展望2015之三 工业技术创新

2015年,随着新一轮技术和产业变革持续发酵,美国、德国、法国等发达国家进一步加强技术创新战略部署,相继提出针对制造业创新发展的新举措,力图主导全球创新体系。国内随着创新驱动发展战略进一步部署和科技体制改革深化,技术创新政策环境将进一步改善,技术创新基础将更加坚实,工业技术创新产出仍将保持较大幅度增长。     

滇池流域水资源综合平衡管理研究

随着滇池治理的进展,在今后一个时期内,恢复滇池饮用水环境功能,成为滇池治理的首要目标和任务。围绕滇池流域水资源供求平衡,采用水资源全要素配置框架下的三次平衡分析理论,从整体上分析了滇池流域水资源供求平衡关系及存在的主要问题,提出了以需求为导向,建立滇池流域水资源综合平衡管理目标和措施。分析表明:在滇池治理的基础上,通过建立滇池流域水资源综合平衡管理体系,落实管理措施,从总量平衡的理论上能够充分发挥引水工程的作用,恢复滇池饮用水环境功能,实现水量、水质供求的综合平衡。建议进一步开展量化分析和模拟实验研究,为在滇池流域实施综合平衡管理提供可靠依据和建议。     

滇池流域水资源综合平衡管理研究

随着滇池治理的进展,在今后一个时期内,恢复滇池饮用水环境功能,成为滇池治理的首要目标和任务。围绕滇池流域水资源供求平衡,采用水资源全要素配置框架下的三次平衡分析理论,从整体上分析了滇池流域水资源供求平衡关系及存在的主要问题,提出了以需求为导向,建立滇池流域水资源综合平衡管理目标和措施。分析表明：在滇池治理的基础上,通过建立滇池流域水资源综合平衡管理体系,落实管理措施,从总量平衡的理论上能够充分发挥引水工程的作用,恢复滇池饮用水环境功能,实现水量、水质供求的综合平衡。建议进一步开展量化分析和模拟实验研究,为在滇池流域实施综合平衡管理提供可靠依据和建议     

接种白腐真菌堆肥处理含Pb垃圾

选取未污染土壤、家庭厨余、稻草、麸皮加入Pb(NO3)2溶液配成模拟含高浓度Pb垃圾,采用接种白腐菌堆制处理和不接菌堆制处理2种方法分别进行室内模拟堆制.通过监测理化因子(pH、挥发性固体、水溶性有机碳/有机氮、木质素、粗纤维)与生化因子(呼吸量、微生物生物量碳)以及生物毒性分析因子(种子发芽指数、重金属含量)随时间的变化,系统地研究了重金属对垃圾堆肥过程的影响和白腐菌堆肥处理重金属污染垃圾的可行性.结果表明,接种白腐菌处理Pb污染垃圾的堆肥过程能顺利进行,较好地减弱了Pb的迁移性从而降低其生物有效性,降低了堆肥潜在的重金属危害性.此堆肥工艺下,堆肥成品pH为7.9,水溶性C/N达4.01,挥发性固体含量降至36.1%,木质素余量22.4 g,粗纤维余量30.1 g;且堆肥中Pb主要以残留态存在,约为63.38%,水溶交换态Pb含量则降至0%,种子发芽指数高达121%.     

电增强活性炭纤维吸附有机污染物的动力学研究

研究了在电极化条件下,几种具有代表性污染物质在活性炭纤维上的电吸附动力学特性.结果表明,各种污染物的电吸附动力学比较好地符合Lagergren一级吸附动力学,其平衡吸附量在电极化下的增加量各不相同.在400mV的极化电位下,苯酚钠的吸附量从开路时的0.008 3mmol·g^-1增加到0.18 mmol·g^-1,增加了17倍;而对硝基苯酚的吸附量从开路时的2.93mmol·g^-1降到2.65 mmol·g^-1.在-400mV的极化电位下,苯胺的吸附量从开路时的3.60 mmol·g^-1增加到3.88 mmol·g^-1;而十二烷基苯磺酸钠的吸附量从开路时的2.20 mmol·g^-1降到1.59 mmol·g^-1.说明不同取代基的苯衍生物,电吸附改变量不相同,供电子基团的单取代苯,正极化都能明显增强其吸附量;但是吸电子基团的单取代,正负极化对吸附量的影响都很小;供体-共轭桥键-受体型结构的苯衍生物,正负极化都使其吸附减弱但吸附速率加快.静电作用在离子型污染物的电吸附中表现明显.     

