电镀污泥成分X荧光检测水分影响机制及校正方法研究

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作者 滕婧 石垚 +4 位作者 李会泉 刘作华 李志宏 何明星 张晨牧 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期419-425,共7页

电镀污泥是金属加工、电子元器件制造等行业在废水处理过程中所产生含重金属危险废物。我国每年产生大量电镀污泥约1000万吨,因含有Zn、Cu、Fe、Ni、Cr等多种有价金属元素其资源化利用潜力巨大,同时大量污泥处置不当也会危害人体健康和... 电镀污泥是金属加工、电子元器件制造等行业在废水处理过程中所产生含重金属危险废物。我国每年产生大量电镀污泥约1000万吨,因含有Zn、Cu、Fe、Ni、Cr等多种有价金属元素其资源化利用潜力巨大,同时大量污泥处置不当也会危害人体健康和污染环境。传统化学分析测试过程复杂周期长,不利于电镀污泥实时污染防控。能量色散X射线荧光(EDXRF)光谱法分析快速简便、费用低廉、可实现原位检测,然而电镀污泥样品含水率高、成分含量不稳定,影响测试结果的及时性和准确度,导致关键元素的资源转化效率难以保证、环境污染管控难度高。因此需要分析X荧光检测水分影响机制并探究水分校正方法,以提高EDXRF测试结果准确度。以不同含水率电镀污泥为对象,研究了水分对电镀污泥EDXRF测试过程中光谱本底、散射峰、目标元素特征峰的影响机制,通过目标元素特征峰与瑞利散射峰强度的比值、样品含水率ω0 wt%和目标元素含量Ci%建立水分校正模型,探究了Ca、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn目标元素的水分校正方程中的实验修正因子。结果表明,水分抬高了光谱本底改变谱峰轮廓,对低能段、计数小的谱峰测试结果影响较大。含水率越高,散射峰净强度越大,瑞利散射线更能准确描述散射峰净强度和含水率的关系,目标元素特征峰与瑞利散射峰强度比值与含水率、目标元素含量能够准确符合线性关系。水分校正模型对Cr、Fe、Ni、Cu、Zn五种重金属校正结果准确度较高,校正值与基准值相关系数R2均大于0.95,RMSE均小于0.05,对Ca元素校正准确度较低R2为0.93,RMSE为1.046需增加相关校正因子进一步优化。该研究有望应用于再生铜行业电镀污泥处置现场测量的水分校正方法中,在提高电镀污泥资源利用效率的同时降低环境污染风险。 展开更多

关键词 X射线荧光光谱 电镀污泥 水分影响 基体效应 散射校正

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络合-陶瓷膜耦合技术处理低浓度含铜废水 被引量：2

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作者 张晨牧 孙晓明 +2 位作者 刘景洋 徐同宽 曲丰作 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期107-110,共4页

采用孔径为200nm的陶瓷膜，以聚丙烯酸（PAA）为络合剂，含Cu^2＋废水为模拟废水，研究了络合．陶瓷膜耦合技术处理低浓度含铜废水过程。重点考察了运行时间、络合剂浓度、络合剂／金属离子质量浓度比（P／M）、溶液pH、离子强度、操作... 采用孔径为200nm的陶瓷膜，以聚丙烯酸（PAA）为络合剂，含Cu^2＋废水为模拟废水，研究了络合．陶瓷膜耦合技术处理低浓度含铜废水过程。重点考察了运行时间、络合剂浓度、络合剂／金属离子质量浓度比（P／M）、溶液pH、离子强度、操作压力等对膜通量及Cu^2＋截留率的影响。结果表明，当P／M≥5、pH为5～6时，Cu^2＋的截留率接近100%，膜通量较高且趋于稳定；外加盐（NaCl和Na2SO4）导致Cu^2＋截留率下降，可以通过增加P／M值多级处理达到对Cu^2＋的理想去除。 展开更多

关键词 陶瓷膜 含铜废水 膜污染 离子强度

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长江经济带典型锌冶炼园区不同固废处置模式生态效率研究 被引量：1

