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园林废弃物与餐厨厌氧沼渣混合热解特性及动力学分析

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环境工程学报 2022年第9期16卷 2992-2999页

作者：李续磊王铮常风民孟尧王凯军西安科技大学地质与环境学院西安710054 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

为了探究园林废弃物和餐厨厌氧沼渣的热解特性以及2者混合热解的交互作用。采用热重分析法对餐厨厌氧沼渣、园林废弃物及其不同比例的混合样品热解特性进行了分析,并研究了混合比例和升温速率对热解过程的影响。结果表明,园林废弃物与... 详细信息

为了探究园林废弃物和餐厨厌氧沼渣的热解特性以及2者混合热解的交互作用。采用热重分析法对餐厨厌氧沼渣、园林废弃物及其不同比例的混合样品热解特性进行了分析,并研究了混合比例和升温速率对热解过程的影响。结果表明,园林废弃物与沼渣单独热解时,园林废弃物热解反应活性高且能耗低,热解终温为400℃左右;沼渣热解反应活性低且能耗高,热解终温为600℃左右。混合热解实验中,随着园林废弃物添加比例升高,样品热解残余率不断下降,综合热解指数不断增大,园林废弃物与沼渣混合热解适宜的添加比例为50%,热解终温为600℃左右。采用Coats-Redfern积分法对园林废弃物、沼渣及混合样品进行动力学分析,园林废弃物和餐厨厌氧沼渣反应活化能分别为12.08和1.79 kJ·mol^(−1),混合样品实际活化能均略高于理论值。这说明,2者混合热解过程中存在一定抑制作用,但对热解过程影响不大。本研究结果可为园林废弃物与餐厨厌氧沼渣混合热解处理提供参考。

关键词：园林废弃物餐厨厌氧沼渣热解动力学热重分析

UV/O/PS耦合工艺在含酚废水处理中的应用

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环境工程学报 2023年 71-81页

作者：赵剑秋王铮杨世鹏常风民彭思伟王凯军西安科技大学地质与环境学院大唐环境产业集团股份有限公司清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室

针对目前高级氧化技术处理含酚废水存在O3利用率低等缺点，为提高反应体系强氧化性物质的含量，强化水体中酚类物质的降解与矿化，提出了UV/O3/PS耦合体系；在探究多种不同耦合体系的苯酚降解率和TOC去除率、反应影响因素和活性物质的... 详细信息

针对目前高级氧化技术处理含酚废水存在O3利用率低等缺点，为提高反应体系强氧化性物质的含量，强化水体中酚类物质的降解与矿化，提出了UV/O3/PS耦合体系；在探究多种不同耦合体系的苯酚降解率和TOC去除率、反应影响因素和活性物质的基础上，进一步发掘该体系降解含酚废水的潜力与优势。结果表明：UV/O3/PS体系在15 min内可将苯酚完全降解；相较于单一的UV/O3法或UV/PS法，水中酚类的矿化率分别提高了47.36%和39.93%；通过对多种影响因素进行分析，确定了UV/O3/PS体系中合适的O3与PS投加量，并发现UV/O3/PS体系对pH和HCO3~-适应范围较广，在难降解废水处理中具有广泛的应用价值；通过ESR分析发现耦合体系在UV的催化下产生的·OH和·SO4~-比单一体系更多，具有促进作用。由此可知，UV/O3/PS耦合工艺能在较广的适应范围内较好的降解酚类物质。该研究结果可为UV/O3/PS耦合工艺对含酚废水的降解提供理论参考。

关键词： UV/O /PS 自由基含酚废水高级氧化协同效应

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基于膜分离的原污水碳源浓缩与能量平衡分析

环境工程学报 2023年第6期17卷 1769-1777页

作者：王启镔张艺磊常风民高志永王凯军清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 中持水务股份有限公司北京100192

将污水中蕴含大量的有机物收集浓缩转化成甲烷等可利用能源,是污水资源化利用的重要方式。利用膜分离作用,将原污水的有机物直接收集浓缩,并探索最佳运行参数和操作策略。结果表明,截留有机物停留时间为3~4 d较合适,耗氧污染物(以COD计... 详细信息

将污水中蕴含大量的有机物收集浓缩转化成甲烷等可利用能源,是污水资源化利用的重要方式。利用膜分离作用,将原污水的有机物直接收集浓缩,并探索最佳运行参数和操作策略。结果表明,截留有机物停留时间为3~4 d较合适,耗氧污染物(以COD计)回收率超过90%。能量平衡分析显示,通过回收有机物转化为甲烷能量为0.087 6 kW·h^(-1)·m^(-3),回收量占总能耗的33%。中孔纤维膜表面形成的吸附性滤饼层阻止有机物与膜紧密结合,提高了膜分离效率。进一步解析了膜污染控制机理,以探索提高耗氧污染物(以COD计)浓缩效率的优化方案。本研究结果可为污水碳源捕获方法的研究提供参考,对城市水务行业碳减排工作有积极意义。

