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文章结合引江济淮工程安徽段河湖特点、运行管理现状和水污染历史事件分析等,将工程输水范围划分为四个片区,分区分类识别出固定点源、航运源、跨河桥梁车辆源、闸坝拦蓄水体 4 类污染源的特点和分布情况,研究成果可为工程水质安全风险防控提供参考.
引江济淮工程河湖污染源分区分类
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采用超声溶剂热法制备中空立方状Vo-TiO₂,再通过超声原位生长法制备绣球状Vs-ZnIn₂S₄(Vs-ZIS)复合Vo-TiO₂的双功能S型光热催化剂.SEM、TEM及EDS表征证实,绣球状Vs-ZIS均匀负载于中空立方体Vo-TiO₂表面,形成紧密S型异质结,形貌调控显著拓宽材料可见光吸收范围.以氙灯为光源,通过3种染料及抗生素(TC)的光催化降解、Cr(VI)还原及CO₂还原反应,系统评价复合材料的光热催化性能.结果表明,20-DV-ZTiO₂样品催化性能最优:60 min内TC降解率达95%,且不加冷凝水后降解效率显著升高;20 min内Cr(VI)还原率高达99%;CO2还原成CO产率达80 μmol‧g-¹‧h-¹,CH₄产率达12 μmol‧g-¹‧h-¹,总产率较单一组分提升3倍以上,展现出优异的光热协同催化效应.ESR检测证实反应体系中生成‧O₂-与‧OH活性物种;四环素在‧OH、‧O₂-攻击下经脱官能团、开环、逐步降解;结合HRTEM、XPS与ESR分析,确认Vs-ZIS与Vo-TiO₂界面形成S型异质结,有效加快电荷迁移速率、降低光生载流子复合率,进而大幅提升光热催化性能.超声原位生长构建S型异质结和形貌调控是提高Vs-ZIS/Vo-TiO₂光催化性能的有效途径,可为双空位调控与界面工程优化光催化剂提供坚实的理论和实验基础,推动其在水污染控制及清洁能源领域的实际应用.
超声原位生长绣球状ZnIn2S4双空位光热协同催化
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针对污水处理厂尾水氮磷偏高、易引发水体富营养化等生态问题,开展基于生态修复理念的尾水深度处理技术研究,为尾水生态化提标及水环境修复提供技术依据.本文构建了"预处理生态塘—垂直潜流湿地-水平潜流湿地—沉水植物强化区"多级复合生态处理装置,设置 48 h、72 h、96 h水力停留时间梯度,以传统单一人工湿地为对照,连续运行 60 d 并监测水质指标.系统在 72 h 水力停留时间下净化效果最优,CODCr、氨氮、总氮、总磷去除率分别达 75.82%、93.11%、71.58%、83.78%,出水水质接近地表水Ⅳ类标准,各单元协同净化效应显著,运行稳定无堵塞.该复合生态处理技术可高效削减尾水污染物,兼具生态修复与水质提升功能,适用于污水处理厂尾水深度处理与受纳水体生态治理,具备良好工程应用价值.
污水处理厂尾水深度处理生态修复人工湿地脱氮除磷
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针对河南省某乡镇高氨氮、流量不稳定的农村生活污水,采用OAO一体化设备对其进行处理,通过调节池液位联动控制逻辑,实现运行系统进水、曝气、沉淀的周期运行方式,出水达标排放.连续一年运行结果表明,该站点对COD、氨氮及SS的年平均去除率分别为92.08%、90.87%、94.65%,出水COD、氨氮、SS及pH均能达到河南省地方标准《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB41/1820-2019)中三级标准,运营成本为1.54 元/m3.该处理系统抗冲击负荷能力强,对高氨氮农村生活污水有较好的去除效果,且运行稳定,适合农村地区的污水处理.
农村生活污水高氨氮OAO一体化设备
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水污染控制工程是环境类专业的核心必修课程,具有极强的理论性与工程实践性.针对该课程传统案例教学中存在的情境静态、师生交互受限等问题,本研究将生成式人工智能引入案例工程教学环节.文章阐述了基于RTCC提示词框架的人工智能赋能教学模式,并结合同班对照实验,分析了该模式在提升学生课堂参与感和知识应用能力方面的教学效果,同时提出了人工智能技术对教师的新要求.本研究的探索与实践可为该课程的案例教学优化提供新思路,对深化工科专业课程数智化改革和培养高素质环境工程人才具有积极意义.
