陆上石油天然气开采过程中减污降碳协同管控

石油天然气行业是挥发性有机物(VOCs)排放的重要源头,也是甲烷(CH_(4))的最大工业释放源。在石油天然气开采中对VOCs与CH_(4)进行协同管控,实现减污降碳,对我国大气环境治理和“双碳”目标实现具有重要意义。石油天然气开采过程中大部分VOCs和CH_(4)释放源具有同根同源性,其中工艺有组织排放和火炬排放分别为最大的VOCs释放源和CH_(4)释放源;在加入新型网络化监测的协同管控路径基础上,选择适宜的管控措施,可提高污染物协同管控的效率;治理成本效益核算中多污染物成本效益法具有更高的经济效益,吸收法和吸附法是技术成熟度和经济性较高的VOCs治理技术,而减少压缩机和发动机启动次数是最经济的CH_(4)减排措施。

纳滤去除微污染水中Pb^(2+)、Cd^(2+)的影响因素

随着污废水排放的增加,饮用水水源水体中重金属离子超标的现象时有发生,尤其是铅、镉等危害较大的重金属离子.此类重金属具有毒效长、不可降解等特点,由于重金属离子的特有性质,采用传统处理方法难以达到安全饮用水标准.本文采用自行设计的纳滤小试装置,选用正交试验测试VNF-4040K与ESNA1-4040两支纳滤膜对微污染水中Pb^(2+)、Cd^(2+)的去除效果,并采用幂函数多项式拟合试验数据表征试验指标与各因素的函数关系,考察了进水浓度、电导率、p H值、膜通量及回收率对纳滤去除重金属离子效果的影响.通过试验得出:VNF-4040 K与ESNA1-4040 2支纳滤膜对Pb^(2+)、Cd^(2+)的去除均受到操作条件的影响,进水浓度的变化对去除率影响较大,在浓度倍数为1倍时达到最高,分别为94.76%,84.49%,97.64%,95.69%;膜通量与2支纳滤膜对重金属离子(Pb^(2+)、Cd^(2+))截留呈正相关;而电导率、回收率与去除率呈负相关,碱性条件有利于纳滤膜对重金属离子(Pb^(2+)、Cd^(2+))的去除;ESNA1-4040膜对Pb^(2+)与Cd^(2+)的去除率均优于VNF-4040K膜.

污水处理厂一氧化二氮减排方法研究进展

污水处理过程中会产生大量的温室气体,其中包括一氧化二氮(N_(2)O),而N_(2)O的增加会对气候变化和生态环境产生显著影响。本文综述了在硝化作用、反硝化作用、同步硝化反硝化、反硝化除磷、好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化过程中产生N_(2)O的机理。同时,总结了影响N_(2)O释放的因素以及减少N_(2)O排放的方法,并对未来污水处理中N_(2)O减排的研究方向进行了展望。

气隙式膜蒸馏技术研究现状和应用

在低碳经济的发展背景下,膜蒸馏技术作为一种兼具优异分离性能和节能潜力的新型分离技术而备受重视。气隙式膜蒸馏作为一种高热效率的膜蒸馏形式,其节能优势更为显著。本文总结了国内外与气隙式膜蒸馏技术相关的研究进展,从传质传热模型、数值模拟和膜组件结构几个方面指出了膜蒸馏技术的主要研究方向。重点介绍了膜蒸馏过程优化的研究和技术应用现状。膜蒸馏过程优化包括通过膜组件结构设计优化、使用改性膜、外加物理场等方式以提高膜通量或减小膜污染。在应用方面,气隙式膜蒸馏技术主要应用于海水淡化、高浓度工业废水处理和浓缩加工等领域。

NaCl/Na_(2)SO_(4)混盐溶液纳滤脱盐分质效果研究

为探究纳滤技术在工业高盐废水处理中的脱盐分质效果,在实验室搭建的纳滤装置上,采用纳滤膜VNF1-4040,研究了NaCl和Na_(2)SO_(4)混盐溶液的脱盐分质过程,考察了在不同质量浓度比混盐进料条件下膜通量、进料质量浓度、进料温度对纳滤脱盐效果的影响.研究结果表明,在所考察工况条件下,纳滤膜对Na2SO4始终有着良好的脱除效果,截留率保持在97.5%以上.对于质量比为1∶9 NaCl/Na_(2)SO_(4)混盐,其Na_(2)SO_(4)截留率均优于相同运行条件下的其它混盐溶液.膜通量越低,进料质量浓度和进料温度越高,NaCl截留率越低,脱盐效果越好.当膜通量、进料质量浓度和进料温度分别为26 LMH、2 g/L和10℃时,Na_(2)SO_(4)截留率最高,分别为98.41%、98.24%和98.80%.纳滤膜对混盐溶液中NaCl的分质效果较好,产水中NaCl的质量浓度占比保持在96%以上.

