检索结果-南通市图书馆

作者：万亚辉南昌大学

学位级别：硕士

目前,水环境中的污染来源日趋复杂,但就其污染源来源可分为点源污染和非点源污染。随着点源污染逐步得到控制,非点源污染成为了影响水环境质量的重要因素。在非点源污染中,污染物主要通过暴雨径流进入水体。由于暴雨产生的径流对地表有... 详细信息

目前,水环境中的污染来源日趋复杂,但就其污染源来源可分为点源污染和非点源污染。随着点源污染逐步得到控制,非点源污染成为了影响水环境质量的重要因素。在非点源污染中,污染物主要通过暴雨径流进入水体。由于暴雨产生的径流对地表有强烈的冲刷作用,大量污染物在暴雨径流的冲刷下从地表向湖区迁移。它污染了下游水体、影响供水水源、造成城市及下游地区水体富营养化和地下水污染、破坏水生生态环境,造成区域环境恶化从而危及到人类的健康。暴雨径流具有随机性、突发性和水质变化大等特点,常规的污水处理装置较难处理。因此,需要针对暴雨径流的特点,选择合适的处理方式来处理。人工湿地有着运行成本低、工艺简单、耐冲击负荷强、处理效果好、管理维护方便等优点,但同时也存在着占地面积大、易堵塞、易受病虫害等问题。本实验针对暴雨径流的特点,结合本地的实际情况,设计了模拟人工湿地装置,以达到长期稳定、高效的处理暴雨径流中的污染物。该装置以沸石为填料,分别种植芦苇、美人蕉、风车草三种植物,采用不同的水力负荷和水力停留时间,分别监测该系统的污染物去除效率,找出最优的组合。研究结果表明: 1)气温在15℃～28℃之间与低于15℃相比,三种植物长势情况良好,对污染物的去除效率较高,去除效果稳定;2)植物和微生物在磷的去除中起重要作用,占整个磷的去除效率中60%以上。不同的模拟装置中,植物对磷的去除效率不同,分别为美人蕉系统＞空白系统＞芦苇系统＞风车草系统;3)在对氮的去除上,植物、微生物和基质的能力大致相同,两者相加后总的去除效率较高,普遍达到75%以上,其中在300mm/d的水力负荷下,芦苇对TN的去除效率高达98.7%;4)水力停留时间是影响人工湿地出水水质的重要影响因素,延长水力停留时间,能提高SS的去除效率;5)出水水质符合《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)和《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)中的相关要求,达到了预期设计的目标。

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同方学位论文库评论

中药渣制备土壤改良剂及在稀土矿区中的应用研究

引用

作者：董悦南昌大学

学位级别：硕士

江西省是全国中医药产业大省,“四大药都”之一,中医药产业的发展伴随着大量的有机废弃物中药渣,需要妥善处理;位于江西赣南稀土矿区的大量污染土壤也亟需修复。本研究选用江西某药厂的有机废弃物中药渣,采用堆肥工艺制备中药渣土壤改良... 详细信息

江西省是全国中医药产业大省,“四大药都”之一,中医药产业的发展伴随着大量的有机废弃物中药渣,需要妥善处理;位于江西赣南稀土矿区的大量污染土壤也亟需修复。本研究选用江西某药厂的有机废弃物中药渣,采用堆肥工艺制备中药渣土壤改良剂,用于稀土矿区土壤团粒结构修复和改良。在确定中药渣有机改良剂制备的最佳工艺参数基础上,将其与无机材料沸石、纳米铁复配,优化了中药渣有机改良剂修复效果单一的特性;同时采购市售某有机肥改良剂作为对比样本,通过室内土壤培养试验和盆栽试验探讨中药渣改良剂应用效果,并探讨其对稀土矿区土壤的修复机理。研究为稀土矿区土壤结构功能修复提供了一种新型的经济有效的选择,为有机-无机复合土壤改良剂的制备和应用效果研究提供新例和理论依据,也为有机废弃物中药渣找到一条有效的资源化利用之路。主要研究结论如下:(1)通过单因素试验确定中药渣堆肥的最佳工艺参数:选取C/N比、含水率和菌剂添加量为堆肥工艺的影响因素,以温度、固相C/N比、种子发芽指数(GI)、p H值和E/E作为判断堆肥腐熟度的指标,确定各因素最佳水平分别为25:1、65%和0.5%。(2)进行中药渣改良剂复配优化试验:a.各处理土壤有机质含量比对照组增加了3.31～4.37倍,以沸石添加比例为0.5%的中药渣复配改良剂效果最好,其中9号处理培养结束时土壤有机质含量为29.38 g/kg,接近全国二次土壤普查养分分级标准30 g/kg;添加比例为沸石2%、纳米铁0.5%的修复效果仅略低于9号处理;b.沸石和纳米铁添加量均和土壤全氮含量呈正比,以沸石和纳米铁添加量最大的1号处理土壤全氮含量最高;c.不同配比改良剂处理的土壤全磷含量与对照组相比增加了1.86～2.75倍,以沸石和纳米铁添加量都是1%时,土壤磷含量最高;d.与对照组相比,各改良剂处理的土壤全钾含量增加了0.31～0.40倍;e.中药渣有机改良剂10%+沸石2%+纳米铁0.5%(占土壤质量比)配比下土壤平均质量直径MWD和几何平均直径GMD最大,土壤团聚体稳定性最强。(3)以室内土壤培养试验探讨中药渣有机改良剂、中药渣复配改良剂和市售有机肥改良剂的修复效果:a.各处理土壤养分含量均高于对照组,中药渣有机改良剂对土壤团结体稳定性和土壤养分的改良效果会随添加量上升而提高,但土壤钾含量几乎不受影响。b.中药渣复配改良剂的修复效果要优于单一的中药渣有机改良剂和市售有机肥改良剂。另外,中药渣复配改良剂对土壤磷含量几乎没有影响。c.当市售有机肥改良剂添加量为20%(占土壤质量比)时,MWD最大,土壤团聚体稳定性最强。(4)以盆栽试验进一步探讨不同种类改良剂的应用效果:a.各改良剂处理后的土壤有机质含量均明显增加。未栽种植物的空白对照组土壤养分含量一般高于栽种植物的对照组。b.中药渣复配改良剂的改良效果优于中药渣有机改良剂,中药渣有机改良剂和市售有机肥改良剂处理的添加量增加均会促进改良效果提升,且培养时间增加,中药渣有机改良剂效果更好。c.有机材料和无机材料复配而成的中药渣复配改良剂对于土壤全氮含量的增幅效果要好于单一的中药渣有机改良剂和市售有机肥改良剂。d.当中药渣有机改良剂为10%时,MWD和GMD最大,土壤团聚体稳定最大。

