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PN/A工艺在热水解污泥消化液处理工程中的应用研究

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3698-3706页

作者：王晓聪韩晓宇张树军李伟黄京焦佳童王倩王之敏曲之明北京排水集团有限责任公司北京市资源化工程技术研究中心北京100044

利用短程硝化厌氧氨氧化(PN/A)工艺在北京某污水处理厂成功启动了处理热水解污泥消化液的工程,调试运行结果表明:在接种生物膜填料数占总填料数18%和生物膜上厌氧氨氧化菌(AnAOB)占比为6.8%的情况下可快速启动PN/A系统,并在3个月内可以... 详细信息

利用短程硝化厌氧氨氧化(PN/A)工艺在北京某污水处理厂成功启动了处理热水解污泥消化液的工程,调试运行结果表明:在接种生物膜填料数占总填料数18%和生物膜上厌氧氨氧化菌(AnAOB)占比为6.8%的情况下可快速启动PN/A系统,并在3个月内可以达到设计处理水量,总氮去除负荷为0.26kg/(m^(3)·d),总氮去除率达到80%以上.通过定量PCR检测和高通量数据发现AOB和AnAOB丰度不同的空间分布特点,项目调试过程中氨氧化菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)和AnAOB均呈稳定增长的趋势,经过3个月启动培养后絮体中AOB丰度达到1011数量级,生物膜中的AnAOB达到1012数量级.实际运行数据证明该旁侧处理系统对水厂主流区产生积极影响,可降低日处理量为40×10^(4) t的污水厂2.9mg/L的进水总氮.另外,在该项目后期运行过程中出现反应池缺氧段和末端游离氨(free ammonia,FA)浓度不足的情况,导致短程硝化过程不稳定,通过控制反应池首端与末端FA浓度及剩余氨氮浓度,可实现对短程硝化过程的快速恢复.

关键词：污水处理厌氧氨氧化脱氮污泥消化液

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我国煤矸石空间分布特征与分级分质利用路径

环境科学 2024年

作者：崔昕茹霍雪萍周炳杰胡蕴瑶杨彦群杨凤玲狄子琛山西大学资源与环境工程研究所山西焦煤集团有限责任公司

我国煤矸石年产出量6～8亿t，而利用率维持在70%左右，堆存量已达60～70亿吨且仍逐年累积，引发潜在环境风险。由于不同聚煤阶段沉积的含煤地层岩性和矿物成分不同，煤矸石性质呈现显著区域差异，而当前研究和利用过程对煤矸石区域异质... 详细信息

我国煤矸石年产出量6～8亿t，而利用率维持在70%左右，堆存量已达60～70亿吨且仍逐年累积，引发潜在环境风险。由于不同聚煤阶段沉积的含煤地层岩性和矿物成分不同，煤矸石性质呈现显著区域差异，而当前研究和利用过程对煤矸石区域异质性关注较少，成为制约煤矸石利用率进一步提升的关键问题之一。从产业政策、空间异质性和技术潜力角度，系统解析了煤矸石的利用现状与消纳潜力，提出了煤矸石区域化分级分质利用方案。结果表明，在煤矸石利用重点鼓励方向中，由于经济性和消纳量限制，政策及相关研究的侧重点逐步从发电和生产建材等资源化处置手段转向井下充填及土地复垦等生态化处置手段。近10年来，煤矸石综合利用率由61.9%提升至72.2%，主要增长贡献来自充填处置，而发电和建材生产利用率分别稳定在 21.6%和 7.5%。可以预见，在全国层面，煤矸石生态化处置将是煤矸石利用的主要增长点。在山西、陕西和内蒙古等煤矸石产量大且煤矸石集中度高的地区，应制定以充填处置为主、加工利用为辅的综合利用方案。其中，内蒙古煤矸石以铝质岩矸石为主，可优先鼓励提铝和制备建材；山西煤矸石属砂岩质矸石，且热值较高，适合发电和制备建材。华东地区煤矸石属黏土岩类和钙质岩矸石，且产量较低，当地建材市场足以覆盖矸石产出量，可作为优先利用方向。山东和河北等地部分矿区因“三下”压煤占资源量的比例较高，可通过“以矸换煤”延长矿井服务年限，可重点发展井下充填技术。