基于生命周期思想的油页岩原位开采碳排放核算

基于油页岩原位开采的生产实际,指出油页岩行业碳排放核算存在的问题,并将开采过程中钻井、压裂、加热、油气收集与处理、油气运输,以及废水、废弃物、生活垃圾的处置作为碳排放核算边界,确定碳排放源,构建碳排放核算模型,进一步确定排放因子。通过碳排放模型对某油页岩原位开采先导示范基地进行核算,结果表明:加热环节的排放量占比最大,为29.44%;各环节中电力消耗产生的排放量最大。最后提出针对性减排措施。

pH值对剩余污泥与餐厨垃圾混合产油脂的影响

在剩余污泥和餐厨垃圾产生量逐年上升的背景下,对其进行联合资源化处置是一种较有前景的废弃物资源化技术.本研究将剩余污泥与餐厨垃圾混合,分析pH值和预处理方式对混合产油脂的影响.结果表明,在未进行预处理条件下,pH值为4.0时,油脂积累量最大,在第5 d达到最大值为1.09 g/100 g,同时脂肪酶的活性也升高.超声和高温高压预处理餐厨垃圾的混合组在酸性条件下也都表现出良好的油脂积累效果,当pH值为4.0时,第7 d混合物的油脂积累量最高.此外,油脂成分分析结果表明,生物柴油(FAMEs)的最高生成率为78.9%,其中油酸甲酯占比最大,为40.2%.

原位热解对油页岩物性及地下水水质影响探索

油页岩原位热解开采后,其岩性和组分会发生显著变化,地下水入侵采矿区会导致水质的污染。因此本文针对不同热解温度下油页岩半焦释放重金属和可萃取石油类物质对地下水水质的影响进行了探索。选取两组油页岩制成粒径≤2mm的样品,进行100~500℃常压热解半焦物性表征实验,研究测定了油页岩热解前后的比表面积、油页岩微观结构、元素含量占比变化,同时将热解半焦进行浸泡实验,检测水样中重金属Fe、Mn、Cr含量,最高浓度可达到9.07mg/L、5.26mg/L、0.053mg/L,超出地下水质量标准(GB/T 14848—2017)Ⅴ类水标准。分析表明,重金属元素超标主要为热解后油页岩中的矿物成分浸入水中所致,与油页岩热解后物性变化相关。同时发现,可萃取石油类物质对地下水的影响在热解温度为400℃时达到最大。

油页岩原位开采对地下水水质影响的研究进展

我国油页岩资源十分丰富且多数埋藏较深,油页岩原位开采技术可以大幅提高开采效率,提高经济效益。但原位开采遗留的半焦、残渣中的污染物会在水岩作用下发生溶质迁移而对地下水环境造成破坏。原位开采后,油页岩物化性质的变化对地下水水质安全起着决定性作用,同时岩层相邻水文地质的状态也会影响污染物的迁移。总结了油页岩热解前后孔隙度和渗透率的变化,阐述了国内典型油页岩矿区与地下含水层的赋存情况,综述了国内外油页岩原位开采对地下水水质的影响;重点介绍了油页岩原位开采后部分有机物、重金属等污染物的释放情况,以此初步明确油页岩原位开采对地下水水质的影响;展望了今后油页岩开采地下水环境保护的重点研究方向,以期为我国未来实现油页岩工业化开采采取必要的风险防控措施提供理论基础。