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南方红壤区雨水花园设计优化及应用研究

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作者：李艳根南昌大学

学位级别：硕士

雨水花园是海绵城市中解决径流带来的面源污染及水文问题的可靠设施,但引入我国的时间较短,因地制宜的设计和应用还未充分展开。针对南方红壤区降雨量多、土壤渗透性低的地域特点,从填料配比、植物优选及IWS(Internal Water Storage)设... 详细信息

雨水花园是海绵城市中解决径流带来的面源污染及水文问题的可靠设施,但引入我国的时间较短,因地制宜的设计和应用还未充分展开。针对南方红壤区降雨量多、土壤渗透性低的地域特点,从填料配比、植物优选及IWS(Internal Water Storage)设置方面对雨水花园进行设计优化,并探讨其水质净化效果。结合工程实际应用案例,探讨雨水花园的设计及运行情况,并分析其水质净化及水文调控效果,为低影响开发设施的推广及海绵城市的建设提供参考。主要结论如下:(1)沸石、煤渣、砂子、膨胀蛭石、陶粒和红壤等雨水花园填料的NHN和P等温吸附实验表明,红壤的NHN理论饱和吸附量仅次于膨胀蛭石,为2500mg/kg,沸石的P理论饱和吸附量最高,为2272.73mg/kg,沸石适宜添加在红壤中以提高其N/P吸附效果及渗透系数。综合考量植物生长、径流渗透及堵塞问题,宜在红壤中掺入65%以上的砂子或55%以上的沸石,同时搭配10%的堆肥以配置雨水花园填料层。(2)柳叶马鞭草、菖蒲、鸢尾和美人蕉的水质净化及生长适宜性实验表明,有植物的装置对NON和TN的去除率比无植物的装置分别高2.20%6.52%和0.77%9.34%,各装置的COD平均去除率为68.84%7.28%,植物对TSS、NHN和TP的去除影响不显著,其平均去除率分别为97.59%、84.06%和93.36%。综合植物的生理状况及污染物去除效果,柳叶马鞭草和美人蕉较适宜在南方红壤区的雨水花园中种植。(3)IWS的设置使COD、NON和TN的去除率分别增加了6.64%、9.43%和7.68%,但对NHN、TSS和TP的去除率影响较小,且植物与IWS对COD、NON和TN的去除有极显著的交互作用,而对TSS、NHN和TP去除的交互作用较小。(4)工程案例中,年径流总量控制率为85%,设计降雨量为38.9mm时,以30%砂、10%堆肥和60%红壤配置填料层,面积为203m2的雨水花园可调控1533.24m2汇水区的径流。监测结果表明,雨水花园对TSS和NHN的去除效果较好,平均EMC(Event Mean Concentration)去除率分别为71.89%和31.73%,因填料不含沸石等材料,且秋冬季节植物与微生物代谢缓慢,对其它污染物的去除效果较差,NON、COD、TN和TP的平均EMC去除率分别为-38.57%、-9.76%、11.85%和26.16%。SWMM模拟结果表明,雨水花园的水量调控效果与重现期成反比,当重现期为0.5年年时,汇水区径流量可降低32.46%0.81%,径流峰值可降低51.41%6.34%,洪峰来临时刻可延迟3min2min;雨水花园的水量调控效果与填料渗透系数成正比,重现期为1年时,以纯红壤为填料,径流量和径流峰值将分别提高20.33%和31.99%,以35%红壤、55%沸石和10%砂子为填料,径流量和径流峰值可分别降低30.90%和40.90%。

