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2019年 第37卷 第1期
2019, 37(1): 1-5.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901001
摘要:
基于成都平原干溪河流域不同土地利用分区。通过Pearson相关系数分析、内梅罗指数、主成分和聚类分析,探究土壤重金属含量、空间分布、来源及环境风险。结果表明:1)流域表层土壤重金属Pb、Cd、As、Cu、Zn、Ni、Fe均超过土壤背景值,农耕区Cd含量为GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准(0.3 mg/kg)1.4倍;农耕区土壤Pb含量(62.56 mg/kg)显著高于工业区(32.25 mg/kg);2)农耕区环境风险相对较高,呈总体轻污染、局部中污染状况;3)全区主成分可分为4种:Fe、Mn、Ti等来源于自然母质,其贡献率为34.9%～37%,其他污染源依次为工业、交通及铅蓄电池迹地或历史手工作坊;4)聚类后,按样点数量划分为32、38、11和2四类,分别受工业及交通、农业面源、交通和背景环境影响。
基于成都平原干溪河流域不同土地利用分区。通过Pearson相关系数分析、内梅罗指数、主成分和聚类分析,探究土壤重金属含量、空间分布、来源及环境风险。结果表明:1)流域表层土壤重金属Pb、Cd、As、Cu、Zn、Ni、Fe均超过土壤背景值,农耕区Cd含量为GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准(0.3 mg/kg)1.4倍;农耕区土壤Pb含量(62.56 mg/kg)显著高于工业区(32.25 mg/kg);2)农耕区环境风险相对较高,呈总体轻污染、局部中污染状况;3)全区主成分可分为4种:Fe、Mn、Ti等来源于自然母质,其贡献率为34.9%～37%,其他污染源依次为工业、交通及铅蓄电池迹地或历史手工作坊;4)聚类后,按样点数量划分为32、38、11和2四类,分别受工业及交通、农业面源、交通和背景环境影响。
2019, 37(1): 6-10.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901002
摘要:
为分析漓江中上游土壤化学性质的差异,选取相对独立的两个小流域,即漓江中游的会仙试区和漓江上游的金龟河试区,对比分析两个试区土壤和底泥的pH、有机质、总氮、总磷4个指标。结果表明:1)漓江中上游两个小流域土壤和底泥氮、磷含量无显著差异;2)会仙试区土壤氮、磷平均含量分别为1.9,0.76 g/kg,金龟河试区土壤的氮、磷平均含量分别为2.54,0.52 g/kg,均处于较高水平,氮、磷易流失从而造成水体污染,存在一定环境风险。
为分析漓江中上游土壤化学性质的差异,选取相对独立的两个小流域,即漓江中游的会仙试区和漓江上游的金龟河试区,对比分析两个试区土壤和底泥的pH、有机质、总氮、总磷4个指标。结果表明:1)漓江中上游两个小流域土壤和底泥氮、磷含量无显著差异;2)会仙试区土壤氮、磷平均含量分别为1.9,0.76 g/kg,金龟河试区土壤的氮、磷平均含量分别为2.54,0.52 g/kg,均处于较高水平,氮、磷易流失从而造成水体污染,存在一定环境风险。
2019, 37(1): 11-17.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901003
摘要:
为了揭示漳泽水库表层沉积物重金属的污染特征,在2017年10月对水库16个采样点进行沉积物采集,分析了表层沉积物中Cu,Zn,Pb,Cd,Hg和As共6种重金属的含量,并对其来源和生态风险进行分析评价。结果表明:漳泽水库6种重金属的平均含量从高到低依次为Zn>Cu>Pb>As>Cd>Hg,且含量均超过山西省土壤背景值;Pearson相关性分析表明,Cu与Hg,Cu与Zn,Pb与Zn,Hg与As之间呈正相关性(P0.05)。通过主成分分析发现,主成分1由Cu、Pb、Zn构成,主要来自生活或工业污水;主成分2由Hg和As构成,主要来源于工农业废水及人类活动影响;主成分3为Cd,污染来自化石燃料燃烧等工业和农药、化肥使用的农业活动污染影响。地质累积指数法和潜在生态危害指数法结果均显示漳泽水库沉积物中Cd和Hg污染最严重,对潜在生态风险指数的贡献率比较大,生态风险高,是主要污染物,需要引起高度关注。
为了揭示漳泽水库表层沉积物重金属的污染特征,在2017年10月对水库16个采样点进行沉积物采集,分析了表层沉积物中Cu,Zn,Pb,Cd,Hg和As共6种重金属的含量,并对其来源和生态风险进行分析评价。结果表明:漳泽水库6种重金属的平均含量从高到低依次为Zn>Cu>Pb>As>Cd>Hg,且含量均超过山西省土壤背景值;Pearson相关性分析表明,Cu与Hg,Cu与Zn,Pb与Zn,Hg与As之间呈正相关性(P0.05)。通过主成分分析发现,主成分1由Cu、Pb、Zn构成,主要来自生活或工业污水;主成分2由Hg和As构成,主要来源于工农业废水及人类活动影响;主成分3为Cd,污染来自化石燃料燃烧等工业和农药、化肥使用的农业活动污染影响。地质累积指数法和潜在生态危害指数法结果均显示漳泽水库沉积物中Cd和Hg污染最严重,对潜在生态风险指数的贡献率比较大,生态风险高,是主要污染物,需要引起高度关注。
2019, 37(1): 18-22.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901004
摘要:
为了解太浦河流域土壤重金属的含量及风险,采集太浦河流域土壤,对土壤中(Pb、Cd、Zn、Cr、As、Ni、Al、Sb)重金属含量、空间分布、土壤酶活性进行分析,并利用地累积指数法和潜在生态危害指数法分别研究了重金属风险。结果表明:该流域内存在严重的Sb、Cd污染,尤其以大型印染厂集中区为突出。地累积指数评价表明:重金属污染程度表现为Sb>Cd,其余6种(Pb、Zn、Cr、As、Ni、Al)并未产生污染;潜在生态危害指数表明在流域内重金属潜在生态危害指数由高到低依次为Sb>Cd>Zn=Cr=Ni=Pb=As。过氧化氢酶活性相较于脲酶、蔗糖酶活性对Sb、Cd的反应更为敏感,低浓度受到抑制,高浓度受到促进作用。本研究为该流域的土壤重金属污染修复提供前提基础。
为了解太浦河流域土壤重金属的含量及风险,采集太浦河流域土壤,对土壤中(Pb、Cd、Zn、Cr、As、Ni、Al、Sb)重金属含量、空间分布、土壤酶活性进行分析,并利用地累积指数法和潜在生态危害指数法分别研究了重金属风险。结果表明:该流域内存在严重的Sb、Cd污染,尤其以大型印染厂集中区为突出。地累积指数评价表明:重金属污染程度表现为Sb>Cd,其余6种(Pb、Zn、Cr、As、Ni、Al)并未产生污染;潜在生态危害指数表明在流域内重金属潜在生态危害指数由高到低依次为Sb>Cd>Zn=Cr=Ni=Pb=As。过氧化氢酶活性相较于脲酶、蔗糖酶活性对Sb、Cd的反应更为敏感,低浓度受到抑制,高浓度受到促进作用。本研究为该流域的土壤重金属污染修复提供前提基础。
2019, 37(1): 23-28.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901005
摘要:
以澜沧江流域功果桥库区消落带沉积物为研究对象,研究了持续干燥状态下磷形态和等温吸附变化特征。结果表明:持续干燥对磷和铁形态有显著影响,弱吸附态磷(NH_4Cl-P)、铝结合态磷(NaOH-rP)无机磷(IP)和结晶度较高的碳酸盐铁(Carb-Fe)含量增加,而可还原态磷(BD-P)、聚磷/有机磷(NaOH-nrP)和还原铁氧化物(Ox-Fe)含量减少;沉积物等温吸附特征也有显著变化,最大吸附磷酸盐总量(Q_(max))和吸附系数下降,表明重复短暂的湿润和干燥周期会导致磷的沉积亲和力不断下降,从而增加沉积物内源磷向水体释放的潜在性。
