重金属污染全生命周期防治：挑战与机遇

重金属在生产和消费过程中进入环境,形成了复杂、动态、长链条的迁移体系,严重威胁着生态平衡和人体健康。以单一介质和因子为对象的传统防治理论体系,已难以满足当前重金属污染防治需求。因此,同步考虑多环境介质、多污染因子,建立系统性的重金属污染防治理论,成为发展新一代污染防治技术的核心。基于我国当前重金属污染特点和污染防治理论与技术现状,围绕全生命周期理念,提出构建重金属污染物“溯源-辨析-转化-回归”的全链条防治理论体系的思考。首先概括了目前重金属污染防治理论与技术面临的局限,进而点明了重金属污染防治技术创新所面临的五大挑战,最后围绕全生命周期理念的核心环节,探讨了应对上述挑战的可行途径,并对未来的发展方向作出展望。总体上,随着相关理论和方法的不断研究,关键技术的不断突破,重金属污染全生命周期防治模型与理论方法的构建将为我国重金属污染环境质量改善与管理技术创新提供重大理论支撑。     

磷基及铁基钝化剂对Pb、Cd、As复合污染土壤的修复效果及其工艺条件优化

通过DTPA和NaHC03浸提方法评价磷基、铁基钝化剂对Pb、Cd、As复合污染土壤的钝化修复效果.结果表明,磷基钝化剂中磷酸二氢钙对有效态Pb、Cd固定效果较好,35 d后其去除率分别为61％、38％;铁基钝化剂中以硫酸高铁对有效态As固定效果最好,28 d后其去除率达74.6％.工艺条件优化结果表明,随磷酸二氢钙用量增加,土壤中有效态Pb、Cd含量明显下降;随硫酸高铁用量增加,对有效态As的固定效果明显增加,当硫酸高铁添加量为土壤中As总物质的量的3.06倍时,28 d后土壤中有效态As的去除率高达74.5％.土壤水分含量在最大田间持水量的60％～80％时,对有效态Pb固定影响不大,但均略高于最大田间持水量30％ ～ 50％时的Pb去除率;土壤水分含量在最大田间持水量的60％～80％时,有效态Cd固定效果较好.当磷酸二氢钙用量为土壤中Pb、Cd总物质的量的10倍,土壤水分含量为最大田间持水量的60％时,21 d后有效态Pb、Cd去除率分别达到93％和39％.铁基与磷基钝化剂复配可以同时固定土壤中的Pb、Cd、As.当Fe3+与PO43-物质的量的比为7.2∶1时,7d后土壤有效态Pb、Cd、As去除率分别为99％、41％、69％.     

高铁锌焙砂还原焙烧-酸性浸出选择性分离铁锌研究

传统湿法炼锌中的氧化焙烧阶段产生大量铁酸锌,在常规条件下铁酸锌难以溶出,不利于铁锌的分离和回收.铁酸锌的生成导致后续沉铁工序复杂,渣量大,既浪费了锌铁资源又污染环境.提出了一种新的还原焙烧方法,使高铁锌焙砂中的铁酸锌选择性分解为氧化锌和磁性氧化铁.以北京某锌冶炼厂的锌焙砂为研究对象,研究铁酸锌选择性分解为氧化锌和磁性氧化铁过程中的变化规律,寻找最佳还原焙烧条件.采用化学分析法和XRD检测技术研究了锌焙砂还原焙烧过程中焙烧温度、焙烧时间、CO体积分数和CO/CO2配比等网素对亚铁生成量、可溶锌率及锌浸出率的影响.结果表明,在750℃、CO体积分数为4％、CO/(CO+ CO2)体积比为20％、焙烧60 min的焙烧条件,以及浸出酸度为150 g/L H2SO4、液固比为15∶1、转速为500 r/min、30℃的浸出条件下,锌的浸出率为93.24％,实现了铁锌的有效分离.     

三维电极反应器用负载型活性炭粒子电极的研究

为提高粒子电极的电催化活性与稳定性,以活性炭为载体,采用浸渍法制备了以Fe、Mn、Zn、Ni、Sn-Sb和Sn-Sb-Ce氧化物为催化活性组分的负载型粒子电极.以EDTA废水为目标污染物,考察改性粒子电极的电催化活性与稳定性,并借助SEM、XRD对其表面形貌和物相进行了表征,从结构上分析了不同负载型粒子电极的性能差异.结果表明,所制备的粒子电极中,Sn-Sb-Ce/GAC(活性炭颗粒)粒子电极表现出了较高的电催化活性和稳定性;消除吸附效应的干扰后,在pH值为4.8、电流为200 mA的条件下,120 rin后总有机碳(TOC)去除率为71.1％,EDTA转化率为88.7％.     

