型的溢流节点计算水头进行校正。基于历史降雨对模型进行验证,并应用耦合模型模拟分析不同井盖概化方式下溢流节点数量、位置分布、积水深度和积水面积的差异。结果表明:降雨重现期较小时(如低于50 a一遇),管网溢流程度较轻,两种井盖概化方式下的节点溢流情况无太大差别;与不考虑井盖影响相比,50 a和百年一遇时,模型中考虑井盖影响下的检查井溢流个数分别从533和597减少为189和431,最大积水深度分别从0.46 m和0.53 m下降到0.38 m和0.48 m,最大积水面积分别从3.50 km^(2)和3.85 km^(2)下降至2.10 km^(2)和3.05 km^(2);识别出3处主要易涝点,分别位于滨江路与同茂大道交汇处、悦城路北段和翠岗路南段末端。因此,在管网发达的城市区域构建一二维水动力耦合模型进行极端内涝风险模拟分析时,应充分考虑雨水检查井井盖在模型中合理的概化,提高模拟结果的准确度。

蛋白絮凝剂去除水中新兴污染物研究进展

蛋白絮凝剂是一类由动植物或微生物产生的,可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒聚集和沉淀的特殊高分子物质。蛋白絮凝剂因具有良好的吸附性能和絮凝性可被直接作为某些地区的净水剂。近年来,随着天然水处理剂的蓬勃发展,蛋白絮凝剂作为高效、绿色、环保的絮凝剂广受科研人员的青睐。总结蛋白絮凝剂的提取纯化方法、分子结构和有效官能团等特性,概括蛋白絮凝剂用于去除水中新兴污染物的研究现状、性能和机理,并对蛋白絮凝剂去除水环境中的新兴污染物进行展望。蛋白絮凝剂作为水处理药剂具有一定优势,未来可通过对蛋白絮凝剂进行深入研究,发掘其在去除水中新兴污染物的潜在价值,为提高水环境安全提供一种新途径。

微塑料在水土环境中的来源、危害及其检测方法评述

综述了全球水土环境中微塑料的来源,微塑料的直接来源与间接来源,梳理了微塑料对水土环境生物的危害,归纳了水土环境中微塑料的检测方法,包括水土环境中微塑料的采样、提取、检测方法及技术难点。最后针对水土环境中微塑料的检测方法目前存在的问题提出了建议。为进一步规范微塑料的检测及评估其对水土环境风险提供技术参考。

基于多目标进化算法和SWMM的LID设施空间布局优化研究

针对传统算法无法满足低影响开发(LID)设施空间布局优化模型求解的性能要求的问题,以重庆秀山海绵城市建设区为研究区,基于MATLAB软件的platEMO4.0平台,对比分析了NSGA-Ⅱ、NSGA-Ⅲ、MOEAD、PICEA-g、MOEAPSL、CCMO与CAMOEA7种多目标进化算法对LID设施空间布局优化问题的求解结果与性能评价指标,并提出最佳方案。结果表明:新算法大部分性能指标优于传统算法,其中CCMO算法的多样性与收敛性最佳,而MOEAPSL算法的求解速度最快,搜索能力最强,且最优解数量最多;采用CCMO和MOEAPSL算法可获得研究区不同降雨重现期下的Pareto近似前沿,即LID设施空间布局的最优解集;以径流削减为控制目标的最佳方案在降雨重现期为5~100 a时径流总量控制率为67.23%~76.70%,洪峰流量削减率为66.42%~77.86%,LID单位面积建设成本为203.90~245.23元/m 2。

化粪池对城市排水系统水质水量及H_(2)S排放的影响

选择重庆市主城区住宅小区实地调研,对住宅小区化粪池进出口的污水水质、流量、H_(2)S等指标进行实测,分析取消化粪池对排水系统和周边环境的综合影响。结果表明:(1)从流量看,无论是工作日还是周末化粪池前后流量相差不大,取消化粪池对进入市政管网的污水总量影响不大;(2)从水质看,化粪池对COD、BOD_(5)、SS有较高削减率,且COD/TN的平均下降率为43%,COD/TP的平均下降率为38%;(3)从H_(2)S看,化粪池内H_(2)S平均浓度为8.20 mg/m^(3),污水管道内H_(2)S平均浓度为2.70 mg/m^(3),取消化粪池可有效降低可被人体感官明显察觉的臭气逸散的风险,对改善小区整体环境有积极效益。

APG06与CTAB联合乙醇强化活性污泥产中链脂肪酸

活性污泥经预处理后能提高资源化能力,表面活性剂与碳链延长技术的结合,更能增加中链脂肪酸(MCFA)的产量。研究将非离子生物表面活性剂正己基葡糖苷(APG06)和阳离子化学表面活性剂溴代十六烷基三甲胺(CTAB)联合乙醇处理活性污泥,研究在厌氧发酵情况下活性污泥产中链脂肪酸效率,考察乙醇加入前后MCFA的产量。研究发现,未添加乙醇时,VFA的产量最高,而在加入乙醇后,MCFA的产量大幅上升。乙醇的加入有利于碳链延长反应,促进VFA向MCFA的转化。微生物群落表明,高剂量的APG06和CTAB使用更有利于碳链延长反应过程。

基于MIKE FLOOD耦合模型模拟的城市内涝对道路安全风险的影响评估

城市内涝风险评估对预防洪涝灾害有重要作用,但现有研究很少针对道路安全风险评估。以重庆市秀山县为研究对象,通过构建MIKE FLOOD耦合模型对道路安全风险进行评估。结果表明:地面积水深度主要集中在0.05~0.15 m,不同重现期(P=1%~20%)降雨下的水深在空间分布上大体呈一致状态,积水时间主要集中在60~90 min,积水流速主要大于0.8 m/s。其中,老城区部分区域的基础设施安全风险以极高风险(水深>0.4 m)为主,其余区域为轻微风险(水深<0.5 m)为主,而行人安全风险以Ⅲ级(危险性指数1.25~2)为主,其余区域则以Ⅰ级(危险性指数<0.75)为主。大部分路段的交通运行状况以畅通等级(保留系数>0.7)为主,但部分路段遇暴雨时中断(保留系数=0)。研究结果可为城市内涝发生前的交通管控和通行预警提供科学依据。

APG06与CTAB联合预处理改善污泥产酸及微生物特征

研究APG06与CTAB联合预处理下污泥水解酸化、粒径削减及脂肪酸产生的效果,并结合微生物多样性和种群结构分析,初步阐明了联合预处理改善污泥水解酸化的作用机制。结果表明,APG06与CTAB联合预处理可有效提升水解酸化效率,有效缩短产短链脂肪酸的时间,且对小粒径改善效果更佳,各实验组污泥的SCOD、蛋白质、多糖都在1 h内达到下降峰值,可将TB-EPS降解为较小的溶解有机物,并转化为S-EPS。污泥经过预处理后可有效削减污泥粒径,提高了乙酸、丙酸及正戊酸的产量。随着APG06用量的添加,反应体系不利于拟杆菌门的生长,有利于厚壁菌门的生长,这为中链脂肪酸的合成提供了环境基础,促进了SCFA的生成。