以澜沧江流域功果桥库区消落带沉积物为研究对象,研究了持续干燥状态下磷形态和等温吸附变化特征。结果表明:持续干燥对磷和铁形态有显著影响,弱吸附态磷(NH_4Cl-P)、铝结合态磷(NaOH-rP)无机磷(IP)和结晶度较高的碳酸盐铁(Carb-Fe)含量增加,而可还原态磷(BD-P)、聚磷/有机磷(NaOH-nrP)和还原铁氧化物(Ox-Fe)含量减少;沉积物等温吸附特征也有显著变化,最大吸附磷酸盐总量(Q_(max))和吸附系数下降,表明重复短暂的湿润和干燥周期会导致磷的沉积亲和力不断下降,从而增加沉积物内源磷向水体释放的潜在性。
2019, 37(1): 29-34.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901006
摘要:
以昆都仑水库桃儿湾湿地、小白河黄河湿地以及尾矿库南侧湿地为研究样地,以底泥、藻类、昆虫和花背蟾蜍(Bufo raddei)为研究对象,评价了湿地底泥重金属污染程度,以及重金属沿两栖类食物链(网)的富集与放大作用。结果显示:昆都仑水库桃儿湾湿地底泥中重金属未超出背景值,而小白河黄河湿地与尾矿库南侧湿地除Mn以外,其他金属含量均不同程度地超出背景值。昆都仑水库桃儿湾湿地、小白河黄河湿地和尾矿库南侧湿地底泥的污染负荷指数分别为0.35、1.56和2.54。Cu和Cr在花背蟾蜍肝脏中富集程度显著高于肌肉组织(P小白河黄河湿地>昆都仑水库桃儿湾湿地。重金属Cu和Cr易在花背蟾蜍肝脏中富集。研究成果可为当地湿地重金属污染评价及两栖类的保护提供数据支持。
以昆都仑水库桃儿湾湿地、小白河黄河湿地以及尾矿库南侧湿地为研究样地,以底泥、藻类、昆虫和花背蟾蜍(Bufo raddei)为研究对象,评价了湿地底泥重金属污染程度,以及重金属沿两栖类食物链(网)的富集与放大作用。结果显示:昆都仑水库桃儿湾湿地底泥中重金属未超出背景值,而小白河黄河湿地与尾矿库南侧湿地除Mn以外,其他金属含量均不同程度地超出背景值。昆都仑水库桃儿湾湿地、小白河黄河湿地和尾矿库南侧湿地底泥的污染负荷指数分别为0.35、1.56和2.54。Cu和Cr在花背蟾蜍肝脏中富集程度显著高于肌肉组织(P小白河黄河湿地>昆都仑水库桃儿湾湿地。重金属Cu和Cr易在花背蟾蜍肝脏中富集。研究成果可为当地湿地重金属污染评价及两栖类的保护提供数据支持。
2019, 37(1): 35-40.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901007
摘要:
高氨氮短程硝化厌氧氨氧化一体化(PN/A)工艺的稳定性受亚硝态氮影响显著。考察了高氨氮PN/A工艺受亚硝态氮短期抑制后,系统脱氮性能快速恢复的策略。稳定运行的PN/A污泥在ρ(NO~-_2-N)=200 mg/L条件下抑制2 h后,首先考察厌氧氨氧化菌在不同初始亚硝态氮浓度下的活性变化。此外,考察了受抑制后的PN/A工艺在不同DO浓度(0.05～1 mg/L)下的脱氮性能,结果表明:当NO~-_2-N浓度降低至50 mg/L以下时,厌氧氨氧化菌才明显表现出活性;受抑制后的PN/A工艺中,厌氧氨氧化菌对DO敏感度增加,恢复时系统的DO宜低于正常运行时浓度。综上所述,受NO~-_2-N抑制的PN/A工艺要恢复脱氮性能,宜降低亚硝态氮浓度同时控制DO浓度。在连续运行的PN/A反应器(200 L),诱发NO~-_2-N浓度提高到160 mg/L时,TN去除负荷从0.57下降至0.2 kg/(m~3·d)。通过合理控制DO和NO~-_2-N浓度,系统负荷在30 d内即可恢复至原有水平,验证了以上恢复策略的可行性。
高氨氮短程硝化厌氧氨氧化一体化(PN/A)工艺的稳定性受亚硝态氮影响显著。考察了高氨氮PN/A工艺受亚硝态氮短期抑制后,系统脱氮性能快速恢复的策略。稳定运行的PN/A污泥在ρ(NO~-_2-N)=200 mg/L条件下抑制2 h后,首先考察厌氧氨氧化菌在不同初始亚硝态氮浓度下的活性变化。此外,考察了受抑制后的PN/A工艺在不同DO浓度(0.05～1 mg/L)下的脱氮性能,结果表明:当NO~-_2-N浓度降低至50 mg/L以下时,厌氧氨氧化菌才明显表现出活性;受抑制后的PN/A工艺中,厌氧氨氧化菌对DO敏感度增加,恢复时系统的DO宜低于正常运行时浓度。综上所述,受NO~-_2-N抑制的PN/A工艺要恢复脱氮性能,宜降低亚硝态氮浓度同时控制DO浓度。在连续运行的PN/A反应器(200 L),诱发NO~-_2-N浓度提高到160 mg/L时,TN去除负荷从0.57下降至0.2 kg/(m~3·d)。通过合理控制DO和NO~-_2-N浓度,系统负荷在30 d内即可恢复至原有水平,验证了以上恢复策略的可行性。
2019, 37(1): 41-44.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901008
摘要:
针对微生物降解废弃油基钻井液沉积物现场应用研究的不足,选择SW-A、SW-B两组混合工程菌为处理材料,以西南油气田的川西泥浆中转站的废弃油基钻井液沉积物为处理对象,并以降解量为处理效果的依据。两组混合工程菌在湿度约为30%、pH为6～8条件下,初步研究了氮、磷营养物质及温度对降解效果的影响。结果表明:添加0.1 g/kg的NH_4NO_3固体粉末与0.1 g/kg的KH_2PO_4作为氮、磷营养物质对降解效果具有明显的促进作用,温暖环境(24～31℃)更适合工程菌降解沉积物中TPH。相同条件下,SW-A组比SW-B组降解固相废弃油基钻井液沉积物中的TPH能力更强。综合降解曲线分析得到,SW-A混合工程菌在温暖环境(24～31℃)中在添加氮、磷营养物质的情况下降解效果最为理想。
针对微生物降解废弃油基钻井液沉积物现场应用研究的不足,选择SW-A、SW-B两组混合工程菌为处理材料,以西南油气田的川西泥浆中转站的废弃油基钻井液沉积物为处理对象,并以降解量为处理效果的依据。两组混合工程菌在湿度约为30%、pH为6～8条件下,初步研究了氮、磷营养物质及温度对降解效果的影响。结果表明:添加0.1 g/kg的NH_4NO_3固体粉末与0.1 g/kg的KH_2PO_4作为氮、磷营养物质对降解效果具有明显的促进作用,温暖环境(24～31℃)更适合工程菌降解沉积物中TPH。相同条件下,SW-A组比SW-B组降解固相废弃油基钻井液沉积物中的TPH能力更强。综合降解曲线分析得到,SW-A混合工程菌在温暖环境(24～31℃)中在添加氮、磷营养物质的情况下降解效果最为理想。
2019, 37(1): 45-49.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901009
摘要:
采用化学氧化-明胶蛋白接枝法对聚氨酯泡沫塑料(PF)进行表面改性,并用于吸附景观水体中的低浓度氨氮,同时考察了溶液pH值、温度、时间等对吸附的影响。结果表明:作为低成本吸附剂,PF对氨氮具有较好的吸附能力,在平衡浓度为9 mg/L左右时,其吸附量是河砂(RS)的2.06倍。表面改性极大地提高了PF对氨氮的吸附能力,改性物(MPF)对氨氮的吸附能力是活性炭(GAC)的1.45倍,RS的4.56倍。MPF对氨氮的吸附以物理吸附为主,化学吸附极小,吸附速率由表面扩散吸附和颗粒内扩散吸附共同控制,且吸附过程是自发进行的,以熵推动为主;同时,溶液pH值条件对氨氮吸附的影响较小。
采用化学氧化-明胶蛋白接枝法对聚氨酯泡沫塑料(PF)进行表面改性,并用于吸附景观水体中的低浓度氨氮,同时考察了溶液pH值、温度、时间等对吸附的影响。结果表明:作为低成本吸附剂,PF对氨氮具有较好的吸附能力,在平衡浓度为9 mg/L左右时,其吸附量是河砂(RS)的2.06倍。表面改性极大地提高了PF对氨氮的吸附能力,改性物(MPF)对氨氮的吸附能力是活性炭(GAC)的1.45倍,RS的4.56倍。MPF对氨氮的吸附以物理吸附为主,化学吸附极小,吸附速率由表面扩散吸附和颗粒内扩散吸附共同控制,且吸附过程是自发进行的,以熵推动为主;同时,溶液pH值条件对氨氮吸附的影响较小。