氨基酸在氯胺消毒过程中生成卤乙腈的潜能及Br-的影响

为有效去除饮用水中含氮类消毒副产物卤乙腈(HANs)避免它危害人体健康,研究了水中存在的六种氨基酸在氯胺消毒过程中生成HANs的潜能及Br-的存在、浓度变化对生成的影响。结果表明:六种氨基酸经氯胺消毒后均有HANs类物质生成,其中酪氨酸的生成HANs的潜能最大为0.002 1 mmol/L。Br-的存在对氨基酸在氯胺化过程中生成HANs具有明显的促进作用,特别是溴代HANs的总量有明显增加,其中酪氨酸生成的二溴乙腈(DBAN)和溴氯乙腈(BCAN)增加量最多是1.15μmol/L,谷氨酸生成的DBAN和BCAN增加量最少是0.28μmol/L。随着Br-浓度增加酪氨酸生成HANs总量先增加后减少至平缓,溴代HANs占HANs总量的比例明显增大。在Br-浓度为10 mg/L时,0.2 mmol/L的酪氨酸生成HANs总量最大为0.003 mmol/L。

化学调理改善污泥脱水性能的研究进展

污泥是污水处理厂的附产品,其含水量高且脱水困难,污泥脱水是污泥减量处置的重要手段.国内外污泥脱水的技术有化学调理脱水技术、电渗析脱水技术、干化脱水技术、超声波脱水技术等,其中化学调理脱水技术成本低、操作简单、脱水效果好,是一种有效且常用的污泥脱水技术.比较分析了酸碱调理法、絮凝调理法、氧化剂氧化法、芬顿氧化法等常规化学调理方法的优缺点及适用性,对选择合适的污泥脱水方法有一定的借鉴意义.同时介绍了芬顿试剂联用两性高分子法、改性天然高分子材料法、酶法和无机絮凝联合法等新型的联合化学调理法,分析表明联合化学调理法能够取长补短,更加高效地促进脱水.

氯胺投加量及氯氮比对生成卤乙腈的影响

以两种原水中常见的含氮有机物酪氨酸和绿麦隆为前体物,研究了氯胺消毒时,氯胺投加量及氯氮比(Cl/N)的变化对消毒副产物卤乙腈(HANs)生成量的影响。结论表明:采用氯胺消毒时,HANs及其各组分含量随氯胺投加量的增大出现先增后减的变化趋势,当氯胺浓度为10 mg/L时HANs总量最大。在中性条件下,控制氯氮比(Cl/N)为4/1时HANs总量最大。结合不同条件下HANs的生成情况,应控制氯氮比在3/1~3.5/1内,以提高消毒效果。

碱性pH条件下增强剩余污泥厌氧产酸的研究

在污水处理厂内部,将污泥进行厌氧发酵来获取用于生物除磷所需的乙酸和其他挥发性脂肪酸等生物易降解基质是可行的,同时还实现了污泥的资源化利用。在污泥厌氧发酵的影响因素中,pH值是重要的参数之一。在温度为20～22℃的条件下,研究了剩余污泥在不同pH条件下(4.0～11.0)厌氧发酵产酸的情况。结果表明:pH值为8.0～11.0时所产生的挥发性脂肪酸(VFAs)总量多于pH值为4.0～7.0的,特别是在pH=10.0的条件下,第12天时的产酸量高达256.16mg/gVSS,是pH=7.0时的3.0倍左右。此外,还从SCOD溶出量、水解酶活性、甲烷产生量等方面探讨了碱性条件下剩余污泥产酸增多的机理。

pH对剩余污泥厌氧发酵产生的COD、磷及氨氮的影响

城市污水处理厂产生的污泥按照来源的不同可以分为初沉污泥和剩余污泥，通过采用控制pH值的方法，在20-22℃条件下，研究了剩余污泥在不同pH条件下厌氧发酵的情况．结果表明：将剩余污泥的pH值控制为8．0～10．0，在20d的厌氧发酵时间内，溶出的COD（SCOD）要大于pH为5．0～7．0，特别是pH：10．0和pH=11．0时的SCOD值是pH=6．0时的10倍左右，并且第8d产生的挥发性脂肪酸（VFA）也为碱性条件大于酸性条件；但酸性条件下溶出的磷及氨氮大于碱性条件．