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农作物秸秆低聚木糖膜分离纯化和浓缩的研究

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作者：刘辉南昌大学

学位级别：硕士

在低聚木糖的制备过程中,木聚糖经酶水解后,得到的酶解液除含低聚木糖外,还含酶蛋白、木质素、色素、无机盐等杂质,影响产品感官品质,传统纯化方法如离子交换色谱法周期长、成本高而且操作复杂;酶解液经脱色脱盐后,得到的低聚木糖液浓度... 详细信息

在低聚木糖的制备过程中,木聚糖经酶水解后,得到的酶解液除含低聚木糖外,还含酶蛋白、木质素、色素、无机盐等杂质,影响产品感官品质,传统纯化方法如离子交换色谱法周期长、成本高而且操作复杂;酶解液经脱色脱盐后,得到的低聚木糖液浓度低,需进行浓缩才能作为商品出售。工业常用的真空浓缩法蒸汽消耗大、成本高、操作复杂且高温易使产品色泽加深。本论文针对上述不足,采用膜分离中试实验设备,致力于超滤、纳滤、反渗透等膜技术纯化和浓缩低聚木糖的工艺研究,建立相关膜通量模型,并对膜清洗和膜通量恢复进行了初步研究,以期为高品质低聚木糖产品的工业开发和应用提供理论指导。实验以秸秆木聚糖酶酶解液为原料,通过探索料液浓度、操作压力、温度、pH等工艺参数对膜通量、蛋白和木质素去除率、总糖转移率、超滤液的透光率和脱色率的影响,得到秸秆酶解液超滤纯化的最佳工艺条件为：料液浓度2.00-2.37°Bx、操作压力0.18MPa、温度25-35℃、pH为7。在此条件下,控制料液浓度2.24°Bx、温度25℃,经21min左右后膜通量基本稳定,由216.8L·m-2·h-1降至137.6L·m-2·h-1。超滤工艺使料液固形物含量由2.24°Bx降至1.75°Bx,总糖转移率90.1%,蛋白去除率67.9%,木质素去除率67.8%,透光率由75.7%提高到93.7%,脱色率80.6%。超滤透过液脱色效果显著,且较原液更澄清透亮。通过考察不同料液浓度和压力差下秸秆木聚糖酶酶解液的超滤膜通量变化,基于阻力叠加模型,建立了超滤膜通量模型,其平均偏差率低于1%,能很好地预测不同操作条件下的膜通量。实验进行了纳滤膜和反渗透膜的纯水透过通量、除盐及浓缩性能的比较研究,确定纳滤在分离浓缩效率和操作成本上均优于反渗透。通过探索料液浓度、操作温度、压力、膜进口料液流量等工艺参数对纳滤膜通量的影响,并进行响应面优化,得到低聚木糖稀溶液纳滤浓缩的最佳膜分离性能工艺条件为：温度42℃、膜进口料液流量1290L/h、操作压力0.85MPa,此条件下实际膜通量为33.20L.m-2·h-1,与响应面预测值33.79L·m-2·h-1基本相符,所建立的二次回归模型很好地预测实验结果。在此条件下,浓缩初始可溶性固形物含量为2°Bx的低聚木糖稀溶液,经23min可将其浓缩至7.64°Bx,浓度提高近4倍。通过考察不同料液浓度和压力差下低聚木糖稀溶液的纳滤膜通量变化,基于经典的膜分离模型,建立了纳滤膜通量模型,其预测值与实验值相关系数达0.9937,能很好地预测实验结果。通过比较不同清洗剂的清洗效果,得到超滤采用0.1%三聚磷酸钠与0.025%十二烷基苯磺酸钠复合清洗剂,清洗效果最好,膜纯水通量恢复率达99.6%。纳滤采用0.2%HCl溶液,清洗效果最好,膜纯水通量恢复率达97.9%。

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海岛地区雨水花园的优化设计及应用研究

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作者：乐文彩南昌大学

学位级别：硕士

雨水花园(Rain garden),是建设海绵城市、实现低影响开发技术(Low Impact Development,LID)的一种常见的生态型城市雨水径流控制设施。随着因雨水径流而引起的面源污染、城市内涝等问题日益严重,雨水花园的相关研究逐步深入,但大多集中... 详细信息