2019, 37(1): 50-55.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901010
摘要:
采用上行流人工快渗处理系统(CRI),接种好氧硝化污泥与异养反硝化污泥的混合污泥(体积比为1∶2),考察了低进水基质(NH~+_4-N、NO~-_2-N)浓度下启动厌氧氨氧化的可行性及稳定运行期间的菌群结构特征。结果表明:系统运行92 d后可成功实现厌氧氨氧化启动,稳定运行期NH~+_4-N、NO~-_2-N、TN平均去除率分别为98.1%、98.6%、91.5%。生物膜中血红素的含量随运行时间的增加而逐渐升高,运行至92 d时达(1.21±0.02)μmol/g,相对应的比厌氧氨氧化活性为(95.13±0.95) mg/(g·d)。从稳定运行的厌氧氨氧化系统5个不同高度滤料层共检出45个门、127个纲、322个属,其中Candidatus Brocadia在脱氮功能菌属中以1.25%～5.33%的相对丰度占绝对优势,为厌氧氨氧化去除NH~+_4-N、NO~-_2-N提供了基础。
采用上行流人工快渗处理系统(CRI),接种好氧硝化污泥与异养反硝化污泥的混合污泥(体积比为1∶2),考察了低进水基质(NH~+_4-N、NO~-_2-N)浓度下启动厌氧氨氧化的可行性及稳定运行期间的菌群结构特征。结果表明:系统运行92 d后可成功实现厌氧氨氧化启动,稳定运行期NH~+_4-N、NO~-_2-N、TN平均去除率分别为98.1%、98.6%、91.5%。生物膜中血红素的含量随运行时间的增加而逐渐升高,运行至92 d时达(1.21±0.02)μmol/g,相对应的比厌氧氨氧化活性为(95.13±0.95) mg/(g·d)。从稳定运行的厌氧氨氧化系统5个不同高度滤料层共检出45个门、127个纲、322个属,其中Candidatus Brocadia在脱氮功能菌属中以1.25%～5.33%的相对丰度占绝对优势,为厌氧氨氧化去除NH~+_4-N、NO~-_2-N提供了基础。
2019, 37(1): 56-60.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901011
摘要:
在中温环境下以剩余污泥为研究对象,在序批式厌氧反应器中探究了游离亚硝酸(FNA)偶联生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)对污泥厌氧发酵产酸的影响。实验结果表明:FNA偶联RL能显著提高污泥的水解,当RL的投加量由0.2 g/g提高至0.4 g/g时,溶解性COD(SCOD)的最大含量由451 mg/L提高至512 mg/L,溶解性蛋白质的含量由185 mg/L增加至210 mg/L,进一步提高RL的投加量对SCOD和溶解性蛋白质的增加影响不显著。此外,FNA偶联RL可促进短链脂肪酸(SCFA)的积累,并且当RL的投加量由0增加至0.4 g/g时,SCFA的最大浓度由361 mg/L增加至405 mg/L。FNA偶联RL对SCFA的组分影响不显著,丙酸含量最大,占35%～42%,其次为乙酸,占20%～26%。微生物活性分析表FNA偶联RL能促进水解和酸化酶的活性,而抑制产甲烷酶F420的活性。
在中温环境下以剩余污泥为研究对象,在序批式厌氧反应器中探究了游离亚硝酸(FNA)偶联生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)对污泥厌氧发酵产酸的影响。实验结果表明:FNA偶联RL能显著提高污泥的水解,当RL的投加量由0.2 g/g提高至0.4 g/g时,溶解性COD(SCOD)的最大含量由451 mg/L提高至512 mg/L,溶解性蛋白质的含量由185 mg/L增加至210 mg/L,进一步提高RL的投加量对SCOD和溶解性蛋白质的增加影响不显著。此外,FNA偶联RL可促进短链脂肪酸(SCFA)的积累,并且当RL的投加量由0增加至0.4 g/g时,SCFA的最大浓度由361 mg/L增加至405 mg/L。FNA偶联RL对SCFA的组分影响不显著,丙酸含量最大,占35%～42%,其次为乙酸,占20%～26%。微生物活性分析表FNA偶联RL能促进水解和酸化酶的活性,而抑制产甲烷酶F420的活性。
2019, 37(1): 61-66.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901012
摘要:
厌氧氨氧化(Anammox)技术是一种高效、低耗的自养型脱氮工艺。通过文献调研,介绍了厌氧氨氧化细菌的分类与相关功能基因,综述了通过部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺处理低氨氮废水的控制参数,包括溶解氧、C/N、pH值、污泥龄等,反应器类型以及实际工程应用案例,表明厌氧氨氧化工艺应用于低氨氮废水处理具有广阔前景,并提出了亟需突破的关键技术难题,为采用厌氧氨氧化工艺处理城市低氨氮废水提供科学借鉴。
厌氧氨氧化(Anammox)技术是一种高效、低耗的自养型脱氮工艺。通过文献调研,介绍了厌氧氨氧化细菌的分类与相关功能基因,综述了通过部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺处理低氨氮废水的控制参数,包括溶解氧、C/N、pH值、污泥龄等,反应器类型以及实际工程应用案例,表明厌氧氨氧化工艺应用于低氨氮废水处理具有广阔前景,并提出了亟需突破的关键技术难题,为采用厌氧氨氧化工艺处理城市低氨氮废水提供科学借鉴。
2019, 37(1): 67-72.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901013
摘要:
以模拟废水中的四环素(TC)和TOC(总有机碳)去除率为研究指标,探讨粒子电极的不同体系对降解四环素废水的影响。同时以浸渍法优化制备不同负载型γ-Al_2O_3粒子电极,并研究了其电催化性能和降解能耗,考察浸渍法和后浸渍法制备粒子电极的优劣。结果表明:三维电解体系对TC的降解效果达到40.1%,明显优于二维体系的29.1%;不同负载型粒子电极对TC的降解效果依次为Bi>Sn/Sb>Ti>Co>Cu>Fe>Mn,其中γ-Al_2O_3-Bi粒子电极对TC和TOC的去除效果最佳,分别为63.8%、36.3%;γ-Al_2O_3-Bi和γ-Al_2O_3-Sn/Sb粒子电极的能耗分别为85.9,90.7 (kW·h)/kg,远低于二维降解体系(205.5 (kW·h)/kg);浸渍法制得的γ-Al_2O_3-Bi-(Sn/Sb)对TC的电解效率明显优于后浸渍法制得的粒子电极,其中前者为78.9%,高出后者约10百分点。
以模拟废水中的四环素(TC)和TOC(总有机碳)去除率为研究指标,探讨粒子电极的不同体系对降解四环素废水的影响。同时以浸渍法优化制备不同负载型γ-Al_2O_3粒子电极,并研究了其电催化性能和降解能耗,考察浸渍法和后浸渍法制备粒子电极的优劣。结果表明:三维电解体系对TC的降解效果达到40.1%,明显优于二维体系的29.1%;不同负载型粒子电极对TC的降解效果依次为Bi>Sn/Sb>Ti>Co>Cu>Fe>Mn,其中γ-Al_2O_3-Bi粒子电极对TC和TOC的去除效果最佳,分别为63.8%、36.3%;γ-Al_2O_3-Bi和γ-Al_2O_3-Sn/Sb粒子电极的能耗分别为85.9,90.7 (kW·h)/kg,远低于二维降解体系(205.5 (kW·h)/kg);浸渍法制得的γ-Al_2O_3-Bi-(Sn/Sb)对TC的电解效率明显优于后浸渍法制得的粒子电极,其中前者为78.9%,高出后者约10百分点。
2019, 37(1): 73-77.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901014
