秸秆生物炭的固碳减排潜力及其环境影响

以最为普遍的慢速热解得到的秸秆生物炭作为研究对象,生物炭施用土壤为应用场景,利用全生命周期评价方法对生物炭在固碳封存过程中的固碳潜力和环境危害潜势进行了探讨与分析.结果表明,每年1t秸秆生物炭的制备及应用(秸秆生物炭系统)可减少二氧化碳当量(CO_(2e))排放5.50×10^(3)kg,封存CO_(2e)约5.53×10^(3)kg,对温室气体减排具有较为显著作用.在环境危害潜势上,秸秆生物炭系统有效地缓解了非生物耗竭潜势(-5.15×10^(-5)kgSb_(e))和富营养化潜势(-5.35×10^(-3)kg PO_(4)^(3-)e),而对酸化潜势(0.0576kgSO_(2e))、臭氧层耗竭潜势(8.28×10^(-14)kgR_(11e))、光化学氧化潜势(7.38kg C_(2)H_(4)e)和人体毒性潜势(2.01kgDCB_(e))产生了负面影响,但影响有限.

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.

剩余污泥和餐厨垃圾制取生物柴油现状及前景分析

剩余污泥和餐厨垃圾都属于固体废弃物,我国每年产剩余污泥超过3×10^(7) t(含水率为80%),餐厨垃圾将近4.3×10^(7)t,对以上固体废弃物进行资源化已经成为目前发展的趋势.本文以剩余污泥、餐厨垃圾的处理处置及资源化为基础,分析了剩余污泥和餐厨垃圾分别制取生物柴油的现状及面临的问题.通过调节pH和添加营养物质培养剩余污泥,使其发酵用来提高生物柴油产量的方法效率最高;微波辅助工艺和单项共混物作为催化剂联用的方法,用于餐厨垃圾制取生物柴油效果最佳.利用剩余污泥中的有机质和产油微生物、餐厨垃圾中的丰富有机物质,使其联合培养发酵提高微生物油脂用于制取生物柴油的前景可观.

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.

二级反渗透系统的工艺结构特征分析

基于二级反渗透系统低给水含盐量、低污染物浓度、高膜平均通量、高浓差极化度、高系统回收率的两低三高特征,指出了一级系统用高压膜、二级系统用低压膜的技术特点;明确了85%收率二级系统应采用整倍于3-1/4结构,即8 m短流程;分析了二级浓水加压回流至一级系统给水泵后端工艺的经济性。

氯化钠/硫酸钠体系的纳滤分盐试验分析

对于两种不同性能国产纳滤膜品种进行了氯化钠/硫酸钠体系的相关试验,运用误差最小化算法得出了电荷守恒条件下纳滤膜产水中两类盐分分离的数据,采用正交设计试验分析了给水含盐量及给水温度等因素对分盐效果的影响,明确了纳滤膜工艺中出现氯化钠负脱盐现象的原因.

纳滤膜对不同阴阳离子的截留效果及分析

为考察纳滤膜对不同电解质离子的渗透截留效果,采用时代沃顿VNF1-4040型纳滤膜,对Cl^(-)、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)3种阴离子和Na^(+)、K^(+)、Mn^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)、Mg^(2+)6种阳离子组成的18种电解质的纳滤渗透过程展开了研究.结果表明:当阴离子为Cl^(-)和NO_(3)^(-)时,VNF1膜对阳离子的截留效果主要受电荷效应影响,二价阳离子的截留率高于一价阳离子;当阴离子为SO_(4)^(2-)时,静电排斥效应对阳离子的截留效果影响较大,受道南效应影响,一价阳离子的截留率大于二价阳离子;当阳离子相同时,SO_(4)^(2-)的截留率大于Cl^(-)和NO_(3)^(-),这是由于荷负电纳滤膜对阴离子的静电排斥效应与阴离子的负电荷数量相关;VNF1膜对2-1型电解质K_(2)SO_(4)、Na_(2)SO_(4)的截留率最高.

