褐铁矿与石英砂作为反硝化生物滤池填料的比较

近年来铁氧化物在废水处理及其他环境污染控制领域中的应用得到了广泛关注。本文研究了石英砂和褐铁矿作为填料时的反硝化生物滤池的启动以及在不同水力停留时间下的反硝化脱氮性能。结果表明,褐铁矿为填料的反硝化生物滤池更容易启动并达到稳定状态。维持反硝化生物滤池的运行条件在p H 7.50±0.15和温度22±3℃,进水中的化学需氧量浓度和NO3--N浓度分别为400 mg/L和100 mg/L,当水力停留时间为4 h时,两个反应器中NO3--N的去除率均在99%以上;当HRT缩短为1 h时,以褐铁矿为填料的生物滤池中NO3--N的去除率依然保持在98%以上,而以石英砂为填料的生物滤池中NO3--N的去除率仅为83.25%,并且出水中检测到NO2--N,其最大浓度为0.9 mg/L。实验结果表明褐铁矿是一种良好的反硝化生物滤池填料。     

夏季长江河口潮间带反硝化作用和N2O的排放与吸收

采用培养箱乙炔抑制和现场静态箱法,于夏季(7月)在长江河口潮滩潮间带进行了采样,研究表明,长江河口潮滩水体自身N2O产生速率很低,在潮汐淹没期沉积物是上覆水体N2O的来源,其来自沉积物中反硝化、硝化等氮素循环的多个反应过程,沉积物中N2O自然产生速率在0.10～8.50μmol/(m2·h)之间,反硝化速率在21.91～35.87μmol/(m2·h)之间。退潮出露期中潮滩是大气N2O的排放源犤交换速率在-11.03～13.17μmol/(m2·h)之间犦,5～10cm地温是影响N2O排放速率的显著性因素;低潮滩-大气界面N2O排放、吸收速率在-5.75～0.49μmol/(m2·h)之间。总体上看,中潮滩是大气N2O的排放源;而低潮滩对大气N2O有明显的吸收作用。潮滩植被(海三棱草和底栖藻类)的光合作用明显抑制了N2O的排放并可能导致吸收,而其呼吸作用则增加了N2O的排放,潮间带-大气界面N2O的排放和吸收与CO2的排放、吸收有显著的正相关关系。     

农村家庭利用自酿米酒去除地下水中硝酸盐的初步研究

为去除农村家庭饮用地下水中的硝酸盐,以农村自酿米酒为碳源,利用简易的沙桶装置开展了反硝化去除硝酸盐的实验,对比了不同乙醇浓度下的反硝化效果。实验结果表明,以沙桶为实验装置,自酿米酒为碳源,在家庭中异位反硝化去除抽取地下水中的硝酸盐方法是有效果,易操作的。硝酸盐的去除率和C/N质量比有直接关系,当C/N质量比大于1.99时,硝酸盐去除率达99%,亚硝酸盐零积累,但易积累乙酸盐;当C/N质量比为0.89时,硝酸盐去除率达99%,生成物亚硝酸盐浓度远高于国家饮用水限值(1 mg/L);当C/N质量比为0.43时,反硝化过程不彻底,硝酸盐去除率不高,且易生成溶度较高的亚硝酸盐。溶解氧的存在不会对反硝化产生显著影响。米酒和硝酸盐之间的C/N最佳比例,宜大于本次实验的0.89,小于1.99,利用农村自酿米酒作为碳源去除地下水中硝酸盐是可行的。     

凹凸棒石铁/铝氢氧化物纳米复合材料对磷的吸附动力学研究

用铁/铝盐水解法制备了凹凸棒石/铝氢氧化物(PNCMⅠ)、凹凸棒石/铁氢氧化物(PNCMⅡ)和凹凸棒石/铁铝氢氧化物(PNCMⅢ)3种凹凸棒石纳米复合材料。对比了这3种纳米复合材料对水中磷的吸附净化能力,并利用吸附动力学实验探讨了3种材料对磷的吸附机理。结果发现:负载了铝/铁氢氧化物后凹凸棒石的晶体结构没有改变;温度对于3种吸附剂吸附磷的动力学参数影响不显著;3种吸附剂对磷的实际吸附量、理论吸附量和初始吸附速率均随着磷的初始浓度增大而增大。PNCMⅠ对磷的理论吸附量为18.18 mg/g,较其他2种吸附剂大。当磷的初始浓度从5 mg/L增加到50 mg/L,PNCM I对磷的初始吸附速率从0.125 mg/(g·min)增加到1.425 mg/(g·min)。3种凹凸棒石黏土纳米复合材料对磷的吸附符合准二级动力学方程,表明其吸附均为化学吸附。     