摘要:
以人粪厌氧发酵沼液为研究对象,采用吹脱法对其进行预处理,改善其C/N过低不利于生化处理的问题。研究了氨氮吹脱的4个主要影响因素(初始pH、空气流量、温度和填料)对沼液吹脱效果和总传质系数的影响。结果表明:在pH=10,空气流量为300 L/h,温度为50℃、投加填料的最优工艺条件下,其总传质系数为0.4535 h~(-1)。
以人粪厌氧发酵沼液为研究对象,采用吹脱法对其进行预处理,改善其C/N过低不利于生化处理的问题。研究了氨氮吹脱的4个主要影响因素(初始pH、空气流量、温度和填料)对沼液吹脱效果和总传质系数的影响。结果表明:在pH=10,空气流量为300 L/h,温度为50℃、投加填料的最优工艺条件下,其总传质系数为0.4535 h~(-1)。
2019, 37(1): 78-82.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901015
摘要:
为预测拟建小沿河应急水库蓄水后生态净化工程对水质的影响,构建河流污染物衰减模型和Streeter-Phelps模型对入库河道中高锰酸盐指数(COD_(Mn))、溶解氧(DO)、总磷(TP)以及氨氮(NH_3-N)进行预测,同时构建沃伦维德模型,预测库区TP及NH_3-N的浓度变化,并运用贝叶斯-微分进化算法得到最大可能的模型衰减系数。结果表明:应急水库生态治理工程对水质具有一定程度的提升,但是随着取水量的增大,小沿河应急水库对污染物的衰减作用逐渐减小,水生态平衡区富营养化程度由贫营养化程度转变成富营养化程度。在设计取水量50万m~3/d的条件下,生态净化工程对水质提升作用不明显。
为预测拟建小沿河应急水库蓄水后生态净化工程对水质的影响,构建河流污染物衰减模型和Streeter-Phelps模型对入库河道中高锰酸盐指数(COD_(Mn))、溶解氧(DO)、总磷(TP)以及氨氮(NH_3-N)进行预测,同时构建沃伦维德模型,预测库区TP及NH_3-N的浓度变化,并运用贝叶斯-微分进化算法得到最大可能的模型衰减系数。结果表明:应急水库生态治理工程对水质具有一定程度的提升,但是随着取水量的增大,小沿河应急水库对污染物的衰减作用逐渐减小,水生态平衡区富营养化程度由贫营养化程度转变成富营养化程度。在设计取水量50万m~3/d的条件下,生态净化工程对水质提升作用不明显。
2019, 37(1): 83-87.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901016
摘要:
为了探究乙醇外碳源驱动新型好氧/厌氧/好氧/延长闲置(O/A/O/EI)工艺生物脱氮除磷的可行性,以实际废水为研究对象,建立序批式反应器,探究了乙醇外碳源驱动下O/A/O/EI工艺中间代谢产物的变化、微生物种群的相对丰度,并阐明了乙醇外碳源驱动O/A/O/EI工艺生物除磷的机理。实验结果表明:乙醇可作为外碳源强化生物脱氮除磷,且出水ρ(TN)和ρ(TP)分别为1.2～1.6,0.2～0.6 mg/L,脱氮和除磷效率分别为91.2%～92.5%和92.4%～93.6%;内聚物聚羟基脂肪酸酯的最大含量为2.4 mmol/g(挥发性悬浮物),而糖原质的含量为2.7 mmol/g;荧光原位杂交技术显示乙醇驱动下PAO和GAO的相对丰度分别为39%和8%。乙醇可作为廉价碳源强化新型反应器O/A/O/EI生物脱氮除磷。
为了探究乙醇外碳源驱动新型好氧/厌氧/好氧/延长闲置(O/A/O/EI)工艺生物脱氮除磷的可行性,以实际废水为研究对象,建立序批式反应器,探究了乙醇外碳源驱动下O/A/O/EI工艺中间代谢产物的变化、微生物种群的相对丰度,并阐明了乙醇外碳源驱动O/A/O/EI工艺生物除磷的机理。实验结果表明:乙醇可作为外碳源强化生物脱氮除磷,且出水ρ(TN)和ρ(TP)分别为1.2～1.6,0.2～0.6 mg/L,脱氮和除磷效率分别为91.2%～92.5%和92.4%～93.6%;内聚物聚羟基脂肪酸酯的最大含量为2.4 mmol/g(挥发性悬浮物),而糖原质的含量为2.7 mmol/g;荧光原位杂交技术显示乙醇驱动下PAO和GAO的相对丰度分别为39%和8%。乙醇可作为廉价碳源强化新型反应器O/A/O/EI生物脱氮除磷。
2019, 37(1): 88-92.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901017
摘要:
应用Fe/Fe为反应阴阳电极,选择活性艳蓝模拟废水作为处理对象,以脱色率和能耗为考核指标,对电凝聚法处理活性艳蓝染料模拟废水的脱色行为进行研究。结果表明:在初始pH值为5.5,溶液的搅拌速率为400 r/min,电压为6 V,电解质Na_2SO_4浓度为0.01 mol/L,极板间距为1.0 cm的条件下,使用染料质量浓度为500 mg/L的模拟废水反应35 min,在10 min时活性艳蓝的脱色率达到99%以上。研究表明:以Fe/Fe电极通过电凝聚法对活性艳蓝模拟废水进行脱色处理是可行且高效的。
应用Fe/Fe为反应阴阳电极,选择活性艳蓝模拟废水作为处理对象,以脱色率和能耗为考核指标,对电凝聚法处理活性艳蓝染料模拟废水的脱色行为进行研究。结果表明:在初始pH值为5.5,溶液的搅拌速率为400 r/min,电压为6 V,电解质Na_2SO_4浓度为0.01 mol/L,极板间距为1.0 cm的条件下,使用染料质量浓度为500 mg/L的模拟废水反应35 min,在10 min时活性艳蓝的脱色率达到99%以上。研究表明:以Fe/Fe电极通过电凝聚法对活性艳蓝模拟废水进行脱色处理是可行且高效的。
2019, 37(1): 93-97.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901018
摘要:
针对化学镀镍废水氨氮浓度高、去除难度较大等特点,以预处理后的实际化学镀镍废水为试验对象,采用次氯酸钠氧化法脱除废水中的剩余氨氮。分别研究NaClO溶液投加量、反应时间、初始pH值及反应温度对氨氮去除效果的影响,得到较适宜的反应条件为:NaClO溶液投加量为1800 mg/L,反应时间为30 min,初始pH值为6.0～7.0,反应温度为10～30℃。在此条件下,废水氨氮去除率达到91%以上,剩余氨氮浓度低于15 mg/L,满足GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》表2中对氨氮的排放限值。结果表明:次氯酸钠氧化作为深度处理方式脱除化学镀镍废水中氨氮是高效可行的。
针对化学镀镍废水氨氮浓度高、去除难度较大等特点,以预处理后的实际化学镀镍废水为试验对象,采用次氯酸钠氧化法脱除废水中的剩余氨氮。分别研究NaClO溶液投加量、反应时间、初始pH值及反应温度对氨氮去除效果的影响,得到较适宜的反应条件为:NaClO溶液投加量为1800 mg/L,反应时间为30 min,初始pH值为6.0～7.0,反应温度为10～30℃。在此条件下,废水氨氮去除率达到91%以上,剩余氨氮浓度低于15 mg/L,满足GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》表2中对氨氮的排放限值。结果表明:次氯酸钠氧化作为深度处理方式脱除化学镀镍废水中氨氮是高效可行的。
2019, 37(1): 98-102.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901019
摘要:
针对氮氧化物排放标准日益严格而现有脱硝技术不能满足要求的现状,提出了Na_2S_2O_8/NaClO_2复合吸收液脱硝的新方法。在小型鼓泡反应器中进行脱硝实验,讨论了Na_2S_2O_8和NaClO_2浓度、反应温度、溶液pH、NO浓度等因素对NO脱除效率的影响,在此基础上分析了复合吸收液的脱硝机理。通过比较复合吸收液与单一吸收液的脱硝效果和成本,探究其在脱硝方面的工业应用前景。实验结果表明:当吸收液初始pH为5,Na_2S_2O_8浓度为0.05 mol/L,NaClO_2浓度为0.0025 mol/L,反应温度为50℃时,NO脱硝率可达95%;复合吸收液ClO~-_2、ClO_2、S_2O~(2-)_8共同参与NO的脱硝反应,中间产物ClO_2担负了重要氧化吸收作用,显著地提高了脱硝效率;Na_2S_2O_8/NaClO_2复合吸收液比单一吸收液脱硝成本低、效率高,工业应用前景良好。
针对氮氧化物排放标准日益严格而现有脱硝技术不能满足要求的现状,提出了Na_2S_2O_8/NaClO_2复合吸收液脱硝的新方法。在小型鼓泡反应器中进行脱硝实验,讨论了Na_2S_2O_8和NaClO_2浓度、反应温度、溶液pH、NO浓度等因素对NO脱除效率的影响,在此基础上分析了复合吸收液的脱硝机理。通过比较复合吸收液与单一吸收液的脱硝效果和成本,探究其在脱硝方面的工业应用前景。实验结果表明:当吸收液初始pH为5,Na_2S_2O_8浓度为0.05 mol/L,NaClO_2浓度为0.0025 mol/L,反应温度为50℃时,NO脱硝率可达95%;复合吸收液ClO~-_2、ClO_2、S_2O~(2-)_8共同参与NO的脱硝反应,中间产物ClO_2担负了重要氧化吸收作用,显著地提高了脱硝效率;Na_2S_2O_8/NaClO_2复合吸收液比单一吸收液脱硝成本低、效率高,工业应用前景良好。
2019, 37(1): 103-105.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901020
摘要:
随着燃气轮机的快速发展及其装机总量的不断提升,燃气轮机NO_x排放控制技术受到越来越广泛的关注。汇总分析了国内外NO_x排放标准以及主要的NO_x控制技术。选择性催化还原(SCR)技术是应用最广泛的尾部烟气脱硝技术,但因燃气轮机的烟气NO_x含量低且氧含量高,余热锅炉空间结构狭窄等特点,传统SCR催化剂难以直接应用。详细介绍了燃气机组SCR脱硝催化剂应用现状和国内外相关研究进展,研究发现低温活性和抗水性是燃机脱硝催化剂的重要研究方向。
随着燃气轮机的快速发展及其装机总量的不断提升,燃气轮机NO_x排放控制技术受到越来越广泛的关注。汇总分析了国内外NO_x排放标准以及主要的NO_x控制技术。选择性催化还原(SCR)技术是应用最广泛的尾部烟气脱硝技术,但因燃气轮机的烟气NO_x含量低且氧含量高,余热锅炉空间结构狭窄等特点,传统SCR催化剂难以直接应用。详细介绍了燃气机组SCR脱硝催化剂应用现状和国内外相关研究进展,研究发现低温活性和抗水性是燃机脱硝催化剂的重要研究方向。
2019, 37(1): 106-112.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901021
摘要:
目前常用于控制SO_3的吸收剂在脱除SO_3的同时也会脱除SO_2,导致吸收剂用量大、成本高。针对该问题,考察了NaHSO_3、Na_2SO_3等7种常用吸收剂对SO_3的脱除率和选择性,筛选出可以高效选择性脱除SO_3的吸收剂NaHSO_3,并研究了烟气工况对NaHSO_3脱除SO_3效率和选择性的影响。结果表明:吸收剂NaHSO_3在温度为300℃,空速为60000 h~(-1)的烟气工况下经过1 h的连续反应后,对SO_3的脱除率维持在86.2%左右,其选择性为100%;通过升高温度、增大空速和增加入口SO_3浓度等方式,相同时间内SO_3的累积脱除量均有所提高。用颗粒内扩散模型和Elovich动力学模型对不同烟气工况下的实验结果进行拟合,结果表明颗粒内扩散不是控制脱除过程的唯一因素,而化学吸附可能是NaHSO_3脱除SO_3的主要途径。
目前常用于控制SO_3的吸收剂在脱除SO_3的同时也会脱除SO_2,导致吸收剂用量大、成本高。针对该问题,考察了NaHSO_3、Na_2SO_3等7种常用吸收剂对SO_3的脱除率和选择性,筛选出可以高效选择性脱除SO_3的吸收剂NaHSO_3,并研究了烟气工况对NaHSO_3脱除SO_3效率和选择性的影响。结果表明:吸收剂NaHSO_3在温度为300℃,空速为60000 h~(-1)的烟气工况下经过1 h的连续反应后,对SO_3的脱除率维持在86.2%左右,其选择性为100%;通过升高温度、增大空速和增加入口SO_3浓度等方式,相同时间内SO_3的累积脱除量均有所提高。用颗粒内扩散模型和Elovich动力学模型对不同烟气工况下的实验结果进行拟合,结果表明颗粒内扩散不是控制脱除过程的唯一因素,而化学吸附可能是NaHSO_3脱除SO_3的主要途径。
2019, 37(1): 113-117.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901022
摘要:
为了处理废气并使其达到排放标准,采用自制的RPB反应器对NO_x进行研究。在超重力环境下,将模拟烟气通入旋转填充床,考察了烟气含氧量、RPB转速、气液比(以体积计)、不同种类吸收液及其浓度、气体流量对旋转填充床湿法脱硝的影响。结果表明:采用湿法氧化NO_x的方法效果显著。各因素对脱除效率的影响顺序依次为:含氧量>气体流量>转速>KOH+H_2O_2复合吸收液>气液比。当NO体积分数为0.05%、O_2体积分数为4%、转速为900 r/min、0.03 mol/L KOH+0.05 mol/L H_2O_2吸收液、气液比(V∶V)为3∶1、流量为0.3 L/min条件下,脱硝效率平均在85%以上。吸收产物为NO~-_3和NO~-_2。吸收产物为NO~-_3和NO~-_2,通过回收利用,可实现一定经济价值。
为了处理废气并使其达到排放标准,采用自制的RPB反应器对NO_x进行研究。在超重力环境下,将模拟烟气通入旋转填充床,考察了烟气含氧量、RPB转速、气液比(以体积计)、不同种类吸收液及其浓度、气体流量对旋转填充床湿法脱硝的影响。结果表明:采用湿法氧化NO_x的方法效果显著。各因素对脱除效率的影响顺序依次为:含氧量>气体流量>转速>KOH+H_2O_2复合吸收液>气液比。当NO体积分数为0.05%、O_2体积分数为4%、转速为900 r/min、0.03 mol/L KOH+0.05 mol/L H_2O_2吸收液、气液比(V∶V)为3∶1、流量为0.3 L/min条件下,脱硝效率平均在85%以上。吸收产物为NO~-_3和NO~-_2。吸收产物为NO~-_3和NO~-_2,通过回收利用,可实现一定经济价值。
2019, 37(1): 118-121.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901023
摘要:
以石家庄市铺装道路积尘为研究对象,用样方采样法收集秋季道路积尘样品,处理后用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定样品中的Zn、Mn、Cu、Pb、V、Ni、Co、Sc、Cr、Cd共10种特征元素,同时用离子色谱仪测定样品中的SO~(2-)_4和NO~-_3 2种水溶性离子,得到PM_(2.5)和PM_(10)中化学组分的浓度,并使用富集因子法和主成分分析法探索其富集程度和来源。结果表明:SO~(2-)_4、Cr、NO~-_3和Zn这4种化学组分的质量浓度在PM_(2.5)和PM_(10)中的含量较高,分别占被测化学组分的95.80%和94.72%,且更易附着在细颗粒物上;PM_(2.5)和PM_(10)中Cr、Cd、Cu、Zn和Pb富集程度强,主要受人为来源的影响;主成分分析结果表明,PM_(2.5)和PM_(10)化学组分主要来源于地壳土壤、机动车尾气的排放、机动车轮胎和刹车片的磨损和工业排放的沉降。综上所述,石家庄市道路积尘的化学组分主要与机动车行驶有关。
