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两电子水氧化反应抑制掺硼金刚石电极氧化有机物过程中氯酸盐和高氯酸盐的生成

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化工进展 2024年第4期43卷 2183-2190页

作者：丁嘉吴文琦李鹏程上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200082 浙江大学环境与资源学院浙江杭州310012 国家电网杭州供电公司浙江杭州310000

掺硼金刚石(BDD)具有羟基自由基(·OH)产率高、稳定性好的优点,作为电极材料被广泛应用于难降解有机物的处理。但BDD电极在处理含氯介质时产生的高毒性副产物——氯酸盐(ClO_(3)^(-))和高氯酸盐(ClO_(4)^(-))是限制其广泛应用的关键障... 详细信息

掺硼金刚石(BDD)具有羟基自由基(·OH)产率高、稳定性好的优点,作为电极材料被广泛应用于难降解有机物的处理。但BDD电极在处理含氯介质时产生的高毒性副产物——氯酸盐(ClO_(3)^(-))和高氯酸盐(ClO_(4)^(-))是限制其广泛应用的关键障碍之一。本文通过两电子水氧化反应(2e^(-)WOR)来控制BDD电极氧化过程中ClO_(3)^(-)和ClO_(4)^(-)的产生。同时,以一种广泛使用的除草剂——阿特拉津(ATZ)为模型污染物,探究2e^(-)WOR对有机物降解效果的影响。研究表明,NaHCO_(3)作为电解质可以有效催化BDD电极上的2e^(-)WOR,进而降低电解过程中活性氯、ClO_(3)^(-)和ClO_(4)^(-)的浓度。添加10mmol/L NaHCO_(3)后,活性氯浓度下降了60.3%,ClO_(3)^(-)和ClO_(4)^(-)的生成速率常数分别下降10.2%和39.2%。当添加50mmol/L和100mmol/L NaHCO_(3)时,活性氯的生成被完全抑制,ClO_(3)^(-)的生成速率常数分别降低了60.0%和72.5%,ClO_(4)^(-)的生成速率常数分别降低了66.2%和72.6%。2e^(-)WOR对ClO_(3)^(-)和ClO_(4)^(-)抑制作用的机理有两个方面:①2e^(-)WOR产生的H2O2与活性氯反应,降低了关键中间物的浓度,进而控制了ClO_(3)^(-)和ClO_(4)^(-)的生成;②HCO_(3)^(-)与ClO_(3)^(-)竞争·OH反应,降低了ClO_(3)^(-)向ClO_(4)^(-)的转化速率。研究发现,适量添加NaHCO_(3)有利于ATZ的降解。添加10mmol/L和50mmol/L NaHCO_(3)后,ATZ的降解动力学常数分别提高了27.2%和53.8%。甲醇猝灭实验表明,NaHCO_(3)的添加促进了溶液本体中ATZ的降解。

关键词：电化学电解废水降解掺硼金刚石电极氯酸盐高氯酸盐

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土壤异位间接热脱附技术应用研究与优化策略分析

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环境卫生工程 2024年第1期32卷 79-86页

作者：王磊姚佳斌张海静上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092 同济大学上海200092

针对我国12个省份的16个典型异位间接热脱附工程进行调研,分析异位间接热脱附技术的应用特征。结果表明,异位间接热脱附修复的目标污染物主要包括苯系物、氯代烃、多环芳烃、农药和石油烃等5种类型,污染物的最大超标倍数为7.60~4 409.09... 详细信息

针对我国12个省份的16个典型异位间接热脱附工程进行调研,分析异位间接热脱附技术的应用特征。结果表明,异位间接热脱附修复的目标污染物主要包括苯系物、氯代烃、多环芳烃、农药和石油烃等5种类型,污染物的最大超标倍数为7.60~4 409.09,热脱附最高温度范围为350~750℃,热脱附停留时间不超过30 min的工程占比为94%,热脱附修复综合成本为734~1 400元/m^(3),平均值为1 210元/m^(3)。同时,对热脱附设备在工程应用中的运行问题进行识别,发现存在热脱附设备运行稳定性差、制约处理能力,热脱附系统能量利用效率低、影响处理成本等问题。需进一步加强热脱附过程传热传质机理研究,提升设备集成化与标准化水平,提高能量利用效率。

