不同含固率下零价铁提升厨余垃圾高温厌氧消化产沼体系运行稳定性研究

相比中温（35 ℃）厌氧消化,高温（55 ℃）厌氧消化中微生物代谢活性强,处理效率高,且无害化水平高,适合厨余垃圾的资源化处理及 利用.但由于厨余垃圾易降解,有机质含量高,水解速率快,极易在厌氧消化前期出现酸积累现象,这种现象在高温厌氧消化中更为显著,从而严重制约着高温厌氧消化的应用.本研究探究了零价铁（ZVI）对高温厌氧消化过程酸化现象的消除和控制,并对投加ZVI后不同含固率下 厌氧反应器严重酸化现象缓和效果进行评价.结果表明,高温条件下含固率为4%、6%的反应器在ZVI的促进作用下很快恢复产沼,甲烷产率相较低负荷反应器分别提高了52.05%、10.51%.含固率为8%的投加ZVI反应器在经历一个月的延滞期后也消除了“过酸化”,甲烷含量稳定在60%以上, 甲烷产率达到270.40 mL·g^-1.以加ZVI反应器沼液作为接种物的H-ICS反应器能够降低氢分压,但未能消除“过酸化”.含固率为10%的反应器在反应结束后仍处于酸化状态.高通量测序结果表明,所有外加ZVI的反应器中嗜氢产甲烷菌是绝对的优势菌.在恢复产沼的H-ZVI反应器以细菌Defluviitoga产生的乙酸盐、CO₂、H₂和丁酸转化来的乙酸为底物,嗜氢产甲烷菌Methanothermobacter作为唯一优势产甲烷古菌,与互营乙酸氧化菌Syntrophaceticus相互作用,实现互营乙酸氧化产甲烷（SAO-HM）途径,恢复产甲烷代谢.     

长江三角洲跨界流域生态产品交易机制——以天目湖流域为例

生态价值多元化实现是落实区域一体化生态保护格局的经济政策保障。针对当前生态产品交易制度不完善与市场活跃度问题,以天目湖流域水质净化服务产品为例,提出一条生态保护市场化与生态产品增值的双向促进道路：基于长序列监测数据与水文水质过程模型,提出流域生态保护基准概念及其约束下生态产品交易边界,精准核算基准年水质净化产品的可交易量为1.37 t,基准价格为1186.71万元/t/年;面向近10年产品实际供需主体的内在联系,揭示了“三类五种”生态产品交易机制类型,并选择设计了低端产品退出—高端产品激励的典型交易模式。生态产品交易实施为研究区生态价值实现提供市场化路径,为国内同类地区一体化生态保护格局保障提供思路。     

长三角区域一体化高质量发展：问题与出路

长三角一体化高质量发展对于中国经济行稳致远有着不言而喻的重要意义。为了科学全面认识新时代长三角一体化高质量发展中存在的问题,厘清未来的发展出路,邀请来自不同领域的相关专家就长三角一体化高质量发展中的区域协调、产业协同、交通组织、城镇体系演变、跨区合作、要素配置、流域统筹、一体化路径、绿色低碳发展等研究前沿进行访谈。访谈结果表明：长三角作为我国经济发展最活跃、开放程度最高、创新能力最强的区域,其发展中仍然存在内部发展不平衡、区间交通割裂、行政壁垒尚存、流域生态协作不健全、产业协同发展不足、绿色经济体系较弱等突出问题。长三角在中国乃至世界发展格局中的战略地位,需要综合各学科各专业的理论知识,从不同视角持续关注长三角一体化高质量发展的重大科学命题。紧扣“一体化”和“高质量”,长三角一体化首先要创新机制缩小区域内部发展差异,强化综合交通一体化的基础支撑,更要突破行政边界的制约;其次要创新机制体制来保障生产要素的有效流动与配置,通过价值链、产业链、创新链的融合发展来夯实一体化;再次要促进土地要素向长三角集中使用,提高长三角地区土地承载能力,为长三角区域一体化高质量发展提供充足的土地要素保证;然后要优化人口就业空间结构,加强城际间环境污染联防联治,强化大江大河等重大流域的省际统筹与合作,共同提升长三角的生态系统服务功能,推动绿色一体化发展;最后更要贯彻五大新发展理念,通过科研突破与市场机制来实现低碳发展,在创新驱动引领下打造流空间世界级枢纽,以实现长三角区域一体化高质量发展的新局面。以上观点为长三角区域一体化高质量发展提供科学可行的理论和决策支持。     

