资源化利用技术_中国煤炭行业知识服务平台

资源化利用技术

来源：能源环境保护

中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化，正确处理人与自然关系，全面提高资源利用效率具有重要意义。在发展经济的过程中，资源化利用技术能够最大限度地减少资源与能源的消耗，使资源与能源得到充分、有效的利用，同时最大限度地减少废物的产量，使废物中有用资源得到最大限度的回收与综合利用，从而取得最大的经济效益。《能源环境保护》编辑部整理了2023年已发表的19篇关于资源化利用技术的论文作为虚拟专题，以期为相关研究人员提供参考。

行业视野: 环境保护
类别; 85个
关键词; 88位
专家; 19篇
论文; 3758IP
点击量; 2131次
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硝酸盐废水电化学选择性还原产氨的研究进展

作者(Author)：李智卓, 姚福兵, 吴星, 高天宇, 宋振辉, 柴喜林, 唐崇俭

摘要：硝酸盐(NO-3)电化学选择性还原生成氨(NH3)是实现硝酸盐废水资源化处理的关键。本文综述了 NO-3电化学还原生成 NH3领域的最新进展,讨论了 NO-3电化学还原的机理,选择性生成NH3的关键步骤是将 NO-3转化为 NO-2和形成 N—H 键;比较了不同电极材料的性能,提出了强化电极性能的调控策略,分析认为材料的晶体结构、形貌及电荷密度是影响电极性能的关键参数;阐述了电化学反应器对 NO-3转化率和 NH3选择性生成的影响规律,明确了电解池的核心是避免阳极的干扰和实现 NH3的原位分离回收。在此基础上,提出了实现 NO-3 电化学选择性还原生成NH3的重点是开发低成本、稳定高效的电极材料和研发电化学耦合原位分离 NH3的一体化反应器,以及开展长期大规模的实际 NO-3废水电化学选择性还原产 NH3的研究。

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能源环境保护

2023年第04期

215

70
CO2与NO-2/NO-3电催化合成尿素研究进展

作者(Author)：陈红梅, 杨泽群, 陈搏实, 李敏瑜, 李海龙

摘要：CO2的过度排放是 21 世纪人类面临的最大环境问题之一,严重威胁人类社会的可持续发展。在各种实现碳捕集和转化的方法中,通过电催化方法将 CO2转化为高值附加产品能有效缓解环境保护和工业生产的压力,提高碳资源的利用率,助力实现碳中和目标。相较于在高温高压条件下实现工业尿素合成,电催化共还原 CO2与 NO-2 / NO-3生产尿素反应条件温和、能耗低、二次污染小,是一种具有工业化应用前景的 CO2利用方式。本论文综述了 CO2与 NO-2 / NO-3电催化合成尿素的研究进展,重点从催化剂的设计合成以及 C—N 耦合机制两方面讨论了尿素在不同催化剂上的形成过程及其内在机制。设计可以共吸附并还原 CO2 与 NO-3 / NO-2 的材料是电催化合成尿素所面临的的关键挑战。前期研究表明引入缺陷和/ 或掺杂异质原子等方式是改善催化剂电子结构,实现 CO2 和NO-3 / NO-2 共吸附,提升尿素合成效率的有效方式。针对尿素合成的机理,报道最多的是由∗CO 和∗NH2中间体或∗COOH 和∗NH2中间体直接偶联生成尿素;C—N 耦合过程中间产物的确定对指导催化剂的设计具有重要意义。其中,关键 N 中间体存在形式主要有∗NH2、∗NH2OH、∗NH 和∗NO-2,关键 C 中间体主要有∗CO 和∗COOH 两种。基于对催化剂设计合成和尿素形成机理的讨论,本论文对相关领域未来的研究重点和难点进行了进一步的总结和展望。

