2022, 第42卷, 第2期 刊出日期:2022-02-20

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    总结了餐厨垃圾干式厌氧发酵的关键影响因素(温度、pH、含固率、有机负荷、含盐量和含油量、C/N、氨氮、挥发性脂肪酸),概述了强化餐厨垃圾干式厌氧发酵的主要策略(外源添加剂、预处理、接种物、共发酵)。对餐厨垃圾干式厌氧发酵的发展方向提出了展望及建议。

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    针对某市餐厨垃圾的资源化处理工程,采用快速好氧堆肥工艺。设计采用双破碎+双分选方式进行原料预处理,实现杂质分选与粒径控制,采用隔油、气浮+膜分离提高油脂回收率。生产中的压榨液、渗滤液等废水采用二级生化、膜处理联合臭氧氧化加混凝沉淀后达标排放。生产过程中的污染气体与VOCs收集后,采用喷淋洗涤与生物滤池处理后达标排放。利用20%木屑和10%熟料进行物料调质,减少反应中的含氮气体排放,缩短堆肥反应周期,并结合经验与前期调试确定了含水量、通气量等主要反应条件。工艺运行稳定,堆肥产品的pH、养分与重金属含量等符合国家标准,整体处理成本约177.57元/t,有机肥料可实现成本回收22.14元/t。

  • 现代化工. 2022, 42(2): 10-14,18. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.02.003
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    针对餐厨垃圾厌氧消化过程中挥发性脂肪酸和氨氮内源性抑制问题,从改进反应器、共消化、添加生物炭、添加微量元素以及生物强化5个方面分析了减缓内源性抑制的优势和不足,并从反应器设备改进和机理研究2方面对减缓内源性抑制进行了展望。

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    介绍了国内某生活垃圾渗滤液处理工程案例,该案例主要采用氨吹脱结晶-A/O-膜法-电氧化工艺。工程运行结果表明,该工艺路线选择合理,运行稳定可靠,处理后出水可达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)表2排放标准。其中氨吹脱结晶可有效去除废水中70%以上的氨氮,生成的硫酸铵产品可外售,在垃圾渗滤液减量化的同时实现了资源化。

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    某市建设的循环经济环保科技示范项目集生活垃圾焚烧、污泥干化、餐厨垃圾和粪便联合厌氧消化为一体,总体工艺设计从循环经济园区角度考虑,共用公辅设施、互为能源原料、工艺系统联通,实现多种垃圾的协同处置。其中餐厨和粪便处理采用"预处理+联合厌氧消化"工艺,利用焚烧系统蒸汽热源满足工艺需求,产生沼气作为辅助燃料回馈焚烧炉,厌氧产渣作为固体燃料与生活垃圾掺混处理,污水产物进入生活垃圾渗滤液处理系统。相较于单一处理模式的独立设厂,建设造价大为减少,运营成本明显降低,人力资源占用少,园区内处理避免不同处理厂间物料渣滓运输对环境造成危害,实现经济效益与环境保护共赢,契合国家垃圾分类及完善垃圾处理终端设施的政策要求和市场走向。

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    采用Fenton-电氧化工艺对垃圾填埋场渗滤液纳滤浓缩液进行中试,研究了不同条件下电氧化对COD、氯离子、氨氮和硝酸盐氮等的去除效果,并进行了能耗分析。结果表明,Fenton-电氧化工艺对浓缩液中的污染物处理效果较好,在电氧化时间8 h后,对COD、氨氮、氯离子去除率分别达到96%、99%、51%,吨水能耗为67~92 kWh,控制电流密度可以有效降低能耗。本试验在处理效果和能耗等方面达到了预期效果,可以为电氧化法处理渗滤液膜滤浓缩液的工程应用提供参考。

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    选择性催化还原(SCR)作为一种实现氮氧化物超低排放的技术,在垃圾焚烧领域逐渐得到应用。SCR催化剂脱硝效率和使用寿命受到烟气温度、SO2、H2O、烟尘等多种因素的影响。经过脱酸和除尘后,垃圾焚烧烟气呈现低温、低酸、低尘、低重金属含量、高含水率的特点,研究发现烟气温度、SO2、H2O对催化剂脱硝效率和使用寿命都有较大影响,但SO2影响最大,同时催化剂本身的催化活性、抗硫性能也是影响脱硝结果的关键因素。

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    日本绿色和可持续发展化学奖由绿色与可持续化学网授予,旨在奖励通过化学革新来推动环境和人类健康、安全研究与发展。对2021年第二十届日本绿色和可持续发展化学奖6个获奖项目的创新性和价值进行了评述。

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    我国高度重视固体废物处置利用工作,陆续出台了相关法律法规,各行业协同处置利用固体废物产业迅速发展。目前,水泥、混凝土、陶粒、钢铁等行业利用各自的设备、工艺、材料等不同特点协同处置利用各种固体废物得到了广泛的研究与应用,但是仍面临缺乏顶层设计及技术文件、影响设备和产品产量及质量、产品环境风险不确定、产品所占市场份额有待提高等问题。因此,需要完善固体废物被各行业协同处置利用的相关法律法规、政策和标准,加大研究力度,开展各行业协同处置利用固体废物的试点示范。

