厌氧发酵沼气提纯技术研究进展

厌氧消化产生的沼气主要成分是甲烷(CH4)50%～70%和二氧化碳(CO2)30%～50%,是一种可持续有价值的能量来源。随着矿石燃料的枯竭,沼气利用的需求不断增长,将沼气提纯到甲烷含量90%以上可取代天然气而受到广泛关注。目前沼气提纯在工业上主要通过变压吸附、吸收或膜分离等技术实现CO2的去除,也有研究者探索了原位沼气提纯技术,即在厌氧反应器中通过一定的措施实现沼气提纯,为现阶段沼气提纯技术提供新的思路和研究方向。     

基于原位热脱附技术修复污染土壤的加热井数值优化

原位热脱附技术(ISTD)作为一种物理修复土壤技术,具有污染土壤原位处置、二次污染少、工艺原理简单、高效灵活等优点。针对实际修复土壤过程中不合理的排布方式和对保温措施的忽略造成的脱除率低、能源浪费等问题,利用COMSOL Multiphysics软件模拟污染土壤1000 h的加热过程,在模型验证的基础上探讨了不同排布方式、不同加热井间距和保温措施对土壤升温过程的影响。结果表明：在处理200℃以上沸点的污染物时,选用1.5 m间距下的三角形排布方式能够达到最优的修复效果,并且耗能相对较低。土壤表面施加保温措施,不仅可以防止污染气体泄漏,还可以有效提高加热土壤过程的热效率,采用2.0 m间距下的三角形排布方式施加保温措施后,热效率可相对提高11.667%。     

基于多通道原位红外光谱技术的环氧涂层恒温固化反应研究

目的 拓展多通道原位红外光谱技术的应用,探究环氧树脂在固化行为中的分子结构变化以及不同固化深度下的动力学参数与恒温固化模型。方法 采用多通道原位红外光谱的表征方法,对N,N,O-三缩水甘油基对氨基苯酚(环氧树脂AFG-90)与甲基纳迪克酸酐(MNA)的环氧涂层的固化过程进行30、40、50、60、70 ℃等5个温度下的原位红外光谱监测,基于特征官能团吸光度的变化,研究恒温固化模型。结果 通过特征官能团吸光度与温度、时间的关系,计算得出AFG-90与MNA的环氧树脂固化体系在不同温度下的固化模型、达到不同固化度下的固化时间,求解得在不同固化深度下的活化能Ea主要在58~74 kJ/mol变化,且其均值为69.43 kJ/mol。结论 获得了AFG-90与MNA的环氧树脂固化体系在固化过程中动力学参数和模型,同时试验结果表明,多通道原位红外光谱技术是研究高分子材料固化反应动力学的有效表征方法。     

淡水甲藻水华形成原因及原位控制研究进展

甲藻是一类浮游植物,多数在海洋生长,但部分甲藻可以在淡水中生长并引发水华,导致水生生物大量死亡,产生藻毒素和嗅味物质,引发供水安全问题,因此明确其形成原因并探索高效的原位控制方法至关重要.目前关于淡水甲藻水华已有较多研究成果,但缺少综述性整理,尤其涉及饮用水水源.水华形成机制的研究主要包括外界环境因素(水动力条件、光照、温度、营养盐等)和甲藻独特的生理特性(孢囊、垂直迁移等),而控制方法主要包括物理、化学和生物方法等.本文从甲藻生理生态、淡水水华形成原因及原位控制方法等方面进行论述,并与常见蓝藻水华进行对比,展望后续研究热点,旨在推进淡水甲藻水华的相关研究,保障水体生态系统健康及饮用水水质安全.     

基于城镇黑臭河道水体的组合型原位生态修复系统的构建与效果：以上海市地区某黑臭河道为例

为促进组合型原位生态修复技术对城镇黑臭河道水体治理效果的工程应用,基于“原位生态修复、截污控源、营造景观、水动力改善、生物多样性”的修复理念,以生物修复方式为主,结合河道黑臭的成因与水质检测分析,构建了“微生物载体缓释+曝气复氧+水生植物+循环泵设备”组合型生态修复系统,对上海市地区某黑臭河道进行工程试验研究。工程实践表明：试验进行56 d时,河道上、中、下游COD、NH₃-N和TP平均去除率分别达到71.25%、84.10%和89.94%,水体黑臭现象基本消除;水体DO质量浓度由1.1 mg/L上升到4.5 mg/L。河道水质修复得到明显改善,符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准。该组合型生态修复系统可以有效消除水体黑臭现象,增加水体溶氧量,有效降解水体中的有机污染物,对城镇黑臭河道生态修复具有较好的净化和景观效果,同时其切实可行的工程技术措施可为类似工程提供良好借鉴。     