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作者 刘伟宁 石垚 +7 位作者 张晨牧 刘朗明 李会泉 庄才备 孙天友 胡应燕 曹春 李强 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2461-2476,共16页

我国铜铅锌有色冶炼固废种类多、存量大,富含多种环境毒害元素如镉铬汞砷等,而目前固废末端处置方式单一,对其所含的大量铜铅锌银镍等有价金属组分也未能有效分离,固废污染防控与高效资源化利用问题突出,已成为制约产业绿色可持续发展... 我国铜铅锌有色冶炼固废种类多、存量大,富含多种环境毒害元素如镉铬汞砷等,而目前固废末端处置方式单一,对其所含的大量铜铅锌银镍等有价金属组分也未能有效分离,固废污染防控与高效资源化利用问题突出,已成为制约产业绿色可持续发展的关键因素。以长江经济带典型铜铅锌综合冶炼基地为例,设置直接处理(情景1)、内部循环(情景2)和协同利用(情景3)三种锌冶炼固废处置情景模式,结合物质投入产出法、层次分析法与熵值法,构建资源能耗、环境风险、物质循环与经济效益的多维生态效率指标核算方法体系,对三种情景模式开展生态效率综合评估分析。结果表明,情景3因加强了锌冶炼固废在铜、铅冶炼系统间的协同转化,其生态效率综合评价指数最高,为0.2246,较情景1和情景2分别高出313.6%和25.5%;从资源能耗角度来看,情景2单位产品能耗最高,达0.3086;而从物质循环和经济效益角度来看,情景3固废综合利用率最高,达97.6%,铜铅锌三种有价金属回收率达97.2%,利润总额达48131.3万元;但在环境风险方面,尽管情景3固废中重金属污染排放减少1470.4 t/a,但废气中铅砷镉汞等重金属污染排放却比情景1增加了3倍以上,达1.59 t/a。综上所述,情景3在固废二次资源综合利用和经济效益方面优势显著,因此,加强铜-铅-锌产业链间固废的协同利用,不仅可大幅减少固废冗余量,提高有价金属资源的回收效率,增加经济效益,还能有效降低水、土环境污染风险,但大气中重金属污染排放问题仍亟需关注。 展开更多

关键词 锌冶炼 投入产出分析 生态效率 固废协同利用 情景分析

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基于XRF与RBF神经网络的锌浸出渣有价组分精准定量分析研究 被引量：1

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作者 李媛 石垚 +4 位作者 李绍元 何明星 张晨牧 李强 李会泉 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期490-497,共8页

锌冶炼浸出渣是湿法炼锌工艺产出的冶炼固废渣,占锌冶炼固废产出总量的75%以上,因含有Zn,Cu,Pb,Ag,Cd和As等多种有价金属元素,其资源化利用潜力巨大。然而由于其成分含量不稳定,检测精度不足等原因,导致关键元素的资源转化效率难以保证... 锌冶炼浸出渣是湿法炼锌工艺产出的冶炼固废渣,占锌冶炼固废产出总量的75%以上,因含有Zn,Cu,Pb,Ag,Cd和As等多种有价金属元素,其资源化利用潜力巨大。然而由于其成分含量不稳定,检测精度不足等原因,导致关键元素的资源转化效率难以保证,因此对浸出渣关键资源组分的精准定量分析在锌冶炼行业绿色发展方面具有重大意义。该研究以Zn,Cu,Pb,Cd和As五种目标元素为分析对象,分别采用XRF工作曲线法和XRF结合RBF神经网络模型的方法对浸出渣目标元素定量分析,以相对误差、相对标准偏差作为两种方法的评价指标,对两种方法进行分析比较。首先采用标准添加法对工业现场采集的锌浸出渣配制浓度梯度样,并以此为标准化样品进行ICP-OES检测,随后将ICP-OES检测结果作为目标元素定量分析基准值,对浓度梯度样品进行X射线荧光光谱(XRF)检测,建立目标元素工作曲线,利用工作曲线对各目标元素进行定量分析。同时用XRF光谱数据构建输入矩阵、样品目标元素浓度构建输出矩阵,训练RBF神经网络来构建浸出渣中目标元素多元定标模型,并用此模型实现浸出渣样品目标元素预测。工作曲线法定量分析结果与ICP-OES基准值对比得到相对误差均值为8.5%,标准偏差均值为4.0%;RBF神经网络预测结果与ICP-OES基准值对比得到相对误差均值为0.18%,标准偏差均值为0.58%。结果表明,两种方法均能实现浸出渣样品目标元素的定量分析,但XRF结合RBF神经网络的方法能够对浸出渣样品进行精准定量分析和基体校正,分析结果准确性和精密度优于传统工作曲线分析方法。 展开更多

