有机固废厌氧发酵产物的转化制备与应用进展

有机固废的高效转化和循环利用对解决全球环境污染、能源短缺和资源缺乏等共性问题具有积极作用。采用厌氧发酵技术高效处理有机固废,可合成制备出不同酸化产物,并促进酸化产品的加工应用。在文献及工程调研的基础上,梳理了有机固废厌氧酸化发酵的不同代谢途径,分析了不同酸化产物的经济性及工程化应用现状。以发酵产物乙醇、乳酸、丙酸和丁酸等为代表,分析了酸化产品的制备及应用状况。采用系列宏观与微观的调控手段,可促进酸化发酵目标产物的代谢转化,并实现有机固废酸化发酵脂肪酸类产物的高效合成,从而为发酵脂肪酸类产品的制备生产和加工应用提供参考。     

基于IPSO-DE-MH算法的突发水污染事件预测模型参数识别

预测模型是有效应对突发水污染事件的前提与基础。为了提高预测模型的准确性,提出了一种新的参数识别方法。首先从反问题与贝叶斯估计的视角构建突发水污染事件预测模型;然后在Metropolis-Hastings抽样方法的基础上,引入混沌理论、粒子群算法、微分进化算法等的思想,设计了一种新的参数识别方法,即IPSO-DE-MH算法;最后通过数值分析验证所设计方法的有效性和准确性。结果表明:新方法能较好地识别模型参数,为突发事件应急预测模型的快速构建提供了新思路。     

微波催化燃烧技术处理印刷包装行业VOCs

微波催化燃烧技术将微波辐照与吸波型催化剂相结合,可用于对挥发性有机化合物(VOCs)进行催化燃烧处置。研制了Pt/CuMnCeO_x/堇青石和Pt/CuMnCeO_x/纳米陶瓷整体式蜂窝状催化剂,并开发了微波催化燃烧VOCs的装置,将其应用于印刷包装行业的VOCs治理。通过操作条件的优化,考察了微波催化燃烧技术对VOCs的实际处理效果。同时,对催化剂表面形貌、比表面积和晶体结构等进行了测试分析。结果表明：Mn₃O₄/Mn₂O₃、CeO₂/Ce₂O₃、CuMn₂O₄和PtO等尖晶石的存在降低了反应温度、提高了储氧释氧能力和催化剂活性;催化剂的介孔结构和较大的比表面积有利于VOCs在孔隙内部的扩散,并可延长VOCs在催化剂上的停留时间。在催化剂床层体积330 L、微波功率13.6 kW、进气质量浓度1 520 mg·m^-3和进气量440 m³·h⁻¹的条件下,床层温度可达到420 ℃,此时催化剂床层温度及VOCs去除率保持稳定。当进气质量浓度分别为约4 500 mg·m⁻³和2 800 mg·m⁻³时,VOCs的去除率分别为90%和96%。考察燃烧热量发现,大气量的VOCs在催化剂表面的停留时间短且带走热量多,从而导致VOCs去除率下降;高浓度VOCs在燃烧时会因释放出更多热量,从而提高床层温度和VOCs去除率。在确保催化剂表面活性位点充足的条件下,微波催化燃烧工艺适合处理中高浓度的印刷包装行业VOCs。同时,利用VOCs燃烧释放的热量来保持床层高温,还可达到节能降耗的目的。本研究可为印刷包装行业的VOCs治理提供参考。     

基于不同水厂水质调查的消毒副产物生成趋势及模型预测

以南方某市具有代表性的7个自来水厂为研究对象,对不同季节和不同处理工艺下的原水、出厂水和管网水的9个常规水质参数和2类含碳消毒副产物进行了检测,考察了水质指标随季节的变化规律和处理工艺对不同水质指标的影响,分析了常规水质参数与消毒副产物生成量之间的关系。结果表明：7个自来水厂出厂水均检出三卤甲烷(trihalomethanes,THMs)和卤乙酸(haloacetic acids,HAAs);THMs平均质量浓度为8.70~29.35 μg·L⁻¹,HAAs平均质量浓度为13.22~39.06 μg·L⁻¹;管网水中2类消毒副产物浓度水平较出厂水略有增加;THMs的季节变化规律为冬季>春季≈秋季>夏季,HAAs的季节变化性不强。利用IBM SPSS Statistics 20进行了Spearman秩相关系数分析,并分别以原水和出厂水水质参数来建立出厂水THMs或HAAs生成量的回归方程。结果表明：THMs质量浓度预测效果良好,可用于自来水厂水质的化学安全性预警;但对于HAAs质量浓度预测,无论采用原水还是出厂水水质参数所建立的预测方程,预测结果均不理想。     

可用于表征可电离化合物离子化影响的描述符研究进展

在人为有意生产的化学品或无意识产生的化学品中,可电离有机化合物(IOCs)均占有较大比重.在环境水体、生理或实验pH条件下,IOCs可解离为分子和离子形态.研究表明,IOCs的分子和离子形态均对其表观物理化学、环境归趋和行为、生态和健康毒性效应参数具有不可忽视的影响,因而在开展IOCs相关实验或理论研究时不应忽略离子化...     

