循环经济理论及其在中国实践研究

循环经济理论在国际上尚处于探索与发展过程的过程中，本文运用系统科学和实证研究的方法，对我国循环经济理论与实践问题进行了初步分析。     

砷污染农田的植物提取修复技术研究进展

由于粗放的矿物采冶方式,矿区大量的砷扩散到周边农田中,会导致农田土壤砷污染问题。部分地区的砷背景值高,部分地区在农业生产活动中使用含砷化肥、农药等,均会加剧农田砷污染问题。植物提取修复是一种利用超富集植物将土壤污染物吸收并转移到植物地上部,待植物成熟收割以整体移除污染物的方法。与其他砷污染农田土壤的修复技术相比,植物提取修复技术具有无二次污染的特点。该技术辅以合理的农艺措施,可使土壤砷污染减量,并实现边生产边修复的目标,应用潜力广泛。分析了砷污染土壤植物提取修复技术的原理与现状;重点探讨了近年来强化砷植物提取修复的方法,包括修复植物的种质创新、超富集植物与根际微生物联合作用和农艺措施优化等几个方面;最后展望了农田土壤砷污染修复技术的未来研究方向,以期为该技术的进一步发展提供参考。     

废铅蓄电池回收的节能降碳案例分析

为了解我国废铅蓄电池回收过程的节能降碳现状,以典型废铅蓄电池回收工艺为研究对象,分析了废铅蓄电池回收过程的产品综合能耗和碳排放情况。结果表明,案例企业的单位产品综合能耗 (当量能耗) 为98.35 kgce·t⁻¹;天然气消耗是最大的能耗来源;铅膏熔炼工序是废铅蓄电池回收过程中产品综合能耗和碳排放量最大的工序;焦粉作为还原剂进入熔炼工序的排放是最主要的碳排放源。在燃料燃烧、能源作为原材料、净购入电力和热力方面,能耗和碳排放量核算是线性相关的,在上述方面寻求节能措施可使废铅蓄电池回收企业实现同时降碳。此外,碳酸盐引起的过程排放和耗能工质也会影响企业的节能降碳效果,建议在后续的核算指南中进行统一规定。本研究结果可为废铅蓄电池回收过程的节能降碳提供参考。     

基于响应曲面法的环境因素对生活污水三维荧光光谱的影响

采用响应曲面法（RSM）研究温度（10~35℃）、pH（3~11）、稀释倍数（1~10）及交互作用对生活污水溶解性有机物（DOM）三维荧光光谱特性的影响规律。研究表明：生活污水DOM主要含有类色氨酸蛋白质、类酪氨酸蛋白质和类富里酸荧光峰;响应曲面分析表明,温度、pH、稀释倍数其交互作用对于类色氨酸蛋白质荧光强度的影响强弱顺序为：稀释倍数 > pH > 温度、pH-稀释倍数 > 温度-pH > 温度-稀释倍数,其中温度-pH和温度-稀释倍数对其荧光强度的影响为拮抗作用,pH-稀释倍数为协同作用;对于类酪氨酸蛋白质,单因素影响顺序为：pH > 稀释倍数 > 温度,其他情况与类色氨酸蛋白质相似;对于类富里酸,温度、pH、稀释倍数及其交互作用对其影响规律与对类色氨酸蛋白质的相似,但交互作用类型与类色氨酸蛋白质情况相反。     

超声耦合高铁酸钾对印染污泥脱水性能的影响

分别采用高铁酸钾、超声、超声耦合高铁酸钾对印染污泥的脱水性能进行研究,考察了印染污泥中沉降速率(SV30)、毛细吸水时间(CST)、污泥破解率DDCOD和泥饼含水率等脱水指标的变化情况。结果表明,低声能密度(0.225~0.45 W·mL-1)和短超声时间(1~6 min)都能够促进污泥的脱水性能。在声能密度为0.45 W·mL-1,超声时间为4 min的最佳超声条件下,SV30和CST分别下降了6.3% 和16.35%。同时,高铁酸钾的添加使污泥脱水效果更显著,在最佳添加量(60 mg·g-1)下,SV30、CST和泥饼含水率较原污泥减少了18.36%、31%和13.07%。为了促进污泥脱水,最佳污泥破解率DDCOD为2%~5%。扫描电镜结果显示,在最佳条件下处理的污泥较原污泥变化明显,原有颗粒结构被破坏,利于污泥脱水。     