雨水花园(Rain garden),是建设海绵城市、实现低影响开发技术(Low Impact Development,LID)的一种常见的生态型城市雨水径流控制设施。随着因雨水径流而引起的面源污染、城市内涝等问题日益严重,雨水花园的相关研究逐步深入,但大多集中在发展程度较高、雨水径流问题较严重的北京、上海等城市,海岛地区雨水花园相关研究还处于初探阶段。如何根据特定地区水文地质、气候状况等条件的不同,对雨水花园进行优化设计,使其能够最大程度地发挥工程与环境效益,是当前雨水花园应用研究中的热点问题之一。基于舟山群岛的气候、地理、降雨及径流特征,采用雨水花园的优化设计、室内模拟装置实验、示范应用工程和模型模拟相结合的研究方式,对海岛地区适宜性雨水花园进行应用研究。海岛型雨水花园的优化设计中,需要考察盐碱度对填料和植物优化设计的影响;构建室内模拟装置,研究进水负荷、植物种类和盐碱度对处理径流污染物的效果及影响规律,探讨下渗率、径流出流时间和蓄水量对径流的水文调控效果及变化规律;选择海岛嵊泗县为示范点,讨论雨水花园的设计、建造、水文水质调控效果和工程效益评估。研究结果可为海岛及盐碱地区雨水花园等海绵设施的设计建设,雨水径流水文水质调控效果的综合评估提供科学依据和技术指导。本研究主要得出以下结论:(1)将抗盐碱措施与雨水花园的设计结合,是海岛地区适宜性雨水花园设计的特点,探讨不同盐碱条件下填料对污染物的吸附作用及其影响规律,以及植物的耐受能力。盐碱度对以离子交换吸附作用为主的填料吸附NH-N具有较大的负面影响,对低浓度TP的吸附有促进作用。当组合填料及配比为10%珍珠岩、10%蛭石、土壤和40%以上砂子时,可满足雨水花园对渗透系数的要求,且在低盐碱度条件(盐度0.5%、pH 8.0)下能保持较好的N、P吸附效果。4种植物的耐盐碱性由高到低依次为:旱伞草>千屈菜>马蔺>美人蕉,当进水盐度为0.74%、pH为8.5时,除了旱伞草以外的植物开始受到盐碱胁迫的影响,2.08%的盐度为美人蕉的耐盐阙值。(2)模拟装置对径流水质净化效果结果表明:植物的种植有利于雨水花园对径流中各污染物的去除和系统的稳定;进水负荷对污染物的去除影响较大,在进水负荷3条件下,雨水花园的综合去除率最佳,为68.55%;雨水花园有一定的盐碱度耐受力,以填料过滤吸附作用去除为主的PO和TP去除率受影响较小,平均去除率均在78%以上;盐碱度主要对以微生物作用去除为主的COD和N类污染物产生不同程度的负面影响,在低盐碱度条件(盐度0.74%、pH 8.5)下,COD和NH-N的平均去除率保持在60%以上,NO-N的平均去除率低于20%;TSS的去除率最佳,稳定在90%以上,基本不受影响。(3)模拟装置对径流水文调控效果结果表明:随运行时间延长,雨水花园的下渗率整体逐渐下降后趋于稳定,下降程度与系统的初始下渗率和植物根系特征有关;两种规格模拟装置的稳定下渗率分别为3.68×1066 m·s和2.88×10m·s,美人蕉和旱伞草的种植有利于系统下渗率的稳定;雨水花园的实际径流出流时间和蓄水量范围分别为62.3722.37 s、0.23.01 L,与理论值差异显著,主要受进水前填料初始含水率(与季节温度有关)和优先流现象的影响。(4)示范工程将渗渠与防渗型雨水花园相结合,可防止盐碱侧渗和下渗污染周边土壤和地下水,种植土层为添加10%营养土的嵊泗当地土,填料层为1:1的沸石和粉煤灰陶粒。降雨事件分析结果:嵊泗当地土虽含砂量高,但土壤颗粒细软,稳定下渗率仅2.53×1066 m·s,雨水径流下渗和出流平缓;降雨事件中均无溢流现象,雨水花园的出流时间为300 min,滞峰时间为305 min,小、中雨降雨事件径流总量控制率可达80%以上,峰值流量削减率可达70%以上;雨水花园对径流中TSS、COD、NH-N、NO-N、TN、PO和TP的事件平均浓度(Event Mean Concentration,EMC)去除率分别为82.25%、42.17%、66.70%、64.94%、58.63%、65.24%和76.46%;当流入稀释尾水的平均电导率为12.5 ms·cm时,碱度削减率为64.5%。SWMM(Storm Water Management Model)模拟结果:当重现期为0.50 a时,径流总量控制率分别为26.33%7.59%,峰值流量削减率分别为16.11%1.64%,滞峰时间分别为1 min;SWMM能较好地模拟并预测雨水花园的运行效果,雨水花园对中小型降雨事件的综合径流水文调控效果较好。

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PVA-EM菌强化生物反应器组合植生滞留槽处理农村生活污水研究

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作者：刘志超南昌大学

学位级别：硕士

南方地区农村生活污水较为分散,难以集中处理,目前采用单一生物或生态处理方式无法满足农村生活污水脱氮除磷的要求。本研究设计的农村生活污水处理工艺——聚乙烯醇(PVA)固定有效微生物菌群(EM菌)强化生物反应器组合植生滞留槽,探讨PV... 详细信息