以石家庄市铺装道路积尘为研究对象,用样方采样法收集秋季道路积尘样品,处理后用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定样品中的Zn、Mn、Cu、Pb、V、Ni、Co、Sc、Cr、Cd共10种特征元素,同时用离子色谱仪测定样品中的SO~(2-)_4和NO~-_3 2种水溶性离子,得到PM_(2.5)和PM_(10)中化学组分的浓度,并使用富集因子法和主成分分析法探索其富集程度和来源。结果表明:SO~(2-)_4、Cr、NO~-_3和Zn这4种化学组分的质量浓度在PM_(2.5)和PM_(10)中的含量较高,分别占被测化学组分的95.80%和94.72%,且更易附着在细颗粒物上;PM_(2.5)和PM_(10)中Cr、Cd、Cu、Zn和Pb富集程度强,主要受人为来源的影响;主成分分析结果表明,PM_(2.5)和PM_(10)化学组分主要来源于地壳土壤、机动车尾气的排放、机动车轮胎和刹车片的磨损和工业排放的沉降。综上所述,石家庄市道路积尘的化学组分主要与机动车行驶有关。
2019, 37(1): 122-126.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901024
摘要:
为更好地掌握日均PM_(2.5)浓度的变化规律,提出了一种基于多模态支持向量回归(MSVR)的混合预测模型。利用集成经验模态分解将日均PM_(2.5)数据分解成不同频段的分量序列,以降低数据的非平稳性。然后根据每组分量自身特点构建不同的支持向量回归(SVR)模型,并通过相关分析确定各分量输入变量。最后,将各分量预测值进行叠加得到最终预测结果。以浙江省玉环市的PM_(2.5)浓度进行验证。结果表明:与单一SVR模型相比,MSVR模型具有更好的预测效果,精度评价指标MAE、MAPE和RMSE分别下降了26.98%、23.04%、34.08%,这为大气污染预控提供了有效的技术支持。
为更好地掌握日均PM_(2.5)浓度的变化规律,提出了一种基于多模态支持向量回归(MSVR)的混合预测模型。利用集成经验模态分解将日均PM_(2.5)数据分解成不同频段的分量序列,以降低数据的非平稳性。然后根据每组分量自身特点构建不同的支持向量回归(SVR)模型,并通过相关分析确定各分量输入变量。最后,将各分量预测值进行叠加得到最终预测结果。以浙江省玉环市的PM_(2.5)浓度进行验证。结果表明:与单一SVR模型相比,MSVR模型具有更好的预测效果,精度评价指标MAE、MAPE和RMSE分别下降了26.98%、23.04%、34.08%,这为大气污染预控提供了有效的技术支持。
2019, 37(1): 127-132.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901025
摘要:
湿式电除尘器是燃煤电厂烟尘超低排放的主流除尘技术之一。针对湿式电除尘器的测试特点,提出了测试工况、测孔位置、测孔尺寸及采样点布置等相关要求,并分别对颗粒物、PM_(2.5)、SO_3等开展测试研究,给出了科学的测试方法:针对颗粒物,基于烟道内、烟道外两种采样方法,过滤装置内可配置滤膜或滤筒,应开展空白试验,当浓度较低时应采用一体化采样头;针对PM_(2.5),建议采用重量法(撞击器法)作为基准方法;针对SO_3,可采用冷凝法进行采样,当浓度较低时,建议采用冷凝法与吸收法相结合的手段。并基于此开展了现场实测,为国标《湿式电除尘器性能测试方法》的研制提供了技术及数据支撑,满足了燃煤电厂烟气超低排放测试的迫切需求。
湿式电除尘器是燃煤电厂烟尘超低排放的主流除尘技术之一。针对湿式电除尘器的测试特点,提出了测试工况、测孔位置、测孔尺寸及采样点布置等相关要求,并分别对颗粒物、PM_(2.5)、SO_3等开展测试研究,给出了科学的测试方法:针对颗粒物,基于烟道内、烟道外两种采样方法,过滤装置内可配置滤膜或滤筒,应开展空白试验,当浓度较低时应采用一体化采样头;针对PM_(2.5),建议采用重量法(撞击器法)作为基准方法;针对SO_3,可采用冷凝法进行采样,当浓度较低时,建议采用冷凝法与吸收法相结合的手段。并基于此开展了现场实测,为国标《湿式电除尘器性能测试方法》的研制提供了技术及数据支撑,满足了燃煤电厂烟气超低排放测试的迫切需求。
2019, 37(1): 133-137.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901026
摘要:
目前我国VOCs排放量的核算方法较多,且核算的排放量存在差异,进而对VOCs的大气环境防护距离计算造成影响。设置了两种方案分别核算VOCs的无组织排放量:方案一包括石化类装置的经验系数法、《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南(试行)》中的排放系数法;方案二包括LDAR(泄漏检测与修复)工作。结果表明:两种方案核算的VOCs排放量差别较大。分析SCREEN3和AERMOD模式的差别,在城市区域的复杂地形条件下,选用AERMOD模式计算大气环境防护距离。结果表明,利用两种方案核算的VOCs排放量所计算的大气环境防护距离差别较大。
目前我国VOCs排放量的核算方法较多,且核算的排放量存在差异,进而对VOCs的大气环境防护距离计算造成影响。设置了两种方案分别核算VOCs的无组织排放量:方案一包括石化类装置的经验系数法、《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南(试行)》中的排放系数法;方案二包括LDAR(泄漏检测与修复)工作。结果表明:两种方案核算的VOCs排放量差别较大。分析SCREEN3和AERMOD模式的差别,在城市区域的复杂地形条件下,选用AERMOD模式计算大气环境防护距离。结果表明,利用两种方案核算的VOCs排放量所计算的大气环境防护距离差别较大。
2019, 37(1): 138-141.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901027
摘要:
通过收集大量环境统计数据,对中国一般工业固体废物的产生、综合利用、处置和贮存进行了分析。数据分析表明:尾矿、粉煤灰、煤矸石、冶炼废渣、炉渣等仍是产量最大的工业固体废物,各类工业固体废物综合利用情况差异仍然巨大,尾矿综合利用率仍然较低。结合一般工业固体废物处理现状,对中国一般工业固体废物的处理和环保监管对策提出了建议。
通过收集大量环境统计数据,对中国一般工业固体废物的产生、综合利用、处置和贮存进行了分析。数据分析表明:尾矿、粉煤灰、煤矸石、冶炼废渣、炉渣等仍是产量最大的工业固体废物,各类工业固体废物综合利用情况差异仍然巨大,尾矿综合利用率仍然较低。结合一般工业固体废物处理现状,对中国一般工业固体废物的处理和环保监管对策提出了建议。
2019, 37(1): 142-146.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901028
摘要:
主要研究了椰子壳生物炭添加对餐厨垃圾厌氧消化的影响,选取污泥接种量、初始pH值和生物炭添加量为主要影响因素,运用最陡爬坡实验确定参数水平,然后运用响应面法,以甲烷产率作为厌氧消化过程响应指标,优化椰子壳生物炭促进餐厨垃圾厌氧消化的工艺条件。结果表明:根据实验数据建立的二次多项式数学模型具有高度显著性(P<0.0001),决定系数R~2=0.9844,说明实验值和预测值之间具有很好的拟合度。通过数值优化得到最优条件分别为污泥接种20.98%,初始pH=7.05,生物炭添加量为22.14 g/L。在该条件下,餐厨垃圾甲烷产率的预测值为331.66 L/kg,实验值为326.15 L/kg,二者相对偏差为1.69%。