关键词：土壤有机污染修复异位热脱附设备优化

基于离散元的垂直顶升诱发上覆地层破坏响应分析

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地下空间与工程学报 2024年第S1期20卷 429-439页

作者：徐世杨王一兆杨春山张荣辉广州地铁设计研究院股份有限公司广州510010 广州市市政工程设计研究总院有限公司广州510060

为探明盾构竖井垂直顶升施工上覆地层破坏响应机制,建立了盾构竖井在砂质黏土中垂直顶升的颗粒流足尺模型,在对比相关试验结果验证模型合理性基础上,从细观层次探讨了顶升过程中上覆地层的破坏历程、破坏形态及顶升阻力的变化规律,开展... 详细信息

为探明盾构竖井垂直顶升施工上覆地层破坏响应机制,建立了盾构竖井在砂质黏土中垂直顶升的颗粒流足尺模型,在对比相关试验结果验证模型合理性基础上,从细观层次探讨了顶升过程中上覆地层的破坏历程、破坏形态及顶升阻力的变化规律,开展了覆土厚度与顶升速度对土层破坏响应的影响性分析。结果表明:(1)顶升阶段上覆土经历三角形受压区形成→受压区内颗粒黏结破坏→黏结破坏区域扩展→局部剪切滑移破坏→破坏面贯通地表的破坏历程,上覆土层可划分为隆起区、挤密区及裂隙区3个区域;(2)竖井端阻力先后经历显增段和渐降段,顶升至h/16(h为上覆土层厚度)时达到峰值,随后逐渐减小并趋于稳定,竖井侧摩阻力呈现先增大后减小的交替循环过程,呈波动趋势,端阻力显著大于侧摩阻力;(3)覆土厚度较大时最先受到顶升影响的地表区域位于竖井两侧,并非竖井正上方区域;(4)顶升速度较大时上覆土层发生“刺入破坏”,出现较窄的剪切带;(5)顶部破坏范围与覆土厚度呈二次函数增大,与顶升速度呈二次函数递减,端阻力与覆土厚度、顶升速度均呈同向线性关系。

关键词：垂直顶升上覆地层破坏响应离散元

NaClO和KMnO_(4)对沼蛤毒理效应的代谢组学研究

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环境科学与技术 2024年第6期47卷 1-11页

作者：蒲淑娟袁海光张锐坚未碧贵王堑傧董浩韬刘颖诗兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 广东粤海珠三角供水有限公司广东广州511455 广州市市政工程设计研究总院有限公司广东广州510060

淡水贻贝沼蛤入侵输水工程形成生物污损影响结构安全,常用的化学防治手段投加浓度仍需深入探究,因此分析NaClO、KMnO_(4)等常用药剂对沼蛤的毒理效应尤为重要。该研究通过沼蛤的死亡率、酶活性和过氧化脂质分别对NaClO和KMnO_(4)的应激... 详细信息

淡水贻贝沼蛤入侵输水工程形成生物污损影响结构安全,常用的化学防治手段投加浓度仍需深入探究,因此分析NaClO、KMnO_(4)等常用药剂对沼蛤的毒理效应尤为重要。该研究通过沼蛤的死亡率、酶活性和过氧化脂质分别对NaClO和KMnO_(4)的应激响应,采用综合生物标志物响应(IBR)评价沼蛤受到的毒理效应,运用LC-MS非靶向代谢组学分别分析沼蛤鳃组织暴露在NaClO和KMnO_(4)溶液中72 h后的代谢变化,从分子生物学角度揭示沼蛤对NaClO和KMnO_(4)的毒理代谢调节机制,为确定准确的投加浓度提供依据。结果表明:(1)随NaClO浓度的增加,沼蛤鳃组织的抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx))活性下降;当暴露在KMnO_(4)溶液中时,抗氧化酶活性先升后降,最大值出现在2.0 mg/L,然后随着浓度的增加抗氧化酶活性下降;表征组织损伤的过氧化脂质(LPO)水平随药剂浓度的增加而增加;(2)死亡率和IBR结果表明,浓度小于4.0 mg/L时,NaClO灭活效果优于KMnO_(4),而当浓度为8.0 mg/L时,KMnO_(4)则优于NaClO;(3)代谢组学分析显示,所有处理组中均发现了氨基酸代谢通路,仅在KMnO_(4)浓度为8.0 mg/L时,处理组中未发现嘌呤代谢以及醚脂代谢通路;浓度小于4.0 mg/L时,NaClO通路以醚脂代谢主,当大于4.0 mg/L时,通路以嘌呤代谢为主;当浓度为8.0 mg/L时,KMnO_(4)通路以氨基酸代谢为主。研究结果可为NaClO和KMnO_(4)防治长距离输水系统的沼蛤生物污损提供微观基础数据和浓度投加的确定依据。