投加介体对污水低温生物反硝化除磷的影响及磷形态变化

污水生物反硝化除磷可以克服传统生物脱氮除磷工艺碳源不足的缺点,利用硝酸盐代替氧气作为电子受体,同时进行脱氮除磷和有机物去除,实现“一碳两用”,但是低温会降低反硝化除磷效率。在低温(10±1)℃条件下,利用序批式反应器(SBR)(90 min厌氧,330 min缺氧,1^(#)(空白对照)和2^(#)(投加介体)),投加氧化还原介体1,2-萘醌-4-磺酸盐(NQS),研究了反硝化除磷效率的变化。结果表明:相较于空白对照实验,投加介体NQS强化了污水低温生物反硝化除磷效果,总氮去除率从37.67%提高至51.47%,提高了1.37倍;总磷去除率从53.45%提高至96.50%,提高了1.81倍。此外,研究还发现介体NQS的投加促进了水中磷酸盐形成有机磷(Org-P)的过程,污泥中磷的主要形态是可溶性磷(SRP)和Org-P,最大含量分别为35.78 mg∙L^(−1)和51.09 mg∙L^(−1);空白对照反应器污泥中磷的主要形态是SRP和Fe-P,最大含量分别为45.61 mg∙L^(−1)和40.67 mg∙L^(−1)。以上研究结果可为低温条件下提高污水生物反硝化除磷效果提供参考。

高级氧化技术用于有机物膜污染控制与清洗

膜分离和高级氧化耦合工艺在水污染治理与资源化领域发挥了重要作用。聚焦于高级氧化技术对有机物膜污染和膜清洗的影响与作用机制,以羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO_(4)^(-)·)为切入点,归纳总结了基于·OH和基于SO_(4)^(-)·的高级氧化技术应用于膜污染减缓与控制以及膜清洗效能强化的研究进展,探讨了过渡金属及其氧化物、光、电对过氧化氢和过硫酸盐的活化机制,分析了活性氧物种(ROS)的产生基本原理、膜污染行为与减缓机制以及膜清洗效能与自清洁功能。最后,对高级氧化技术在控制膜污染和提高膜清洗效能的发展趋势进行了展望。

氨氮负荷的变化对部分硝化的影响及部分亚硝化的快速启动

部分硝化的稳定运行在一体式部分硝化-厌氧氨氧化工艺(PN/A)中至关重要。探索了在内循环接触氧化型膜生物反应器(ICCOMBR)中改变进水氨氮负荷(ALR)后,反应器中部分硝化过程受到的影响及恢复过程。结果表明:在HRT为24 h,DO为2.0~2.5 mg·L^(-1)时,系统进水ALR降为0.10 kg·(m^(3)·d)^(-1)(氨氮为100 mg·L^(-1)),部分硝化过程迅速破坏;当系统进水ALR升至0.40 kg·(m^(3)·d)^(-1)(氨氮为400 mg·L^(-1)),部分硝化过程在3 d内迅速恢复;部分硝化恢复稳定后,再提高ALR至0.60 kg·(m^(3)·d)^(-1)(氨氮为400 mg·L^(-1)),并通过调整HRT和DO,最终在HRT为16 h、DO为0.5~1.0 mg·L^(-1)时成功实现部分硝化;通过改变曝气量(AR),在AR为0.9 L·min^(-1)时,控制DO为(0.76±0.11)mg·L^(-1),系统pH为9.7~8.2,可成功启动部分亚硝化。

二维MoS2纳米材料及其复合物在水处理中的应用

纳米材料和纳米技术的快速发展为水处理及资源化技术的开发带来了全新的发展机遇,作为一种典型的类石墨烯结构的二硫化钼以其层状结构和独特的物理化学性能在众多纳米材料中受到重点关注。本文梳理和归纳了二维二硫化钼纳米材料及其复合物在水处理中吸附、膜分离、催化、抗菌和检测等方面的应用,重点介绍了其在吸附和膜分离方面的研究进展,以实现对水中各种离子、染料、抗生素、致病菌等多种环境污染物的高效去除。最后,对二硫化钼及其复合物在水处理中的应用作出了评价,探讨其未来发展方向以及面临的挑战,以期为解决水环境污染和水资源紧缺等问题提供一种新型的材料和技术手段。