水污染控制工程案例教学人工智能教学改革
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以真实项目引入为改善路径,依托十堰市作为南水北调中线工程核心水源区的区位条件,将当地垃圾填埋场渗滤液溢流的应急处理需求转化为教学项目,按"真实项目导入—任务描述—项目方案制定—项目实施—学习效果评价"五个环节设计并实施了水污染治理课程实验教学方案.方案以成果导向教育(OBE)理念为指导,引导学生完成水质研判、药剂筛选、投加量优化、成本核算及技术报告撰写等全流程操作,并以项目产出、过程记录与问卷访谈相结合的方式评价学习效果.实践表明,真实项目驱动使实验内容由原理验证转向方案决策,学生在数据论证能力与工程决策意识方面提升明显.
水污染治理实践教学真实项目
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水利工程施工面分散、土石方量大且临近河道,扬尘与水污染往往在开挖、运输、拌和、冲洗、基坑排水和降雨径流中交替出现。依据污染源位置、产生时段和迁移路径,将现场划分为土方道路、砂石拌和、加工维修、生活营地、基坑及临水作业区,分别设置源头减量、过程收集、沉淀回用和监测处置措施。扬尘治理强调湿度、车速和裸土覆盖,废水治理强调清污分流、分级沉淀、含油水隔离及雨前容量检查,并用网格巡检和水质记录核对设施运行状态,使绿色施工要求转化为具体作业动作。
水利工程施工现场扬尘水污染绿色施工
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透水路面在海绵城市建设中不仅具有补充地下水、缓解城市内涝和热岛效应等功能,还具备间接碳减排的功能,但随着使用年限的增加,孔隙堵塞会导致雨水下渗量和蓄水量减少,这不仅影响了透水路面的缓解内涝的功能,还间接影响了其减碳效益.为了研究在堵塞过程中透水路面雨水下渗、雨水径流之间的关联性以及堵塞对透水路面减碳效益的影响,研究以人行道和公园常用透水路面为对象,通过人工模拟降雨试验,分析在不同堵塞程度下雨水下渗量与径流量变化及关联性,进而计算不同堵塞阶段间接碳排放量,研究堵塞程度对减碳效益的影响.结果显示,堵塞程度越高,透水砖稳定后下渗量越低、径流量越高,下渗量和径流量呈互补关系;下渗量、蓄水量与减碳效益正相关,径流量与减碳效益负相关;堵塞加剧会降低透水路面的减碳效益,其中蓄水量对减碳效益贡献较小.研究揭示了雨水流量、堵塞程度、减碳效益三者关联效应,这对建立零碳园区和评价透水路面环境效益具有重要意义.
环境工程学水污染防治工程透水路面试验分析关联效应减碳效益
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油气管道泄漏是严重的污染问题,治理的关键在于准确探测地下裂隙分布.针对油气管道泄漏污染探测难题,研究采用"电导率法-瞬变电磁法"双探技术组合,在成品油管道区段开展系统性探测,以实现污染通道的精准识别与定位.通过布设14条测线(L1~L14)、340个测点,获取了从浅部(30 m)至深部(210 m)的多尺度、高分辨率电阻率切片数据.通过两种方法数据的对比与融合分析,探究了地下电性结构特征.研究揭示了该区域嵩箕台隆与华北坳陷过渡带的地质构造对污染物迁移的控制规律,并发现地下水污染物主要沿东北—西南方向构造裂隙扩散.电导率法精准识别了L10测线区域的"凹"字形浅层裂隙,瞬变电磁法则识别了L3测线区域的180 m深度陡立断裂带,且两种方法在L3和L4测线区呈现异常响应高度吻合.基于此结果,研究最终圈定主污染区沿东北—西南方向延伸800 m,垂向影响深度达150 m的"核心-边缘-边界"三级污染分布格局.研究表明,"电导率-瞬变电磁"双探技术组合能够有效克服单一方法的局限性,实现了从浅部精细识别到深部有效探测的跨尺度覆盖,并为复杂地质条件下油气管道泄漏污染的精准探测、范围圈定与风险评估提供了可靠的技术方案和理论支撑.
环境工程学油气管道泄漏地下裂隙分布电导率法瞬变电磁法污染物迁移
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生化需氧量(biochemical oxygen demand,BOD)和化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)是水污染治理普遍使用的两类基础性综合指标,但其起源、本质,尤其是两者联用在进一步揭示水质信息方面的协同潜力仍需研究挖掘.文章系统梳理了 BOD与COD的起源及测定方法演进,比较了其在受纳水体保护与生态评价、污水处理尾水合规评价、工程设计、工艺运行等不同业务场景中的应用状况,分析了 BOD5/CODCr、CODCr/BOD5等协同方式所表达的水质信息及其解释边界.首次剖析了 CODCr-BOD5的本质含义,提出了利用水样的CODCr和BOD5评估计算不可降解有机物量和生物处理系统中剩余活性污泥量的方法.
生化需氧量化学需氧量应用场景氧当量协同作用