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2019年  第37卷  第2期

中国二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估
《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》实施2年(2016—2018年)评估
蔡博峰, 庞凌云, 曹丽斌, 李琦, 刘桂臻, 仲平, 张贤, 杨扬, 陈帆, 李清, 杨晓亮, 孙彦, 李杨, 张徽
2019, 37(2): 1-7. doi: 10.13205/j.hjgc.201902001
摘要:
《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》(简称《指南》)发布2年(2016—2018年)以来,在国际国内CO_2捕集、利用与封存(CCUS)领域产生了重要影响。通过企业调研、专家研判、培训宣教、访谈测试等方法评估了其产生的效果和影响。结果表明:《指南》实施2年来,在国际标准、科学文献和国际研讨等领域产生了重要影响,激发了中国CCUS环境风险研究热情,推动和规范了中国CCUS示范项目建设,提高了企业和环境管理者对CCUS环境影响和环境风险的认知,提高了中国对于CCUS技术和环境保护的重视。并提出了进一步完善《指南》、加强其内容与应用成果宣传和提高其国际影响力的建议。
基于U型管原理的浅层地下流体环境监测与取样技术
李琦, 刘学浩, 李霞颖, 卢绪涛, 宋然然, 李小春
2019, 37(2): 8-12. doi: 10.13205/j.hjgc.201902002
摘要:
在能源与废弃物地下储存及地下水环境评估与污染治理等领域,为了对地下水环境进行三维高精度连续监测,中国科学院武汉岩土力学研究所开发了一种基于U型管原理的地下流体多层取样和监测装置。介绍了这种基于U型管原理的气体推动式取样装置,并与国内外多种同类型的取样技术进行对比。共开发出3种不同型号的流体取样装置,经过多次场地试验和工程检验,验证了该浅层U型管监测装备是一种性能可靠、运行稳定的浅部地层(0~200 m)取样监测设备。作为地下水环境监测平台,浅层U型管监测系统可以进行技术集成化改进并进一步增加其应用深度,后期开发前景和应用前景广阔。
二氧化碳地质封存的环境风险评价方法研究综述
李琦, 蔡博峰, 陈帆, 刘桂臻, 刘兰翠
2019, 37(2): 13-21. doi: 10.13205/j.hjgc.201902009
摘要:
二氧化碳捕集、利用与封存是一种可以实现大规模温室气体减排的新兴技术。围绕二氧化碳地质封存过程中的环境风险,系统地梳理了二氧化碳泄漏风险的类别与特点,总结了二氧化碳地质封存的环境风险识别方法,定性与定量风险评价方法等,以期对我国开展二氧化碳地质封存项目的环境风险评价提供借鉴。
澳大利亚Gorgon二氧化碳咸水层封存项目环境风险评价方法
李琦, 赵楠, 刘兰翠, 徐丽风
2019, 37(2): 22-26. doi: 10.13205/j.hjgc.201902003
摘要:
二氧化碳咸水层封存是一种可以实现大规模温室气体减排的地质工程技术。作为澳大利亚最大的二氧化碳咸水层封存工程,Gorgon项目的环境风险评价具有非常重要的借鉴意义。围绕澳大利亚Gorgon项目的环境风险评估方法,系统地介绍了其评估程序和风险特点,同时指出,中国二氧化碳咸水层封存项目风险水平的确定要进一步依据我国封存地的敏感受体,如人口分布、植被等具体情况考虑,以期为我国开展类似项目提供借鉴。
国内地质封存CO_2泄漏的生态影响研究
陈新新, 马俊杰, 李琦, 薛璐, 张彤, 李鹏飞, 史谊飞, 刘丹, 刘浩东
2019, 37(2): 27-34. doi: 10.13205/j.hjgc.201902004
摘要:
以回顾CCUS技术在应对全球变化中的作用为基础,梳理了国内地质封存CO_2泄漏的生态影响研究方法,总结了CO_2泄漏对土壤及其微生物、植物与作物、水质及鱼类、陆生动物影响的研究进展,分析了CO_2泄漏对土壤、地表水和地下水等环境介质的影响,对植物及作物、土壤微生物、动物及鱼类等不同类型生命体的影响,以及CO_2泄漏生态监测指标筛选等不同领域研究的现状和问题;提出了地质封存CO_2泄漏对环境介质影响中的多因素、跨介质及流体流态影响机制,生态影响中的适应-抑制机制及指示性生态监测指标筛选,以及由室内外模拟到实施项目野外调查的研究方法转变三个方面的研究趋势。
超高浓度CO_2对主要环境介质的影响
张徽, 胡丽莎, 郑长远
2019, 37(2): 35-39. doi: 10.13205/j.hjgc.201902005
摘要:
规模化实施CO_2捕获、利用与封存(CO_2 capture,utilization and storage,CCUS)技术能够直接、有效地实现碳减排。但是由于地下地质条件的复杂多变以及技术手段的局限性,封存于地下的超临界CO_2仍会有逃逸的风险进而影响周边生态环境。回顾了国内外人工控制二氧化碳泄漏平台现状及研究内容,重点依托青海平安天然CO_2泄漏试验场地,通过模拟实验、取样测试和原位监测等技术手段,研究了超高浓度CO_2对研究基地内的土壤、水及大气环境影响程度。结论认为,受高含CO_2水体浸泡后,土壤理化性质发生了明显改变,土壤中的有机质、营养元素等大幅减少;高含CO_2气体的地下水具有较低的pH值,呈酸性水,并且含有游离CO_2;对水中的CO_3~(2-)、 HCO_3~-、Fe~(2+)、Fe~(3+)等离子影响作用较大。在开阔处,高浓度CO_2泄漏经过空气混合后不会对人体产生致命影响。不同高度大气CO_2日变化曲线趋势大致相同,随高度不同,大气中CO_2浓度也各有变化。
塔河油田酸气回注与LO-CAT硫磺回收经济性对比
姚丽蓉, 徐亮, 李琦, 叶帆, 李霞颖
2019, 37(2): 40-44. doi: 10.13205/j.hjgc.201902006
摘要:
塔河油田二号联轻烃处理站原料气中酸气含量过高,需要对原料气进行脱硫处理,以满足国家排放要求。计算塔河油田酸气回注的工艺固定投资及年运行费用的上下限区间,对酸气回注工艺与LO-CAT硫磺回收工艺进行经济性对比。结果显示:塔河油田酸气回注的固定投资成本仅为硫磺回收工艺固定投资成本的80%~90%,酸气回注的运行费用仅为硫磺回收工艺运行费用的11%~24%,在不考虑酸气回注的减排补贴和硫回收工艺硫磺收益的情况下,酸气回注的经济效益优于硫磺回收工艺。
《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》环境风险评价流程研究
庞凌云, 蔡博峰, 陈潇君, 杨晔, 刘桂臻, 曹丽斌, 伍鹏程
2019, 37(2): 45-50. doi: 10.13205/j.hjgc.201902007
摘要:
中国首个针对CCUS(二氧化碳捕集、利用与封存)环境风险评价的指导文件《二氧化碳捕集、利用与封存环境风险评估技术指南(试行)》(简称《指南》),在中国在建和已建成的CCUS项目中发挥了重要指导作用,但其环境风险评价流程仍然存在实用性不强、科学性不足等问题。通过系统梳理、对比分析国内外CCUS环境风险评价流程及中国《建设项目环境风险评价技术导则》(征求意见稿)建设项目风险评价流程,从流程结构优化、增加定量化评价方法、加强风险潜势预判、设定风险事故情形、采用风险预测手段等方面对《指南》提出完善建议。同时也指出CCUS本身的不确定性加大了环境风险定量评价的难度、中国CCUS环境风险评价流程对经济利益的关注有待加强等问题。
基于油藏CO_2驱油潜力的CCUS源汇匹配方法
汪芳, 秦积舜, 周体尧, 杨永智
2019, 37(2): 51-56. doi: 10.13205/j.hjgc.201902008
摘要:
CO_2捕集、利用与埋存(CCUS)商业化的关键因素是通过工业CO_2排放源与油田间的源汇匹配,筛选出最具经济性的匹配方案。基于油藏驱油潜力和油田CO_2驱注气的阶段开发特点,以油田可承受CO_2极限成本为约束条件,CCUS商业化项目的总成本现值最小为优化目标,建立了工业CO_2排放源与具有效益开发潜力油藏的CCUS源汇匹配评价流程和相关指标计算方法。并以我国东部地区某油田及附近碳源为例,筛选出可承受CO_2极限成本大于150元/t的油田区块,将CCUS全生命周期划分为6个阶段,完成燃煤电厂(碳源地)与油田区块间管道布局和CO_2注入井的接替(分阶段)注采规划,并发现当油价高于70美元/桶时,油田区块的平均可承受CO_2极限成本接近该源汇匹配下的全生命周期CO_2平均供给成本。
水污染防治
红球菌SY095产生物表面活性剂对沉积物中铅和铜的去除
张晓青, 曹军瑞, 司晓光, 郝建安, 杜瑾, 张爱君
2019, 37(2): 57-61. doi: 10.13205/j.hjgc.201902015
摘要:
采用批次淋洗的方法研究了红球菌SY095产生物表面活性剂对沉积物中Pb和Cu的去除作用,考察了生物表面活性剂浓度、pH、温度、振荡时间、提取次数等条件对重金属去除效果的影响,并分析处理前后重金属的形态变化。结果表明:随着生物表面活性剂浓度的增加,2种重金属的去除率增大;Pb在淋洗剂pH为6时解吸效果最好,达到34.16%,而Cu的去除效果随着pH的升高而增加;生物表面活性剂对沉积物Pb和Cu去除率分别在25,40℃时达到最大;随着振荡时间和提取次数的增加,Pb和Cu去除率升高,3次洗脱后累积去除率分别为39.12%和51.26%;对沉积物重金属的形态分析发现,生物表面活性剂可有效去除酸提取态Pb和Cu。
不同盐度反硝化过程N_2O积累及还原特性
巩有奎, 任丽芳, 李永波
2019, 37(2): 62-66. doi: 10.13205/j.hjgc.201902010
摘要:
利用体积为3 L的SBR反应器,以NO~-_3为电子受体,乙醇为电子供体,控制初始COD/N=5.0,考察不同盐度条件下反硝化过程NO~-_2和N_2O积累及还原过程,并对N_2O还原过程进行Monod方程拟合。结果表明:盐度增加导致系统还原速率降低。NaCl盐度由0增至20 g/L时,NO~-_3、NO~-_2和N_2O的还原速率分别由17.67,14.15,139.33 mg/(g·h)降至6.57,7.41,33.17 mg/(g·h)。N_2O还原半饱和常数随盐度的增加而增加,低盐度下氧化亚氮还原酶与底物的结合能力较强,表现出高的还原速率。反硝化初始阶段,N_2OR(N_2O还原酶)的合成速率小于NaR(NO~-_3还原酶)和NiR(NO~-_2还原酶)合成速率,导致N_2O积累。高盐度对N_2O还原的抑制远大于其对NO~-_3和NO~-_2还原活性的抑制,是导致高盐度下反硝化过程N_2O积累的主要原因。
北京市雨水径流中颗粒物沉降特性
赵梦圆, 王建龙, 黄涛, 涂楠楠
2019, 37(2): 67-72. doi: 10.13205/j.hjgc.201902011
摘要:
选择北京市中心城区某合流制和分流制系统排出口雨水径流为研究对象,采用虹吸式沉降柱静态沉淀试验,分析了典型降雨场次雨水径流中颗粒物的沉淀特征。结果表明:合流制溢流及分流制雨水径流中颗粒物沉速区间均主要集中于0.1~1 mm/s,该沉速区间的颗粒物对于污染物去除效果影响较大。分流制排水系统颗粒物的沉速随产流时间的增加而降低,沉速越大颗粒物去除效率越高,而合流制系统颗粒物沉速随时间波动较大,各沉速区间颗粒物去除率分布较均匀,当控制沉降速率>0.05 mm/s时,合流制颗粒物控制效果优于分流制。
城市河流中碳源对同步硝化反硝化的影响
刘晓斐, 杜伊, 胡玮璇, 王晓燕
2019, 37(2): 73-78. doi: 10.13205/j.hjgc.201902012
摘要:
为了解城市污染河流水体有机碳源(COD)及溶解性有机质(DOM)在低氧(ρ(DO)=0.5~0.6 mg/L)条件下对同步硝化反硝化(SND)系统脱氮效率的影响,利用BM-Advance呼吸仪作为反应容器来模拟北运河的水体环境,并通过向水样中投加易生物降解有机碳源(乙醇)、慢速可生物降解有机碳源(淀粉)和北运河水体DOM(腐殖酸和色氨酸)的方式来研究外加碳源和水体DOM(腐殖酸和色氨酸)对水体氮去除及转化的影响。结果表明:外加乙醇时,总氮去除率从49%(C/N为6.5)上升至72%(C/N为16);外加淀粉时,反应时间内总氮去除率从25%(C/N为6.5)上升至59%(C/N为16):在模拟北运河水环境条件下,投加腐殖酸的反应器中总氮去除率为47.75%,腐殖酸可以作为很好的碳源促进SND过程,然而色氨酸则会加剧水体总氮的积累。由此可知,提高C/N可以加速同步硝化反硝化(SND)进程。
硝酸铁对不同类型污泥自热高温微好氧消化的强化效果
金宁奔, 冯凯丽, 邰俊, 张瑞娜, 陈善平, 朱南文
2019, 37(2): 79-83. doi: 10.13205/j.hjgc.201902013
摘要:
在污泥自热高温微好氧消化(ATMAD)工艺耦合硝酸铁去酸抑制作用过程中,研究了进料不同配比的初沉池污泥和二沉池污泥对硝酸铁强化污泥消化效果的影响。结果表明:硝酸铁对二沉池污泥的强化效果优于初沉池污泥,进料污泥中二沉池污泥比例越高,消化效果越好。进料污泥中二沉池污泥比例越高,硝酸铁对污泥上清液中VFA、SCOD和氮磷等去除的强化效果也越强,但消化污泥的脱水性能越差,消化污泥CST值随之增长的幅度也越小。
不同调理方法强化污水厂污泥脱水性能的对比
陈静涵, 何岩, 乔赵超, 黄民生, 盛宸
2019, 37(2): 84-89. doi: 10.13205/j.hjgc.201902014
摘要:
以上海某生活污水厂浓缩污泥为研究对象,以泥饼含水率和毛细吸水时间(CST)为评价指标,系统对比研究了芬顿(Fenton)、超声波-聚合硫酸铁(PFS)、十二烷基磺酸钠(SDS)-氢氧化钠(NaOH)、溶菌酶和蛋白酶K共5种污泥调理方法对污泥脱水性能的强化效果。研究结果表明:5种调理方式中Fenton调理的脱水效果最好,调理后污泥泥饼含水率和CST分别为64.8%、43.3 s,但其产生的强酸性废水和污泥可能会影响后续的处理处置;技术经济综合分析发现,超声波-PFS联合调理是相对最优的污泥调理方式,超声波作用时间为30 s,PFS投加量为15.0 mg/g时,污泥的泥饼含水率可达到70.51%;蛋白酶K的调理效果明显优于溶菌酶;然而,研究发现SDS-NaOH联合调理会导致污泥脱水性能恶化。
大气污染防治
民用燃煤污染控制技术及对策
刘建明, 刘胜楠, 王晨晨, 庞美玲, 王程塬, 刘月明, 李健华
2019, 37(2): 90-94. doi: 10.13205/j.hjgc.201902016
摘要:
我国煤炭资源丰富,作为煤炭生产和消费的第一大国,而民用燃煤的燃烧利用近年来得到了更好的关注。民用燃煤来源广、数量多、分布广,燃烧时存在低空排放、直燃直排、燃烧效率低、未安装末端处理设施等问题,导致民用煤燃烧排放到空气中的污染物贡献值很大。在文献调研中发现,民用燃煤的控制技术有前端控制、燃烧过程控制、末端控制和其他方法控制等。选取了不同的煤型进行了煤质分析和排放因子的检测,并对多类节能环保型燃煤炉具、适用煤种、适用区域、性能指标等开展调研测试工作,并比较了其他处理措施的经济、环境因素,为对策的提出提供了有力的证据。
焦炉烟囱废气SO_2、NO_x污染控制技术分析及展望
赵春丽, 曹红彬, 许为, 王家强
2019, 37(2): 95-98. doi: 10.13205/j.hjgc.201902017
摘要:
介绍了不同燃料类型焦炉的SO_2、NO_x产生特点和国外污染治理情况,详细梳理了目前国内在源头控制、过程控制和末端治理方面采取的污染治理技术,分析了现有焦炉在烟囱废气治理上存在的工艺路线选择、焦炉烟囱热备、次生污染及运行稳定性等方面的问题。对比分析了现有各种技术优缺点,提出了焦炉烟囱废气污染治理的可行技术路线。
炭基材料用于烧结烟气协同脱硫脱硝的研究现状
刘兰鹏, 施哲, 黄帮福, 赵宏伟, 赵思孟, 刘维赛, 高国锋
2019, 37(2): 99-103. doi: 10.13205/j.hjgc.201902023
摘要:
烧结烟气成分复杂多样,只针对其中某一污染物进行减排控制,不仅投资高,能耗大,且存在设备易腐蚀,处理效果不佳等问题。为提高烧结烟气脱硫脱硝效率,结合烧结烟气的特点及国内外治理手段,分析了各种工艺的优缺点,对烧结烟气污染物治理的发展方向进行探讨,得出炭基材料是用于烧结烟气多污染物协同治理较好的吸附材料,并在前人研究的基础上系统地阐述了炭基材料改性前后表面官能团的作用,探讨了炭基材料用于烧结烟气脱硫脱硝的机理,提出采用Fe_2O_3和VOSO_4协同负载改性活性炭(AC),可增加催化剂的活性位并提高抗硫性,为今后的烧结烟气多污染物协同治理提供借鉴,同时对炭基材料的工业发展前景进行展望。
新疆燃煤电厂脱硝系统超低排放改造方案
陈飞, 雷晓强, 李雷, 马萍, 赵建平
2019, 37(2): 104-108. doi: 10.13205/j.hjgc.201902018
摘要:
目前新疆地区的燃煤电厂都在对现役机组进行超低排放改造,我国氮氧化物超低排放的标准要求不超过50 mg/m~3。以燃煤电厂的脱硝系统为研究对象,通过对全疆13家燃煤电厂脱硝系统的超低排放改造技术进行调查和分析,重点介绍目前疆内几种主流的脱硝系统超低排放改造的方式和原理,并提出脱硝系统改造后可能存在的一些问题,希望能够为后续燃煤电厂脱硝系统的超低排放改造提供参考。
重庆市大气主要污染物特征分析
熊桂洪, 刘姣姣, 蒋昌潭, 丁俊傑, 汪张懿
2019, 37(2): 109-113. doi: 10.13205/j.hjgc.201902019
摘要:
基于环境空气质量监测数据,分析了各项污染物时间变化特征,并利用SPSS 19.0软件进行相关性分析和主成分分析。结果表明:SO_2和CO污染较轻,NO_2浓度水平较高,O_3和PM_(2.5)污染相对严重。SO_2和O_3呈现"单峰型",NO_2、CO、PM_(10)、PM_(2.5)呈现"双峰双谷型"的日变化特征。SO_2、NO_2、CO、PM_(10)和PM_(2.5)呈"U型",O_3呈现倒"U型"季节变化特征。PM_(10)、PM_(2.5)与SO_2、NO_2、CO,SO_2与NO_2、CO,NO_2与CO呈现正相关;NO_2、CO与O_3呈现负相关。主成分分析法结果显示第1个因子为PM_(10)、PM_(2.5)、NO_2,第2个因子为O_3。
棉浆粕化纤企业H_2S和CS_2排放特征及影响分析
倪停亭, 谢海燕, 韩晋科, 杨红
2019, 37(2): 114-118. doi: 10.13205/j.hjgc.201902020
摘要:
为研究棉浆粕化纤企业H_2S和CS_2排放特征及区域环境影响。选择玛纳斯县某化纤企业为研究对象,对企业有组织、无组织、厂界及周边敏感点的污染水平进行定量评价,采用相关性分析影响区域环境的主要因素。研究表明,棉浆粕化纤企业H_2S和CS_2排放特征为:有组织排放>无组织排放。在无组织排放源中,污水站H_2S和CS_2检出浓度最高,其最小检出浓度分别在原液车间和硫氢化钠制片车间。厂界及敏感点污染物浓度均不超标。污水站和原液车间无组织排放是影响厂界的主要因素(P<0.01),无组织排放是敏感点的主要污染源(P<0.05),表明无组织排放对区域环境影响显著,亟需重点管控。
复合型湿式除尘器脱硫性能研究
赵海鸣, 刘阳, 廖小乐
2019, 37(2): 119-123. doi: 10.13205/j.hjgc.201902021
摘要:
利用CFD技术对复合型湿式除尘器内部多相流场以及气液传质过程进行模拟,采用Realizable k-ε湍流模型在Euler坐标系下模拟除尘器内部气相的流动,采用DPM模型在Lagrange坐标系下描述液滴以及粉尘颗粒的运动轨迹,采用species transport多组分化学反应模型研究电机转速、喷淋液气比、入口烟气中SO_2浓度等运行参数对湿式除尘风机脱硫效率的影响。建立了复合型湿式除尘器脱硫实验系统,对除尘器的理论模型以及运行规律进行验证。结果表明:实验测得值和仿真模拟值误差均在10%以内,且脱硫效率变化规律一致,即随着电机转速、喷淋液气比以及Ca(OH)_2溶液pH的增大,脱硫效率明显上升;随着入口烟气中SO_2浓度的增大,脱硫效率降低。
行驶档位与发动机运行工况对重型柴油货车NO_x、CO_2、CO排放的影响
马志磊, 何超, 李加强, 刘学渊, 陈剑杰, 刘明
2019, 37(2): 124-129. doi: 10.13205/j.hjgc.201902022
摘要:
使用便携式排放测试系统(PEMS)在一辆状态良好的重型柴油货车上进行实际道路排放试验,研究发动机转速、负荷、行驶档位、车速与排放的关系。结果表明:NO_x、CO_2排放速率随发动机转速、负荷的上升而增加。NO_x、CO_2、CO排放因子随档位升高呈先急后缓的降低趋势,随传动比减小呈较为线性的降低趋势;同一档位行驶时,NO_x、CO_2排放因子、排放速率均随车速的升高而增加。因此,对于此类重型柴油车辆,为降低排放,应尽量使用高档位在相应的中、低车速下行驶。
负氧离子发生器的辅助空气净化效果实测
郭慧宇, 孙文, 宋嘉森, 冯国会, 黄凯良, 陈宗胜
2019, 37(2): 130-132. doi: 10.13205/j.hjgc.201902024
摘要:
室内外空气品质问题日益受到社会广泛关注,各种类型的空气净化装置也在不同程度上缓解了空气污染问题,以产生负氧离子为主的保健设备理论上也具备空气净化的效果。采用标定过的PM_(2.5)测试仪跟踪记录了不同工况下负氧离子发生器的辅助空气净化效果。通过测试室外不同污染程度下,室内PM_(2.5)在负氧离子发生器运行时的衰减规律,分析负氧离子发生器分别摆放在室内3个不同位置时对PM_(2.5)的净化效果。研究表明:负氧离子发生器清除室内PM_(2.5)的效果较好,放置于室内中间位置比放置于中间靠边位置时的净化效果更好,而放置于窗边角落位置时,净化效率会降低。
固废处理与处置
固体废弃物堆肥过程中氮素转化及损失控制策略研究
廖黎明, 赵力剑, 卢宇翔, 陈孟林, 宿程远
2019, 37(2): 133-137. doi: 10.13205/j.hjgc.201902025
摘要:
好氧堆肥是一种有效处理城市固体废弃物的方法,不但操作简便,且能将废弃物转化为有机肥。而氮素作为重要的营养元素,其转化与损失是衡量堆肥效率的重要标准。在堆肥过程中,堆体中的氮素以有机氮、铵态氮、硝态氮等形态存在并相互转化,在转化过程中不可避免会产生氨气,而氨气的挥发是固体废弃物堆肥过程中氮素损失的主要途径。结合国内外专家学者的研究对污泥及餐厨垃圾好氧堆肥过程中氮素的转化过程、损失因素、损失机理及控制其损失的措施进行总结,并对城市固体废弃物好氧堆肥过程进行展望,以期为该领域的研究提供科学参考。
污泥与秸秆共热解制备生物炭工艺优化及其对Cr(VI)的吸附
王志朴, 朱赫男, 邢文龙, 宋强, 舒新前, 张玉秀
2019, 37(2): 138-143. doi: 10.13205/j.hjgc.201902026
摘要:
在不同热解温度、热解时间及配比下,利用生活污泥与小麦秸秆共热解制备污泥基生物炭(WB),研究了不同条件对WB吸附性能的影响,并以吸附性能为评价指标,应用响应面分析法优化了WB的最佳工艺条件,并研究了最佳WB对水溶液中Cr(VI)的吸附规律。结果表明:1)热解温度、热解时间和配比对WB吸附能力均有显著影响;2)制备WB的最佳热解温度、热解时间、配比分别为503.19℃、120 min、m(麦秆)∶m(污泥)=1.2;3)Langmuir模型和Freundlich模型都能很好地表征WB对Cr(VI)的吸附特征,二级动力学模型可以更好地解释WB对Cr(VI)的吸附机制。
