重金属污染河道清淤底泥原位资源化利用技术

整治黑臭水体时,淤泥清除不可或缺,而处理清除后的淤泥成为核心难点。因应不同河段的淤泥特性如含水量、重金属类型与浓度,通过研究重金属污染河道清淤底泥原位资源化利用技术,旨在找到适合各种类型淤泥的处理方案,确保清除后的淤泥得到妥善处置,可以有效解决城市水体治理中遇到的底泥处置难题,同时实现了资源的回收与再利用,展现了显著的经济和环境效益。

印染废水芬顿污泥原位资源化利用

印染工业区集中式污水厂普遍采用芬顿工艺作深度处理以确保出水达标,但芬顿污泥处置问题亟待解决。通过研究芬顿氧化效率、污泥成分、从芬顿污泥制备再生催化剂及中试试验,文章探索了芬顿污泥原位再生回用至水处理系统的可行性。结果表明,该生化出水的芬顿反应中COD^(Cr)去除主要通过芬顿污泥的吸附实现,氧化作用去除率仅为20%。芬顿污泥中80%以上为无机质,剩余为有机物。经酸化、还原后形成的再生催化剂铁元素以Fe^(2+)为主。中试试验中投入再生催化剂,芬顿出水COD^(Cr)质量浓度稳定低于50mg/L。因此,印染废水采用芬顿污泥原位资源化利用实现污泥减排60%以上,费运行成本减少约9%。

城市清淤底泥原位资源化利用关键技术研究与应用

清淤是黑臭水体治理的必要环节,底泥的最终处置问题又是制约清淤的关键因素。针对不同河段清淤底泥的含水率、重金属种类、含量及形态等,采用冷冻干燥配合称重法、微波消解配合电感耦合等离子体质谱法分析底泥性状及形态。探究适用于不同性状及形态的底泥处理处置方法,解决底泥清淤后的最终去向问题。在此基础上探究底泥资源化利用技术原理,开发清淤底泥原位资源化利用关键技术,并将城市清淤底泥原位资源化利用关键技术研究在实际工程中进行技术验证。

基于分离预处理的城镇污泥原位资源化技术分析

结合污水处理厂生产运行情况,增加污泥分离预处理工序段,并耦合国内主流污泥处理技术,可补足现有工艺短板,实现污泥的高效精准资源化利用。通过破坏污泥中的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)降低污泥黏性,实现对污泥有机物、无机盐类和砂组分的分离。分离后污泥有机物质量分数高于75%,热值稳定在12 MJ/kg以上,用作生物质燃料可自持燃烧;或无需添加辅料即可符合污泥堆肥的要求;或用作厌氧发酵沼气产量可提升至96.0 mL/g,且沼液浓度低,处理相对简单。分离出的铝铁盐可用作污水处理厂絮凝剂进行化学除磷,磷盐可回收作为园林绿化用磷肥原料,砂组分经脱水及自氧化干化后可用作建筑基材。

淤泥原位资源化利用为种植土的施工工艺研究

淤泥的原位固化处理是将淤泥处理和资源化利用有机结合的主要方式之一。在淤泥固化后将其改良制备成种植土,不仅可以克服土地资源短缺的问题,还可以提升土壤肥力,提升植物存活率,实现可持续发展。但是传统水泥固化剂在淤泥有机质的影响下会出现土体温缩系数、干缩系数偏大,容易开裂,不宜直接作为种植土。而且淤泥中所含的有机质多为大分子结构,短时间内很难被新栽植物所吸收,影响植物的根系活力。本工法是针对如何将淤泥原位资源化利用为种植土、提高植物存活率、促进生态可持续发展而提出的一系列措施。

地外光催化CO_(2)转化

随着人类社会对CO_(2)排放引起的气候变化问题愈发关注,光催化CO_(2)转化因其能模拟自然界中的光合作用受到广泛研究,以帮助修复自然界中已被破坏的碳循环.光催化CO_(2)转化可以减少大气中的CO_(2)浓度,并合成具有高价值的碳氢化合物燃料.近年来,随着地外空间发现了丰富储量的CO_(2)和水,科学家提出了在地外也可以进行光催化CO_(2)转化反应,进而在地外建立人工碳循环,为太空任务提供推进剂和生命保障.本文围绕光催化CO_(2)转化反应在地外空间应用的可行性进行探讨,阐述光催化CO_(2)转化的基本过程,包括CO_(2)分子的吸附与活化、半导体的激发、光生载流子的迁移和分离以及反应中间物种的稳定.同时,阐述了光催化CO_(2)转化在地外应用过程中可能存在的问题,具体包括光催化剂的来源问题、地外微重力问题、地外辐射问题以及温度与温差问题.随着近几年各国深空探测项目的提出与部署,在地外空间探究光催化CO_(2)转化建立人工碳循环的可行性已成为一项紧迫的任务.因此,本文展望了地外光催化CO_(2)转化的未来发展方向,具体包括(1)进一步提升光催化CO_(2)转化性能与选择性,(2)探究地外条件与因素对光催化CO_(2)转化过程的影响与(3)将光催化CO_(2)转化反应与其他技术匹配以拓宽相关的应用.

调节粒径分布提高月壤种植潜力研究

【目的】月壤是月球岩石在遭受物理风化作用后形成的颗粒极细的碎屑物质,其保肥能力和透气性较差,且缺乏植物生长所需的有机养分及营养元素,并不是一种优质的栽培基质。通过研究月壤物理结构调整对月壤原位资源化利用的可行性,为太空农业种植提供有效手段。【方法】本研究基于嫦娥五号(CE-5)取回的月壤样本组分数据,选用玄武岩制备模拟月壤。根据嫦娥5号和Apollo飞船的月壤样本粒径分布数据,在月壤粒径分布合理的范围内,分别添加质量百分数为10%、20%和30%的大粒径玄武岩颗粒(1000~500μm),形成了3个模拟月壤M1、M2和M3,以CE-5真实月壤粒径分布的模拟月壤M0作为对照,向模拟月壤中加入氮、磷、钾营养元素,进行生菜种植试验和室内模拟淋溶试验。【结果】随着大粒径颗粒占比的增加,模拟月壤容重从M0的1.85 g/cm^(3)减小至M3的1.80 g/cm^(3),田间持水量下的通气孔隙度从7.62%上升至11.68%,M3的通气孔隙度达到M0的153.38%。室内模拟淋溶试验显示,随着大粒径颗粒占比的增加,淋溶液中的铵态氮、全氮和全磷均呈先下降后上升的趋势,即保肥效果随着大粒径颗粒占比的增加呈先上升后下降的趋势,以M2保肥性能最好,渗滤液中的铵态氮和全氮淋失量分别比M0低58.10%和21.67%。M2处理的生菜生长状况也相对最好,地上和地下部分干重分别高于M097.60%和39.20%。【结论】通过向模拟月壤中添加大粒径颗粒来优化其粒径分布,可改善模拟月壤的物理结构特性,增大通气孔隙度,降低容重,提高其保肥能力及种植潜力,以M2模拟月壤的保肥效果及生菜生物量最佳,可以最大限度的实现月壤资源的原位化利用。