北方某城市再生水的原水水质特征调查

城市污水处理厂二级出水可以作为城市非常规再生水的原水,经过深度处理后能够解决城市的缺水问题。对北方某城市再生水原水的水质特征进行了调查分析,结果表明,含碳指标(如CODCr,BOD5)基本满足GB18918—2002二级标准,但是色度、氮、磷、重金属、指示性病原菌等指标的污染水平不容忽视,在再生水处理工艺中需要特别关注;此外,缺乏再生水作为原水时相对应的标准,现有的城市污水厂二级出水排放标准与再生水利用标准相比,存在很多指标不一样或测试方法不一样等问题需要解决和协调。

污泥喷雾热干化特性

污泥喷雾干化是将剩余污泥通过雾化嘴喷雾后形成雾滴,并与太阳能产生的高温气体逆向接触以达到干化的目的。本文研究了污泥脱水性能,以及污泥溶出和冷凝水中的磷酸盐、氨氮、阴阳离子及重金属的变化。结果表明：随着喷入量减小,污泥的含水率逐渐减小,在喷入量为12L/h时,干化后污泥的含水率降低到25.9%;干化后污泥溶出的磷酸盐和氨氮随着喷入量的减少呈现出升高的趋势,在污泥含水率小于60%时,磷酸盐与氨氮的浓度分别分布在59.4~61.7mg/L与156.4~165.3 mg/L;随着喷入量增加,冷凝水中磷酸盐浓度基本不变,氨氮呈下降的趋势;干化后污泥溶出的阴阳离子的变化趋势相同,且随着含水率的升高,呈现增大趋势;冷凝水中的阴阳离子呈现先上升后下降的趋势;干化后污泥中的重金属除镉之外其余略有增加。

投加介体强化低温污水生物反硝化脱氮的研究

冬季低温条件下,污水脱氮效果容易变差。研究了在低温(10±1)℃条件下,投加介体1,2-萘醌-4磺酸(NQS)对生物反硝化脱氮的影响。实验结果表明:当硝态氮的浓度为65~85 mg/L,温度控制在(10±1)℃条件时,生物的反硝化脱氮性能变差,但投加介体后可以显著改善这种性能,硝态氮的浓度从开始的84.27 mg/L降为64.34 mg/L,与空白实验硝态氮去除率的15.78%相比,投加介体可以使硝态氮的去除率提高到23.65%,脱氮速率达2.66 mg NO_x^--N/(g VSS·h)。

污泥生物转化为VFAs及用于生物除磷的研究进展

城市污水处理厂产生的污泥按照来源的不同可以分为初沉污泥和剩余污泥,总量约占处理水量的0.3%￣0.5%(以含水率97%计)。国内外对污泥厌氧水解产酸的研究多集中于使用初沉污泥或初沉和二沉污泥的混合污泥。污泥经过水解发酵后,既能产生生物除磷过程所需的有机酸,又减少了剩余污泥对环境的污染。将城市污水厂污泥生物转化为挥发性有机酸并用于强化生物除磷丰富了生物除磷和污泥处理与资源化等研究内容,同时对于许多南方污水厂碳源少的情况也有着一定的实际应用价值。

酸碱性调节对初沉污泥氮磷和有机质释放的影响

在调节pH值分别为3.0和10.0的条件下,与pH值保持原状相对比,研究了15～20℃下初沉污泥水解酸化过程中氨氮、磷酸盐和溶解性COD(SCOD)、碳水化合物、蛋白质和挥发性脂肪酸(VFAs)等有机质组分的释放。结果表明,强酸条件,特别是强碱会抑制氨氮的释放,试验周期结束时,碱性条件氨氮的释放量为1.28 mg/g TS,远小于对比试验(6.97 mg/g TS);磷酸盐的释放量表现为酸性>碱性>对比试验,反应至第4天时各条件下的释放量即趋于稳定,分别为2.47 mg/g TS、1.23 mg/g TS和1.18 mg/g TS;碱性条件下,各有机质组分的释放量大于其他条件,其中总VFAs波动较大,在第8天左右的产生量接近最大值,为201.59 mg COD/g VS,且以乙酸为主,其余组分在较短的时间里接近或达到最大值后保持相对稳定。

生物膜法降解甲苯废气过程的探讨

采用陶粒为填料的生物滤池降解甲苯废气 ,并对清水试验和生物膜试验的结果进行分析 ,发现生物膜法降解甲苯这样的挥发性有机物 (VOCS)具有良好的效果 ,已不再是清水试验中单纯的物理吸收过程 ,而是伴有生化反应的吸收过程 。