平原区平面二维地下水水质模型研究

作为中美合作项目“区域地下水水质评价与系统分析研究”成果，通过讨论平面二维地下水水质模型。研究了唐山平原区地下水中硝酸盐氮在平面二维问题中的运移过程及浓度变化趋势。经模型计算，得出在将来唐山平原区地下水硝态氮高质区的范围是逐渐扩大的，硝态氮浓度也逐渐升高，但浓度升高过程较为缓慢。     

铜电极表面硝酸盐电化学还原机理研究

目前地表水受到严重氮污染,其中以离子态硝酸盐为主。实验利用线性扫描伏安法与恒电位电解法,研究了铜电极表面硝酸盐电化学还原产物与反应机理。结果表明,硝酸盐的还原产物取决于外加电位。铜电极上硝酸盐的吸附从-0.6 V(以汞/氧化汞电极为参比)开始,-0.8~-1.0 V之间硝酸盐还原为亚硝酸盐,该反应为整个硝酸盐还原过程的速控步骤;理想产物氮气主要在-1.0~-1.2 V之间生成;-1.2~-1.4 V之间主要还原产物为氨氮。随着电势降低,反应速率增大,对副产物氨氮的选择性也升高。     

磁性离子交换树脂组合工艺对地下水中硝酸盐的去除效能

以徐州某厂硝酸盐污染地下水为研究对象,进行中试优化磁性离子交换树脂(MIEX树脂)组合除硝酸盐装置各工艺单元的运行参数,并确定了装置对地下水中硝酸盐的去除效能。研究结果表明,针对所用地下水中硝酸盐去除的优化运行参数为:通水倍数应控制在低于500BV,石英砂过滤滤速控制在8m/h以内,滤层厚度控制在50cm以上;优化运行条件下的除硝酸盐装置可有效去除水中的硝酸盐,出水中的硝酸盐氮含量稳定低于10mg/L的标准限值,其他主要水质参数也可满足现行《生活饮用水卫生标准》的要求。因此,磁性离子交换树脂可以作为一种去除地下水中硝酸盐的新型技术在实际工程中予以应用,但其运行参数尚需根据实际原水水质情况通过试验确定。     

零价铁去除地下水硝酸盐的影响因素

通过静态试验考察零价铁去除地下水硝酸盐的影响因素。结果表明：酸洗预处理可有效提高铁屑对NO-3-N的去除效果;NO-3-N初始质量浓度增加,NO-3-N去除率下降,平均去除速率升高;铁碳比为1∶2时,反应结束时NO-3-N质量浓度最低,且活性炭可吸附反应产物NH＋4-N,降低反应产生的碱度;实际地下水去除NO-3-N效果显著,试验结束时pH维持在10以下,其共存离子对pH值的变化有一定缓冲作用。     

东胜城区及周边地区浅层地下水硝酸盐分布及影响因素研究

以地下水污染调查数据为基础,利用城市解剖与水化学分析相结合的方法,对东胜城区及周边地区浅层地下水中硝酸盐分布特征及影响因素进行了分析。结果表明:调查区地下水硝酸盐超标率高达21%,超标点主要分布于人类活动强度较大且水位埋深较浅的地区,局部出现硝酸型地下水;高硝酸盐的地下水具有高矿化度、低p H值、低γCa2+/γCl-、γNa+/γCl-、γHCO3-/γCl-的特征,表明水动力条件越差、变质程度越深且蒸发浓缩越强烈的酸性地下水中越有利于硝酸盐的富集;大气降水对地下水中硝酸盐浓度具有稀释作用,但最终变化态势仍取决于污染源强度。城市化过程中既能产生硝酸盐污染源,又能形成有利于硝酸盐富集的水环境条件,加强对生活污染源的处置与管理是控制城市地区地下水硝酸盐污染的关键所在。     

水中硝酸盐氮两种检测方法的比对分析

采用紫外分光光度法与离子色谱法对地表水水中硝酸盐氮进行检测,对两种方法的精密度、准确度进行比对分析,并对天然水样测定结果进行显著性检验分析.结果显示:两种方法的精密度和准确度都较高,检测结果无显著性差异,都能满足实验室日常检测工作的需要.其中,紫外分光光度法适用于样品数量少且检测时间较急情况,离子色谱法适用于大批量检测...     