不透水表面雨水径流污染物冲刷规律研究

针对雨水径流污染冲刷模型中降雨强度与污染物冲刷存在的时间差问题,采用有效降雨强度替代降雨强度,建立了径流污染物冲刷模型,并利用建立的模型对不透水表面雨水径流污染物冲刷进行了模拟。结果表明,模型对SS、COD、TN和TP模拟的相关系数R2平均为0.87、0.81、0.93和0.89,具有较高的模拟精度。SS、COD、TN和TP的冲刷系数分别为0.77、0.66、0.92和0.74 mm-1,TN的冲刷系数略高,但总体相差不大。SS、COD、TN和TP均显示了较强的初期冲刷效应,在有效降雨强度为4 mm时,截留初期雨水径流量的35%~40%,即可控制70%以上雨水径流污染物。建立的模型可应用于研究不透水表面的雨水径流污染物冲刷规律,为雨水径流污染物控制提供理论计算依据。     

脱硅-酸析联用预处理芦苇浆造纸黑液的研究

采用脱硅—酸析联用技术预处理芦苇浆造纸黑液,考察了不同条件下的脱硅、酸析效果.结果表明,最佳脱硅条件为Ca(OH)2/SiO2(摩尔比)为6,65℃恒温振荡60 min.此时,黑液中SiO2质量浓度可由6.68 g/L降至0.12 g/L,脱硅率高达98.20％.最佳酸析条件为pH 0.5,25℃反应30 min,然后...     

侧流活性污泥水解工艺脱氮性能及功能微生物的研究

通过构建实验室反应器,比较分析侧流活性污泥水解(SSH)工艺和常规厌氧/缺氧/好氧(A2/O)工艺在不同进水负荷下的脱氮性能及功能微生物群落结构的变化规律.结果表明,在相同进水条件下,SS H反应器具有更好且更稳定的脱氮性能,72％的出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准.提...     

清洁生产思维下的环境影响评价程序

我国的项目环境影响评价是在建设项目的可行性研究阶段进行的,评价的重点放在污染防治设施的规模、资金和性能上,提出的治理措施是通过“三同时”制度保证实施。很明显,项目环境影响评价制度追求的是“末端治理”设施的功效是否得以实现,污染物是否达标排放,而忽视了主体生产工程本身的环保措施及生产过程中消减污染物的潜力和机会,即清洁生产的机会。基于项目环境影响评价的上述不足,阐述了清洁生产的概念及实施意义,分析了清洁生产观念对环境影响评价的影响,即对建设项目的环境影响评价应扩大到项目的立项到实施全过程,对产品设计、原材料选用、工艺设计、技术选择和能源消耗等等方面进行清洁生产审计,发现潜在的清洁生产机会并提出相应的清洁生产措施,同时通过“三同时”制度建立了清洁生产思维下的环境影响评价程序,发展了立足于清洁生产审计的环境影响评价方法。     

电镀废水再循环中的离子交换法

已除去阳离子的废水直接加入弱硷离子交换床的离子交换树脂IRA67中。阳离子交换术用5％H_2SO_4再生。阴离子交涣床用10％NaOH再生。再生废液的前后部分再循环到未处理废水中,以提高再生废液浓度。计算机分析表明:把含铬酸盐约23％的再生废液再循环到未处理废水中,使回收后的铬酸盐浓度浓缩到两倍,即从含Cr~(+6)25g/dm~3左右提高到含Cr~(+6)47g/dm~3。这样的浓度可以直接补充到电镀槽。     

硫酸盐还原菌(SRB)污泥固定化小球还原硫酸盐的动力学研究

通过研究硫酸盐还原菌(SRB)污泥固定化小球还原硫酸盐过程硫酸盐浓度的变化规律,建立了反应动力学方程,确定了pH值和球液配比量对反应速率常数的影响,计算了相应的反应表观活化能.结果表明: SRB还原硫酸盐的反应为一级反应,反应动力学方程为:V=-dC/dt=0.080 56C.pH值为6-7时,SRB还原硫酸盐的反应速率常数相差不大,pH＜4和pH＞10时,反应速率常数逐渐减小.球液配比量减少,反应速率常数也随之减小,反应表观活化能增大.在实验条件下,SRB还原硫酸盐属化学控制.并由此确定了SRB污泥固定化小球还原硫酸盐的最佳工艺条件为温度35 ℃、pH值6-7、球液配比量1∶10(g/mL).