适宜国内现状的生态工业园建设的初探

生态工业园是实现可持续发展的途径之一.文中根据当前国内工业布局、土地资源现状,并结合各种类型生态工业园特征,指出对现有企业和工业园区的改造,以及构建虚拟型生态工业园,是适宜当前国内现状的生态工业园建设类型.     

Life cycle analysis and choice of natural gas-based automotive alternative fuels in Chongqing Municipality,China

Road transport produces significant amounts of emissions by using crude oil as the primary energy source. A reduction of emissions can be achieved by implementing alternative fuel chains. The objective of this study is to carry out an economic, environmental and energy (EEE) life cycle study on natural gas-based automotive fuels with conventional gasoline in an abundant region of China. A set of indices of four fuels/vehicle systems on the basis of life cycle are assessed in terms of impact of EEE, in which natural gas produces compressed natural gas (CNG), methanol, dimethylether (DME) and Fischer Tropsch diesel (FTD). The study included fuel production, vehicle production, vehicle operation, infrastructure and vehicle end of life as a system for each fuel/vehicle system. A generic gasoline fueled car is used as a baseline. Data have been reviewed and modified based on the best knowledge available to Chongqing local sources. Results indicated that when we could not change electric and hydrogen fuel cell vehicles into commercial vehicles on a large scale, direct use of CNG in a dedicated or bi-fuel vehicle is an economical choice for the region which is most energy efficient and more environmental friendly. The study can be used to support decisions on how natural gas resources can best be utilized as a fuel/energy resource for automobiles, and what issues need to be resolved in Chongqing. The models and approaches for this study can be applied to other regions of China as long as all the assumptions are well defined and modified to find a substitute automotive energy source and establish an energy policy in a specific region.     

2017~2022年环渤海地区代表性城市臭氧时空分布特征及气象条件的影响

近年来环渤海地区城市环境空气臭氧（O₃）污染问题引起广泛关注.在对2017~2022年环渤海地区代表性城市东营市O₃浓度时空分布特征进行分析的基础上,评估了气象因素及海陆风环流对O₃浓度的影响.结果表明：①2017~2022年,东营市O₃年评价值呈波动上升趋势,以O₃为首要污染物的污染天数增加. O₃污染主要出现在春夏秋三季,其中5~6月最为严重,且O₃污染季持续时间变长. O₃浓度日最大8 h滑动平均值（MDA8 O₃）的月际变化呈双峰分布,第5和25百分位数增加明显,空间分布呈现“南北高,中部低”的特征.此外,近年来东营市夜间O₃浓度也表现出明显增加的趋势. ②气象因素对东营市O₃浓度变化有较大影响.在温度 > 30℃、相对湿度 < 50%、风向为西南偏南或东北偏东时易出现O₃高值.研究期间东营市气象因素贡献了MDA8 O₃变化的30%;在O₃中度污染与重度污染的情况下,气象因素对MDA8 O₃变化的贡献率可高达40%. ③海陆风对O₃超标日的发生具有一定贡献.海陆风日午后O₃浓度比非海陆风日高20 μg·m^-3左右.在O₃中度及重度污染日,海陆风日10：00~16：00的O₃浓度比非海陆风日O₃浓度高,且20：00~23：00 O₃浓度也处于较高水平.可见海陆风能够显著影响沿海地区城市O₃浓度,为该地区的O₃污染防控带来极大的挑战.建议未来环渤海地区城市进一步加强区域O₃污染联防联控联治,加大氮氧化物和挥发性有机物的减排力度,以减少陆风气团中污染物浓度,从而降低海风气团对环渤海地区城市空气质量的影响.     