笼芯陶黑碳微珠去除模拟废水中铬

将笼芯陶黑碳微珠用于水溶液中铬的吸附去除,探讨了溶液初始pH、初始浓度、吸附温度、吸附时间、竹炭添加量对铬去除的影响,分析了铬去除的等温过程、动力学和热力学.结果表明:较低的溶液初始pH、较高的吸附温度、较长的吸附时间和较大的笼芯陶黑碳微珠添加量有利于铬的吸附去除;铬的去除更符合D-R模型和准二级动力学模型,其饱和吸附...     

CaO调质污泥自然失水特性及数学模型研究

以城市污泥为对象,研究CaO添加比、空气流速及污泥堆积厚度对CaO调质污泥自然失水特性的影响。结果表明：污泥失水速率与空气流速、CaO添加比成正比,与堆积厚度成反比。基于Page模型建立的通用模型拟合值与实测值吻合较好,均方根误差为6.34%,能较好地模拟CaO调质污泥自然失水过程。根据Page模型计算出的污泥有效水分扩散系数为9.96×10⁻⁹~1.65×10⁻⁷,自然失水时间与CaO添加比、空气流速呈正相关,与污泥堆积厚度呈负相关。以单位失水量总费用为评价指标,采用MATLAB软件中Fmincon函数计算出单位失水量总费用最低时的最优干燥参数组合：CaO添加比为0.02,空气流速为0.6 m/s,污泥堆积厚度为7 mm。

     

喷雾热解技术及其在环境污染控制领域的应用

喷雾热解作为一种一步完成、连续、拓展性强、可大规模制备环境功能纳米材料的新型热解技术受到研究者的广泛关注。详细介绍了喷雾热解技术的工作原理、产物特性、环境应用以及工业化推广面临的挑战,并可视化分析了喷雾热解技术在环境污染控制领域的研究热点。结果表明：喷雾热解是通过高温下分解前驱体溶液制备纳米颗粒的技术,其设备主要由雾化器、加热设备和收集装置组成。喷雾热解的产物特性受到前驱体溶液和热解过程参数的影响,通过调控前驱体的溶液组分和热解过程参数,可以得到尺寸和形貌可控的特定环境功能纳米材料。喷雾热解技术制备的环境功能纳米材料（如粉末或薄膜）的应用研究表明,由于其特殊的物化结构,可实现大气和水体中污染物的高效去除。同时,基于研究热点分析了喷雾热解技术的热解方式、产物特性、应用领域和去除污染物的主要机理。但目前喷雾热解技术从实验室规模拓展到工业化应用还面临着诸多挑战,如何克服这些挑战也是喷雾热解技术走向工业化应用的重要内容。研究可为喷雾热解技术在环境污染控制领域的应用提供理论和技术支撑。

     

基于参数最优地理探测器的福州市生境质量时空格局与驱动力分析

揭示生境质量的时空演变特征和影响因素可为区域可持续发展提供参考依据。基于2000年、2010年和2020年的土地利用数据,运用InVEST模型、土地利用转移矩阵和参数最优地理探测器等方法,综合分析福州市生境质量时空演变及其驱动因素。结果表明：福州市2000年、2010年和2020年生境质量指数分别为0.812、0.806和0.793,生境质量改善的面积小于生境质量退化的面积,福州主城区和东南沿海区域的生境状况亟须改善。3 km网格为本研究的最佳空间尺度,最佳数据离散化分类数为6,自然间断点法更能解释驱动因素的驱动程度。高程、坡度和夜间灯光是福州市生境质量空间分异的主要影响因素,坡度和夜间灯光的交互作用对生境质量变化的解释力最强。

     

基于Aspen Plus的MSW气化熔融工艺全流程模拟研究

城市固体废物（MSW）气化熔融工艺能够减少二噁英的生成和熔融固化重金属,是一种清洁高效的固体废物处理方式。已有研究多针对MSW的热解特性以及污染物的生成与排放,而对气化熔融工艺系统模块之间的影响和各反应器间物质流、能量流的联动变化过程研究不足。利用Aspen Plus模拟平台,基于吉布斯自由能最小化原理,对MSW气化熔融工艺进行了全流程模拟研究,分析了垃圾干燥温度、垃圾含水率、气化温度、气化介质以及灰熔点对工艺流程节点参数、物质流和能量流的影响,并提出了优化的工艺流程和运行参数。结果表明：在垃圾热解模拟时,垃圾含水率为9%,通过烟气循环能达到能量自给;在相同条件下,以水蒸气作为气化介质的气化效率最高,且在气化温度为850 ℃,水蒸气当量比为50%时,达到最佳工艺效果;当气化后产生的焦炭在熔融炉内燃烧刚满足灰熔点温度时,灰熔点的升高使气化剂比例、气化气有效气体摩尔流量和碳转化率不断降低。不同工况下的物质流、能量流的变化对实际工程具有指导意义。