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能源环境保护

2023年第03期

251

115
基于湿化学技术从污泥焚烧灰中回收磷的研究进展

作者(Author)：胡少刚, 张婧, 杨武霖

摘要：作为植物生长的必需营养元素之一,磷在现代农业的发展中发挥着不可忽视的作用,并且需求量巨大。由于全球的磷储量有限且磷资源不可再生,污泥焚烧灰因其中磷含量较高且年产量巨大被认为是一种潜在的二次磷资源。本文综述了基于湿化学技术从污泥焚烧灰中回收磷的研究现状,该技术主要包括磷提取过程及后续的磷产品生产过程。磷提取过程主要包括基于酸性试剂的酸提取技术,基于碱性试剂的碱提取技术以及多种方式组合的连续提取技术。磷产品生产过程主要通过化学沉淀和晶体沉淀的方法从富磷溶液中生产磷产品,一般为钙磷、鸟粪石以及蓝铁矿,这三种磷产品都可以作为磷肥促进植物生长。基于湿化学技术从污泥焚烧灰中回收磷产品的难点是其中富集有大量的重金属等杂质元素,因此需要通过各种纯化预处理手段降低溶液中的杂质含量,以提高后续回收的磷产品纯度。本文总结了基于湿化学技术的各种纯化预处理手段,主要包括离子交换除杂技术,磷吸附-解吸附技术,以及通过控制 pH 的沉淀除杂技术等。本文探讨了从污泥焚烧灰中回收磷产品的可行性及必要性,总结了基于湿化学技术从其中回收磷产品的方法及技术路线,分析了湿化学技术回收污泥焚烧灰中磷产品的基本原理,为开发新的从其中回收磷的技术提供了参考。

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能源环境保护

2023年第05期

69

31
基于菌藻共生的污水处理与资源化新技术研究进展

作者(Author)：卢蕾, 马佳莹, 褚华强, 周雪飞, 张亚雷

摘要：基于微藻生物处理技术的菌藻共生培养体系,不仅能实现污水资源化,还可利用菌藻间相互作用增强处理系统的污染物去除能力及藻类生物质回收潜力。菌藻共生体系还可耦合 CO2固定,结合工业烟气中高浓度的 CO2 进行微藻培养可同时实现碳减排与降低微藻额外曝气补充CO2的能耗,符合“碳中和”的发展需求。本文对菌藻共生体系在污水处理及资源化过程的作用机理、相互作用形式及影响因素进行了系统介绍,对菌藻工程在污染物降解、CO2固定及微藻生物质产品的回收潜力展开综述。研究菌藻间营养交换、信息传递及基因水平的互相适应作用形式,发现选择适宜的共生菌藻组合培养可有效增强污水中污染物去除效果且提高 CO2固定效率。菌藻共生效应对藻类生物组分(蛋白质、脂质和碳水化合物等) 积累存在增强效应与选择能力,通过污水类型合理遴选藻种及对应共生菌、调节接种比例与培养条件,可提高工业规模上收获微藻并进一步加工生产生物燃料、医疗保健食品等产品的效率。菌藻共生耦合废水处理、CO2固定及生物质能回收于一体,有利于构建绿色低碳且经济可持续的一体化污水资源化处理技术。

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能源环境保护

2023年第02期

207

93
微生物电解强化剩余污泥裂解液发酵产短链脂肪酸

作者(Author)：孟庆杰, 王慧, 康旭, 刘文宗

摘要：污泥裂解液是污泥热水解过程中产生的含有大分子有机物的高浓度溶液, 通常采用厌氧消化来实现降解转化及资源回收, 但在热转化过程中, 美拉德反应产物等难降解有机物会导致成厌氧转化效率较低, 产甲烷效率也不高。为了解决这个问题, 本研究提出了利用微生物电解辅助厌氧消化(ME-AD)系统对污泥裂解液进行强化处理和资源化的方法, 旨在考察大分子有机物的降解效能和短链脂肪酸(SCFAs)转化效率。研究结果表明, 与实际污水厂通常处理稀释 5 倍后的裂解液相比, 采用 ME-AD 直接处理裂解液原液可以提升厌氧降解效率。在序批周期内, COD 的去除率为 40.2%, 比传统厌氧转化提高了 15.6%;强化降解污泥裂解液中复杂有机物转化为 SCFAs, 在第五天强化厌氧发酵过程中, SCFAs 的产生达到了最高浓度 40.0×105 mg/ L, 其中乙酸的占比最高, 达到了 68.1%。该研究可为解决污泥裂解液处理难题和污泥资源化利用提供思路。