某燃煤超低排放机组非常规污染物脱除

燃煤电厂非常规污染物的排放尚未引起足够的重视。为全面表征燃煤电厂非常规污染物脱除性能,针对某1 000 MW燃煤超低排放机组,分别采用FPM和CPM一体化采样系统、安大略法(OHM)、控制冷凝法、HJ 646-2013规定的有机物测试方法,系统研究了CPM、Hg、SO₃、PAHs等非常规污染物的梯级脱除特性。结果表明：100%、75%负荷时低-低温电除尘系统对CPM脱除率分别为87.15%、92.20%,湿法脱硫分别为49.65%、45.55%,不同负荷下FPM分别为3.6、4.4 mg·m⁻³,但CPM却分别达14.2、15.3 mg·m⁻³,CPM的浓度远超FPM;低-低温电除尘系统脱Hg效率为64.81%,整个系统的脱Hg效率为75.5%,Hg^p全部被脱除,剩余的是难以脱除的Hg⁰、Hg²⁺,脱除率分别为为63.01%、64.29%,Hg⁰排放浓度为5.4 μg·m⁻³,Hg²⁺排放浓度为0.5 μg·m⁻³;SCR脱硝催化剂将SO₂氧化成SO₃的转化率约为0.7%,低-低温电除尘系统可脱除88.7%的SO₃,湿法脱硫对SO₃的脱除率为29.63%,最终SO₃排放浓度为1.9 mg·m⁻³;全系统对16种PAHs脱除率达94.25%,其中,气相、固相脱除率分别为91.61%、99.27%,最终气相、固相PAHs排放浓度分别为2.39 μg·m⁻³和0.11 μg·m⁻³。现有超低排放设备对非常规污染物均有不同程度的协同脱除效果,满负荷条件下该机组CPM、Hg、SO₃、PAHs排放浓度分别为14.2 mg·m⁻³、5.9 μg·m⁻³、1.9 mg·m⁻³、2.5 μg·m⁻³,Hg的排放浓度满足火电厂大气污染物排放标准(GB 13223-2011)中30 μg·m⁻³的要求,CPM、SO₃、PAHs尚无国家强制排放标准。本研究结果可为燃煤电厂后续非常规污染物的控制提供参考。     

云南松华坝流域3种本土野生植物镉富集特性比较与应用

在镉(Cd)污染区域筛选富集能力强的本土野生植物是Cd污染土壤植物修复的路径之一。在云南松华坝流域土壤Cd含量超风险筛选值地块生长的杂草中,初步筛查表明牛膝菊、艾蒿和灰藜具有Cd富集潜力。为进一步探明其修复能力,通过盆栽和田间实验比较了这3种野生植物的Cd富集特性和修复能力。结果表明,牛膝菊和艾蒿Cd富集系数与转运系数均大于1,灰藜小于1。施肥措施不仅能显著提高3种本土野生植物的株高和地上部生物量,而且能显著提高牛膝菊地上部和根系的Cd含量、Cd转运系数和Cd富集系数。牛膝菊地上部和根系的Cd含量以及艾蒿的根系Cd含量均随土壤Cd含量的增加而增加。与艾蒿相比,牛膝菊具有更强的Cd转运和富集能力。在100 mg·kg⁻¹外源Cd添加的土壤中,牛膝菊的地上部和根系Cd含量分别为165.5 mg·kg⁻¹和147.5 mg·kg⁻¹。田间实验表明,每茬牛膝菊和艾蒿的鲜重分别为26.0 t·hm⁻²和32.0 t·hm⁻²,可分别带走Cd 3.29 g·hm⁻²和3.35 g·hm⁻²,均可用作当地土壤修复的备选植物。该结果可为相似环境下的土壤镉污染植物修复材料的选择提供参考。     

活性污泥系统优化设计对不确定性参数的灵敏度研究

在活性污泥系统优化设计模型参数不确定性分析的基础上,考察了进水负荷、生物动力学参数、曝气设备性能参数和二沉池浓缩常数变化对优化设计的影响。灵敏度分析结果表明,对优化设计影响较大的参数为：进水水量水质、与氧转移效率相关的校正参数以及二沉池的浓缩常数等。研究结果对于低灵敏度系统的设计,提高优化设计结果的工程实用性具有重要的意义。     

钛基修饰电极催化电解去除水中硝酸盐氮的研究

利用热分解法制备CuO修饰Ti基阴极和SnO2-Sb2O5修饰Ti基阳极,组成无隔膜电解体系,以模拟废水(NO3--N 50mg/L)为对象,进行了水中NO3--N去除实验研究.结果数据表明,CuO修饰Ti基阴极对水中NO3--N的去除率随电流密度、极板间距、搅拌强度和电解时间增加而增加,在电流密度10mA/cm2、极板间距9mm、中等搅拌强度下电解150min,NO3--N催化还原去除率可达93.8%.Cl-支持电解可使NO3--N催化还原产物NH4+-N氧化为N2-N去除.在电流密度10mA/cm2、极板间距9mm、NaCl添加量600mg/L、中等搅拌强度下电解120min后,NO3--N和TN的去除率达到89.3%和86.9%,NO2--N和NH4+-N未检出.分析认为NO3--N还原机制为NOx中O被阴极表面Cu吸附固定,N—O键受氢攻击破坏,逐步还原.阳极电解Cl-生成HOCl,HOCl氧化NH4+-N成N2-N.     

支持向量机多重分类救生舱环境评价研究

针对矿用救生舱舱内环境动态评价的问题,采用支持向量机多重分类机制进行评价研究.确定了舱内环境评价的等级指标;将环境评价问题处理为分类和分级两部分,分别给出了相应的函数.使用粒子群优化算法进行了参数优化;制订了具体的评价方案,得出了动态评价结果.经现场试验证明,该环境评价方法可以对救生舱舱内环境进行有效、实时的动态评价,算法收敛速度较快,为救生舱舱内环境调控提供了可靠的理论基础和充分的现场数据.