主要研究了椰子壳生物炭添加对餐厨垃圾厌氧消化的影响,选取污泥接种量、初始pH值和生物炭添加量为主要影响因素,运用最陡爬坡实验确定参数水平,然后运用响应面法,以甲烷产率作为厌氧消化过程响应指标,优化椰子壳生物炭促进餐厨垃圾厌氧消化的工艺条件。结果表明:根据实验数据建立的二次多项式数学模型具有高度显著性(P<0.0001),决定系数R~2=0.9844,说明实验值和预测值之间具有很好的拟合度。通过数值优化得到最优条件分别为污泥接种20.98%,初始pH=7.05,生物炭添加量为22.14 g/L。在该条件下,餐厨垃圾甲烷产率的预测值为331.66 L/kg,实验值为326.15 L/kg,二者相对偏差为1.69%。
2019, 37(1): 147-152.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901029
摘要:
生物质能源的开发与利用有助于缓解日益严重的能源危机与环境污染。在生物质能源的利用中,生物质化学链气化技术展现了较好的发展前景。以来源广泛、经济友好的赤铁矿为载体,在小型流化床反应器中进行了生物质化学链气化制备合成气实验研究,研究了O/C、水蒸气流速、反应温度对合成气产率的影响,同时进行生物质焦油分析和循环实验。结果表明:在O/C为0.2,水蒸气流量为0.15 mL/min,反应器温度为850℃时,6 g松木屑CO、CH_4、H_2产量分别为2.43,0.77,1.4 L。XRD结果表明:在水蒸气存在的条件下,赤铁矿的还原受到抑制,Fe_2O_3只能被转化为Fe_3O_4;多次循环后,赤铁矿比表面积由2.63 m~2/g变为1.35 m~2/g;SEM分析多次循环的赤铁矿发现,氧载体颗粒表面烧结现象明显。
生物质能源的开发与利用有助于缓解日益严重的能源危机与环境污染。在生物质能源的利用中,生物质化学链气化技术展现了较好的发展前景。以来源广泛、经济友好的赤铁矿为载体,在小型流化床反应器中进行了生物质化学链气化制备合成气实验研究,研究了O/C、水蒸气流速、反应温度对合成气产率的影响,同时进行生物质焦油分析和循环实验。结果表明:在O/C为0.2,水蒸气流量为0.15 mL/min,反应器温度为850℃时,6 g松木屑CO、CH_4、H_2产量分别为2.43,0.77,1.4 L。XRD结果表明:在水蒸气存在的条件下,赤铁矿的还原受到抑制,Fe_2O_3只能被转化为Fe_3O_4;多次循环后,赤铁矿比表面积由2.63 m~2/g变为1.35 m~2/g;SEM分析多次循环的赤铁矿发现,氧载体颗粒表面烧结现象明显。
2019, 37(1): 153-157.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901030
摘要:
以建筑拆除和装修产生的垃圾为研究对象,对可能含有的重金属进行浸出特性研究。结果表明:1)部分建筑垃圾Cr、Pb、Zn含量超过常规土壤背景值,其中聚氯乙烯线管中Pb较背景值高出105倍;2)建筑垃圾中重金属在醋酸缓冲溶液下浸出效果更为显著,石膏板中As、混凝土中Pb与玻璃中Zn的浸出率分别达到34.16%、38.15%与38.21%,分别是硫酸硝酸体系下的12,89,24倍;3)实际场景模拟过程中,酸雨环境仅有Cr、Zn浸出,而生活垃圾渗滤液环境下多种重金属均有浸出,Zn的浸出率最高。
以建筑拆除和装修产生的垃圾为研究对象,对可能含有的重金属进行浸出特性研究。结果表明:1)部分建筑垃圾Cr、Pb、Zn含量超过常规土壤背景值,其中聚氯乙烯线管中Pb较背景值高出105倍;2)建筑垃圾中重金属在醋酸缓冲溶液下浸出效果更为显著,石膏板中As、混凝土中Pb与玻璃中Zn的浸出率分别达到34.16%、38.15%与38.21%,分别是硫酸硝酸体系下的12,89,24倍;3)实际场景模拟过程中,酸雨环境仅有Cr、Zn浸出,而生活垃圾渗滤液环境下多种重金属均有浸出,Zn的浸出率最高。
2019, 37(1): 158-163.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901031
摘要:
为提升高碳铬铁渣再利用附加值,采用高碳铬铁渣制备微晶玻璃。首先在分析高碳铬铁渣成分的基础上,结合热力学软件计算,研究确定微晶玻璃体系、各成分含量范围、原料种类及配比,并通过拉曼光谱等方法研究实验制备得到的基础玻璃及微晶玻璃成品,分析微晶玻璃体系的可行性。研究表明:以辉石类晶体及霞石为主晶相,以高碳铬铁渣及废玻璃为主要原料的微晶玻璃,经过物料配比调整,可有效减少桥氧键的数量,降低体系聚合度,进而降低黏度,解决了高碳铬铁渣高熔点、黏度大带来的工艺问题。微晶玻璃成品的XRD图谱表明,高碳铬铁渣成功制备出了辉石霞石复合体系微晶玻璃,与热力学计算结果相一致,验证了设计体系的可行性。
为提升高碳铬铁渣再利用附加值,采用高碳铬铁渣制备微晶玻璃。首先在分析高碳铬铁渣成分的基础上,结合热力学软件计算,研究确定微晶玻璃体系、各成分含量范围、原料种类及配比,并通过拉曼光谱等方法研究实验制备得到的基础玻璃及微晶玻璃成品,分析微晶玻璃体系的可行性。研究表明:以辉石类晶体及霞石为主晶相,以高碳铬铁渣及废玻璃为主要原料的微晶玻璃,经过物料配比调整,可有效减少桥氧键的数量,降低体系聚合度,进而降低黏度,解决了高碳铬铁渣高熔点、黏度大带来的工艺问题。微晶玻璃成品的XRD图谱表明,高碳铬铁渣成功制备出了辉石霞石复合体系微晶玻璃,与热力学计算结果相一致,验证了设计体系的可行性。
2019, 37(1): 164-171.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901032
摘要:
以实地土样分析检测结果和公开发表的研究资料数据为基础,开展广西壮族自治区重金属镉(Cd)的区域性分布特征与污染状况评价。讨论了5种功能类型土地土壤中Cd的含量现状,分析了土壤Cd含量的区域性分布特征,评估了Cd的土壤污染形势。结果表明:广西壮族自治区不同类型土地土壤中Cd均存在较高含量超标现象;Cd高含量地块以河池、崇左、百色、来宾、柳州、桂林等区域集中分布;土壤污染程度以中-重度污染为主(单因子污染指数P_i>2的点位比例达到60.20%),矿冶工业发达、自然地质背景高、人为活动影响强烈是造成全区土壤高Cd现象发生的主要原因。
以实地土样分析检测结果和公开发表的研究资料数据为基础,开展广西壮族自治区重金属镉(Cd)的区域性分布特征与污染状况评价。讨论了5种功能类型土地土壤中Cd的含量现状,分析了土壤Cd含量的区域性分布特征,评估了Cd的土壤污染形势。结果表明:广西壮族自治区不同类型土地土壤中Cd均存在较高含量超标现象;Cd高含量地块以河池、崇左、百色、来宾、柳州、桂林等区域集中分布;土壤污染程度以中-重度污染为主(单因子污染指数P_i>2的点位比例达到60.20%),矿冶工业发达、自然地质背景高、人为活动影响强烈是造成全区土壤高Cd现象发生的主要原因。
2019, 37(1): 172-175.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901033
摘要:
在室内盆栽条件下,研究沙土和黄土配比联合接种AM真菌对根际土壤养分、有机质含量,植物叶片营养元素含量等的影响。结果表明:接种AM真菌后玉米的生物量和叶片营养元素含量均呈现不同程度的提高,沙土与黄土质量比为1∶1和3∶1中接菌处理的提高作用较为显著;接菌后土壤中的速效磷和速效钾含量降低的同时有机质含量增加。将黄土和沙土进行优化配比可以显著提高菌根侵染率和玉米的生物量,提高土壤速效磷和有机质的含量,提升玉米叶片的营养元素含量。相关性分析表明,菌根侵染率与土壤各理化指标之间存在相互的正效应,菌根侵染后对植物营养吸收具有协同作用。
在室内盆栽条件下,研究沙土和黄土配比联合接种AM真菌对根际土壤养分、有机质含量,植物叶片营养元素含量等的影响。结果表明:接种AM真菌后玉米的生物量和叶片营养元素含量均呈现不同程度的提高,沙土与黄土质量比为1∶1和3∶1中接菌处理的提高作用较为显著;接菌后土壤中的速效磷和速效钾含量降低的同时有机质含量增加。将黄土和沙土进行优化配比可以显著提高菌根侵染率和玉米的生物量,提高土壤速效磷和有机质的含量,提升玉米叶片的营养元素含量。相关性分析表明,菌根侵染率与土壤各理化指标之间存在相互的正效应,菌根侵染后对植物营养吸收具有协同作用。
