用磁改性海泡石处理含镍废水

以天然海泡石为原料,Fe SO4·4H2O和Fe Cl3·6H2O为改性剂,制备了磁改性海泡石并用于处理含Ni2+废水。考察了吸附时间、反应温度、p H和Ni2+初始质量浓度对磁改性海泡石对Ni2+吸附量的影响。结果显示,磁改性海泡石对Ni2+的吸附量随吸附时间、温度、p H与Ni2+初始质量浓度的增加而提高,吸附行为与二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型拟合较好。对于Ni2+质量浓度为50 mg/L的废水,在25°C、p H=5的条件下,0.5 g磁改性海泡石对Ni2+的吸附量为2.95 mg/g。通过正交试验优选出适用于处理Ni2+质量浓度为68.48 mg/L的某镀镍车间漂洗废水的最佳条件为:温度65°C,p H 4.2,吸附剂投加量1.5 g,时间为1.5 h。最终Ni2+去除率为99.65%,出水Ni2+质量浓度为0.24 mg/L,远低于GB 21900–2008中表2规定的排放限值(0.5 mg/L)。     

马海盆地鱼卡河下游流域地下水均衡估算

鱼卡河下游位于柴达木盆地北部边缘的马海盆地,地下水是当地重要水源之一。通过搜集气象、水文资料及查阅相关文献,结合野外实地考查与试验,在掌握其水文地质基本特征的基础上,计算了其地下水系统2000~2013年的地下水均衡量。结果表明:对于流域内的地下水系统而言,河流渗漏补给是其主要补给源,约占总补给量的77.8%,而潜水蒸发是其主要排泄方式,约占整个系统排泄量的85.6%。流域内地下水年均补给总量为10 260.5万m~3/a,年均排泄总量为108 96.6万m~3/a,地下水均衡差为636.1万m~3/a,地下水位呈59 mm/a的下降趋势。研究结果对流域地下水资源量计算、地下水环境以及生态环境保护等均具有一定的参考价值。     

DMFC放电模式与性能稳定性研究

不同放电模式下CO2气体传质对催化层结构稳定性和催化剂电化学稳定性的影响,导致在较长时间运行中直接甲醇燃料电池(DMFC)性能稳定性的不同。DMFC的性能在恒压放电模式下比恒流模式、恒功率放电模式下更稳定。用恒压不间断放电模式进行寿命测试后,电池的输出功率密度减至初始值的15.08%,采用循环伏安法除去阴极催化剂上的吸附物,可部分恢复电池性能。电化学阻抗谱(EIS)分析表明:性能不可逆衰减的主要原因是阳极催化层结构的破坏。     

絮凝强化铁炭微电解预处理酯化废水的研究

研究了单一铁炭微电解预处理酯化废水的效果,通过正交和单因素试验考察了p H、水力停留时间、填料量和曝气时间等因素对处理效果的影响,并确定最佳反应条件,在此基础上进一步考察絮凝对COD去除效果的影响。结果显示:进水p H对处理效果影响最大,加碱絮凝适合处理酯化废水,在p H=2、HRT=2 h、填料量30%、曝气时间5 min、加碱(p H介于8.5~9.5)絮凝沉淀2 h的条件下,处理效果最佳,COD去除率达到30%以上。     

CO_2加氢合成甲醇CuO-ZnO-TiO_2催化剂的制备与表征

采用添加表面活性剂并流浆态沉淀法制备了CuO-ZnO-TiO2催化剂,利用N2吸附脱附、XRD、SEM、EDS和H2-TPR等方法对催化剂进行了表征。结果表明,CuO-ZnO-TiO2催化剂为平均孔径3.7436nm的介孔材料,CuO在催化剂上的分散性较好,还原温度较低。在反应温度230℃、反应压力2.0MPa、反应空速2100h-1、H2和CO2摩尔比为3:1的条件下,CO2加氢合成甲醇效果较好,甲醇选择性为19.68%,甲醇产率为2.26%。     

不同铝源羟基氧化铝除氟性能及机理研究

采用共沉淀法,以Al2(SO4)3·18H2O和Al Cl3·6H2O为铝源,分别制备了2种用于除氟的羟基氧化铝吸附剂。通过吸附试验,从吸附速率、p H值影响、吸附等温线3方面评价吸附剂的吸附性能。借助红外光谱(FTIR)和能谱(EDX)2种手段,对吸附剂进行表征,进而探讨吸附机理。结果表明,以Al2(SO4)3·18H2O为铝源制备的吸附剂,在投加量为0.4 g/L,F-的质量浓度为8 mg/L,温度为25℃,溶液p H值为7时,吸附量为37 mg/g,具有良好的除氟效果,其吸附规律符合Langmuir等温方程,动力学符合准二级动力学方程,最大吸附量为138.60 mg/g,明显高于以Al Cl3·6H2O为铝源所制备的吸附剂的最大吸附量96.62 mg/g。Al2(SO4)3·18H2O制备的吸附剂中包含的SO42-能够与F-发生置换,且SO42-的存在稳定了反应过程中溶液p H值的变化,有利于氟的吸附。因此使用经济性更好的Al2(SO4)3·18H2O制备吸附剂,比Al Cl3·6H2O所制备的吸附剂具有更好的应用前景。     