反硝化菌的耐砷驯化及其对水铁矿吸附态砷迁移转化的影响

采集缺氧活性污泥进行室内微生物驯化,培养耐砷反硝化菌。把耐砷反硝化菌、营养液和吸附As(V)的水铁矿在厌氧条件下培养,研究反硝化菌代谢作用下,系统中Fe、Mn、NO3-和As形态的动态变化。结果表明,缺氧活性污泥中的反硝化菌具有一定的耐砷能力。在砷含量500μg/L以内,其反硝化强度基本不受砷的影响。在吸附有砷的水铁矿体系中,反硝化菌所产生的反硝化作用可导致溶液中NO3-含量的降低、Fe含量的升高、As含量降低,且As(III)所占比例增加。这说明,体系中水铁矿的还原性溶解和As(V)的还原性解吸已经发生。As含量降低的原因是,在培养体系中水铁矿的含量高,Fe的释放量只占很小比例,表层水铁矿被还原后,在次表层形成新的水铁矿吸附位,这种新吸附位不仅可以吸附溶液中已经存在的As,而且能够再吸附由于还原性溶解和解吸所释放出的As。     

脱氮硫杆菌同步脱硫反硝化技术的关键因素研究

利用脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)在厌氧条件具有的脱硫反硝化生理特性,提出同步脱硫反硝化技术的思路,推导出脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)氧化硫化物为单质硫的化学计量式,并通过间歇试验考察同步脱硫反硝化技术的关键因素。试验结果表明,硫氮比(S~(2-)/NO_3~-比值)和硫化物浓度是同步脱硫反硝化技术的关键因素,两者分别控制在5/3和低于300mg/L的水平可以获得较好的脱硫和反硝化效果,在此条件下,单质硫转化率最高达94％,且随着硫氮比的降低而升高。     

反硝化条件下河岸渗滤过程中苯胺的降解

通过河岸渗滤作用(riverbankfiltration, RBF) 诱发河水的补给, 增大地下水的允许开采量可以满足更多居民生活饮用水需求.受人类活动的影响, 河流等地表水体遭受苯胺污染, 可能通过RBF进入地下水, 以致饮用该地下水存在健康风险.为研究反硝化条件下, 苯胺在RBF中的转化, 采集渭河河床沉积物及沿岸地下水含水层的含水介质, 装置土柱, 进行土柱动态模拟实验.经过153 d的实验研究发现, 利用苯胺对RBF中土著反硝化微生物进行驯化, 大约经过37d菌种完全适应.具有该菌种的RBF系统, 对苯胺具有巨大降解能力, 在NO3——N约为23.0 mg/L的条件下, RBF系统可使40、80甚至400 mg/L浓度的苯胺100%降解, 矿化率分别达97.99%、91.39%与75.30%.反硝化条件下, 苯胺在RBF中的降解仅有少部分经过脱氨作用, 绝大部分与腐殖质以共价键形式形成耦合物, 该耦合物更易为微生物降解, 且降解过程中不产生对研究环境微生物有毒的中间产物, 可实现反硝化条件下RBF中苯胺的连续降解.      

苏打盐碱土对氮转化的影响

以苏打盐碱土中的主要成分NaHCO₃作为主要影响因素,通过室内培养方法,研究不同苏打盐碱化条件对氮的吸附、矿化、硝化及反硝化作用的影响。结果表明,在不同NaHCO₃质量浓度影响下：NH⁺₄-N吸附符合Langmuir吸附等温式;矿化模型符合一阶动力学方程,随着NaHCO₃质量浓度的增大,潜在矿化势(M₀)和矿化速率常数(k_m)分别由358.48 mg/kg和0.088 d^-1降低到337.08 mg/kg和0.059 d^-1;硝化作用符合“S”形曲线模型,随着NaHCO₃质量浓度的增大,最大速率（k_max）由22.56 mg/(kg·d)降低到16.68 mg/(kg·d);反硝化作用符合零阶动力学方程,但NaHCO₃与Na₂CO₃混合质量浓度变化对反硝化速率常数(k_d)影响不显著。随着NaHCO₃质量浓度的增大,苏打盐碱土中NH⁺₄-N吸附、有机氮矿化和硝化作用均受到抑制。     