关键词： NaClO KMnO_(4) 沼蛤毒理效应综合生物标志物响应代谢组学

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PCB电镀废水综合深度处理工程实例

工业水处理 2024年

作者：李洋张东方刘继先杜浩升王晓杰中国市政工程中南设计研究总院有限公司

PCB制造是一项综合性高且复杂的加工技术，其生产过程中会产生大量电镀废水，采用一般方法很难有效处理。基于某工业园区的电镀废水处理工程实例，初步总结了PCB电镀废水处理的工艺流程，并重点探讨了设计过程中关键参数的选取及成本分... 详细信息

PCB制造是一项综合性高且复杂的加工技术，其生产过程中会产生大量电镀废水，采用一般方法很难有效处理。基于某工业园区的电镀废水处理工程实例，初步总结了PCB电镀废水处理的工艺流程，并重点探讨了设计过程中关键参数的选取及成本分析。PCB生产废水包括8类（含氰镍废水等）不同废水，先经分质调节并进入化学预处理系统达到《电镀污染物排放标准》（GB 21900—2008）特别排放限值后，进入综合废水处理系统，采用“混凝沉淀池+水解酸化池+脱氮A/O+二沉池+高效沉淀池+高级催化氧化池+曝气生物滤池（BAF）+次氯酸钠消毒”工艺流程处理，出水优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级标准中的A类标准。

关键词：电镀废水氰镍废水铜氨废水化学预处理深度处理

BIM技术在用地紧张大型水厂管线综合设计中的应用实践

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给水排水 2024年第8期50卷 144-148页

作者：郭子玉覃新元田萌王洋涂晓弦卓奇奇北京市市政工程设计研究总院有限公司北京100082 东莞市水务集团建设管理有限公司东莞523000

在水厂管线综合设计过程中,各类管线错综复杂,利用二维设计软件设计时,管线交叉位置多,高程计算工作量大,设计难度高。以松山湖水厂一期工程为例,采用BIM技术软件进行厂区管线的设计,在设计过程中节省了设计周期、优化管线布置、减少厂... 详细信息

在水厂管线综合设计过程中,各类管线错综复杂,利用二维设计软件设计时,管线交叉位置多,高程计算工作量大,设计难度高。以松山湖水厂一期工程为例,采用BIM技术软件进行厂区管线的设计,在设计过程中节省了设计周期、优化管线布置、减少厂区管线之间的“错、漏、碰、缺”等问题,并在设计交底过程中采用BIM模型进行交底,避免施工过程中出现错误,节约施工周期和施工成本,补充了BIM技术在厂站内管线系统设计内容的使用场景。

关键词：给水厂管线综合模型碰撞检查可视化交底 BIM

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竖向地震引起的城市高架桥的车‒桥耦合作用

同济大学学报（自然科学版） 2024年第9期52卷 1384-1392页

作者：徐艳施文林国才崔存玉同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

建立了典型城市高架桥的车‒桥耦合作用简化模型,利用非线性接触单元模拟桥面和车辆之间的耦合,并选取不同频谱特性的竖向地震动作为激励,研究汽车质量、频率、地震动频谱特性和峰值加速度等多个参数对车‒桥耦合系统动力响应的影响。结... 详细信息

