典型染料医药化工园区清洁生产与循环经济发展路径研究

本研究以典型染料医药精细化工园区HSEDA为对象,从四个方面分析其近17年来产学研政合作推行清洁生产与发展循环经济的技术路径与创新实践、所取得的减污降碳绩效,以及未来展望。研究发现,HSEDA绿色低碳循环发展有四个特征：(1)突出园区精细化物质流能量流管理,自下而上理清多产品、多元素、多层级物质能量代谢结构、路径和过程,定量揭示全生命周期环境影响,设计清洁生产和循环经济靶向措施;(2)染料行业自主开发了连续硝化、催化加氢、重氮化,高效分离、传热传质偶合等清洁技术,提效减排绩效显著;(3)医药行业开发了维生素、喹诺酮关键中间体短流程绿色合成技术,提高了原子经济性;(4)园区定量分析反应、工艺及物料全生命周期安全特性和风险,系统设计,提高本质安全。2006—2019年,HSEDA实现经济与资源、能源、环境脱钩发展。在“双碳”战略下,从系统角度提出园区“一核六驱”绿色低碳循环发展新模式。     

A／O-MBR工艺处理校园生活污水中水回用工程的设计与运行

针对Et处理量为1500m3的高校中水处理设施,论述了缺氧／好氧-MBR（A／O—MBR）处理工艺运行特性,完成了长效监测及经济性评价。系统MBR池污泥浓度（MLSS）控制在8～12g／L,缺氧池和好氧池水力停留时间（HRT）分别为3h和7h,污泥回流比为200％～300％。当进水COD、总氮、氨氮平均浓度分别为481．3、75．1和65．8mg／L时,出水COD、总氮、氨氮平均浓度分别为16．5、13．4和0．7mg／L,平均去除率分别为96．4％、81．9％和99．0％。在进行化学除磷的情况下,出水总磷的平均浓度为0．8mg／L,平均去除率86．5％。出水水质优于《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB／T18920—2002）中的相应水质指标要求。经济性分析结果显示,该中水站的电耗为0．58kWh／m3。     

中国生态工业园区发展模式研究

中国生态工业园区发展已逾10年。本文综述了国家生态工业示范园区的发展概况,总结了其发展特点和实践启示,构建了中国生态工业示范园区发展模式图,以期对1 500余家国家级和省级开发区的生态化发展提供借鉴。中国生态工业园区在发展过程中形成了"有标准可依,依标准建设,据标准考核,示范试点带动,建立长效机制"的发展路线图,由政府、市场和企业三个方面共同推进,从微观、产业集群、园区和社会四个层面建设实践。微观层面,以企业为主体,通过理念革新和技术进步,提高资源生产力和资源能源利用效率,减少废弃物产生量。产业集群层面,引入龙头企业,带动产业集群,构建"园中园"的发展模式,提升竞争力和环境管理。园区层面,完善基础设施,积极发展热电冷多联供,实施清洁能源和可再生能源替代,及再生水回用。宏观层面,实现基础设施和服务在更大区域内的延伸共享,加强社会分工,鼓励公众参与,提高公众的生态环保意识,实现经济、环境和社会和谐发展。     

头孢中间体合成废水组成分析及主要污染物识别

为了识别头孢抗生素生产废水中的主要污染物,掌握其水质特点,对头孢抗生素中间体合成废水进行了物质组成分析。水样取自天津某头孢生产企业废水处理系统的进水和出水。采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对污染物进行检测,经色谱柱分离后将各组分的质谱图与NIST08数据库对比、定性,确定了样品预处理方法和GC-MS分析的条件。研究结果表明,头孢中间体合成废水中存在7大类30余种化合物,通过对比废水处理系统进出水组成,确定了含N多环和杂环类化合物为最难降解的污染物,为此类废水的物理强化预处理和深度处理提供了依据。     

酸热氧化修饰合成MnOx/GAC催化臭氧氧化降解邻氯酚

通过酸热氧化修饰法在活性炭上负载锰氧化物,制得MnO_x/GAC催化剂,并研究其催化臭氧氧化降解邻氯酚的性能。结果表明:在催化剂投加量为0.1 g/L,臭氧浓度为20 mg/L,气体流量为0.5 L/min,初始pH为6的条件下,反应120 min时,邻氯酚的TOC去除率可达到95%,比单纯臭氧氧化提高了55百分点。在一定范围内,增加臭氧浓度和气体流量可以加快反应速率,提高TOC去除率,但通入过量的臭氧反而会降低TOC去除率。探究了无机阴离子对于体系TOC去除率的影响,研究发现:1 mmol/L的NO₃-、SO₄2-、Cl-对TOC去除率无明显影响,1 mmol/L Br-使体系TOC去除率降低了10%左右。pH是影响体系氧化能力的重要因素,在酸性条件下的TOC去除率远高于碱性条件下,这可能与催化剂表面官能团的作用和反应体系中无机碳的积累有关。此外,提出了催化剂表面羟基存在形式与pH之间的关系,以及不同羟基存在形式下催化臭氧分解产生的活性物种。     