多器件联合L波段强电磁脉冲防护模块仿真设计

目的 设计针对L波段射频前端敏感器件的强电磁脉冲防护模块,利用瞬态电压抑制二极管、气体放电管和发夹型微带带通滤波器进行联合仿真设计。方法 瞬态电压抑制二极管具有快速响应时间,气体放电管具有高功率容量,而微带带通滤波器可分离噪声信号,并保留有效信号。通过结合这些器件进行防护设计,可以充分发挥各自优势,提高系统稳定性和强电磁脉冲防护能力。结果 该模块设计工作频段为1.3~ 1.7 GHz,带内插入损耗小于1.5 dB,在70 dBm功率注入的情况下,防护效果可以达到42.5 dB,具有良好的防护效果。结论 通过分析研究不同器件的特性和优化设计,实现了对L波段频谱的防护,具有重要的实用价值和广阔的应用前景。     

双室微生物燃料电池重金属毒性传感器的研制

构建了双室微生物燃料电池（double microbial fuel cells,DMFC）型毒性传感器分别对Cr（Ⅵ）、Cd2+、Cu2+、Zn2+进行在线检测研究。通过对反应器进行优化,确定DMFC在外电阻为1 000 Ω时达到最大功率密度;外循环速率为0.933 4 mL·min-1时反应器运行较稳定。在最优条件下,通过监测铜离子来确定检测时间为60 min,清洗时间为10 min。在以上条件下进行重金属检测,结果表明4种重金属的检测范围分别为0.3~10、0.4~10、40~160、15~80 mg·L-1。抑制率可以用来验证反应器的可行性,检测范围内抑制率与重金属浓度呈现一定的线性关系,其相关系数分别为0.959 7、0.979 5、0.944 1、0.936 6。并可得到相应的线性方程,这些方程可用于验证DMFC-传感器的稳定性。选取检测范围内的浓度进行验证,结果表明4种重金属的相对误差均小于11%,传感器相对稳定并可长期运行。     

城市干污泥热解气化

针对包头市南郊污水处理厂污水污泥,采用先热解后对热解残渣进行气化的方法探讨城市污泥的有效利用方式。污泥热解实验取升温速率（20~60℃·min-1）和终温（400~600℃）作为影响因素,得出各热解产物产率的变化规律。结果表明,污泥热解在终温为600℃时失重率达到57.53%,焦油产率在450℃达到峰值。污泥残渣的气化分别以水蒸气和CO2作为气化剂,探讨了800~1 000℃范围内的气化产品气组分变化规律。以水蒸气为气化剂时,污泥热解残渣的可制备富氢产品气,产品气中H2体积分数随着反应温度的增加而增加,1 000℃时H2含量可达68.83%,H2+CO含量达到81.36%,低位热值为9.18 MJ·Nm-3。以CO2作为气化剂时,产品气中富含CO,温度越高CO含量越高,1 000℃时到达最大值53.84%,产品气低位热值为7.25 MJ·Nm-3。     

不同生境氨氮浓度及悬浮污泥对厌氧氨氧化生物膜特性的协同影响

生物膜技术是厌氧氨氧化工艺应用的关键,但关于不同生境氨氮浓度和悬浮污泥协同作用下形成的生物膜特性鲜有报道。本研究在推流式固定生物膜-活性污泥反应器中,发现在高氨氮浓度下生长的生物膜具有较高的污泥量和厚度,但低氨氮浓度生长的生物膜具有更高的厌氧氨氧化菌丰度((4.91±0.65)×10⁹ 拷贝数·g⁻¹,P<0.05)和厌氧氨氧化比活性(6.53 mg·(g·h)⁻¹)。高通量分析结果表明,Candidatus Brocadia是生物膜和悬浮污泥中主要的厌氧氨氧化菌,在两类生物膜上的丰度未有显著差异;在低氨氮浓度生物膜中Candidatus Jettenia的相对丰度显著高于高氨氮浓度的生物膜,但Candidatus Kuenenia的丰度则相反。综合分析发现,厌氧氨氧化菌种的附着生长与悬浮污泥群落多样性的初始定殖有关,而低丰度菌种的分布则受不同生境的影响,该结果表明不同氨氮浓度和悬浮污泥类型的选择对生物膜的协同影响不可忽略。     