CuSnZr三元催化剂应用于NTP强化催化脱硫过程的特性

为高效地在低温下处理大量低浓度电解铝烟气, 采用浸渍法制备了Sn Zr型金属氧化物并添加Cu作为助剂的催化剂, 并首次测试了它在低温等离子体(NTP)技术上的脱硫效果, 结果表明负载了20wt% Cu老化温度为40℃的催化剂表现出最佳的脱硫性能.并对强化之后的催化剂进行了表征, 与新鲜的催化剂对比, X射线衍射分析(XRD)结果表明放电对催化剂晶型基本不产生影响; 扫描电子显微镜(SEM), 氮吸附和脱吸(BET)表明放电会使催化剂的吸附脱附能力与孔道结构有较大提升; X射线光电子光谱(XPS)也表明放电会使催化剂表面元素价态变化, 从而使其氧化还原性能改变, 反应路径发生偏向; 催化剂性能理论计算表明铜含量的上升会导致催化剂能带结构改变, 更好利用于激发气体.     

β-PbO2和BDD电极处理印染反渗透浓水性能

系统比较了β-PbO₂/Ti-Ti和BDD/Si-Ti两种电极体系处理实际印染行业反渗透浓水(ROC)的性能,考察了同步去除化学需氧量(COD)和总氮(TN)的动力学,以及对废水可生化性的改善情况.结果表明,BDD/Si-Ti电极体系的析氧电位(2.45V)和析氯电位(1.90V),以及阳极氧化电位和阴极还原电位的绝对值均高于β-PbO₂/Ti-Ti电极体系;两种电极体系对COD以及TN的去除符合拟一级动力学,其中BDD/Si-Ti电极体系对COD去除的表观速率常数和能量利用效率均优于β-PbO₂/Ti-Ti电极体系;而β-PbO₂/Ti-Ti电极体系对TN去除的表观速率常数和能量利用效率更优.β-PbO₂/Ti-Ti电极体系在5mA/cm²的电流密度下电解15min,可使反渗透浓水BOD/COD从0.18升至0.42(提高1.33倍),而BDD/Si-Ti电极体系仅提升0.78倍.两者相比,BDD/Si-Ti电极体系适用于矿化污染物,β-PbO₂/Ti-Ti电极体系适用于改善废水可生化性.     

土地生态安全二维预警模型构建及应用——以临湘市为例

引入生态可持续性指数,在风险矩阵的框架下与土地生态安全指数相结合,构建了土地生态安全二维预警模型,并应用于临湘市土地生态安全预警.研究表明:土地生态安全指数逐年上升,土地生态系统自身稳定性及其对社会经济发展的支撑能力不断提高;生态可持续性指数逐年下降,土地生态系统对社会经济发展的支撑能力的可持续性逐渐减弱,如不采取相应措施,未来将难以避免跌入不可持续状态;2005~2019年土地生态安全警情呈“中警-轻警-中警-轻警”的波折变化,最终稳定为轻警,预测2020~2025年将延续轻警,跌入重警的可能性较小,但仍存在跌回中警的风险.临湘市应通过发展生态友好型产业､加大环保投入､有序扩张第二产业和建设用地､节制消费和应用新技术提高生产力等措施,综合改善土地生态安全状况.研究认为二维预警模型可有效避免传统模型预警失真的问题,有利于提高土地生态安全预警结果的全面性､前瞻性和合理性.     

