非点源污染最佳管理措施之研究热点综述

最佳管理措施(BMPs)被证明是最有效的非点源污染治理方法之一,迄今为止已有广泛的研究与应用。目前,BMPs研究热点主要集中于成本—效益分析与优化配置等。BMPs也可依靠模型测算来进行成本—效益分析,目前评价BMPs环境效益的常用模型包括水土评估模型(SWAT模型)、暴雨洪水管理模型(SWMM模型)等。在实际应用中,特别是在社区、城区甚至整个城市尺度下,非点源污染控制需要进行多种BMPs的优化组合。BMPs的优化配置可基于经验和模型计算进行。近年来,优化算法被引入到BMPs优化配置中,其中遗传算法(GA)的应用广泛,可通过目标函数的引导,进化出最优的BMPs规划方案。但是,中国BMPs成本—效益分析及优化配置中仍存在问题,如模型研究领域缺少与实际监测数据的结合、国内BMPs数据库建设发展缓慢等。     

工业余热拆卸废旧电路板

电路板插槽元器件、通孔元器件、大元器件和小元器件的拆卸是废旧电路板资源化的第一步。前三者的拆卸率对后续的电路板粉碎有较大影响,是决定拆卸效果的重要参数。为探究工业余热拆卸废旧电路板方法中通气温度、加热时间和喷吹次数对元器件拆卸率的影响,找出最优的拆卸参数组合,进行了废旧电路板拆卸的正交实验。对元器件拆卸率、关键元器件总拆卸率的极差分析和方差分析表明,通气温度和加热时间的增大有利于元器件拆卸率增大;增加喷吹次数,有利于大元器件和小元器件的拆卸,但过多次数喷吹将造成插槽、通孔元器件引脚弯曲,拆卸率减小;通气温度、加热时间对元器件拆卸的影响不具显著性,喷吹次数仅对大元器件拆卸有显著性影响。综合分析关键元器件的拆卸率：通气温度350℃、加热时间5 min和喷吹6次是最优的拆卸参数组合,关键元器件总拆卸率达到98.6%。     

Ti-Si-Ox脱硝催化剂载体的组分优化及其性能研究

采用挤出成型法制备系列Ti-Si-Ox复合氧化物催化剂载体,研究了Ti-Si-Ox催化剂载体组分配比、酸量、比表面积与脱硝性能和抗压强度的关系。采用XRD、Raman spectra、N2-BET、Py-IR以及XPS等表征技术对催化剂载体进行表征。结果表明：Ti/Si元素摩尔比为9∶1时Ti0.9Si0.1Ox催化剂载体的轴向抗压强度适中且脱硝催化活性最高;在5 000 h-1空速条件下,催化剂载体最高脱硝活性在400 ℃时达到99.0%且起燃温度降至260 ℃;另外,Ti0.9Si0.1Ox催化剂载体的比表面积为75.4 m2·g-1,介孔最可几分布为8.1 nm,轴向抗压强度为1.4 MPa,符合工业应用条件,即Ti-Si-Ox载体具有较好的工业应用前景。     

反胶束漆酶/纤维素酶体系中油酸酯化的优化

漆酶和纤维素酶在反胶束水核中心具有较强的催化活性。为了对反胶束酶体系中油酸酯化反应深入研究,采用生物表面活性剂鼠李糖脂构建反胶束体系作为漆酶与纤维素酶酯化油酸的催化反应场所。通过实验研究了反胶束体系的不同条件对酯化产物含量的影响。对于反胶束漆酶体系,最佳酯化条件为：含水量W0 40%,鼠李糖脂临界胶束浓度20 mmol·L-1,pH值4,温度40 ℃;对于反胶束纤维素酶体系,最佳酯化条件为：含水量20%,鼠李糖脂临界胶束浓度80 mmol·L-1,pH值4,温度30 ℃。综合考虑几个因素,漆酶比纤维素酶更适合应用于反胶束中油酸的酯化。研究同时采用荧光光谱法对漆酶和纤维素酶在反胶束体系中结构性能的变化进行研究,结果表明,当反胶束体系处于最佳酯化反应条件时,荧光强度最高。     