关键词 射线荧光光谱 精准定量分析 径向基神经网络模型 锌冶炼浸出渣

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基于河流环境生态特征的永定河流域综合治理与管理 被引量：4

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作者 田广宇 刘湛 +1 位作者 刘浩 张晨牧 《中国水利》 2019年第22期42-44,46,共4页

永定河流域水资源过度开发、环境承载力差、污染严重、河道断流、生态系统退化、部分河段防洪能力不足等问题突出,严重制约京津冀地区经济社会的健康发展。在分析永定河河流环境生态特征(即汇集、输移、转化、沉积、冲刷、传输、延长、... 永定河流域水资源过度开发、环境承载力差、污染严重、河道断流、生态系统退化、部分河段防洪能力不足等问题突出,严重制约京津冀地区经济社会的健康发展。在分析永定河河流环境生态特征(即汇集、输移、转化、沉积、冲刷、传输、延长、流水生态)和水资源条件的基础上,遵循系统原则、目标原则、有限条件原则、类型原则、平衡原则、生产力控制原则、递进原则、自组织与共力修复原则、规模原则和安全原则,探讨永定河流域治理模式,提出了以"三水共治"为主导思路的永定河流域综合治理建议方案,旨在实现永定河逐步恢复为"流动的河、绿色的河、清洁的河、安全的河"。 展开更多

关键词 永定河 环境生态特征 流域综合治理与管理

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粤港澳大湾区特大城市资源循环利用基地集成示范

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作者 呼和涛力 单锐 +3 位作者 王望龙 卢志民 余广炜 张晨牧 《科技成果管理与研究》 2023年第9期64-66,共3页

资源循环利用基地是新型城市建设的功能区,是提高城市资源利用效率的重要方式以及破解垃圾处置"邻避效应"的主要途径之一.海心沙资源循环利用基地作为粤港澳大湾区重要的国家资源循环利用基地,主要开展多源固废循环利用智能... 资源循环利用基地是新型城市建设的功能区,是提高城市资源利用效率的重要方式以及破解垃圾处置"邻避效应"的主要途径之一.海心沙资源循环利用基地作为粤港澳大湾区重要的国家资源循环利用基地,主要开展多源固废循环利用智能管控技术研发与集成示范,形成粤港澳大湾区城市群多源固废基地化协同处置、绿色可持续综合解决方案及商业运行模式,力争打造成为国内固废处理行业的新标杆、粤港澳大湾区循环经济展示的新窗口以及岭南水乡特色的生态工业园区. 展开更多

关键词 粤港澳大湾区 资源循环利用 新标杆 生态工业园区 集成示范 固废处理 特大城市 协同处置

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城市多源固废协同利用与区域绿色循环发展研究——以东莞海心沙国家资源循环利用示范基地为例

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作者 石垚 李会泉 +12 位作者 陈少华 陈伟强 熊彩虹 李松庚 汪印 钱鹏 李双德 华超 陆平 刘宇鹏 张晨牧 褚建文 卢新 《中国科学院院刊》 CSCD 北大核心 2023年第12期1804-1817,共14页

