基本信息
- 项目名称：
- 温室气体（CO2）与生活污水耦合治理技术与机理研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目利用弱碱性的生活污水来吸收酸性的CO2气体，再运用微生物技术耦合修复上述污水，达到以废治废、综合治污的效果。
- 详细介绍：
- 针对火力电厂高丰度的CO2和大量弱碱性生活污水，本项目提出以温室气体（CO2）和生活污水（弱碱性）为研究目标，研究絮凝微生物与降解微生物的联合作用对此类复合污染废水耦合修复技术与机理，实现集“气”于“液”、以“废”治“废”的综合资源化修复技术。本项目的成功研究不但为CO2治理开辟了新路，而且拓展了大量存在的弱碱性生活污水的新用途，能够尽快应用到节能减排、以废治废的生产实践中去，与哥本哈根会议提出的“节能减排、减少温室气体排放”的世界呼声相一致。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 根据“哥本哈根”国际环保大会提出的各国治理温室气体的要求，针对火力发电厂烟囱中高丰度的CO2和大量弱碱性生活污水，本项目提出温室气体（CO2）与生活污水耦合治理的技术与机理研究。 以吸收CO2后的弱碱性生活污水为研究对象，探讨微生物絮凝与降解的联合作用对此类复合污染废水耦合修复技术与机理，实现集“气”于“液”、 以“废”治“废”的资源化综合治理技术。
科学性、先进性及独特之处
- 1.阐明絮凝菌和降解菌的协同作用对含高丰度CO2复合污染废水的修复过程和机理。结合沈海热电厂烟气复合污染的特点，全面优化技术参数用于原位修复，实现废水回用，节约资源。 2.首次研究生活污水强效吸收温室气体CO2，集温室气体和生活污水于一体，以“废”治“废”，挑战了以往治理单一污染的不足。 3.开辟了大量存在的弱碱性生活污水的新用途，本项目的成功研究可以尽快应用到节能减排的生产实践中去。
应用价值和现实意义
- 1.将生活污水与温室气体的治理与回收利用相结合，变废为宝，节约了资源，符合国家可持续发展战略的要求，造福子孙。 2.降低了污水和大量烟气处理的成本，为工厂节约了一部分资金。 3.利用微生物的絮凝作用和降解作用，处理生活污水和温室气体并使其资源化，挑战了以往治理单一污染的不足。
学术论文摘要
- 通过对实验数据的处理，找出四种影响吸附效果的因素，得出最佳吸附条件，即在溶液pH值为6，2-萘酚浓度为20mg/L，吸附时间为6天，菌添加量为10%时吸附效果最好。经选定，我们找出CO2的理想增溶剂为六亚甲基四胺和EDTA（二钠盐-三钠盐），二者可显著提高生活污水对CO2的吸收能力。经实验测定，在293K，1atm下，所使用的弱碱性生活污水对CO2的吸收能力为102%，加入增溶剂后，生活污水对CO2的吸收能力变为357%。
获奖情况
- 1.姜雷,袁博,王豪鑫. 黑曲霉吸附生活污水中2-萘酚的研究[J]. 科技创新导报,2010,(36):1.（已发表） 2.李盼盼,臧淑艳,袁博,等. 黑曲霉对模拟废水中汞的吸附[J]. 沈阳化工大学学报,2011,25(1):1-5.（已发表） 3.姜雷,王豪鑫,袁博. 火力发电厂烟气中CO2吸收方法的最新发展. 环境科学学报.（待发表）
鉴定结果
- 结论如下：针对本课题查新点2，已见关于2-萘酚降解产物的报道，未见2-萘酚降解产物为1,4-Naphthoquinone和1,5-Dihydroxynphthalene的文献报道。
参考文献
- 1.孙铁珩,蒋侃,孙丽娜,王书文.污水处理和回用技术的应用:中水回用在沈阳的发展前景和存在的问题[J].应用生态学报,2006,17(12):2441-2444. 2.颜家保,张浩,于庆满.二氧化碳回收技术及应用前景[J].应用化工,2005,34(2):76-78. 3.周启星.复合污染生态学[M].中国环境科学出版社,北京, 1995.
同类课题研究水平概述
- 随着全世界人民对水资源短缺以及哥本哈根会议温室效应问题的重视, 作为废气排放的二氧化碳和二氧化硫,其回收、固定、利用及再生资源化问题引起世界各国特别是工业发达国家的普遍关注,有关温室气体的应用及研究也不断深入。烟气中二氧化碳的资源化研究成为目前的热点问题。国内外二氧化碳气体分离回收的常用技术目前工业上分离提纯CO2的方法有精馏法、物理吸附法、膜分离法、吸收法 ( 物理吸收法和化学吸收法) 等。但这些方法操作过程繁琐并且具有二次污染而不够理想，尤其是当二氧化碳等浓度很低时，往往由于操作费用和原材料成本相对过高而难以投入实际应用。 微生物絮凝法具有原材料来源丰富、成本低廉、吸附速度快、吸附量大等优势而倍受关注。实现废水回用和重金属回收的技术方法，可以在经济效益、社会效益和环境效益等方面挑战传统治理单一污染的修复技术。 水资源和水污染是当前世界最大的资源环境问题之一，也是人类面临的严峻挑战。我国是一个严重缺水国家，人均占有量仅有世界平均水平的1/4。生活废水中杂质很多，杂质的浓度与用水量多少有关。 随着人口在城市和工业区的集中，城市生活废水的排放量剧增。1997年与1990年比，城市生活废水排放量翻了一番，达到了218亿吨。生活废水中多含有机物质，容易被生物化学氧化而降解。未经处理的生活废水排人天然水体会造成水体污染。所以，这种水一般不能直接用于农业灌溉，需经处理后才能进行排放。 生活污水中所含污染物的种类是多种多样的，不能预期只用一种方法就可以将所有的污染物都去除干净，因此水处理的方法也多种多样。资源化的重点在于利用，利用是资源化产品的终级目标与市场表达。废水的处理方法有化学沉淀法、离子交换树脂法和吸附法等，这些废水的处理方法都是一种污染转移，将废水中溶解的有机污染物或重金属转化成沉淀或是更加易于处理的形式（通常是进行填埋）。然而，这些污染物对环境的危害依然长期存在，对这种污染的治理常常需要付出更加昂贵的代价。所以，从社会效益、环境效益和经济效益考虑，将此类复合污染的废水治理的同时回收重金属具有重大意义。