沸石去除地下水源水中氨氮的试验研究

地下水源水中氨氮的去除有其特殊性,研究利用沸石直接过滤氨氮超标地下水,并对沸石去除氨氮的机理进行了探讨。试验结果表明,滤速和进水氨氮浓度对沸石柱运行效果有很大影响,沸石对低浓度氨氮具有良好的去除作用。在滤速为6m/h,进水氨氮浓度分别为0.8mg/L和1.42mg/L时,以《城市供水水质标准》(CJ/T 206—2005)规定的0.5mg/L为出水水质标准,沸石柱可以分别运行65h和18h。沸石柱对氨氮的去除是吸附和离子交换共同作用的结果。     

三维和二维电极反应器传质系数比较研究

为深入研究三维电极反应器处理污染物效果优于二维电极反应器的电化学作用机理,本文以传质系数为指标,定量对比研究了三维和二维电极反应器的传质能力,并通过正交和单因素实验考察影响传质系数的主要因素,且采用量纲分析法分析了本文的电化学模型。研究结果表明:泡沫铜和活性炭双填料三维电极反应器在同等条件下的传质系数均高于二维电极反应器;影响传质系数的主要因素为温度,其次为维度,影响相对较小的是流量,且温度越高、流量越大,传质系数也越大,体系的传质能力越强;舍伍德数的实验值和理论值误差在0~14.65%之间,理论模型和实验数据达到了较好的吻合。     

关于测定水中亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮的方法探讨

含氮化合物是水体污染监测中的重要指标,因此需要可靠精确的检测方法作为支撑。本文采用气相分子吸收光谱法对亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮进行检测分析,结果表明:标准曲线相关系数均大于0.999,检出限、精密度、准确度、加标回收率均满足方法要求。表明气相分子吸收光谱法具有较高的灵敏度和准确度,稳定性好,可实现样品在线自动稀释和在线消解,简化样品前处理过程,更适用于大批量含氮化合物水质检测工作。     

活性炭填充三维电极电解法处理氨氮废水研究

针对传统城市污水处理厂冬天出水存在氨氮浓度偏高的问题,采用间歇试验法对活性炭填充三维电极深度去除污水中的氨氮进行了研究。考察了氨氮初始浓度,电流密度,氯离子浓度,p H值等因素对氨氮去除效果的影响。结果表明:氨氮去除速率随着电流密度和氯离子浓度增加而增加,单位氨氮去除能耗随着电流增加而增加,随着氯离子浓度增加而减少。p H值在3.0~9.0范围内对三维电极除氨氮过程影响比较小。实际废水在经过2.5h电解后,氨氮浓度从28.0 mg/L下降至0.3 mg/L,去除率高达99%,可以满足国家污水排放标准一级A要求。     

改性凹凸棒土/纳米铁复合材料去除地下水NO_3~--N的研究

采用液相还原法制备改性凹凸棒土/纳米铁复合材料(简称复合材料),考察了该复合材料的稳定性及其作用下"三氮"(NO_3~--N、NH_4~+-N、NO_2~--N)的变化情况,阐明了地下水环境因素(DO、温度、光照)对复合材料去除NO_3~--N的影响。模拟地下水环境时,3种材料去除NO_3~--N的反应活性顺序为:复合材料纳米铁改性凹凸棒土,且复合材料作用下NH_4~+-N的转化率低,几乎无NO_2~--N生成。DO、温度对复合材料去除地下水NO_3~--N的影响较大;而光照和黑暗环境下,地下水中NO_3~--N的去除率及NH_4~+-N、NO_2~--N的生成量均无明显差异。研究成果旨在为NO_3~--N污染地下水工程修复提供理论依据和技术支撑。     

地下水硝酸盐污染原位微生物修复技术研究进展

对于地下水中硝酸盐污染,原位微生物修复技术是一种有发展潜力、效率高且投资少的环境修复技术。但是这种技术也受一些因素的限制。对渗透反应墙技术进行了回顾,讨论了该技术中的有机碳源、电子供体和反硝化细菌的固定等问题,用实例说明应用该技术时需要注意的问题和监测参数,对注射井技术修复地下水硝酸盐污染进行了简单讨论。最后指出,应用微生物法修复地下水硝酸盐污染时要注意细菌污染和修复过程中含水层的渗透性降低或堵塞问题,应加强对治理大面积地下水硝酸盐污染在经济和技术上的可行性论证和研究。     

