厌氧消化过程氨抑制解除技术研究进展

厌氧消化在处理有机废物的同时可产生大量的甲烷资源,是能源可持续发展的重要处理技术。作为微生物生长的营养物质之一,氨在厌氧消化过程中发挥重要作用,然而高浓度氨会抑制微生物活性,造成厌氧消化系统的失效。在总结国内外研究进展的基础上,讨论了氨抑制的形成机理及氨对产甲烷菌的抑制作用,并分别从氨浓度和微生物两个角度总结了当前解除氨抑制的技术和方法,为厌氧消化的工程应用和进一步氨抑制研究提供参考和建议。

1995-2014年废水资源回收研究发展态势分析--基于文献计量学方法及数据

为了深入了解废水资源回收相关研究的全球状况和前沿动态,客观地反映相关国家在该领域的科学能力和科学影响,利用ISI Web of Science引文数据库,采用文献计量学方法,对1995—2014年SCI收录的相关文献进行计量分析。结果表明:1)1995—2014年SCI收录的废水资源回收领域论文中,水回收所占比例最高,为72.0%;2)废水资源回收主要涉及环境科学、环境工程、水资源、化学工程、生物技术与应用微生物等学科,其中环境科学学科论文年度增长速度最快;3)发表论文数和论文被引用率排名均靠前的国家为美国、西班牙和印度,中国论文数增长的趋势最为显著;4)美国加利福尼亚大学、印度理工学院以及西班牙科学研究理事会3个研究机构在当前废水资源回收领域综合实力最强,中国科学院、清华大学等机构近几年国际影响力有明显提升。

四种原料热解产生的生物炭对Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附特性研究

以木屑、米糠、稻杆、玉米秸杆为原料,在300,400,500,600和700 C下,氮气保护的无氧气氛中热解制成生物炭,探讨不同类型生物炭对水溶液中重金属Pb2+和Cd2+的吸附效果。研究发现,对于4种生物质原料而言,在700 C下制备的生物炭对水溶液中Pb2+和Cd2+的吸附效果均优于其他制备温度下获得的生物炭,其中稻杆生物炭(700 C)吸附容量最高,对Pb2+和Cd2+分别为126.58和60.61 mg/g。利用X射线荧光光谱、环境扫描电子显微镜、气体吸附仪等方法,分析700 C下制取的4种生物炭的矿物相元素组成、表面形貌及其比表面积。采用X射线衍射法分析4种生物炭样品在吸附重金属后的矿物相特性,分析其重金属吸附机理。结果表明,4种生物炭对Pb2+和Cd2+的吸附均满足Langmuir等温吸附模型,同时XRD分析显示Pb2+和Cd2+在生物炭表面以碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和亚硫酸盐形式存在。

应用文献计量学方法分析1991—2010年焚烧炉相关研究的发展趋势

使用文献计量学的方法分析科学引文索引(Science Citation Index,SCI)数据库中1991—2010年焚烧炉相关的文献,以评估焚烧炉的研究趋势。分析的参数包括文献类型、语言及数量,发表期刊及分布,作者所属的国家和科研机构及分布,以及关键词。研究发现,1991—2010年焚烧炉相关文献的发表数量随时间的变化符合指数函数,英语是该研究领域使用最广泛的语言。焚烧相关论文主要收录的学科类别是环境科学,而发表相关论文最多的学术期刊为《Chemosphere》(344篇)。美国是发表相关论文最多的国家,而中国是发表论文随时间增长最快的国家。通过分析关键词发现,与焚烧炉相关的科学问题研究中,飞灰、重金属和二英研究是未来热点,通过改进焚烧炉可有效控制二次污染物的产生。未来我国将普遍采用炉排型焚烧炉和流化床焚烧炉等大型焚烧设备。

载硫活性炭纤维(ACF/S)吸附脱除模拟焚烧烟气中的铅

在不同浓度的硫溶液中,通过化学浸渍方法将单质硫负载到活性炭纤维(ACF)表面,得到活性炭纤维负载硫(ACF/S)材料。在不同气氛下(HCl,SO2,HCl+SO2)的垃圾焚烧模拟烟气中,以ACF/S对烟气铅进行吸收实验,采用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析研究其对铅的去除机理。结果表明,ACF/S中的单质硫大多富集在ACF表面,对ACF比表面积影响不大,但明显提高了ACF对铅的去除效果。此外,在不同的烟气氛围(HCl,SO2,HCl+SO2)中,ACF/S均对烟气铅均有较好的捕集效果,对颗粒铅捕集率均达到65%以上,对气态铅均达到80%以上。因此,利用硫改性活性炭纤维提高焚烧烟气中的铅的捕集率是可行的。

二氧化钛脱除高温烟气中的氯化氢

HCl是城市垃圾焚烧产生的主要气体污染物之一。将一种新型脱氯剂TiO2引入到垃圾焚烧系统中,并与其他脱氯剂的性能进行比较。研究了不同脱氯剂使用量、不同反应温度和不同HCl气体浓度对TiO2、CaO和CaTiO3脱氯效果的影响。结果显示,TiO2能在高温(800~1 000℃)、高HCl浓度(1 303.6~1 629.5 mg/m3)下获得较好的脱氯效果。与传统的脱氯剂CaO相比,TiO2更适合于高温烟气脱氯,其在1 000℃时的氯容(36.3 mg HCl/g TiO2)几乎是相同情况下的CaO氯容(9.3 mg HCl/g CaO)的4倍。而CaTiO3的脱氯效果不但受到自身分解效率的影响,还受到TiO2和CaO脱氯效果的影响,其脱氯效果较差。

铅锌尾矿中重金属在模拟酸雨淋溶下的浸出规律

重金属尾矿污染是世界性难题,污染水体、大气和土壤,对周边的生态环境和人体健康造成严重危害。在我国酸雨范围大且酸雨问题比较严重的背景下,探讨酸雨淋溶下尾矿中重金属的浸出规律将有利于加强我国重金属尾矿的污染控制和管理。采用湖南桃林铅锌尾矿库中的尾矿模拟酸雨条件进行淋溶实验,研究发现重金属Pb、Zn、Cu、Mn含量分别为1252.5,849.4,363.1,280.0mg/kg。其中,Pb、Zn主要以残渣态存在,分别占69.7%和53.8%;Cu主要以有机结合态存在,占67.0%;Mn主要以铁锰氧化态、有机结合态和残渣态存在,共占90.0%。在静态淋溶实验中,固液比越大、模拟酸雨pH值越小,重金属的浸出浓度越大。在动态淋溶实验中,Zn、Mn浸出浓度随时间呈现减小趋势,而Pb和Cu浸出浓度随时间先增大,后减小。