反硝化增强去除乙醇对多孔介质渗透性的影响

随着乙醇混合汽油的不断推广应用,乙醇将成为地下水中与苯、甲苯、乙苯及二甲苯的同分异构体（BTEX）共存的一种新型污染物。通过4 个含水砂柱实验,研究了乙醇存在及其强化去除对含水介质渗透性能的影响。结果表明：在有限溶解氧与反硝化增强修复条件下,乙醇去除率达92% 以上;生物过程对介质渗透能力影响程度随乙醇初始浓度、消耗速率与补充频率而变化：乙醇初始浓度接近1 000 mg/L 和3 000 mg/L 时,乙醇消耗快,补充频率高,渗透系数下降总体上有连续性,最大下降幅度达一个数量级（×10-1 cm/s）;乙醇初始浓度达到5 000 mg/L 时,渗透性下降显著,可下降两个数量级,但乙酸的积累可影响生物活性,并使得渗透性变化出现反复;当不含乙醇时,汽油溶解组分对介质渗透性能的影响相对不明显。     

土壤包气带强化反应层脱氮的控制因素与性能研究

包气带作为防止地下水硝酸盐污染的天然屏障,其反硝化效果通常受到碳源的限制。针对地下水硝酸盐污染防治技术现状,本文采用Ca(OH)₂处理的玉米芯作为反硝化的碳源材料,构建包气带强化反应层,用响应曲面法研究硝酸盐浓度、含水量和温度的交互作用对脱氮性能影响,并用硝态氮去除率、亚硝态氮累积、pH值变化以及溶解性有机碳(dissolved organic carbon, DOC)淋失通量综合评价脱氮性能,最后采用高通量测序揭示脱氮层中微生物变化。研究结果表明:温度、含水量以及温度和含水量交互作用对硝态氮去除率影响显著,其中温度是反硝化过程中最关键的因素;系统运行74天后,硝态氮去除率达到50%,亚硝态氮累积量(以N计)大多低于3 mg/L,pH值维持在7.0左右,DOC淋失通量(以C计)介于0.10.2 mg/(cm²·d);高通量测序发现,脱氮层中微生物的丰富度降低,而与反硝化和碳分解有关的微生物相对丰度提高,在碳源的刺激下微生物向有利于脱氮的方向演变。     

金矿物统计研究中容易忽略的问题

当前的金矿物统计工作大多局限于颗粒数百分比计算,而且常常把粒比简单地等同于重量比,这在理论上的实践上均是错误的。金矿物配分的本质是重量上的配分。根据物质的三维尺度特性,在光片中可以用面积比代替重量比;而在重砂分析中应尽量直接测定金矿物的质量,否则只能用体积比代重量比。     

基岩表面地脉动谱比研究

目前,场地影响评价方法可以分为理论法和经验法。地脉动水平分量与竖向分量谱比法属经验法。这种方法将地脉动水平分量与竖向分量谱比的最大值对应的频率和幅值分别看作是观测场地的卓越频率和放大因子。虽然该法在国内外很多工程实例中得到了理想的结果。但由于这种方法建立过程中应用了许多假设,所以很多地震工程学家对这种方法持怀疑态度。本文讨论了基岩地脉动水平分量与竖向分量谱比为1这一假定的合理性。并采用泊松弹性半空间模型,应用概率分析方法考虑地脉动的随机性,推导了地下体波斜入射弹性半空间自由表面形成地脉动的水平分量与竖向分量谱比表达式。通过计算论证体波斜入射泊松弹性半空间形成的地脉动水平分量与竖向分量谱比特性。结果表明：当地脉动主要成分为体波时,基岩表面地脉动水平分量与竖向分量谱比接近于1;当地脉动主要成分为面波时,基岩表面地脉动水平分量与竖向分量谱比介于0.54～0.79之间。对泊松基岩,该比值是0.68。     

地史过程中烃源岩有机质丰度和生烃潜力变化的模拟计算

在同时考察源岩中有机质因生、排烃而损失和无机质因成岩作用而失重的基础上，模拟计算了地史过程中，随有机质类型、初始有机质丰度、成熟度及排烃效率的改变，烃源岩有机质丰度和生烃潜力的变化，探讨了有机碳恢复系数及生烃潜力损失率的可能变化范围。结果表明，地史过程中，有机质生烃潜力和有机质丰度的变化主要取决于源岩的生、排烃效率，对性质偏差的有机质，有机质的实测丰度随演化程度的增高不降反升；而对位于高成熟阶段的优质有机质，有机碳的恢复系数可达2以上；随有机质类型变好和成熟度升高，生烃潜力损失率增高；一般情况下，有机质生烃潜力的恢复幅度比有机质丰度的恢复大得多。     