含锌电炉粉尘处理技术的研究进展
田玮, 彭犇, 王晟, 邱桂博, 岳昌盛
2019, 37(2): 144-147. doi: 10.13205/j.hjgc.201902029
摘要:
随着我国含锌电炉粉尘排放量的不断增加,钢铁厂含锌电炉粉尘的处置利用应满足粉尘的资源高效利用和处置过程的环境保护要求。对目前国内外含锌电炉粉尘特性和处置技术进行综述和分析,发现固化和稳定化处置含锌粉尘不利于有价组成的资源回收;湿法处置含锌粉尘的工艺能耗低,但处理能力也较低,且处置工艺流程较长;火法处置含锌粉尘工艺的优点是处置能力大、锌脱除率高,缺点是能耗大,且对锌的含量有要求。随着未来我国废钢电弧炉炼钢比例的增大,采用火法工艺脱除高锌粉尘中的锌将成为电炉粉尘处置的重要方向。
机械化学法处置POPs废物的影响因素及发展趋势
盛守祥, 刘海生, 王曼曼, 吴昌敏, 杨博琼
2019, 37(2): 148-152. doi: 10.13205/j.hjgc.201902027
摘要:
机械化学法(MCD)是一种非焚烧处置技术,在处置POPs废物过程中不产生二噁英等二次污染,逐渐得到广泛关注。目前该技术在国外已得到工程应用,而国内还处于中试研究阶段。对影响MCD处置POPs废物效率的因素,如球磨机型、脱卤剂、物料比、球磨速率等进行系统分析。未来MCD在国内的发展,需要综合考虑各影响因素寻求最优点,同时要加强对新出现的POPs污染物的MCD技术方法研究。
污泥协同香蕉秸秆中温厌氧发酵中pH对产酸的影响
何顺, 李忠棠, 谭松凡, 熊昊, 冼萍, 邓清华, 刘琴, 方晴, 蒙政成
2019, 37(2): 153-157. doi: 10.13205/j.hjgc.201902028
摘要:
污水厂的提标改造需要投入更多碳源保证脱氮除磷效果,而厌氧发酵液中的VFA可作为廉价碳源用于脱氮除磷。为获得更高产量的VFA,为污水厂提供廉价优质碳源,采用批式实验研究了不同pH值(5.5、6.5、7.5、8.5、9.5、10.5)条件下污泥和香蕉秸秆混合发酵VFA的产量情况。研究结果表明:在发酵第2天,各pH值实验组VFA均达到最高浓度,pH=6.5组的VFA浓度为所有实验组中最高,为7122 mg/L,故为最佳实验pH条件。碱性条件下,虽然溶出的糖类物质和蛋白质更高,但VFA的产量低于酸性条件;市政污泥和香蕉秸秆混合发酵可以提高VFA的产量,为污泥单独发酵VFA产量的2.3~3.2倍。
土壤修复
石灰对Cu、Cd、Pb、Zn复合污染土壤中重金属化学形态的影响
刘勇, 刘燕, 朱光旭, 伍廷亮, 梁清, 王星星
2019, 37(2): 158-164. doi: 10.13205/j.hjgc.201902030
摘要:
通过室内模拟试验,研究了石灰对不同处理(轻度、中度、重度)水平下土壤典型重金属Cu、Cd、Pb、Zn化学形态的影响。结果表明:添加石灰60 d后土壤pH值、有机质含量均明显升高,4种重金属化学形态总体呈现由水溶态、交换态等活性态向有机态、残渣态等非活性态转化的趋势,其生物活性、迁移能力及淋溶能力均有不同程度下降,表明石灰是土壤重金属复合污染的有效修复剂。同时,不同处理水平下土壤4种重金属对石灰添加量的响应有差异,其中土壤Cu、Cd生物活性受石灰添加量影响较小,但中度、重度处理下土壤Pb、Zn生物活性和Cd、Zn迁移能力以及轻度处理下土壤Pb迁移能力均随着石灰添加量增加而显著降低,轻度处理下重金属淋溶能力在0.2 g石灰时最低,在中度、重度处理下随着石灰添加量增加而降低。
单根加热管原位加热土壤过程中温度变化规律
籍龙杰, 刘鹏, 韦云霄, 陈有鑑, 王文峰, 杨乐巍, 詹明秀, 闫利刚, 李书鹏