基于全链条治理的国土空间规划传导体系及路径

国土空间规划传导应是覆盖规划编制、实施管理、监督反馈各个环节的全过程传导。基于国土空间治理体系和治理能力现代化的三个“需求面”,剖析传统空间规划传导的“不适应性”,并从全尺度、全过程、多向度的全链条治理逻辑出发,构建与新时期国土空间治理需求与规划体系相匹配的“三链协同”传导体系及“空间链”“时间链”“反馈链”传导路径。即覆盖“编制—实施—监督”多环节、全过程的国土空间治理闭环体系;纵向到底、事权清晰的全尺度空间传导链条,横向到边、面向实施的全过程时间传导链条以及多元共治、动态维护的多向度反馈传导链条;以期为国土空间规划传导实施提供理论与实践借鉴。     

微生物光电还原CO2合成乙酸对外电压的响应机制

以TiO₂光阳极结合自养型生物阴极,构建双室微生物光电合成（MPES）系统,以光能作为主要的能量来源,探究MPES还原CO₂合成乙酸的性能及其限制因素.结果表明,光阳极取代纯电化学阳极显著降低了MPES生物阴极对外电压的需求.MPES能持续稳定运行,平均产乙酸速率为（1.18 ±0.11） mmol/（L·d）,法拉第效率为45.75%±3.97%.光阳极驱动阴极产生氢气,推测阴极微生物倾向于利用氢转移的方式来进行电子传递.外加电压通过影响光阳极的给电子能力从而对MPES的性能产生显著的影响,当外电压从0.4V升高至0.6V时,MPES的电流,乙酸产量和法拉第效率都显著提高,系统的性能主要受限于阳极.当外电压高于0.6V,系统电流,乙酸产量的增速减缓,法拉第效率在外加电压0.8V时达到最大值,随后下降,表明生物阴极的得电子能力已经达到饱和,此时MPES的性能主要受限于阴极.作为电子传递中间体,H₂的不完全利用是法拉第效率没有随着外电压的增加进一步提升的原因.     

民用煤排放PM2.5中碳组分与水溶性离子特征

研究4种典型民用煤燃烧排放PM_2.5中的碳组分以及水溶性离子含量特点,并通过PAM-OFR(潜在气溶胶质量-氧化流动反应器)模拟了大气老化过程(2d)对煤球与烟煤燃烧PM_2.5中碳组分与水溶性离子含量的变化影响。结果表明,烟煤燃放PM_2.5中碳组分含量最高,达到57.96%,其EC含量是其他煤种的4.3~9.6倍。民用煤燃烧产生PM_2.5中水溶性离子以Na⁺与SO₄^2-为主,其在总水溶性离子中占比合计约47%~76%。经历了大气老化试验后,煤球与烟煤燃烧排放PM_2.5中NH₄⁺和NO₃^-离子含量大幅增加,与之相比,TC占PM_2.5比例分别下降了12.03%与19.99%。     

MoS2 quantum dots based MoS2/HKUST-1 composites for the highly efficient catalytic oxidation of elementary mercury

Due to the ever-tightening regulation on mercury emission in recent decades, there is an urgent need to develop novel materials for the removal of elemental mercury at coal-fired power plants. In this study, a series of MoS₂ quantum dots (QDs)-based MoS₂/HKUST-1 composite materials were prepared. It is found that MoS₂ QDs were encapsulated by HKUST-1 and enhanced the crystallinity and specific surface area of HKUST-1. The MoS₂/HKUST-1 showed excellent performance in catalytic oxidation of Hg⁰ as compared with pristine HKUST-1. It is found that surface layer of lattice oxygens is active and participates in Hg⁰ oxidation, while the consumption of surface oxygens then leads to the formation of oxygen vacancies on the surface. These vacancies are effective in the adsorption and dissociation of O₂, which subsequently participates in the oxidation of Hg⁰. Moreover, the study on the influence of commonly seen gas components, such as SO₂, NO, NH₃ and H₂O, etc., on Hg⁰ oxidation demonstrated that synergistic effects exist among these gas species. It is found that the presence of NO promotes the oxidation of Hg⁰ using oxygen as the oxidant.