关键词：煤矸石分级分质产业政策区域异质性填沟造地

西北干旱露天煤矿排土场土壤重构与水盐运移机制

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1556-1569页

作者：张凯李晓楠暴凯凯姜凯升王潇芫谭栩荧中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 国能新疆红沙泉能源有限责任公司新疆昌吉州831100

矿山排土场生态修复是煤矿露天开采面临的重大环境问题,是制约建设绿色露天煤矿的重要因素。土壤重构是排土场生态修复的重要步骤,以新疆为代表的西北煤炭基地,水资源短缺,盐碱化突出,土壤水盐运移是决定土壤重构是否成功的关键指标。... 详细信息

矿山排土场生态修复是煤矿露天开采面临的重大环境问题,是制约建设绿色露天煤矿的重要因素。土壤重构是排土场生态修复的重要步骤,以新疆为代表的西北煤炭基地,水资源短缺,盐碱化突出,土壤水盐运移是决定土壤重构是否成功的关键指标。目前研究集中在表层土壤重构改善土壤养分促进植物生长,针对保水控盐的功能化土壤重构的研究甚少,对不同土壤重构方式下的水盐运移机制尚不明晰。研究立足新疆煤炭资源禀赋特征,从煤炭循环经济的角度出发,采用能源化工副产物煤气化渣(CGS)作为重构材料,通过毛细水上升-蒸发试验,分析CGS重构后水盐垂向运移和水分供给能力,通过Van Genuchten模型拟合土壤水分特征曲线,分析CGS重构后土壤持水能力,研究CGS作为含水层重构材料的可行性。采用煤矿开采伴生岩石矿物红泥岩作为重构材料,通过土柱入渗蒸发试验,分析红泥岩重构后不同土壤深度的水盐变化情况,研究泥岩作为隔水层重构材料的可行性。结果表明,CGS重构改善土壤质地,优化孔隙结构,促进了土壤水盐运移,毛细作用增强,促进了下层水分向上供给,同时也增加了盐分表聚,重构改变土水特征曲线参数,增加了饱和含水量θ_(s),降低了参数a和n,改善了土壤持水性能。CGS添加量越高,细渣质量分数越大,效果越明显。CGS作为重构含水层材料具有可行性。红泥岩黏粒和次生矿物含量高,孔隙结构丰富,物理吸附性良好,重构后0~24 cm深度下土壤含水率高于对照组,蒸发后的盐分在20~24 cm达最高值,红泥岩有效阻隔了盐分上移。红泥岩作为重构隔水层材料具有可行性。研究以期探索出一条适合西部煤炭基地排土场土壤重构模式。

关键词：土壤重构水盐运移煤气化渣红泥岩毛细水上升

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中国铁路技术标准在亚吉铁路中的经济性分析

铁道工程学报 2024年第6期41卷 104-108页

作者：曾扬中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

研究目的:通过亚吉铁路的工程建设实践,从分析亚吉铁路沿线的国情、经济发展水平、沿线自然地理特征、施工技术现状和设计方案完善过程入手,分析了亚吉铁路技术标准和工程措施的形成基础和适应条件,形成的埃塞俄比亚铁路设计标准和技术... 详细信息

研究目的:通过亚吉铁路的工程建设实践,从分析亚吉铁路沿线的国情、经济发展水平、沿线自然地理特征、施工技术现状和设计方案完善过程入手,分析了亚吉铁路技术标准和工程措施的形成基础和适应条件,形成的埃塞俄比亚铁路设计标准和技术系统过程。参照中国铁路Ⅱ级的标准,以“技术标准属地化、工程措施实用化、生态环境可持续化”的理念整理出了该条铁路的技术标准;以经济性分析为核心,总结出该标准在当地的工程实践和经济发展中不断完善和创新的经验;提出中国铁路技术标准在亚吉铁路中的经济性分析。研究结论:(1)在亚吉铁路建设中,要以当地经济条件、技术现状、生态环境、可用资源等支撑能力为基础;(2)埃塞俄比亚铁路建设应与经济规划、生产布局相适应;支撑铁路运营的运输、动力、人力等上下游产业链必须协同发展;(3)埃塞俄比亚铁路技术标准需要在当地的工程实践和经济发展中不断完善和创新;(4)本文研究可为中国铁路技术标准走出去的工程实践提供一定的指导作用。