2019, 37(2): 165-169. doi: 10.13205/j.hjgc.201902031
摘要:
原位热传导技术在有机污染场地修复中的应用逐年增加,但国内对加热半径、升温和冷却速率等关键参数的研究仍处于起步阶段。结合土壤理化性质,研究单根加热管升温和降温过程中周围土壤的温度变化情况。结果表明:经过813 h的加热升温过程,相隔25 cm不同位置的4个温度监测井的平均温度分别为166.3,89.3,68.7,47.8℃,总耗电量为1438.7 kW·h。随后经过145 h的持续冷却,4个监测井的平均温度基本持平。监测井温度变化规律可为污染场地的原位热修复工程提供技术及工艺参数参考。
优化过硫酸盐体系处理石油类污染土壤
曾琪静, 丁丽, 文方, 陈勇
2019, 37(2): 170-174. doi: 10.13205/j.hjgc.201902032
摘要:
以提高过硫酸盐体系处理效果为目标,研究了活化剂(FeSO_4、CuSO_4、Fe_3O_4)、络合剂(柠檬酸,CA)和沙粒对实际污染土壤中石油类污染物(TPH)处理效果的影响。结果表明:当n(活化剂)∶n(氧化剂)=1∶1,反应时间为48 h,初始pH为4,水∶土=2∶1(以质量比计),温度为20℃时,3种活化剂对TPH去除效果依次为FeSO_4>CuSO_4>Fe_3O_4;当n(过硫酸钠)∶n(硫酸亚铁)∶n(柠檬酸)为4∶1∶1时,柠檬酸的添加使污染土壤中TPH去除率提高了9.82%;在Na_2S_2O_8/FeSO_4、Na_2S_2O_8/FeSO_4/CA体系中添加沙粒(土壤∶沙粒=5∶1)(以质量比计)后,TPH的去除率分别提高了1.8%和3.8%。利用过硫酸钠进行化学氧化修复石油污染土壤,以Fe~(2+)作为活化剂,同时添加沙粒时TPH去除效果较好,且土壤不会过度酸化。研究结果可为开展石油污染土壤的原位化学氧化修复技术提供参考。
监测与评价
长江干流氮、磷浓度变化趋势分析
杨盼, 卢路, 向晨光, 王继保, 陈和春
2019, 37(2): 175-178. doi: 10.13205/j.hjgc.201902033
摘要:
基于长江干流宜宾、宜昌、汉口、大通和上海(石洞口)5个断面2004—2016年NH_3-N和TP浓度监测数据,采用spearman秩相关系数法探究长江干流氮、磷浓度的年际变化趋势和年内变化规律。结果表明:研究期间长江干流上游的NH_3-N浓度低于中下游,可达到GB 3838—2003《地面水环境质量标准》Ⅰ类水质标准,TP浓度在全河段浓度均较高,达到Ⅲ类水质标准;NH_3-N浓度在此期间具有显著下降趋势,而TP浓度呈显著上升趋势;上游NH_3-N浓度并不随流量变化,TP浓度与流量的年内分布呈正相关,中下游的NH_3-N和TP浓度与流量的年内分布均呈负相关。
不同干扰程度下土壤盐分和有机质空间变异特征
马利芳, 熊黑钢, 王宁, 叶红云, 张芳
2019, 37(2): 179-183. doi: 10.13205/j.hjgc.201902034
摘要:
为明确人类活动影响下土壤盐分和有机质的空间变化特征,对新疆阜康市土壤实地定点取样,基于GIS和地统计学方法,分析不同人为干扰程度下土壤盐分和有机质的相关性及空间变异特征。结果表明:1)随干扰程度的增加,土壤盐分含量逐渐增加,有机质含量逐渐减小,两者变异系数在15.45%~60.19%,均属中等变异;2)各干扰程度下土壤盐分和有机质的相关性为:相对无人为干扰区>人为干扰区>重度人为干扰区,相关系数分别为:-0.614、-0.412、0.043;3)干扰程度越大,土壤盐分和有机质受随机因素作用越来越强,相对无人为干扰区两者块基比为12.5%和9.68%,具有强烈的空间相关性;4)Kriging插值结果为:相对无人为干扰和人为干扰区土壤盐分高、有机质低分布区域具有一致性,重度人为干扰区两者分布复杂,关系不明显。研究结果可为盐渍土的改良利用及人类合理适度开垦提供参考。