氢氧化铝胶体对2,2′,4,4′-四溴联苯醚的吸附

溴代阻燃剂多溴联苯醚（polybrominated diphenyl ethers, PBDEs）是一种被广泛使用的阻燃剂,其对神经、甲状腺、肝脏等具有潜在毒性。其中,2,2′,4,4′-四溴联苯醚（BDE-47）作为一种重要单体,在环境介质中被广泛检出。胶体是环境中污染物迁移过程中的重要载体,它对有机污染物在土壤-地下水系统中的迁移有不可忽略的影响。开展典型无机胶体氢氧化铝胶体对BDE-47的吸附动力学和吸附热力学研究,以期为BDE-47在土壤-地下水中的迁移提供理论依据。结果表明：Sips等温吸附方程对该吸附过程拟合效果最佳（R2adj=0.943 94）,计算得出氢氧化铝胶体对BDE-47的饱和吸附量为609.37 mg·g-1;吸附动力学实验结果显示,准二级反应动力学方程拟合氢氧化铝胶体对BDE-47吸附反应过程最佳（R2adj>0.95）,同时该吸附反应速率随BDE-47浓度的升高逐渐减小;Van’t Hoff方程拟合表明,吸附热力学参数标准反应焓变△H0 =40.506 kJ·mol-1、标准反应熵变△S0 =0.075 7 kJ·（mol·K）-1,标准反应吉布斯自由能△G0 （298 K）=17.98 kJ·mol-1。此外,反应体系的pH和阳离子种类及浓度均会影响氢氧化铝胶体对BDE-47的吸附过程。     

微波-均相Fenton法深度处理工业聚集型村镇复合废水

为了提高工业聚集型村镇复合废水处理效率,对微波-均相Fenton技术进行了研究。基于Box-Behnken响应曲面法,重点考察了初始pH值、H2O2/Fe2+摩尔比、H2O2投加量、微波功率及微波辐射时间的单独及交互作用;建立以COD去除率为响应值的二次响应曲面模型并采用方差分析进行验证。结果表明,影响因子显著性排序为：初始pH值 > H2O2投加量 > 微波辐射功率 > H2O2/Fe2+摩尔比 > 微波辐射时间;其中初始pH和H2O2投加量之间交互作用显著;所建数学模型回归性较好,最优组合条件为：初始pH值3.43,H2O2投加量19.2 mmol·L-1,H2O2/Fe2+摩尔比39.42,微波辐射功率597.55 W,微波辐射时间5.12 min,该条件下COD实际去除率为95.3%,与模型预测结果相比偏差为4.7%。采用微波-均相Fenton法深度处理工业聚集型村镇复合废水,出水COD值完全满足《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级排放标准COD≤100 mg·L-1。     

采用可再生胺法脱除烟气中SO2

为加快可再生胺法脱硫工艺的工业化进程,开发了一套撬装式脱硫再生中试装置,通过SO2连续吸收解吸实验验证装置性能。分别考察吸收剂质量分数、pH、液气比（L/G）、解吸温度、SO2进口含量对吸收和解吸效率的影响,结果表明：随吸收剂质量分数、pH、液气比的增大吸收率升高,而解吸率下降;解吸温度升高,吸收率变化不大,解吸率增速较快;SO2进口浓度增大,吸收率和解吸率迅速降低。确定适宜工艺条件为：吸收剂质量分数30%,pH=6~8,吸收温度30℃,解吸温度（90±5）℃,液气比L/G=5.0 L·m-3。通过微分法导出体积总传质系数KGa的计算公式,并与相关工艺参数进行关联拟合,回归出填料吸收塔KGa经验模型：KGa=0.081（L/G）0.232 0（8.91 w0.107 3pH0.248e-0.32yA-1）。