关键词：埃塞俄比亚铁路技术标准完善和创新经济性分析

面向数字孪生场景的三维水质推演仿真方法研究

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长江科学院院报 2024年

作者：刘成堃张航靖争杨星玥张力湖北省水利信息感知与大数据工程技术研究中心南水北调中线水源有限责任公司长江科学院流域水环境研究所长江空间信息技术工程有限公司(武汉)

针对现有可视化方法难以直观动态呈现三维水质的推演过程的普遍性问题，研究了三维水质模型计算结果与数字孪生场景的集成模式，提出了面向数字孪生场景的三维水质推演仿真方法，实现了三维水质推演过程的直观、准确、流畅、动态呈现。... 详细信息

针对现有可视化方法难以直观动态呈现三维水质的推演过程的普遍性问题，研究了三维水质模型计算结果与数字孪生场景的集成模式，提出了面向数字孪生场景的三维水质推演仿真方法，实现了三维水质推演过程的直观、准确、流畅、动态呈现。以南水北调中线丹江口水库2021年秋汛总磷分布推演为例，采用三维水质模型开展复演分析，将分析结果在数字孪生场景中集成，模拟有机污染物的转移和扩散过程。应用结果表明该方法相较于传统二维平面展示方法具有效果更加直观、信息承载更加丰富的优势，可以在数字孪生场景中动态呈现分层水质指标的推演过程。

关键词：数字孪生三维水质推演仿真水动力水质模型南水北调丹江口水库

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赣江流域水文干旱事件重现期计算方法

长江科学院院报 2024年第6期41卷 69-75,83页

作者：郭娜洪兴骏江聪武汉理工大学资源与环境工程学院长江勘测规划设计研究有限责任公司中国地质大学(武汉)环境学院

针对以径流相对亏缺状态表征的水文干旱事件,采用3种常用的概率分布函数Log-normal、Gamma和Normal,拟合了赣江外洲站实测年径流资料;利用外洲站年径流的统计特征,推导了干旱历时和干旱强度2种典型干旱特征变量的理论概率分布函数的参数... 详细信息

针对以径流相对亏缺状态表征的水文干旱事件,采用3种常用的概率分布函数Log-normal、Gamma和Normal,拟合了赣江外洲站实测年径流资料;利用外洲站年径流的统计特征,推导了干旱历时和干旱强度2种典型干旱特征变量的理论概率分布函数的参数;计算了期望间隔时间定义下干旱历时内累积干旱强度达到某一阈值的干旱事件的重现期,并采用Monte Carlo随机模拟技术进行了验证。结果表明:根据年径流统计信息解析推求水文干旱事件的重现期,具有较强的统计基础和可信的精度,能够一定程度克服依靠有限观测水文序列进行干旱事件重现期推断的样本偏差,可为定量评估流域干旱风险,支撑流域水安全保障提供新的思路。

关键词：水文干旱重现期计算方法年径流赣江流域

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武汉东湖底泥污染风险评估及精细化清淤研究

人民长江 2024年

作者：张枫桂梓玲长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北省长江流域水环境综合治理工程技术研究中心

城市浅水湖泊泥-水界面营养物质交换强烈且频繁，底泥污染释放对上覆水体影响显著，是浅水湖泊污染的主要途径之一。以武汉东湖为例，采用氮磷综合污染指数法和静态释放试验两种方法，评估底泥污染风险，并综合考虑清淤工艺及水生植物... 详细信息