关键词：市政污水碳源浓缩能源自给膜污染控制

UV/O_(3)/PS耦合工艺在含酚废水处理中的应用

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环境工程学报 2023年第1期17卷 71-81页

作者：赵剑秋王铮杨世鹏常风民彭思伟王凯军西安科技大学地质与环境学院西安710054 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 大唐环境产业集团股份有限公司北京100097

针对目前高级氧化技术处理含酚废水存在O_(3)利用率低等缺点,为提高反应体系强氧化性物质的含量,强化水体中酚类物质的降解与矿化,提出了UV/O_(3)/PS耦合体系;在探究多种不同耦合体系的苯酚降解率和TOC去除率、反应影响因素和活性物质... 详细信息

针对目前高级氧化技术处理含酚废水存在O_(3)利用率低等缺点,为提高反应体系强氧化性物质的含量,强化水体中酚类物质的降解与矿化,提出了UV/O_(3)/PS耦合体系;在探究多种不同耦合体系的苯酚降解率和TOC去除率、反应影响因素和活性物质的基础上,进一步发掘该体系降解含酚废水的潜力与优势。结果表明:UV/O_(3)/PS体系在15 min内可将苯酚完全降解;相较于单一的UV/O_(3)法或UV/PS法,水中酚类的矿化率分别提高了47.36%和39.93%;通过对多种影响因素进行分析,确定了UV/O_(3)/PS体系中合适的O_(3)与PS投加量,并发现UV/O_(3)/PS体系对pH和HCO_(3)-适应范围较广,在难降解废水处理中具有广泛的应用价值;通过ESR分析发现耦合体系在UV的催化下产生的·OH和·SO_(4)^(-)比单一体系更多,具有促进作用。由此可知,UV/O_(3)/PS耦合工艺能在较广的适应范围内较好的降解酚类物质。该研究结果可为UV/O_(3)/PS耦合工艺对含酚废水的降解提供理论参考。

关键词： UV/O_(3)/PS 自由基含酚废水高级氧化协同效应

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O_3/UV降解含氮杂环化合物喹啉

环境科学 2016年第10期37卷 3884-3890页

作者：陈傲蕾常风民汪翠萍徐恒吴静左剑恶王凯军清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

本研究采用O_3/UV工艺降解喹啉溶液,系统地探讨了喹啉初始浓度、反应后置时间、初始pH、HCO_3^-浓度等因素对降解过程的影响.通过测定降解过程中的中间产物,分析了喹啉的降解机制及途径.结果表明随着喹啉初始浓度增加,反应表观速率常数... 详细信息

本研究采用O_3/UV工艺降解喹啉溶液,系统地探讨了喹啉初始浓度、反应后置时间、初始pH、HCO_3^-浓度等因素对降解过程的影响.通过测定降解过程中的中间产物,分析了喹啉的降解机制及途径.结果表明随着喹啉初始浓度增加,反应表观速率常数和去除率都降低;pH(7~9)碱性条件时降解效果最好;HCO_3^-的存在明显降低了喹啉的去除率,加入100 mg·L^(-1)HCO_3^-喹啉去除率降低了42.01%;反应后置时间对喹啉的去除率及矿化率基本没有影响.喹啉的降解中间产物主要为8-羟基喹啉、5-羟基喹啉、2(1H)-喹啉酮、2-吡啶甲醛等,喹啉在O_3/UV体系中的降解途径主要由羟基自由基(·OH)、O_3氧化剂发生的加成反应、取代反应、亲电反应等.

关键词：喹啉含氮杂环化合物 O3/UV 气相色谱-质谱联用羟基自由基降解途径

城市污泥热解中试系统集成一体化研究及运行效果评估

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环境工程学报 2013年第9期7卷 3583-3588页

作者：常风民王凯军汪翠萍俞金海盛守祥清华大学环境学院北京100084 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

为了促进城市污泥热解工艺的工程化应用,组建了污泥热解系统、热解产物分离回收利用系统、废气净化排放系统于一体较完整的热解中试装置,在实现污泥有效处置的同时也实现了高值能源回收利用。中试工况优化,较好工况为：热解时间30-40 m... 详细信息

为了促进城市污泥热解工艺的工程化应用,组建了污泥热解系统、热解产物分离回收利用系统、废气净化排放系统于一体较完整的热解中试装置,在实现污泥有效处置的同时也实现了高值能源回收利用。中试工况优化,较好工况为：热解时间30-40 min,热解终温450-500℃,在此条件下,干化污泥（含水率5%）减量率为50%;热值为33.8 MJ/kg的热解油产率为17.1%左右。通过对中试运行效果的评估,得出热解油和热解气两者能量或污泥炭自身能量可供干化污泥热解本身所需能量,从而为推动污水污泥热解工艺的工程化利用提供了支持。