DOC系统催化性能的仿真和分析

以 Langmuire Hinshelwood机理为理论依据,基于MATLAB/Simulink 建立DOC系统的数值计算模型,研究不同参数(如空速、氧气浓度、NO2/NOx比例)对氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）转化效率的影响, 并对部分工况进行了实验研究,从而验证数值模型的准确性。结果表明,空速的降低可以增大DOC对CO、HC、NO的氧化性能,这是由于排气在催化器内的反应时间增长。当排气温度为225～300 ℃时,减小空速对增大HC的氧化效率效果明显,当排气温度在175～450 ℃范围内,减小空速对增大NO的氧化效率影响明显;当O2浓度低于1%,排气温度在175～250 ℃时,CO转化效率增大,在250 ℃之后均接近100%。当O2浓度为10%时,温度的变化对CO的转化效率影响很小。当O2浓度大于1%时,温度的变化对NO的氧化效率影响较大;当排气温度在300～550 ℃时,NO2/NOx比例的变化对NO的转化效率影响较大。降低排气中NO2/NOx比例,能够在排气温度高于300 ℃时,明显提高NO的转化效率。     

餐厨垃圾发酵液强化潮汐流人工湿地对污水厂尾水脱氮效能

采用餐厨垃圾发酵液(food waste fermentation liquid, FWFL)作为潮汐流人工湿地(tidal flow constructed wetland, TFCW)外加碳源,考察其对污水处理厂尾水湿地脱氮效果的影响,并通过湿地氮转化速率、酶活性测定及微生物群落结构分析探究其机理。结果表明：投加FWFL后人工湿地中TN、NO₃^--N、TP的去除率分别提高了15.7%~36.2%、3.3%~42.3%、11.2%~45.8%,且FWFL的添加不会对出水NH₄⁺-N和COD产生显著影响;FWFL可改善TFCW低温时的脱氮效果;投加FWFL后TFCW的反硝化速率、反硝化酶活性以及电子传递系统活性均有所提高,TFCW微生物的丰富度和多样性明显提高,微生物群落结构也趋于稳定,反硝化菌群大量增加。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)与念珠菌门(Candidatus Saccharribacteria)为优势菌门,水杆菌属(Aquabacterium)与产丁酸盐细菌属(Saccharibacteria genera incertae sedis)为优势菌属。     

改良回流模式的UCT工艺处理高氮屠宰废水的工程案例

采用改良回流模式的UCT工艺处理高氮屠宰废水,该系统处理能力为200 m³·d⁻¹。连续130 d的调试运行结果表明,在进水水质较稳定的情况下,该工艺对COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别达到97%、98%、94%和92%,出水水质达到《屠宰与肉类加工工业水污染物排放标准 (征求意见稿) 》的间接排放标准。该工艺调试运行初期,通过投加碳源以及微量元素,有效避免污泥老化问题;在稳定运行过程中,调整硝化混合液回流比、缺氧混合液回流比以及污泥回流比分别至267%、82%和70%,使得工艺处于最佳条件下运行;结合各工艺段荧光图谱分析结果显示,改良回流模式的UCT工艺有效降解色氨酸类物质及可溶性微生物副产物,具有较好的脱氮效果;工程改造成本中涉及设备和调试费用不高,且与传统屠宰废水处理流程比,吨水处理费下降了约30%。该工程案例的改造、调试及运行经验可为同类高氮废水处理工程提供参考。     

Ca-Fe基磁性纳米复合材料对水体中磷的结晶回收

人类活动导致大量的不可再生的磷资源流失到水环境中造成水体富营养化,磷的结晶回收对废水治理、地表水管理和可持续发展具有重要意义。采用微波-冷却-回流和超声的方法制备Ca-Fe 基磁性纳米复合材料(CaCO₃-Fe₃O₄),通过批量吸附实验法系统探究了体系pH、接触时间、磷的初始浓度、共存离子等因素对复合材料去除水体中磷的影响规律。结果表明,CaCO₃-Fe₃O₄纳米磁性复合材料在pH=3.0~6.0内对磷表现出良好的去除效果,对磷的最大去除容量为189.21 mg·g⁻¹。复合材料对水体中的磷主要通过吸附-结晶耦合机制去除,在高浓度含磷废水中,磷以CaHPO₄·2H₂O的形式被回收。综合考虑磁分离的简易性、磷的去除容量和环境友好性,所制备的Ca-Fe基磁性复合材料在磷资源回收领域具有潜在的应用价值。     

突发水环境重金属污染事件溯源方法与应用案例

快速准确溯源对于突发水环境重金属污染事件的应急处置和环境应急管理具有重要意义。提出了以污染物特征指纹识别、污染物总量核算、污染物浓度梯度变化、污染物迁移时间与路径等4方面为基础的“四位一体”的突发水环境重金属污染事件溯源方法。进一步以2017年嘉陵江流域突发铊污染事件为例,阐述了一次输入型突发水环境重金属污染事件溯源分析要点,分析了特征污染物识别、污染物总量核算、污染物浓度及其变化规律、特征污染物迁移与水文数据吻合程度等关键因素,逐步锁定事故污染源和肇事企业,进而探讨了本次污染事故的发生成因。本研究可为一次性排污或连续性排污的重金属污染源的溯源提供参考。