2019, 37(1): 176-181.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901034
摘要:
选择西安市城区5处典型地段为采样点,检测了冬季大气颗粒物PM_(2.5)和PM_(10)的质量浓度,分析了PM_(2.5)和PM_(10)中所含Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Pb元素含量。结果显示:西安市冬季大气PM_(2.5)和PM_(10)的平均质量浓度分别为193.4,315.2μg/m~3,是GB 3095—2012《环境空气质量标准》中的二级标准限值的2.6,2.1倍;PM_(2.5)/PM_(10)为0.51～0.78,说明大气颗粒物以PM_(2.5)为主;6种重金属在大气颗粒物中含量水平存在差异,含量高低依次为Zn≈Fe>Pb>Mn>Cu>Cd,其中Fe、Cu、Zn、Cd、Pb更容易聚集在PM_(2.5)中;PM_(10)中Fe(2 856μg/m~3)的浓度最高,商业集密区、交通繁忙区和居民集中区的多数重金属元素高于文教区和公园。采用改进后的估算模型进行人体暴露量的估算和风险评估,结果表明:重金属元素的暴露途径强弱顺序为手口摄入>皮肤接触>呼吸摄入;PM_(2.5)和PM_(10)中所含Pb、Cd、Mn的非致癌健康风险(HI介于1.99～6.16,超过1)处于较高水平,对人体健康存在威胁;Cd在PM_(2.5)和PM_(10)中的致癌健康风险(R为2.54×10~(-6)和3.70×10~(-6),低于10~(-4))处于较低水平,但不能忽视其综合作用及长期累积危害。
选择西安市城区5处典型地段为采样点,检测了冬季大气颗粒物PM_(2.5)和PM_(10)的质量浓度,分析了PM_(2.5)和PM_(10)中所含Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Pb元素含量。结果显示:西安市冬季大气PM_(2.5)和PM_(10)的平均质量浓度分别为193.4,315.2μg/m~3,是GB 3095—2012《环境空气质量标准》中的二级标准限值的2.6,2.1倍;PM_(2.5)/PM_(10)为0.51～0.78,说明大气颗粒物以PM_(2.5)为主;6种重金属在大气颗粒物中含量水平存在差异,含量高低依次为Zn≈Fe>Pb>Mn>Cu>Cd,其中Fe、Cu、Zn、Cd、Pb更容易聚集在PM_(2.5)中;PM_(10)中Fe(2 856μg/m~3)的浓度最高,商业集密区、交通繁忙区和居民集中区的多数重金属元素高于文教区和公园。采用改进后的估算模型进行人体暴露量的估算和风险评估,结果表明:重金属元素的暴露途径强弱顺序为手口摄入>皮肤接触>呼吸摄入;PM_(2.5)和PM_(10)中所含Pb、Cd、Mn的非致癌健康风险(HI介于1.99～6.16,超过1)处于较高水平,对人体健康存在威胁;Cd在PM_(2.5)和PM_(10)中的致癌健康风险(R为2.54×10~(-6)和3.70×10~(-6),低于10~(-4))处于较低水平,但不能忽视其综合作用及长期累积危害。
2019, 37(1): 182-187.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901035
摘要:
采用元素氯漂白的非木浆造纸厂被认为是水体中PCDD/Fs的重要来源,且这些非木浆造纸厂大多分布在重要的河流和湖泊周边。选取一家典型的非木浆造纸厂作为研究对象,调查了其周边水体和底泥中PCDD/Fs的浓度和同系物构成,并开展了风险评价。结果表明:非木浆造纸厂污水总排口下游水体和底泥中PCDD/Fs浓度分别为0.44 pg TEQ/L和1.1 ng TEQ/kg,显著高于非木浆造纸厂污水总排口上游的水体和底泥,表明水体和底泥受到非木浆造纸厂污水总排口的累积污染。同系物构成分析进一步从源解析的角度佐证了下游水体和底泥中PCDD/Fs来源于非木浆造纸厂。从环境风险看,水体和底泥中PCDD/Fs对鱼类的环境风险较低,但水体中PCDD/Fs对哺乳动物的环境风险较高,风险熵值达到7.0。
采用元素氯漂白的非木浆造纸厂被认为是水体中PCDD/Fs的重要来源,且这些非木浆造纸厂大多分布在重要的河流和湖泊周边。选取一家典型的非木浆造纸厂作为研究对象,调查了其周边水体和底泥中PCDD/Fs的浓度和同系物构成,并开展了风险评价。结果表明:非木浆造纸厂污水总排口下游水体和底泥中PCDD/Fs浓度分别为0.44 pg TEQ/L和1.1 ng TEQ/kg,显著高于非木浆造纸厂污水总排口上游的水体和底泥,表明水体和底泥受到非木浆造纸厂污水总排口的累积污染。同系物构成分析进一步从源解析的角度佐证了下游水体和底泥中PCDD/Fs来源于非木浆造纸厂。从环境风险看,水体和底泥中PCDD/Fs对鱼类的环境风险较低,但水体中PCDD/Fs对哺乳动物的环境风险较高,风险熵值达到7.0。
2019, 37(1): 188-191.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901036
摘要:
"一带一路"建设对我国建筑废弃物资源化行业的发展既是挑战又是机遇,一方面,"一带一路"沿线的基础设施在建设过程中会有大量的建筑废弃物产生;另一方面,建筑废弃物资源化能够对建筑废弃物进行再生处理,为建设提供大量的建筑材料。然而,由于各种因素的制约,建筑废弃物并未得到有效实施。首先分析了国内外建筑废弃物减量与资源化利用进展;其次,基于工程项目开发的全过程构建了建筑废弃物减量与资源化实施路径,并应用于具体实例中;最后,指出健全建筑废弃物减量与资源化实施的管理机制、政府提供政策上的支持与经济上的补助以及推进建筑废弃物资源化产品行业规范和标准的制定与执行是推动此路径实施的关键。
"一带一路"建设对我国建筑废弃物资源化行业的发展既是挑战又是机遇,一方面,"一带一路"沿线的基础设施在建设过程中会有大量的建筑废弃物产生;另一方面,建筑废弃物资源化能够对建筑废弃物进行再生处理,为建设提供大量的建筑材料。然而,由于各种因素的制约,建筑废弃物并未得到有效实施。首先分析了国内外建筑废弃物减量与资源化利用进展;其次,基于工程项目开发的全过程构建了建筑废弃物减量与资源化实施路径,并应用于具体实例中;最后,指出健全建筑废弃物减量与资源化实施的管理机制、政府提供政策上的支持与经济上的补助以及推进建筑废弃物资源化产品行业规范和标准的制定与执行是推动此路径实施的关键。
2019, 37(1): 192-197.
doi: 10.13205/j.hjgc.201901037
摘要:
作为应对全球气候变暖而提出的概念,碳中性主要是指在一定时空边界条件下,通过技术措施使得向大气中排放的净CO_2为零。随着近年来可再生能源、碳捕集等技术的快速发展,负碳甚至成为可能,因此碳中性概念框架需要不断调整,以应对新技术要素的填充。首先回顾了碳中性的既有定义和包含要素,并对碳中性框架内涵盖的时间、空间两边界尺度进行探讨,总结了文字、公式和图形三种碳中性定义的具体表达形式。特别地,本文提供的面向碳捕集系统的碳中性框架,可为碳捕集系统的环境友好性设计提供一种量化考察方法,从而服务碳捕集工程领域内的设计或评估工作。
作为应对全球气候变暖而提出的概念,碳中性主要是指在一定时空边界条件下,通过技术措施使得向大气中排放的净CO_2为零。随着近年来可再生能源、碳捕集等技术的快速发展,负碳甚至成为可能,因此碳中性概念框架需要不断调整,以应对新技术要素的填充。首先回顾了碳中性的既有定义和包含要素,并对碳中性框架内涵盖的时间、空间两边界尺度进行探讨,总结了文字、公式和图形三种碳中性定义的具体表达形式。特别地,本文提供的面向碳捕集系统的碳中性框架,可为碳捕集系统的环境友好性设计提供一种量化考察方法,从而服务碳捕集工程领域内的设计或评估工作。