建立了典型城市高架桥的车‒桥耦合作用简化模型,利用非线性接触单元模拟桥面和车辆之间的耦合,并选取不同频谱特性的竖向地震动作为激励,研究汽车质量、频率、地震动频谱特性和峰值加速度等多个参数对车‒桥耦合系统动力响应的影响。结果表明,车辆质量和车辆振动频率以及地震动频谱特性均对车桥耦合系统有较大的影响,在共计1866个工况中有221个工况出现了车桥分离的现象;车桥分离对桥梁竖向位移响应多表现为不利,同时还大幅增加了车辆对桥面的碰撞力;在统计意义上,车桥分离的峰值加速度的平均值随着汽车质量的增加而增加,随着汽车频率的增加而减小,随着地震动平均周期的增大而减小。

关键词：地震车桥耦合非线性接触动力响应高架桥

污水处理厂尾水硝酸盐抑制水体黑臭反复的效果及机理研究

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给水排水 2024年第7期50卷 13-19页

作者：李昌兵史磊李海波中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津300202 天津城建大学环境与市政工程学院天津300192

防治河道返黑返臭是城市河道生态环境改善的关键,研究考察了污水处理厂尾水硝酸盐(NO_(3)^(-))对水体返黑返臭的影响,探究了在污水处理厂尾水NO_(3)^(-)作用下氮形态、硫形态的变化,解析了污水处理厂尾水NO_(3)^(-)抑制水体返黑返臭的... 详细信息

防治河道返黑返臭是城市河道生态环境改善的关键,研究考察了污水处理厂尾水硝酸盐(NO_(3)^(-))对水体返黑返臭的影响,探究了在污水处理厂尾水NO_(3)^(-)作用下氮形态、硫形态的变化,解析了污水处理厂尾水NO_(3)^(-)抑制水体返黑返臭的机理。结果表明:污水处理厂尾水NO_(3)^(-)作用下上覆水DO和ORP得到明显提升;在第90天NH_(3)-N降低至0.9 mg/L;底泥AVS减少了45.5%,水体黑臭的潜在风险降低。利用扩增子测序分析发现污水处理厂尾水NO_(3)^(-)作用下沉积物中硫氧化菌Thiobacillus、Bosea、Nitrobacter及Pseudomonas的丰度明显增加,硫酸盐还原菌Desulfobacterium、Syntrophus的丰度显著降低。Sterolibacterium、Denitratisoma及Silanimonas等反硝化菌丰度也有所提升。

关键词：污水处理厂黑臭水体微生态环境硫自养反硝化微生物群落结构

陕西渭北晚更新世黄土-古土壤结合水膜厚度的试验研究

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地震工程学报 2024年第3期46卷 501-510页

作者：井彦林何椿霖赵宏宇冯雅茜明心凯黄月长安大学建筑工程学院陕西西安710061 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司深圳分公司广东深圳518000 济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司山东济南250000 山西交科公路勘察设计院有限公司山西太原030032 中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430010

为深入剖析黄土与古土壤工程性质的影响因素,以陕西渭北晚更新世黄土与古土壤为研究对象,基于核磁共振、比表面积测试并结合理论分析对结合水膜厚度进行研究。试验结果显示:黄土与古土壤的结合水膜厚度存在明显差异,黄土的结合水膜厚度... 详细信息

为深入剖析黄土与古土壤工程性质的影响因素,以陕西渭北晚更新世黄土与古土壤为研究对象,基于核磁共振、比表面积测试并结合理论分析对结合水膜厚度进行研究。试验结果显示:黄土与古土壤的结合水膜厚度存在明显差异,黄土的结合水膜厚度明显大于古土壤,原因在于古土壤孔隙体积及孔径小于黄土,而古土壤中高价阳离子含量大于黄土,同时古土壤颗粒表面分布铁锰质薄膜,其亲水性较弱。分析结合水膜与黄土湿陷性、回弹变形等工程特性间的关系,发现黄土-古土壤的湿陷性随结合水膜厚度的增大而增强,随结合水膜厚度的减小而减弱,结合水膜厚度与卸荷变形系数呈正相关关系。综合分析说明,高价阳离子含量、颗粒表面特性,及孔隙性的不同造成了黄土与古土壤结合水膜厚度的差异,从而导致黄土与古土壤的湿陷性等工程性质有显著区别。

关键词：黄土-古土壤核磁共振结合水膜厚度离子交换湿陷性

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