关键词：污泥热解中试集成效果评估

农村生活污水强化膜混凝性能及其污泥资源化潜力

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中国给水排水 2022年第9期38卷 1-7页

作者：魏尚珲徐恒常风民胡明李懿南王培京王凯军中国矿业大学<北京>化学与环境工程学院北京100083 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 北京市水科学技术研究院北京100048

农村生活污水和污泥的就地处理与资源化利用近年来受到广泛关注,与生物法相比,强化膜混凝技术能快速捕获污水中的碳、磷资源,目前已在北京农村地区的生活污水处理中得到示范应用。为此,分析了强化膜混凝技术的示范应用效果,并以其产生... 详细信息

农村生活污水和污泥的就地处理与资源化利用近年来受到广泛关注,与生物法相比,强化膜混凝技术能快速捕获污水中的碳、磷资源,目前已在北京农村地区的生活污水处理中得到示范应用。为此,分析了强化膜混凝技术的示范应用效果,并以其产生的污泥为研究对象,考察了污泥中碳、磷的回收性能。结果表明,强化膜混凝一体化示范设备能在水力停留时间为60 min的条件下实现80%以上COD和TP的去除,并产生富含碳、磷且具有较好资源化潜力的污泥。酸碱预处理能有效强化污泥水解,尤其是碱性条件能促进污泥中有机物和磷酸盐的同步释放,最高浓度分别达到5 214.5 mg/L和122 mg/L。酸化发酵是实现有机物进一步转化利用的重要途径之一,当污泥初始pH调为11时,酸化发酵效果最优,酸化产物产量达到3 419.6 mg/L(以COD计),酸化率高达77.0%“。强化膜混凝+污泥酸碱预处理+酸化发酵”有望促进农村生活污水中碳、磷资源的回收,但其后续利用方式和潜在风险需作进一步研究。

关键词：农村生活污水强化膜混凝污泥碳、磷回收酸碱预处理酸化发酵

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城市污泥与煤混合热解特性及动力学分析

环境工程学报 2015年第5期9卷 2412-2418页

作者：常风民王启宝王凯军中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

为了污泥与煤混合热解的实验研究及工程化应用提供初步的数据及理论支持,利用热重分析仪讨论了污泥与煤混合热解的主要影响因素(加热速率、热解终温及混合比例)以及动力学参数。结果表明:加热速率对污泥热解影响较小;混合物热解终温与... 详细信息

为了污泥与煤混合热解的实验研究及工程化应用提供初步的数据及理论支持,利用热重分析仪讨论了污泥与煤混合热解的主要影响因素(加热速率、热解终温及混合比例)以及动力学参数。结果表明:加热速率对污泥热解影响较小;混合物热解终温与煤的热解终温基本一致;煤在污泥(干基)中的添加比例小于50%有利于挥发分的产出;通过热解特性及动力学参数分析,得出混合物比单一物料更易分解,且两者存在一定的协同效应;建立了污泥与煤不同混合比例在有机质主要热解区间内的经验动力学方程,经具体混合比例验证,经验动力学方程推导出的动力学参数及TG曲线与实际实验结果吻合较好。

关键词：污泥煤共热解动力学经验方程

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臭氧高级氧化法降解生化尾水中喹啉

环境工程学报 2015年第12期9卷 5795-5800页

作者：陈傲蕾章丽萍常风民葛艳菊王凯军中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 北京市环境保护科学研究院北京100037

采用O_3、O_3/UV、O_3/H_2O_23种工艺对喹啉的去除、矿化效果,生化性提高及降解规律等方面进行了对比分析,结果表明,单独H_2O_2、单独UV不能有效地降解喹啉;单独O_3、O_3/H_2O_2对喹啉有一定的去除效果,但两者差别不大;反应时间为6 min... 详细信息

采用O_3、O_3/UV、O_3/H_2O_23种工艺对喹啉的去除、矿化效果,生化性提高及降解规律等方面进行了对比分析,结果表明,单独H_2O_2、单独UV不能有效地降解喹啉;单独O_3、O_3/H_2O_2对喹啉有一定的去除效果,但两者差别不大;反应时间为6 min时,喹啉去除率分别为78.7%和79%,反应30 min时,喹啉的矿化率为33.4%和38.2%;O_3/UV工艺明显优于前2种,在6 min内,喹啉基本降解完全,30 min矿化率超过90%;3种工艺的降解过程都很好地满足伪一级动力学规律,O_3/UV的表观反应速率常数(0.7204 min^(-1))大于单独O_3(0.2832 min^(-1))和O_3/H_2O_2(0.29 min^(-1))工艺的表观反应速率常数;采用O_3/UV工艺处理实际工业园区生化尾水,6 min内喹啉降解完全,30 min时,COD去除率为88%,TOC的去除率达到89%,UV254的去除率为96%,出水指标达到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》一级A标准。

关键词：喹啉生化尾水 O3 O3/UV O3/H2O2