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    聚酯凭借其优良的性能,被广泛应用于经济社会的各个领域。随着聚酯使用量剧增,随之而来的是其废弃物的处理处置问题。目前常规的焚烧、填埋等处置方式不仅会造成资源能源的消耗浪费,还可能带来新的环境问题。因此,推动废旧聚酯回收再生产业发展对资源高效利用和环境保护具有重大意义。为了解决上述问题,通过构建模型为废旧聚酯回收再生产业绿色发展提出了明确的建设思路,同时也可为其他废旧物品回收再生产业高质量发展提供参考。

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    金属有机框架(MOFs)因多孔性、大比表面积、可设计性等优点,在直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极甲醇氧化反应(MOR)中备受关注。对MOFs及其衍生物在酸性和碱性DMFC体系中MOR的应用进行了综述,并对其未来发展方向进行了总结和展望。

  • 现代化工. 2022, 42(2): 57-60,67. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.02.012
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    简单介绍了甲醇制芳烃(MTA)反应机理,总结归纳其集总动力学,详细介绍了MTA固定床、流化床2类工艺路线,发现芳构化与烷基化、歧化反应协同可提高二甲苯的收率;介绍了化工流程模拟软件Aspen在MTA工艺中的模拟应用;最后提出需对MTA动力学和积碳动力学进行深入研究,利用Aspen建立MTA全流程模拟并进行能效、经济分析,以确定较优工艺,为工业化生产提供参考。

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    对传统生物炭生产技术及设备进行了综述,从太阳能热解技术装置设计着手,分析了太阳能聚光器类型、传热方式、热解参数、原料组成等工艺参数对生物炭制备过程的影响,并指出太阳能热解技术生产生物炭的应用前景。

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    综述了含盐废水处理中的最新工艺进展,如电渗析脱盐技术工艺、纳滤膜分离技术工艺、反渗透膜脱盐技术和多效蒸发脱盐技术;指出了目前研究中各种工艺存在的问题与不足,并对未来的工艺和技术改进方向进行了展望。

  • 现代化工. 2022, 42(2): 72-77,83. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.02.015
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    在脱除硫化氢的同时实现所含氢和硫元素的资源化转化具有重要的环境、经济和社会效益。硫化氢制备硫磺和硫化工产品的技术成熟,但是氢元素以水的形式浪费。热分解法、电化学法、光化学法、重整甲烷法和热化学循环法可以实现硫化氢资源化制氢,但是须解决各自的瓶颈问题。在硫化氢化学循环中引入中间反应物可以实现硫化氢制备氢气和硫酸,与清洁能源耦合可以实现过程的无碳排放,是实现可持续发展和循环经济的有效途径。

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    概述了近年来国内外乙炔氢氯化反应载体的研究现状包括金属/非金属氧化物、分子筛和炭材料等载体材料,分析不同载体应用的优缺点,重点综述了载体的改性手段。研究表明,载体经过改性可调节载体表面酸碱性、化学官能团的分布从而增强载体与活性组分的相互作用、提高活性组分分散度、稳固活性组分价态,最终提高催化剂活性和稳定性;其中氮改性的炭材料被认为是乙炔氢氯化最有工业化应用前景的载体。

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    简要介绍了静电纺丝的历史及工作机理,总结了静电纺丝纤维的结构特点。详细介绍了尼龙静电纺丝的应用情况,包括空气过滤、污水处理、吸附分离、生物传感、抗菌材料、组织工程和智能穿戴等。讨论了尼龙静电纺丝面临的挑战和未来发展的前景。

  • 现代化工. 2022, 42(2): 88-90,96. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.02.018
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    介绍了固体二氧化氯消毒剂的独特优势,讨论了影响固体二氧化氯制剂性能的因素,针对制备固体二氧化氯的各种不同方法进行了总结对比,其中以有机物为载体的固体二氧化氯制剂能够达到良好的参数,尤其在食品领域应用效果很好,是近年来的研究热点。最后对制备固体二氧化氯制剂今后的研究重点及方向进行了展望。

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    介绍了量子点太阳电池的工作原理,重点阐述了硫化铅胶体量子点在太阳电池中的应用研究进展,包括纯硫化铅量子点太阳电池、与有机材料和钙钛矿材料杂化的太阳电池,指出配体工程、活性层微结构设计与表面能级修饰是提升硫化铅胶体量子点太阳电池效率的有效手段与普遍做法。针对硫化铅胶体量子点太阳电池面临的问题进行了分析与论述,提出未来的研究工作需结合太阳电池的工作机理,从最大化光电流传输、全波段的光子捕获、界面质量控制和提高稳定性等角度来提升硫化铅太阳电池的效率。

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    总结了部分耐盐、抗剪切改性单体的种类,分析了不同降阻剂的溶解时间、相对分子质量以及用量、矿化度、流速等与降阻率的对应关系,以期为耐盐抗剪切型聚丙烯酰胺降阻剂的制备提供借鉴。研究发现,仅含磺酸基团的聚丙烯酰胺降阻剂在流速小于10 m/s时,降阻率在50%~81.3%之间;而同时含磺酸基团和长链疏水基团的聚丙烯酰胺降阻剂在流速大于10 m/s时,降阻率基本高于70%。在流速较高的条件下,同时含有磺酸基团和长链疏水基团的降阻剂应是今后重点研究方向之一。