城市工业COD总量优化分配研究

总量控制是控制污染源发展趋势、改善环境质量、实现经济社会可持续发展的重要途径,如何在适度公平的基础上寻求环境、经济、技术、资源等整体最优是环境科学领域的研究课题。本文以工业城市苏州市为例,研究其工业化学需氧量的排放特征,以基尼系数法分行业对其工业化学需氧量排放量的公平性进行评价,并将总量控制与资源、社会和经济相联系,以行业经济效益最大化和增加治理投资费用最小化为目标,利用多目标行业总量优化分配模型对苏州市的工业化学需氧量排放总量进行优化分配。研究结果表明,纺织业、化学原料及化学制品制造业、能源和水的生产与供应业、造纸及木材加工、医药制造业等行业是苏州市的化学需氧量重点排放行业,经优化分配后,COD排放总量削减了10%,新鲜用水量减少了41.81%,行业年总产值增幅达到214.69%,资源和水环境容量在满足一定的经济增长速度的条件下实现优化配置,总量控制制度在市场经济体制下发挥出尽可能大的环境效益和经济效益。     

基于资源耗减补偿的中国油气资源税率优化研究

征收耗减性资源补偿费已是国际资源管理的主流方式,面临石油资源日益短缺的问题,我国亟待以补偿性资源税来体现资源价值。本文基于我国1995-2010年的油气资源开采行业的实际数据,发现从量征收的油气资源税费不能完全补偿油气资源使用者成本,进而采用从价税率替代从量税率计征资源税,且全部用来补偿油气资源耗减,计算不同折现率下实现资源耗减成本补偿的最优税率。考虑到经济形势的变化,对应经济发展水平较高、经济发展稳定和经济发展水平较低三个时期,分别取折现率为6%、8%、10%,计算得实现油气资源耗减补偿的从价税率分别为11.7%、6.1%、3.2%。然后,以社会福利最大化为目标建立油气资源动态最优产量模型,划分油气开采的前期、中期和后期三个阶段的税率区间为(-2%-3%),(5%-8%)和(10%-15%)。最后,为保障新税率政策的实施效果,从基准税率和滑动税率确定办法、计征方式、税基计算依据以及监控体系五个方面提出新的措施,促进油气资源精细管理,实现油气资源的合理补偿和资源可持续开采。     

活性炭与炭黑混合电极的脱盐性能及相关工艺参数的优化

混合电极中各组分的质量比是影响膜电容去离子(membrane capacitive deionization, MCDI)系统脱盐性能的重要因素。重点研究了混合电极中活性材料(活性炭)、导电剂(炭黑)和粘结剂(聚四氟乙烯)3种组分的质量比对MCDI系统脱盐性能的影响,并优化了工艺参数。实验结果表明,在进水氯化钠质量浓度为0.4 g·L⁻¹时,控制活性炭、炭黑及聚四氟乙烯的质量比为8∶1∶1、运行电压为1.2 V,进水流速为4 mL·min⁻¹,MCDI系统具有较优异的脱盐性能,其吸附容量和脱盐速度分别为10.13 mg·g⁻¹和0.44 μmol·(cm²·min)⁻¹,电荷效率和单位能量脱盐量可分别达95.27%和8.23 μmol·J⁻¹;而且,增大进水中氯化钠浓度会进一步提升MCDI系统的吸附容量和脱盐速度,但其脱盐率会有所降低。吸附热力学和动力学拟合结果表明,此混合电极材料脱盐过程分别符合Freundlich吸附等温方程和准二级动力学方程。     

基于碳数分段法的石油烃污染土壤异位热脱附工艺的优化

针对石油烃污染土壤成分复杂、污染严重、修复难度高的问题,采用适用性广、效率高且去除彻底的异位热脱附技术修复石油烃污染土壤。利用碳数分段法及室内模拟实验,探究在热脱附过程中的土壤粒径、含水率和有机质对石油烃及各组分热解吸效率的影响;另外,还采用响应面法对各影响因素进行了优化,以获得异位热脱附修复石油烃污染土壤的最优工艺参数。结果表明,当污染土壤粒径高于1 mm时,石油烃脱附效率均可达90%以上,且粒径越大土壤颗粒中石油烃去除率越高。其中,润滑油段(ORO, C28~C40)组分的脱附效率随粒径变化最为明显。当土壤含水率为15%、脱附时间为50 min时,石油烃脱附效率最大为52.63%。另外,土壤中有机质含量越低,越利于石油烃的脱除,且高温(400~500 ℃)条件下可基本消除土壤中高含量有机质(3.82%)对石油烃脱除的阻碍作用。响应面优化实验得到的最佳工艺参数条件为,粒径2 mm、有机质含量1.44%、含水率为17.68%,在此条件下的石油烃脱附去除效率可达65.32%。该研究结果可为热脱附技术在石油烃污染场地的实际应用提供参考。     