城市浅水湖泊泥-水界面营养物质交换强烈且频繁，底泥污染释放对上覆水体影响显著，是浅水湖泊污染的主要途径之一。以武汉东湖为例，采用氮磷综合污染指数法和静态释放试验两种方法，评估底泥污染风险，并综合考虑清淤工艺及水生植物分布等因素，精确确定清淤范围及厚度。结果表明：东湖底泥总氮和有机质含量分布具有很高的协同性，总磷与有机质含量之间呈弱相关；东湖上、中、下层底泥氮磷综合污染指数分别为0.85 ～ 11.39、0.52 ～ 7.40和0.49 ～ 6.33，大部分区域处于轻度污染～重度污染范围；东湖清淤深度以29.04 ～ 110 cm为宜。研究成果能够为东湖水环境综合治理及类似城市浅水湖泊治理提供理论依据和技术支撑。

关键词：浅水湖泊内源污染底泥污染物特性释放速率东湖

蜜勒胺负载二氧化锰的合成及其稠油低温催化氧化性能

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石油学报（石油加工） 2024年第2期40卷 437-446页

作者：谭迪琛许凯成沈熠菲熊攀程仲富马兆菲颜学敏长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023 中国石化西北油田分公司工程技术研究院新疆乌鲁木齐830011

以三聚氰胺在354℃下热聚的蜜勒胺(Melem)为含有碳、氮元素的载体,以KMnO_(4)为锰源,通过水热法成功合成了MnO_(2)/Melem复合材料。采用SEM、TEM、XRD和XPS等方法进行结构表征。并以MnO_(2)/Melem为催化剂,通过调控催化剂用量、氧化剂... 详细信息

以三聚氰胺在354℃下热聚的蜜勒胺(Melem)为含有碳、氮元素的载体,以KMnO_(4)为锰源,通过水热法成功合成了MnO_(2)/Melem复合材料。采用SEM、TEM、XRD和XPS等方法进行结构表征。并以MnO_(2)/Melem为催化剂,通过调控催化剂用量、氧化剂用量对塔河稠油的催化氧化性能进行考察。结果表明:合成的β-MnO_(2)纳米颗粒成功负载于Melem表面上;通过对稠油催化反应前后的氧化油分别进行族组成分析、FT-IR、GC-MS和黏度测试,确定了催化氧化体系中催化剂用量为1.0%(质量分数),氧化剂选用过氧化氢叔丁醇(TBHP),TBHP用量为0.5%(质量分数);且催化改质后实现了稠油中轻质组分的增加,降黏率可达67.06%。

关键词：稠油催化剂低温催化氧化降黏

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基于冻土热传导方程解析解的相似准则研究

长江科学院院报 2024年

作者：伯音王聪冯彦芳张彬张莹郭晓刚姚劲松魏莱陈荣徐琛长江设计集团有限公司长江勘测规划设计研究有限责任公司水利部水网工程与调度重点实验室武汉大学土木建筑工程学院十堰市城市水源有限责任公司武汉理工大学资源与环境工程学院

为研究冻土一维热传导问题中温度场的模型试验相似准则，本文创新性的提出了基于微分方程解析解求取相似准则的方法。首先采用分离变量法，得到了一维非线性热传导方程的解析解。在此基础上，利用相似转换法推导出了考虑热交换和不考虑... 详细信息

为研究冻土一维热传导问题中温度场的模型试验相似准则，本文创新性的提出了基于微分方程解析解求取相似准则的方法。首先采用分离变量法，得到了一维非线性热传导方程的解析解。在此基础上，利用相似转换法推导出了考虑热交换和不考虑两种情况下冻土模型试验的相似准则。最后利用有限元软件ABAQUS对得到的相似准则进行了验证。结果表明，在不考虑热交换的情况下，时间的相似常系数始终是几何尺寸相似常系数的平方。当考虑热交换情况时，模型试验必须采用与原型不同的土体，此时得到的相似准则更具有理论意义和实际价值。该研究成果充分考虑了热传导过程中的边界条件，有望为非线性热传导问题的研究和模型试验设计提供理论参考。

关键词：冻土非线性热传导解析解相似准则模型试验