CeCl3和CeO2对松木屑的催化热解作用研究

以松木屑为研究对象,分别负载CeCl₃和CeO₂两种催化剂,制备松木屑原位催化热解原料,探究不同添加比例的CeCl₃和CeO₂两种催化剂在不同热解温度下对松木屑热解产物的产率和气体组分的影响。结果表明:在CeCl₃和CeO₂两种催化剂的催化作用下均能使热解气和焦炭产率增加、焦油产率减小,且随着两种催化剂添加比例的增加,松木屑热解产物的产率和气体组分均有所变化;在650℃的热解温度下,与无催化剂相比,当CeCl₃添加比为10.0%时焦油产率降低至53.05%,下降了11.70%,当CeCl₃添加比为7.5%时热解气产率达到最大值18.58%,当CeCl₃添加比为10.0%时焦炭产率为26.85%,增加了7.48%,热解气H₂和CO₂组分的百分比含量显著增加;当CeO₂添加比为7.5%时焦油产率达到最小值59.95%,下降了4.80%,当CeO₂添加比为10.0%时热解气产率增加了2.39%,当CeO₂添加比为10.0%时焦炭产率相对较大值为21.66%,增加了2.29%,各热解气组分的百分比含量变化较小;在原位催化热解中,CeCl₃催化剂的催化效果优于CeO₂催化剂。     

用于场地土壤修复的电阻加热技术研究进展

我国目前存在大量地质条件复杂,常规抽提技术难以快速有效地修复污染场地。电阻加热(electrical resistance heating,ERH)技术受土壤异质性影响小,处理深度大,加热速度快,能快速有效地去除地质条件复杂的土壤渗流区和饱和区中的挥发性有机物。但该技术在国内应用较晚,相关研究较少。简述了ERH技术的修复机制,包括促进污染物的迁移和提高污染物的降解速率;土壤电导率、电场强度、地下水流动和土壤异质性等因素如何影响ERH的修复效率。介绍了ERH技术与原位化学氧化、原位生物修复及其他原位热处理技术的耦合,ERH场地实施的建井方法、设备布署和部分国外的场地实施案例等。最后,针对ERH技术在实际应用中存在的问题,指出了ERH技术研究的发展方向。     

大型废弃石墨矿坑酸性含氟废水污染治理研究:以山东省莱西市南墅镇岳石矿坑为例

针对历史遗留的大型废弃石墨矿坑酸性含氟废水存在体量大、深层水加药困难、反应效率低、污染严重、治理经验罕见等问题,为探索其污染治理模式,以莱西市南墅镇岳石矿坑废水治理为例进行了分析与研究。基于实验室废水处理实验,进行修复药剂优选;基于实地调研,通过构建三维矿坑模型及水动力模型计算,模拟不同运行工况下的水体置换和治理效果,提出"复配修复药剂+原位水体交换"方案,治理后,矿坑废水pH值达到7左右,氟化物浓度降至30 mg/L以下,达到废水治理目标。在治理过程中建立的系统性水污染修复技术体系,对其他地区大规模的酸性含氟废水污染治理具有重要的参考意义。     

有机污染土壤化学氧化修复技术综述

总结了目前有机污染土壤修复常用的氧化药剂,且从技术适用范围、药剂投加方式和设备分别描述了污染土壤原位和异位修复技术的异同,为污染土壤化学氧化技术的优化工程实施提供参考。     

化学法抑制内源磷释放工程应用及研究进展

水体富营养化导致的蓝藻暴发、水体浑浊、水质变差已成为一个全球性的问题。在切断外源负荷的情况下,抑制内源磷释放成为降低水体磷负荷和抑制水体富营养化的关键。与异位处理技术相比,原位化学钝化由于操作简便、成本低、对生态影响小而备受关注。常用的化学试剂大致可以分为4类:钙盐、铁盐、铝盐和镧修饰膨润土,文章综述了各类化学试剂在国内外工程化应用和研究进展,并对未来发展提出展望,以期为湖泊修复工程实施提供科学依据和技术指导。