天津石化炼油节能优化措施及节能效果

天津石化炼油部正在运行的生产装置包含两套常减压、两套加氢裂化、重整抽提、两套延迟焦化、两套柴油加氢、蜡油加氢、航煤加氢、一套硫磺回收等主要装置及储运系统和公用工程系统。近年炼油部实施的主要节能项目有:重整抽提装置乙烯裂解汽油分馏塔底重沸器和甲苯塔底重沸器Ⅱ改造为高通量管换热器,热源由3.5MPa蒸汽改为1.0MPa蒸汽;蒸汽管网优化项目;2号常减压减压塔节能改造;空冷风机节能改造;循环水系统改造;2号延迟焦化装置热出料流程优化。针对炼油部在低压蒸汽平衡、蒸汽管网运行方面存在的问题提出了改进措施;提出了节电优化措施;分析了低温热利用方面存在的潜力,提出优化建议。     

新形势下消防装备的优化管理对策

在目前消防装备持续加强的形势下,消防救援部门也应当以“全灾种、大应急”的工作要求为基础开展科学的改革。运用先进消防装备,对其展开优化管理,有效提高高新装备管理效率,使得消防救援团队获得升级转型,让消防救援得到进一步的保障。因此,文章将针对新形势下消防装备优化管理的现状、问题与对策进行分析,以期能够为有关人员提供一定理论参考。     

城市内涝灾害应急救援指派模型

为实现应急救援队伍的合理派遣以快速营救受困人员,根据城市内涝灾害特点、城市内涝灾害情况和救援资源的分布,综合考虑应急救援队伍的救援效率、救援可靠性、救援时间等因素,构建多目标应急救援指派模型。运用模糊数学思想,将各目标下的属性值矩阵转化为模糊关系矩阵。针对优化模型的特点,采用反点法对模型进行求解。为证明反点算法的可行性,采用标准匈牙利算法对模型进行求解并加以验证。算例结果表明,多目标优化方案可以进行良好的任务分配,可满足应急救援任务的需要。     

海洋红球菌SY095产生物表面活性剂发酵培养基的优化

为提高海洋红球菌SY095发酵产生物表面活性剂的能力,研究发酵培养基中碳源及氮源的影响,并通过响应面分析法优化培养基各组分的含量。首先通过单因素实验,确定培养基最佳碳源、氮源分别为大豆油和尿素,在此基础上,利用Plackett-Burman实验设计筛选出2个对表面活性剂产量有显著影响的因子为尿素和K2HPO4,通过最陡爬坡实验和响应面分析法对显著影响因子进行优化,获得海洋红球菌产表面活性剂的最佳培养基配方为：大豆油2%（体积分数）,尿素2.35 g·L-1,K2HPO40.69 g·L-1,KH2PO4 1.0 g·L-1,MgSO4 0.5 g·L-1。使用该优化培养基配方,海洋红球菌发酵液的表面张力为29.254 mN·m-1,与预测值接近,表面张力活性比优化前提高了12.9%。     

响应面法优化石油降解菌性能的研究

从延长油田石油污染土壤中筛选出4株能以原油为唯一碳源生长的细菌单菌株,鉴定其优势菌株YC-2为枯草芽孢杆菌;利用响应面法进行实验设计,选定培养温度、pH值、氮磷比以及盐度为影响因素,对原油含量为0.5%的培养基进行YC-2菌株降解工艺优化,得到了原油降解率与4种因素之间的非线性回归方程,确定了降解原油的最优工艺条件:培养温度28℃;pH值6.5,氮磷比5.2:1,盐度0.45%。在最优条件下,预测降解率为53.9%,实验验证值为52.5%,结果显示,建立的模型具有较高的精度。     

新型微电解填料-Fenton联用处理硝基苯废水

研究通过单因素分析和正交实验法确定新型微电解填料-Fenton联用预处理硝基苯废水的最佳操作条件。结果表明,新型微电解填料降解硝基苯的影响因素从大到小依次为固液比 > 进水pH值 > 气水比 > HRT,在微电解最佳条件:HRT为60 min,固液比为0.6,进水pH值为2,气水比为15:1;Fenton试剂最佳条件:反应时间为20 min、pH值为4.5、m(H2O2):m(COD)为2.5、n(H2O2):n(Fe2+)为6,硝基苯和COD总去除率可分别达到97.6%和68.3%。处理后的废水可生化性提高,为后续的生物处理创造了良好的条件。