南方地区农村生活污水较为分散,难以集中处理,目前采用单一生物或生态处理方式无法满足农村生活污水脱氮除磷的要求。本研究设计的农村生活污水处理工艺——聚乙烯醇(PVA)固定有效微生物菌群(EM菌)强化生物反应器组合植生滞留槽,探讨PVA固定EM菌的最佳条件,并将其应用在生物反应器以提高污染物去除效果;从生物反应器的结构和参数设计以及植生滞留槽的植物选取、填料配置与结构层设计等角度进行组合工艺设计;通过组合工艺的启动阶段和稳定阶段的运行考察对生活污水的处理效果。研究结论如下:(1)进行单因素和正交实验,从PVA-EM菌载体的性能和污水处理效果综合评价,确定载体的制备条件,并通过氧利用率(OUR)和扫描电镜(SEM)分别研究PVA-EM菌载体的活性和结构。结果表明,当PVA、海藻酸钠(SA)和氯化钙(CaCl)浓度分别为6%、1.2%和2.5%时,PVA-EM菌载体物理性能最好,此时COD、TN、TP的去除率分别为58.71%、59.81%、32.42%;OUR的测定结果最高达0.42mg/(L·min),说明PVA-EM菌载体具有较高的活性;SEM图表明PVA-EM菌载体表面和内部孔道均匀,有利于EM菌附着及与外界的物质交换。(2)从好氧/厌氧条件、载体投入比、水力停留时间(HRT)三个因素的影响,及与普通EM菌挂膜法对比,研究了PVA-EM菌载体的处理工艺,结果表明:好氧条件下,载体投入比和HRT分别为1/50和12h时,对农村生活污水TP、COD和TN的去除率分别为40.59%、70.97%和85.12%。对比研究发现,PVA-EM菌载体对COD、TN去除率分别最高达88.71%、81.24%,处理效果优于EM菌挂膜法,但TP的去除率均为30%左右,差异不明显。(3)生物反应器-植生滞留槽组合工艺的设计,生物反应器采用间歇好氧处理,植生滞留槽的结构设计优化为:选择美人蕉作为其植物,结构自上而下依次是植物(美人蕉)、蓄水层(15cm)、树皮覆盖层(树皮,5cm)、填料层(红壤:堆肥:沸石=35:10:55,35cm)、沙滤层(河沙,15cm)和砾石排水层(砾石,15cm),直径20cm。(4)生物反应器和植生滞留槽启动阶段研究表明,添加PVA-EM菌载体的生物反应器启动时间约为5-7天,明显优于其他方式;植生滞留槽对TP和COD去除率分别超过90%和80%,但TN去除效果较差且不稳定。稳定运行的组合系统出水TN、TP、COD浓度均能达到城镇污水处理厂(GB 18918-2002)二级标准,其中COD去除率在90%以上,TN去除率稳定在85-90%,TP去除率可达到90%以上。生物反应器-植生滞留槽组合系统处理农村生活污水具有结构简单、工艺互补、处理效果好、易于维护、处理成本低等优点,该研究可为农村生活污水处理提供参考。

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城市集水区降雨径流污染特征及调控模拟研究

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作者：蒋元勇南昌大学

学位级别：硕士

伴随城市化的快速发展,原来大面积透水性地表逐渐被建筑物、沥青等不透水材料覆盖,使得城市水文循环发生改变,导致城市内涝频繁发生、水体水环境生态恶化加剧。城市降雨径流管理新概念—低影响开发(Low Impact Development,LID),通过采... 详细信息