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能源环境保护

2023年第05期

70

21
基于热解的废塑料化学升级回收研究进展

作者(Author)：谢雯, 张祥琨, 赵志刚, 李玉青, 王凯歌

摘要：全球每年塑料总产量高达 4 亿 t,使用后的塑料近 80%被直接填埋或倾倒在自然界中,随之产生和释放的微塑料会对生态环境及人类健康带来巨大威胁,如何高效环保地处理废塑料已成为当下国内外共同关注和研究的热点。在众多的废塑料处理方式中,以热解为代表的化学回收技术可将高分子聚合物转变为小分子单体或低聚物等高值产品,是目前废塑料回收技术研究的前沿领域。本文详细总结了废塑料快速热解、催化热解、氧化热解、加氢热解等不同热解技术的研究和产业化进展,对目前废塑料热解研究和产业化面临的挑战和难题进行了讨论,并展望了各种热解技术未来的发展方向,以期在未来的研究中能够根据现有基础探索出更加高效、环保、经济的废塑料热解技术和方法,从而满足不断增长的环保和可持续发展需求。

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能源环境保护

2023年第03期

232

117
含油污泥热解资源化及过程污染控制研究进展及发展趋势

作者(Author)：刘武军

摘要：如何实现含油污泥的无害化处理和资源化回收,是目前石油生产领域面临的一个重大挑战。热解,作为一种在缺氧环境下热化学分解有机物的方法,在无害化处置和资源化利用含油污泥方面具有重大的应用潜力。含油污泥的热解资源化已经成为当前石油开采、提炼及环境保护领域的一个重要关注点,近年来相关研究十分广泛。本文综述了当前国内外学者对含油污泥热解资源化及过程污染控制技术的最新研究成果,以无害化处置和资源化转化含油污泥的热化学新技术为导向,对含油污泥热解资源化及过程污染控制进行全面深入的总结和分析,旨在揭示热解过程中含油污泥组分的增值转化过程及其机制、含氮含硫污染物的产生/ 转化和迁移途径及其相应机制,重点考察催化热解及共热解过程中的催化剂设计原则及反应工艺优化、含硫含氮小分子有机化合物的生成过程及其影响因素以及重金属元素的迁移转化等,并对其未来工业化规模应用前景和发展趋势进行了展望,以期为未来含油污泥无害化处置和资源化回收工作提供理论和技术参考。

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能源环境保护

2023年第02期

139

90
离子膜氯碱工业中废盐资源化的应用与挑战

作者(Author)：梁子誉, 谢勇冰, 吉庆华, 马金星, 曹宏斌

摘要：在我国生态文明建设方针指导下,工业用水效率和重复利用率显著提升,但目前的废水排放总量仍不容忽视。工业废水零排放是实现污水资源化利用的重要途径,但处理过程中会形成废盐和高浓度废盐水。现阶段我国对于废盐的处置率低,并且几乎未进行资源化利用,已成为了制约工业废水零排放的重要瓶颈之一。以工业废盐作为原料回用于氯碱工业提供了一种新的废盐消纳渠道,但进料中含有的杂质组分多,利用废盐的离子膜氯碱工业将面临以膜污染为代表的新挑战。系统性介绍了离子膜氯碱工业中废盐资源化原理与工艺流程,讨论了阴阳离子与溶解性有机质致离子膜污染的过程机制与表征手段,并从进料控制、膜清洗、运行工况优化等方面提出了合理的应对策略,最终对未来关于进料水质参数优选与高性能阳离子交换膜研发提出展望,以期促进工业废水零排放过程中废盐资源化技术研发与应用。

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能源环境保护

2023年第02期

179

85

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