饮用水中典型致嗅物质吹扫捕集-气相色谱质谱检测方法及优化

采用吹扫捕集/气相色谱-质谱（GC-MS）法对饮用水中致嗅物质2-甲基异茨醇（2-MIB）和土臭素（GSM）进行测定。通过调整吹扫温度、吹扫时间、吹扫时捕集阱的温度、六通阀温度和传输管线温度,分析吹扫捕集条件对吹扫捕集效率的影响,并确定最佳吹扫捕集条件。2-MIB和GSM的方法检出限（MDL）分别为0.729 ng·L-1和1.037 ng·L-1,方法定量限（MQL）分别为2.187 ng·L-1和3.112 ng·L-1,平均加标回收率分别在92%~108%和88%~104%范围内,相对标准偏差分别小于6.5%和9.0%.在20~300 ng·L-1的范围内,各异嗅化合物浓度与响应值的线性关系均良好,相关系数均大于0.999。该方法具有操作简便、检出限低,相关性良好、灵敏度高、重复性好等优点。     

电-Fenton法处理页岩气压裂返排液

页岩气开发压裂返排液处理是近年的研究热点,本文采用电-Fenton氧化技术对压裂返排液絮凝出水进行深度处理研究,主要考察了H2O2投加量、pH值、电压和反应时间对COD去除效果的影响。通过正交实验和单因素影响实验,确定电-Fenton氧化处理絮凝出水的适宜条件为：H2O2投加量为40 mL·L-1、pH=3、电压6 V和反应时间60 min。在此条件下,出水COD为71.3 mg·L-1,COD去除率达到62.5%。实验结果表明化学絮凝-电-Fenton氧化是页岩气压裂返排液达标外排的一种适宜处理工艺。     

改性粉煤灰及其处理废水的机理

应用正交设计的基本理论,研究了PDMDAAC(聚二甲基二烯丙基氯化铵)改性粉煤灰的最佳条件,并将改性粉煤灰用于模拟印染废水的处理,探索了改性粉煤灰处理废水的机理。结果表明,在原PDMDAAC的pH下．控制PDMDAAC的浓度为40g／L,恒温30℃．反应1h为最佳改性工艺,改性粉煤灰处理废水的机理以吸附电中和为主。     

山东省能源消费分析及其优化策略

基于1980-2012年山东省能源消费统计数据的研究发现,山东省能源消费具有持续增长的演进特征和显著的结构特征。1980-2012年,一次能源消费总量增加了7.18倍,年均增长率21.77%;2000-2012年,终端能源消费量增加了2.46倍,年均增长率18.95%。从能源消费品种看,山东省能源消费具有显著的"高碳"和"非均衡"刚性特征。1998-2012年,煤炭消费量占一次能源消费总量中的比重都在75%-81%之间;2000-2012年,煤品消费量占终端能源消费总量中的比重都在48%以上。从能源消费部门看,具有显著的工业集中和行业集中特征,2005-2012年,工业能源消费量在能源消费总量中的比重都在77%以上。在工业内部,2012年,十大高能耗行业的能源消费占全部能源消费的59.92%,占工业能源消费的比重高达82.12%。交通运输部门的能源消费增长迅速,成为第二大能源消费部门。生活用能呈现快速的稳步增长态势,2000-2012年,生活用能量增加了2.58倍,年均增长率达19.83%;并且,居民生活用能结构由原来的"煤炭为主、电力补充"的消费格局转变到了目前的"电力为主、煤炭补充"的消费格局,生活用能结构的清洁化程度不断增强。能源消费结构的形成对山东省的能源安全和生态环境产生了明显的负面影响,能源消费的碳排放效应显著。1998-2012年,山东省能源消费的碳排放量增长了3.33倍,年均增长率高达22.19%,大于能源消费年均增长率和GDP年均增长率。山东省能源消费结构形成的影响因素主要有能源禀赋约束、经济增长和产业结构、能源利用效率低下、可再生能源开发利用滞后。为此,要推动能源消费革命,以促进能源消费体系转型;推动能源供给革命,以形成市场主导、多能互补、供需互动、内外合作的现代能源供给体系;推进传统产业改造升级、培育发展战略性新兴产业,以转变经济发展方式;综合运用多种市场和经济手段,增强企业自主节能减排、社会公众低碳消费的内生动力。     

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。