沼液SBR处理出水养殖螺旋藻

养猪沼液氮磷等营养物质丰富,可作为廉价的螺旋藻培养基,但其成分复杂,尤其是高氨氮等因素严重抑制螺旋藻的生长.采用序批式生物反应器(sequencing batch reactor,SBR)降低沼液中的氨氮浓度,通过改变进水中化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)与总氮(total nitrogen,TN)的比值,研究了沼液中的亚硝态氮及硝态氮的保留情况,为螺旋藻生长提供氮源.通过对比螺旋藻在不同工况出水中的生长情况,以及氮元素的保留情况,筛选出最佳SBR工况.摇瓶试验结果表明,当进水COD/TN=3.0,出水中氨氮、硝态氮、亚硝态氮浓度分别为51.2、91.6、213.1 mg·L~(-1),此时螺旋藻具有较快生长速率,产率达到0.084 g·(L·d)~(-1).在此基础之上,通过放大螺旋藻培养规模至120L,研究了螺旋藻在室外大棚中的生长情况及螺旋藻对沼液中氮、磷元素的去除,结果表明螺旋藻在室外依然生长良好,培养10 d后,产率为(0.075±0.003)g·(L·d)~(-1),螺旋藻蛋白含量达到60%左右,养殖出水中氨氮去除率达到99%.     

脱氮副球菌W12降解吡啶的影响因素及其赋存质粒特性

从实验室的废水生物处理反应器内的活性污泥样本,筛选出来一株以吡啶为唯一碳、氮源的脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans),命名为W12;研究了温度、pH值、吡啶初始浓度和投菌量对W12降解吡啶的影响.结果显示,在试验温度范围内高温有利于W12降解吡啶;同时W12降解吡啶的最适pH值范围在7-9;吡啶初始浓度越大降解时间越长,且投菌量越大吡啶降解越快.此外还研究了W12菌上赋存的质粒特性.脉冲场试验表明,W12菌上2个质粒的大小分别为169 kb和182 kb,并通过质粒消除试验证实了质粒参与了编码吡啶降解基因.     

抗生素化学合成生产废水可生化性改善试验研究

采用水解酸化与Fenton试剂分别处理高浓度抗生素化学合成废水的厌氧出水,并采用MBR验证其生化性的改善。试验表明:在废水ρ(COD)平均为4 084 mg/L时,水解酸化COD去除率平均为26.2%,ρ(BOD5)/ρ(COD)从0.23提高到0.31,但无法保证MBR出水ρ(COD)<120 mg/L。Fenton试剂反应条件为:ρ(H2O2)=5 000 mg/L,ρ(Fe2+)=4 000 mg/L,pH=7,反应时间1 h,COD去除率达50%。混合废水经MBR处理后,出水ρ(COD)平均为98.4 mg/L,可稳定达《制药工业水污染物排放标准》。     

厌-好氧交替工艺处理辽河油田废水的试验

采用厌－好氧交替工艺处理适当稀释或原浓度的油田废水,进水ＣＯＤ３６０－９５０ｍｇ／Ｌ,ＣＯＤ去除率均保持在６０％左右,经过厌氧ＵＡＳＢ反应器处理后的废水,再经ＡＡＡ工艺进行处理,在ＨＲＴ８－１２ｈ的条件下,其ＣＯＤ浓度能够从３５０ｍｇ／Ｌ降到１６０－２４０ｍｇ／Ｌ,ＣＯＤ去除率有     

养猪废水和污泥中11种兽用抗生素的同时分析技术及其在生物降解过程的应用

优化了固相萃取与高效液相色谱串联质谱联用的分析条件,使之适用于检测长三角地区养猪废水和污泥中常见的11种兽用抗生素(包括4种四环素类、2种磺胺类、3种喹诺酮类和2种大环内酯类).该分析方法对养猪废水的平均加标回收率(n=3)为73.0%~105.2%,相对标准偏差为3.1%~10.2%;对污泥的平均加标回收率(n=3)为57.4%~104.6%,相对标准偏差为1.9%~10.9%.研究膜生物反应器中抗生素的浓度变化,发现废水中抗生素以四环素类和磺胺类为主,而污泥中以四环素类为主.反应器对废水中四环素类抗生素的去除率为85.2%,其中最主要的去除途径是生物分解(51.9%),其次是污泥吸附(33.2%);而磺胺类抗生素去除率为95.8%,几乎全部是依靠生物分解,污泥吸附很少.摇瓶实验结果显示,污泥中积累的抗生素未对活性污泥的有机物降解活性和硝化活性产生明显影响.