暴雨和降水偏态系数分析

采用统一的统计参数计算方法分析计算了全国0.51万~1.36万个雨量站历时为10 min~3 d的暴雨资料、210个站历时为1 d~90 d和1 a的降水资料的偏态系数和变差系数比值R_sv。探讨了皮尔逊Ⅲ型频率分布曲线的R_sv特性;分析了R_sv的地域分布、R_sv与雨量历时的关系,并研究了对R_sv有影响的多个因子。研究表明,在目前资料条件下,不宜对各个地区各种历时的暴雨频率分析均采用单一的R_sv值(3.5)。     

考虑负摩阻力的刚性桩复合地基工作性状分析

以带褥垫层的刚性桩复合地基为研究对象,在考虑桩体负摩阻力作用的条件下,讨论了桩身侧摩阻力分布状况,建议了侧摩阻力线性简化计算模型。分析了带褥垫层刚性桩复合地基桩体与褥垫层的相互作用,计算了桩顶对褥垫层的刺入量。推导了桩体位移微分方程,并根据方程,同时结合中性面的定义,给出了求解中性面深度比的计算方法,讨论了其影响因素及取值范围。算例显示,按该方法计算的结果符合工程经验。     

基于差异沉降和轴向刚度控制的竖向荷载作用下群桩基础优化分析

目前在群桩设计中仍大多数采用均匀等长布桩的方法,这种方法在基础受力、变形等方面存在较大的缺陷。考虑增大群桩轴向刚度和减小群桩基础差异沉降的条件下,将群桩基础位移函数与桩长优化函数相结合,在对基础采取行变换、平面变换的方式下,通过设置不同的桩长比值ξ、连接曲率值η设定不同布桩方案,分析不同方案下群桩基础轴向刚度比、差异沉降比的变化规律;并利用数值模拟法对所得优化结果的可靠性进行验证。此外,针对不同桩土刚度比、不同桩间距对群桩基础的轴向刚度比和差异沉降比进行了参数分析。研究结果表明：不同群桩基础优化变换方式、不同桩长对群桩基础优化结果会产生不同的影响;当优化目的是为增加群桩基础刚度时,应主要考虑行变换的优化方式,当优化目的是为减小基础差异沉降时,应主要考虑平面变换的优化方式;基础轴向刚度比随着桩土刚度比的增加而增大,随着桩间距的减小而增大;基础差异沉降比随着桩土刚度比的增加而减小,随着桩间距的减小而减小。     

预制管桩-搅拌桩复合地基静载试验分析

控制沉降和不均匀沉降是深厚软土地基上多层建筑工程设计的关键问题。以温州某康居工程为背景,把预制管桩结合水泥搅拌桩这种新型的刚柔性桩复合地基运用于该小区的地基处理,通过大型现场静载试验,研究了该类复合地基沉降随荷载变化规律,分析了刚性桩和柔性桩应力比、刚性桩土应力比、柔性桩土应力和荷载分担百分比随荷载变化的发展规律。研究表明,两种桩和土应力比值在静载试验中随荷载增加其值变化不大,充分发挥了桩间土的承载力特性。所得结论可为该类地基进一步的理论研究及工程设计提供有益的参考依据。     

厦门花岗岩残积土物理力学指标关联性定量表征初探

厦门地区花岗岩残积土的颗分试验表明其粒度呈“两头多,中间少”的特征,级配较独特。孔隙比等物性指标与压缩模量等设计中常用指标定量关联性不强,离散性大且没有明显规律。结合厦门地铁工程地质勘察资料,通过粒间状态参量、级配控制模式确定所研究土体的关键物理状态参量,分析该参量与岩土工程设计中常用指标之间的相关关系。结果表明,引入Thevanayagam提出的粒间孔隙比作为参变量,压缩模量随粒间孔隙比的增大而减小,建立了估计残积砾质黏性土、残积砂质黏性土压缩模量的经验公式。级配控制模式下的特征粒径比可以作为估计花岗岩残积土抗剪强度指标的关键参变量,黏聚力随特征粒径比的增大而增大,内摩擦角随特征粒径比的增大而减小,且线性相关性较好。文中建立的预测花岗岩残积土压缩模量、抗剪强度指标经验公式,可供厦门地区工程设计时参考。     

考虑桩身压缩的综合系数法计算超长桩基础沉降

实测表明,超长桩基础的桩身压缩量占总沉降量很大比例,因此,等代墩基法刚性体的假定不符合实际,需要一种考虑桩身压缩量的方法来计算超长桩基础沉降。通过对现有超长桩实测数据的分析,得到了嵌岩桩桩身压缩系数拟合方程,同时得出了非嵌岩桩桩身压缩系数约为0.5;推出桩侧沉降比和桩端沉降比,并编制了Matlab计算程序。最后通过工程实例计算考虑桩身压缩的超长桩基础沉降,计算结果与实测结果相吻合。