氧化铝催化臭氧氧化去除水中痕量嗅味物质

为解决饮用水中的嗅味问题,以γ-Al2O3为催化剂,考察强化臭氧氧化对水中嗅味物质的去除能力.以二甲基异茨醇(MIB)和土臭素(GSM)为代表,研究天然水体中γ-Al2O3催化臭氧氧化MIB和GSM的降解效能及相关影响因素.结果表明,γ-Al2O3催化臭氧氧化技术可以有效地降解天然水体中的嗅味物质,其降解能力随着天然水水质不同而有差异.同时γ-Al2O3催化臭氧氧化较单独臭氧氧化可以更有效地降低水体中有机物的相对分子质量.在两种天然水体中臭氧的衰减过程有所不同,催化臭氧过程中产生的羟基自由基显著高于臭氧氧化过程.γ-Al2O3的加入可以显著提高臭氧对水中典型嗅味物质的去除能力,同时水体中的天然本底物质对臭氧氧化和催化臭氧氧化过程有显著影响.     

近47年来降水变化和人类活动对滦河流域年径流量的影响

近47年来,随着流域降水量的减少,以及水利工程的修建、林草地的减少等土地利用方式的改变,在气候变化和人类活动双重因素的作用下,滦河流域年径流量呈现出显著的减少趋势。现基于降水-径流经验统计模型的构建,定量评估了滦河流域降水变化和人类活动对该地区年径流量的影响程度。结果表明:①1983年以前,滦河流域年径流量受环境变化影响较小,1983年以后,年径流量受到气候变化和人类活动影响较为显著;②1984年-2006年期间,受人类活动影响所产生的年均减水量为11.97亿m3,占该时段减水量的84.42%,受降水变化所产生的年均减水量为2.21亿m3,占该时段减水量的15.58%,人类活动的贡献率远大于降水变化。     

黄河流域径流演变归因研究

本文首先分析了黄河流域近43年天然径流量的变化规律,得出了降水、蒸发、土地利用和水利工程调蓄四个主要影响因子的变化规律,利用M-K、聚类分析等多种方法判别了黄河流域及6个集水区天然径流受人类活动影响较小的基准期。根据基于傅抱璞公式的流域尺度水均衡模型区分了降水、蒸发、土地利用和水利工程调蓄四个主要影响因子对于流域天然径流量变化的贡献。结果表明:流域内的天然径流量出现明显的衰减,其中4个主要影响因子中降水改变对于天然径流量的变化贡献最大,土地利用和水利工程调蓄因子的变化对各个集水单元的贡献率因为地区的差异也有很大差异。     

基于多目标不确定性机会约束规划的矿区水资源配置研究

以矿区水资源配置系统为研究对象,针对矿区生态恢复过程水资源配置的多目标、模糊、不确定性的特点,构建多目标不确定性机会约束规划模型对矿区水资源进行优化配置。基于生态优先的配水原则,以碳排放最小化目标代替传统的污染物排放量最小化目标,兼顾碳排放最小化、系统经济效益最大化以及缺水量最小化,建立矿区生态环境－经济社会－水资源协调发展的多目标模型,统筹分配地下水、地表水、矿井水以及再生水。对实际情况中的不确定性因素采用区间参数的方法表示,并通过遗传算法对模型进行求解,得到合理的水资源配置方案。将模型应用于宁夏回族自治区羊场湾矿区,结果表明：以碳排放为目标的不确定性机会约束规划多目标模型能够很好地统筹矿区经济发展目标与水资源节约目标,配置方案可保证各个用水部门的需水满足度达到100%,而以污染物排放量为目标的优化方案存在区域缺水的情况。系统可带来年碳净吸收量（CO₂）为533.7～702.4 t,预期年经济效益为162.3×10⁴～163.7×10⁴元,区域年供水富余量为43.5×10⁴～49.7×10⁴ m³。研究结果一方面可为羊场湾矿区尽快实现绿色矿山提供理论支撑,另一方面也可为其他干旱地区煤矿区的水资源配置和规划提供参考。