全工业固废原料制备水泥工艺的生命周期评价研究

运用生命周期评价(LCA)方法,对以电石渣等工业固废为全部原料的水泥制造工艺产生的环境影响进行评价.通过对生产工艺进行分解及建模,基于实际数据建立生命周期清单,利用ReCiPe2016方法,在全球变暖、化石资源消耗、土地占用等17个小类及人体健康影响、生态系统影响及资源消耗3个大类中对工艺产生的环境影响进行评价.评价过程包括特征化、标准化和敏感性分析.结果表明,在以1 t成品水泥为功能单位的生产过程中,造成的环境影响总值为-0.0045 pt,其中,在人体健康影响和生态系统影响分类下最为显著,分别为-0.0027 pt和-0.0020 pt.与传统水泥生产相比,本工艺具有更低的资源能源消耗与碳排放量.固废作为原料来源带来的正面环境效益最为显著,而熟料煅烧与水泥粉磨则显示出最大的环境损害,也说明由于消纳了大量工业固废,本工艺对环境总体上是有益的.     

类芬顿调理污泥用于微生物电解池产氢与磷回收的研究

为提高微生物电解池(MEC)利用剩余污泥产氢气和磷回收的效率,采用Fe~(3+)、原儿茶酸(PCA)和H_2O_2体系预调理污泥,探究中性PCA/Fe~(3+)/H_2O_2体系的试剂投加量对污泥液相总磷含量和溶解性化学需氧量(SCOD)的影响.在单因素试验的基础上,通过表面响应法(RSM)优化得到Fe~(3+)和H_2O_2投加量分别为12.96 mmol·L~(-1)和0.45 mol·L~(-1),液相总磷含量和SCOD含量实际值分别为(60.14±0.08) mg·L~(-1)和(3357.67±66.37) mg·L~(-1),模拟效果显著.与未处理的剩余污泥MEC反应器出水相比,经过调理后的剩余污泥MEC反应器出水中的总化学需氧量(TCOD)、多糖和蛋白质的去除率分别提高了30.03%、50.16%和97.31%,氢气转化率提升了1.31倍,有效提升了MEC产氢效率.通过鸟粪石结晶回收MEC污泥上清液中的磷,发现在初始pH值为10、Mg~(2+)浓度为0.056 mol·L~(-1)和NH~+_4浓度为0.08 mol·L~(-1)时效果最佳.鸟粪石晶体质量浓度最高可达7.6 g·L~(-1),晶体纯度最大为88.30%,上清液中77.55%的磷以鸟粪石的形式得到回收.在本研究最优化条件下进行中性PCA/Fe~(3+)/H_2O_2体系调理剩余污泥微生物电解池产氢与磷回收全过程中产出经济价值达到2.36元.实验研究最终表明,经过Fe~(3+)/PCA/H_2O_2体系调理污泥可促进污泥中磷的释放和MEC处理污泥的产氢效率,为探究污泥资源化提供了新的研究思路.     

金属卟啉衍生物催化降解污染物研究进展

由于工业化和城市化的快速发展而带来的环境问题已经引起了人们的广泛关注.土壤和地下水中不断排放的持久性污染物,对人们的健康造成了极大的威胁,因此需要更加有效的策略来解决.卟啉类物质由于具有特殊的氧化还原性质和光敏性,已经被广泛用于有机污染物的去除.本文总结了金属卟啉的最新研究进展,对其在类芬顿和光催化领域的应用进行了详细的介绍,并且讨论了高价铁氧卟啉物种,单重态氧和超氧自由基的产生机理.最后,指出了现有研究的不足以及未来的发展方向.