水厂失效生物活性炭在铬污染土壤修复中的再利用

土壤重金属Cr具有难降解、强迁移性、易在生物体内积累等特点，会对人体健康及自然环境造成极大危害。文章主要研究水厂失效生物活性炭(S-BAC),通过分析S-BAC表面官能团丰度、亚甲基蓝值和碘值、表面形貌，以及对重铬酸钾溶液的分批吸附试验效果，来探讨S-BAC对Cr的吸附效能。同时，以土壤理化性质和Cr形态分布情况为指标，评价和验证了S-BAC对Cr污染土壤的稳定效果，确定了最佳添加量。结果表明，S-BAC对溶液中Cr的吸附性能良好，吸附过程符合Langmuir模型以及准二级动力学方程；经S-BAC处理后，Cr污染土壤中可交换态Cr浓度显著降低，可氧化态和残渣态Cr含量大幅增加，土壤阳离子交换量(CEC)、pH均明显升高；在S-BAC掺入量为5%的条件下，经过35 d的修复，土壤中Cr固定效果良好。S-BAC固定土壤中Cr的机制主要包括离子交换、表面络合、沉淀作用等，但土壤修复过程对Cr价态的影响还有待进一步研究。     

地月空间航天器绕飞接近跟踪控制

在圆形限制性三体问题的框架下研究了地月空间航天器绕飞接近跟踪控制方法.首先,以圆形限制性三体问题为基础建立了地月空间航天器相对运动模型,并通过无量纲化和线性化方法对模型进行了简化.接着,将地月空间航天器绕飞接近跟踪控制问题转化为模型参考输出跟踪问题,并结合模型参考输出跟踪理论和线性二次型最优控制理论设计绕飞接近跟踪控制器.最后,通过数学仿真验证控制器的有效性和可行性,仿真结果表明该方法能够实现地月空间航天器绕飞接近跟踪控制,对位置和速度的初始状态误差能够快速收敛.     

水中微塑料污染研究进展与热点分析

微塑料在水环境中引起的污染问题受到广泛关注,近年相关研究大幅度增加.文中基于文献统计分析,从水污染治理的视角,按时间进程分析文献发文数量及其内容变化,梳理和总结微塑料的研究进程及要点.结果表明:微塑料水样采集、检测与鉴别技术的发展有力支撑了对微塑料性状和毒性效应的研究不断深入;随着对微塑料污染危害认知的深入,治理微塑料...     

使用年限对已失效的生物活性炭热再生效能的影响

利用模拟热再生试验装置研究了热再生对不同使用年限活性炭的再生效能,分析了使用年限对再生活性炭基本性能恢复率的影响,并探讨了再生的过程及再利用途径。研究结果表明,长使用年限不利于活性炭的热再生过程的效能恢复,使用年限大于5年会导致再生炭的吸附性能指标及机械强度显著降低,其原因在于活性炭使用过程中累积的无机成分占据了其孔隙,以及所含的金属氧化物在热再生过程中对炭微孔结构的催化氧化。使用年限超过5年活性炭采用热再生方式的经济收益较低,再生后活性炭的应用途径需要结合其使用年限及再生后性能参数来综合确定。     

水厂生物活性炭颗粒灰分的累积规律

文章采用典型水厂跟踪调查与水厂中试试验相结合的方式,分析了水厂生物活性炭使用过程中灰分的累积规律,并分析了其主要成分。研究结果表明,生物活性炭颗粒上的灰分随着使用时间呈现增加的趋势,至10年时可达到25%左右,生物活性炭的类型、炭池流向均会对灰分的累积产生相应的影响。灰分的主要成分包括Al、Fe、Mn、Mg、Cu、硫酸盐、氯离子、磷酸盐等典型元素,其中Al的质量分数最高可达到46.5 mg/(g BAC)以上。灰分的累积对废旧生物活性炭的资源化利用会产生一定的负面影响,后续生物活性炭失效判定过程中应予以充分的重视。     

生物活性炭使用过程中微生物群落变化规律及其对净化效能的影响

利用现场中试试验装置研究了水厂生物活性炭(BAC)应用过程中的微生物群落演变规律,并探讨了其净化效能的变化情况。结果表明,BAC颗粒上的生物量至5年时基本稳定,之后维持在一定范围内波动,但生物活性呈现下降的趋势。微生物群落结构分析表明,BAC颗粒上微生物种群主要为变形杆菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)。硝化螺旋菌属(Nitrospira)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)和根瘤菌属(Rhizobium)等与净化效能直接相关的微生物在2～4年时相对丰度最高,之后随着使用时间的增长呈现下降的趋势。此外,随着时间的推移,BAC微生物群落机制由随机过程向确定过程转变,特别是8年、9年、10年BAC中,同质选择发展为主导作用(占59.09%～75.63%),导致BAC微生物群落多样性下降以及生物降解功能弱化。微生物群落的变化直接影响了其对氨氮、有机物的净化效能。     

基于代理模型的升力式再入飞行器组网优化

研究升力式再入飞行器的组网优化问题.优化再入飞行器组网,使其在满足一定覆盖要求的同时,轨道高度、离轨速度冲量、飞行器总数等方面达到最优.针对再入飞行器对地覆盖区域计算量大且和时间变量相关的问题,提出用代理模型技术来近似计算覆盖区域,提高了计算效率;利用SOC星座设计方法对再入飞行器进行了组网设计,并用枚举分析的方法对组网星座进行了优化.最后用点覆盖仿真的方法对得到的最优解进行了验证,说明了上述设计方法的有效性,为飞行器再入组网优化提供了科学依据.     

生物活性炭工艺的除锰效能及作用机制

利用动态小试试验研究了生物活性炭(BAC)对地表水的除锰效能,明确了其可行性及机理,并探讨了可能存在的问题及解决途径。试验证明,BAC工艺在进水Mn(Ⅱ)质量浓度为0.60～1.80 mg/L、过水流速不超过12 m/h时均具有良好的除锰效能[Mn(Ⅱ)去除率>95.00%]。锰分相及SEM-EDS测定表明,BAC通过“高效吸附-氧化赋存-脱附更新”实现锰的可持续转化,Mn(Ⅱ)和锰氧化物(MnO_x)易于在BAC颗粒孔隙及表面附着,加速除锰滤料的成熟;16S rRNA测序结果表明,BAC颗粒上具有种类多、丰度高的锰氧化细菌(MnOB)及锰氧化基因,主导了稳定运行期内Mn(Ⅱ)的氧化,保障了其在不同水质条件下的稳定去除。Mn(Ⅱ)浓度突增时,BAC除锰工艺存在适应周期长(30 d)、除锰效能有一定波动的问题。O₃-BAC强化除锰工艺中,前置O₃不仅能在进水Mn(Ⅱ)浓度稳定时进一步提升BAC工艺的除锰效能,将出水Mn(Ⅱ)质量浓度控制在0.05 mg/L以下,还能确保进水Mn(Ⅱ)浓度突增时整体工艺的出水水质稳定。此...