伴随城市化的快速发展,原来大面积透水性地表逐渐被建筑物、沥青等不透水材料覆盖,使得城市水文循环发生改变,导致城市内涝频繁发生、水体水环境生态恶化加剧。城市降雨径流管理新概念—低影响开发(Low Impact Development,LID),通过采用入渗、过滤和滞蓄等多种源头控制管理措施,实现了对降雨形成的径流量及污染物的削减。采用LID措施对城市降雨径流及其污染进行有效管理与控制,需对城市降雨径流污染现状与污染特征,以及LID措施对其调控效果与影响因素进行大量基础研究,尤其是降雨特征对LID措施径流污染调控效果的影响。暴雨雨洪管理模型(Storm Water Management Model,SWMM)是公认的最适合于城市降雨径流及其污染模拟研究的重要工具。本研究以南昌大学前湖校区为例,选取3种典型下垫面(路面、停车场和屋面),对南昌城市集水区降雨径流污染现状与污染特征进行分析与探讨,构建并利用SWMM模型进行LID措施(以雨水花园、绿色屋顶和透水铺装为例)对降雨径流及其污染负荷的调控效果进行探讨。选择径流峰值流量、总流量、峰值出现时间以及总悬浮颗粒物(TSS)、化学需氧量(CODcr)、总氮(TN)与总磷(TP)等污染负荷,分别作为降雨径流及其污染负荷的SWMM模型输出变量,并以雨水花园为例分析降雨特征(重现期和雨型)对LID措施调控效果的影响,以期为LID措施的广泛推广与应用、相关导则与规范的编制提供基础数据参考。本研究得出的结论如下:(1)南昌城市集水区降雨径流污染的随机性较强,污染较为严重且存在不同程度的初期冲刷效应。集水区降雨径流中TSS的浓度超出《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)二级排放标准的1.08.95倍,CODcr和TN的浓度分别超出《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅴ类水标准的1.08.76倍和1.33.66倍;降雨径流污染随机性较强,污染物的浓度与降雨事件平均浓度(EMC)变异性均较大,除pH外其他径流污染物的浓度与EMC变异系数分别在65.3%33.3%和20.0%50.0%之间,污染物浓度的分布均属左偏态,数值集中于较小数值区域。降雨径流污染存在不同程度的初期冲刷效应,冲刷强度与降雨事件和污染物种类有关,在降雨初期污染物浓度偏高,且具有一定波动性,持续一定时间后,污染物浓度下降至较低的稳定水平。(2)LID措施(雨水花园、绿色屋顶和透水铺装)对城市降雨径流及其污染具有较好的调控效果。雨水花园、绿色屋顶和透水铺装等LID措施对降雨径流峰值流量和总流量的削减率分别为50.56%1.42%和59.78%3.95%,延迟峰值出现时间5 min;对降雨径流中TSS、COD、TN和TP污染负荷的削减率分别为49.08%3.84%、47.48%6.34%、35.53%0.67%和31.43%2.86%。(3)降雨重现期对雨水花园调控降雨径流及其污染的效果影响显著。降雨径流的峰值流量、总流量及污染负荷与降雨重现期呈正相关,雨水花园对降雨径流及其污染的调控效果与降雨重现期呈负相关。在相同降雨重现期条件下,雨水花园对降雨径流中TSS的污染负荷削减率最大,径流污染物负荷的削减率依次为TSS>COD>TN>TP。(4)雨型对雨水花园调控降雨径流及其污染的效果影响较小。降雨径流的总流量和污染负荷随雨型峰值系数变化差异较小,径流峰值流量出现时间随峰值系数变大而推迟,峰值流量的变化与雨水花园是否设置有关。雨水花园对降雨径流峰值流量和污染负荷的削减率,随雨型峰值系数增大而减小;雨水花园对降雨径流总流量的削减率和峰值流量出现时间的延迟效果,在不同雨型条件下差异均较小。

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改性生物质对磷和全氟化合物的共吸附性能研究

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作者：黄佳敏南昌大学

学位级别：硕士

磷的过度排放是导致水体的富营养化的重要原因之一,全氟辛酸(PFOA)是一种新型持久性有机污染物,具有较强的化学稳定性、生物累积性和潜在毒性,广泛分布于地球水环境、大气圈及土壤中。吸附法是处理磷和PFOA复合污染的一种有效手段。生... 详细信息

磷的过度排放是导致水体的富营养化的重要原因之一,全氟辛酸(PFOA)是一种新型持久性有机污染物,具有较强的化学稳定性、生物累积性和潜在毒性,广泛分布于地球水环境、大气圈及土壤中。吸附法是处理磷和PFOA复合污染的一种有效手段。生物质具有来源广泛、廉价易得的优点,同时含有大量活性基团,可通过调控生物质的表面化学性质提高其吸附性能。本文以农林废弃物毛竹粉末为基体,采用简易浸渍法分别制备出负载聚乙烯亚胺和聚苯胺的改性生物质吸附剂,比较分析原始毛竹粉末(MB)、聚乙烯亚胺负载毛竹材料(NP-MB)、聚苯胺负载毛竹材料(NAN-MB)对水体中磷酸盐、PFOA的吸附效果,并探讨NP-MB对磷和PFOA的共吸附性能及机理。具体结果如下:(1)利用简单浸渍法,对经过硝酸预处理的毛竹材料进行化学改性,成功将聚乙烯亚胺(PEI)和聚苯胺(PAN)负载到毛竹表面。通过扫描电子显微镜(SEM)对吸附材料(NP-MB、NAN-MB)进行表征,发现NP-MB材料原有的杆状结构缩短,表面比较粗糙,开裂穿孔现象严重。NAN-MB材料原有的杆状结构消失,形成了颗粒状的团聚物。通过X射线衍射仪(XRD)表征,NAN-MB出现聚苯胺的特征衍射峰。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征,NP-MB和NAN-MB材料分别出现聚乙烯亚胺(PEI)和聚苯胺(PAN)的特征吸收峰。(2)MB经过改性后,对磷酸盐的吸附性能得到显著提高,其中NP-MB对磷的吸附能力优于NAN-MB,对磷酸盐的亲和力最高且吸附量最大。NP-MB对磷的吸附符合准二级动力学模型和Redlich-Peterson模型,1 h内吸附趋于平衡,吸附量达到29.76 mg P/g。经过5次的磷吸附/解吸之后,NP-MB对磷的吸附量仍保持在初始吸附量的80%。通过响应面法优化磷酸盐吸附,得到最佳实验条件为:p H=3.35,磷初始浓度=26.75 mg/L,NP-MB吸附剂投加量=1.42 g/L,磷的最大去除率为77.25%。NP-MB对磷的吸附机理为静电作用和氢键作用。NAN-MB在1 h内平衡吸附量达到5.16 mg P/g,对磷的吸附更符合准一级动力学模型和Redlich-Peterson模型。(3)NAN-MB和NP-MB对PFOA均具有良好的吸附效果,吸附性能得到显著提高。NP-MB对PFOA的吸附在30 min达到平衡吸附量2.21 mg/g,实现了92%的吸附去除率,吸附行为更符合准二级动力学模型和Langmuir模型,NP-MB对PFOA的吸附机理主要为静电作用,可能还存在着疏水、氢键等其它作用力。NAN-MB对PFOA的吸附在1 h达到平衡吸附量2.18 mg/g,吸附行为更符合准二级动力学模型和Langmuir模型。(4)在磷和全氟辛酸共吸附过程中,NP-MB对磷和PFOA的吸附平衡时间均有一定的推迟,磷和PFOA的吸附容量也有所降低,磷和PFOA存在竞争关系,静电作用是吸附过程主要作用机制。但在共吸附过程中,磷吸附量为单独吸附量的80%以上,PFOA吸附量为单独吸附量的90%以上,说明NP-MB在磷酸根和PFOA共吸附去除中具有较好的应用前景,尤其是在磷和PFOA低浓度的条件下,NP-MB能保持原有对磷和PFOA的吸附性能。