南水北调工程北京段地下水回灌对含水层水质影响

采集南水北调北京蓄调池附近地下砂样、地下水水样、丹江口水库水样,通过室内试验模拟含水层方法,分析不同比例的丹江口水库水、地下水与含水层介质混合后的水化学作用,探讨水化学成分随时间的变化规律。结果表明,模拟含水层在可溶盐溶解作用、矿物溶解-沉淀作用、微生物作用、阳离子交换吸附作用等影响下,各项水质指标都发生了变化,但均符合地下水质量Ⅰ类或Ⅱ类标准。     

微电流电解对尿素降解的机理及影响因素研究

采用微电流电解技术对模拟游泳池水中的尿素进行降解处理,探索了电解对尿素的去除机理,研究了电流密度和氯离子浓度等因素对电解去除尿素效果的影响。结果表明:以钌钛和不锈钢分别做阳极和阴极材料,当水溶液中有较高浓度的氯离子存在时,电解过程中产生的活性氯使得尿素被氧化,尿素降解产物中无氨氮、氯胺等二次污染物,尿素极有可能通过电解生成了N2等气体挥发到空气中。电流密度和氯离子浓度对尿素的去除效率有很大影响,随着电流密度和氯离子浓度的增加,尿素去除效率逐渐上升。在500 mg/L的氯离子浓度条件下,电流密度为12 m A/cm2时,电解处理30 min时尿素去除率可达99.5%。将微电流电解技术应用于游泳池水中的尿素去除,无需添加电解质,即能达到较高的尿素去除效果,采用该技术对游泳池水中的尿素进行降解去除完全可行。     

电化学脱盐防腐技术的室内试验研究

通过室内试验,研究了电化学脱盐技术参数和混凝土技术参数对电化学脱盐效率的影响。试验结果表明,采用适当的技术参数能够脱除混凝土中的Cl^-,使活化钢筋恢复钝化,从而达到钢筋防腐的目的。     

固定化细胞去除废水中硝态氮的试验研究

通过对常用的聚乙烯醇-硼酸固定化方法优化改进,有效解决了固定化细胞技术在废水处理领域推广应用中所面临的机械强度小、易破碎、发胀粘连和带气上浮等问题。对包埋固定化反硝化菌与未包埋反硝化菌处理含硝态氮的废水进行比较,结果表明:固定化反硝化菌在不适宜的pH值、温度和有氧条件下均比未包埋菌具有明显的耐受性,表现出良好的反硝化特性,并且能和硝化细菌在同一反应器中进行单级生物脱氮,总氮去除率达到52%,因而在处理含氮废水中具有一定的实际应用价值。     

北京市再生水回灌必要性及关键问题研究

水资源短缺及水污染制约经济发展,影响了公众的健康。另一方面,北京市再生水资源十分丰富,如何合理安全利用再生水资源,是北京市重要的水资源战略举措。再生水通过人工回灌补给地下水增加供水资源、节省高质量的水资源、保护环境和具有经济方面的优越性。但是,将再生水补给地下水,这样的工程会遇到技术条件和卫生要求的双重挑战,所有的问题都必须在项目开展前仔细做好评估。笔者重点分析了北京市再生水回灌地下水的必要性及关键问题。     

电吸附除盐后续工艺电解水催化还原去除硝酸盐的研究

针对碳气凝胶电极电吸附除盐工艺去除硝酸盐过程中存在的问题,采用电解水催化还原工艺作为其后续工艺,在原碳气凝胶电吸附除盐工艺装置上,进行了一系列平衡试验,对其影响因素进行了研究.结果表明,可以在不增加任何设备的情况下,大幅提高碳气凝胶电极电吸附除盐工艺去除硝酸盐的效果,并使电极得到再生.     

滴灌施肥灌溉的水氮运移数学模拟及试验验证

基于土壤水分运动的动力学方程和溶质运移的对流-弥散方程,建立了不同土壤中地表滴灌施硝酸铵（NH4NO3）时水分和硝态氮运移的数学模型及边界条件。利用商业化软件HYDRUS-2D对模型进行了求解。为了验证所建立的模型,分别在壤土和砂土两种土壤上进行了不同滴头流量、灌水量和肥液浓度下的湿润距离、土壤含水率和硝态氮分布试验。模拟结果与试验数据的对比表明,利用HYDRUS-2D求解所建立的模型得到的湿润距离随时问的变化过程、土壤含水率和硝态氮分布与实测值吻合良好。因此,HYDRUS-2D软件可以作为预测滴灌施肥灌溉条件下水分和氮素在土壤中运移的有效工具。