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绿色屋顶基质三聚氰胺脲醛树脂发泡体的制备及应用研究

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作者：侯元元南昌大学

学位级别：硕士

绿色屋顶基质层是绿色屋顶结构的的重要部分,目前广泛使用的基质材料容重较大、透气性差、吸水能力弱、保水能力不理想,造成屋顶荷载严重等问题。而国内对绿色屋顶基质层材料的研究相对处于初步阶段,因此研究新型绿色屋顶基质材料势在... 详细信息

绿色屋顶基质层是绿色屋顶结构的的重要部分,目前广泛使用的基质材料容重较大、透气性差、吸水能力弱、保水能力不理想,造成屋顶荷载严重等问题。而国内对绿色屋顶基质层材料的研究相对处于初步阶段,因此研究新型绿色屋顶基质材料势在必行。本研究针对绿色屋顶基质的特点及要求,制备出一种轻质、吸水保水性高的三聚氰胺脲醛树脂发泡体(MUF)基质。探讨发泡体的制备工艺及其优化;对发泡体粉化率偏高的问题进行了增韧改性研究;考察了三聚氰胺脲醛树脂发泡体基质在绿色屋顶中应用效果。研究结果可为绿色屋顶基质材料的选择及应用提供参考。本研究的主要结论如下:(1)三聚氰胺脲醛树脂发泡体基质的制备工艺及优化:采用物理发泡法,从发泡体表观密度、吸水率、保水率、粉化率性能进行综合评价,进行单因素和正交实验,确定发泡体的制备条件,结果表明:当表面活性剂0.7%,固化剂为5%,发泡剂6%,水量16%,温度60℃时制备的MUF发泡体综合性能最优,此时制备的发泡体表观质量为90,吸水率为1990%,粉化率11.5%,保水时间690min。(2)三聚氰胺脲醛树脂发泡体基质的增韧改性:蛭石和珍珠岩的添加,均可有效降低发泡体粉化率,分别降低为4.6%和4.2%,珍珠岩发泡体失水速率最低,保水时间可达到780min;不同大小的玻璃纤维均高效地降低MUF发泡体的粉化率,粉化率可迅速降低为2%,发泡体的保水时间可达到840min;棉纤维的加入增大了MUF发泡体系的黏度,起到了稳定泡孔结构的作用,使泡孔更加均匀,提高了韧性,降低了粉化率;在添加量为4.0%时粉化率可降低到2.6%,约降低77.3%,发泡体的保水时间可达到840min。(3)三聚氰胺脲醛树脂发泡体基质的应用:搭建绿色屋顶模拟装置,各装置在72H干燥期后,进行0.833mm/min≦降雨强度≦2mm/min的模拟降雨实验,结果表明:各装置对雨水的滞蓄率可达50%-97.5%,初始产流时间可延长至20-120min。三聚氰胺脲醛树脂发泡体:红壤土=2:1的装置,其滞蓄率和初始产流时间均明显高于1:1的装置,可见营养基质层内的三聚氰胺脲醛树脂发泡体增大了绿色屋顶的滞蓄效果。雨水的滞蓄率和初始产流时间均随降雨强度的增大呈现指数型下降趋势;各模拟装置对雨水污染物均有一定的去除率,氨氮、硝氮、总氮、总磷污染物去除率可达55%-99%、20%5%、25%-98%、25%-95%。四种污染物的去除率均随着降雨强度的增大,呈现指数性递减。

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强化型潮汐流人工湿地处理低碳氮比污水效能研究

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作者：陈彪南昌大学

学位级别：硕士

为深入推进环境污染防治,改善城乡人居环境,农村生活污水治理成为乡村人居环境整治的重中之重。人工湿地处理低碳氮比（C/N）农村生活污水兼具成本及环境效益,但存在处理效果不稳定、受季节影响显著、厌氧和缺氧状态不利于硝化、磷存在... 详细信息

为深入推进环境污染防治,改善城乡人居环境,农村生活污水治理成为乡村人居环境整治的重中之重。人工湿地处理低碳氮比（C/N）农村生活污水兼具成本及环境效益,但存在处理效果不稳定、受季节影响显著、厌氧和缺氧状态不利于硝化、磷存在吸附饱和等问题。选择组合型的强化技术,可以使人工湿地具备高效稳定的脱氮除磷效果;有助于在农村地区有效推广人工湿地技术;进一步加强环境污染防治工作,改善农村居民的生活环境,推动乡村振兴战略的发展。采用电化学处理及简单的潮汐复氧方式,既可以改善湿地氧环境,又能强化对低C/N污水中氮磷的处理效果。本研究采用人工湿地模拟装置进行实验,以沸石、黄铁矿为基质,填入活性炭,分别构建电化学强化潮汐流人工湿地（EB-TFCW）、潮汐流人工湿地（B-TFCW）、活性炭强化垂直流人工湿地（B-VFCW）、普通垂直流人工湿地（VFCW）,对比分析四种人工湿地模拟装置的脱氮除磷能力及其影响因素。选择以EB-TFCW装置为代表,进一步优化装置的最佳运行条件,探讨湿地系统中污染物沿程的迁移转化规律,结合微生物群落结构与多样性分析探讨系统的运行机理。具体结论如下:（1）进水碳源浓度会严重影响人工湿地系统整体的脱氮效果,尤其是影响反硝化作用去除硝态氮,进水碳源浓度对人工湿地系统除磷效果影响程度较小。在电化学及潮汐流运行方式的强化下,EB-TFCW系统拥有极好的脱氮除磷效果,且对进水碳源浓度的变化有一定的抗冲击性。在进水C/N为3时,EB-TFCW系统NH4+-N、NO3--N、TN、TP去除率分别为76.85%±2.31%、98.06%±1.21%、84.51%±1.21%、97.38%±1.3%。与对照组B-TFCW相比,电化学强化对NO3--N、TN、TP的去除率分别显著提升了23.59%、12.09%、14.93%,但NH4+-N去除效果相近。潮汐流运行方式强化下B-TFCW系统对NH4+-N去除效果提升显著,比对照组B-VFCW提升16.75%,对总磷的去除也有一定的强化,比对照组提升14.50%,但其不利于NO3--N去除,比对照组下降17.74%,若碳源充足其NO3--N去除效果会更好。与对照组VFCW相比,B-VFCW系统在活性炭强化下对提升脱氮除磷作用较弱。（2）进水C/N为3时,最佳运行条件为水力停留时间24 h、电流强度15m A,EB-TFCW系统脱氮除磷效果最好,氨氮、硝氮、总氮、总磷去除率分别为80.57%±0.71%、75.89%±4.9%、77.26%±1.66%、88.13%±1.48%。在最佳运行条件下,EB-TFCW系统在沸石层主要发生同步硝化反硝化对硝氮去除效果好（硝氮去除率为82.43%±5.09%）。阳极层主要发生硝化反应去除氨氮（85.22%±1.62%）及电絮凝除磷（90.23%±1.68%）,阴极层主要发生反硝化去除硝氮（90.48%±3.87%）,中间活性炭层对N、P去除均较好。DO沿程降低,但阳极层的DO与ORP均最高,利于该区域硝化除氨氮,在阴极DO与ORP均最低有利于反硝化去除硝氮。（3）通过微生物种群丰富度和多样性分析发现,各人工湿地系统的丰富度和多样性大小关系为:B-VFCW>VFCW>B-TFCW>EB-TFCW,在EB-TFCW系统的各区域的丰富度较相近（Chao1指数分别为631.50、611.50、703.07）,与其他系统相比其中间活性炭层的丰富度下降最为显著,VFCW与B-VFCW系统的阴阳极层群落结构较相似,VFCW与B-TFCW系统的中间层群落结构也较相似。EB-TFCW系统与其他系统之间微生物群落结构差别很大,而在EB-TFCW系统内的阴阳极层与中间层的微生物群落结构相似性则较高。各人工湿地系统在各区域均存在有不同丰度的硝化、反硝化菌属,在VFCW、B-VFCW、B-TFCW、EB-TFCW系统中硝化菌属的相对丰度分别为4.94%、8.36%、21.46%、20.52%,反硝化菌属相对丰度分别为20.49%、29.14%、17.15%、23.16%。相比之下,EB-TFCW系统具有较高的硝化、反硝化菌属丰度。主要硝化菌属是Comamonadaceae,主要反硝化菌属有Rhodocyclaceae、Dechloromonas、Hydrogenophaga。虽然EB-TFCW系统内各区域的微生物群落结构相似性较高,但仍存在丰度差异,在EB-TFCW系统中硝化菌属（阳极层、中间层、阴极层分别为28.01%、15.09%、18.45%）主要集中在阳极层,阳极硝化作用更为强烈。反硝化菌属（分别为19.77%、24.75%、24.96%）则在阴极区域、活性炭中间区域聚集,表明阴极层、中间层的反硝化更强烈。通过比较EB-TFCW系统中沿程氨氮、硝氮去除效果,发现硝化、

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