固体废弃物长期堆存和粗放处置利用造成严重的水-土-气复合污染,加强固体废弃物的科学有效利用,不仅利于解决我国固废重大污染问题,还能缓解我国资源能源短缺困境。文章梳理了3种典型类别的城市固废综合处理经验模式,指出以集中化、资... 固体废弃物长期堆存和粗放处置利用造成严重的水-土-气复合污染,加强固体废弃物的科学有效利用,不仅利于解决我国固废重大污染问题,还能缓解我国资源能源短缺困境。文章梳理了3种典型类别的城市固废综合处理经验模式,指出以集中化、资源化、绿色化为特征的固废循环经济处置利用模式是解决我国固废复杂问题的主要途径,因此急需系统地开展城市多源固废协同利用模式下的关键技术、装备,以及资源能源环境系统集成优化控制研究。以东莞海心沙国家资源循环利用示范基地发展实践为例,阐述了通过突破垃圾焚烧、餐厨制沼、市政污泥热解、电子污泥熔炼、废矿物油蒸馏、全过程代谢模拟数字孪生等一系列城市多源固废资源能源协同清洁高效回收与智能管控关键技术,大幅提升了基地的资源能源综合回收效率,降低了区域环境综合影响水平,真正实现了粤港澳大湾区典型城市多源固废的资源能源耦合高效利用和环境友好型发展。最后,从固废精细化管理、循环发展模式创新、无废社会建设等方面展望了城市多源固废综合利用与减污降碳协同发展的重点方向。 展开更多

关键词 城市多源固废 循环经济 无废社会建设 集成优化控制 减污降碳

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基于神经网络预测的锌挥发率影响机制分析

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作者 昝智 张晨牧 +4 位作者 伍继君 石垚 刘朗明 刘卫平 庄才备 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1300-1313,共13页

浸出渣回转窑煅烧回收锌、铟等有价金属是湿法炼锌行业资源绿色循环的关键环节,呈现多因素耦合、大时滞等特点,能耗高、锌挥发率不稳定,快速优化调控困难。以国内30万吨/年锌浸出渣回转窑煅烧工程为研究对象,在工况参数灰色关联度定量... 浸出渣回转窑煅烧回收锌、铟等有价金属是湿法炼锌行业资源绿色循环的关键环节,呈现多因素耦合、大时滞等特点,能耗高、锌挥发率不稳定,快速优化调控困难。以国内30万吨/年锌浸出渣回转窑煅烧工程为研究对象,在工况参数灰色关联度定量分析的基础上,引入粒子群算法优化建立BP神经网络锌挥发率预测模型,结合反应机理和单因子情景分析法,重点考察了焦粉投入强度、温度和浸出渣关键组分对锌挥发率的影响规律。结果表明,焦粉投入强度对锌挥发率影响显著,关联系数达0.842;同时,锌挥发率预测模型R2达0.987,整体误差≤±0.6%;焦粉投入强度、窑尾温度和浸出渣含Fe率最优模拟调控值分别为0.60 t/t,680℃和23wt%。本研究可为湿法炼锌行业锌浸出渣绿色高质循环利用的优化控制提供理论指导和技术支撑。 展开更多

关键词 浸出渣资源化 锌挥发率 灰色关联度分析 PSO-BP神经网络 情景分析 优化控制

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壳聚糖络合-陶瓷膜耦合技术处理低浓度含铜废水 被引量：5

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作者 张晨牧 刘景洋 +2 位作者 孙晓明 徐同宽 白卫南 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期83-88,共6页

采用孔径为200 nm的陶瓷膜,以壳聚糖为络合剂,研究了络合-陶瓷膜耦合技术处理低浓度含铜废水过程。考察了溶液p H、壳聚糖/Cu2+质量浓度比、络合剂浓度、离子强度、操作压力及体积浓缩因子等对处理效果的影响。结果表明,壳聚糖投加量与... 采用孔径为200 nm的陶瓷膜,以壳聚糖为络合剂,研究了络合-陶瓷膜耦合技术处理低浓度含铜废水过程。考察了溶液p H、壳聚糖/Cu2+质量浓度比、络合剂浓度、离子强度、操作压力及体积浓缩因子等对处理效果的影响。结果表明,壳聚糖投加量与p H是影响处理效果的关键因素,当壳聚糖/Cu2+质量浓度比≥10、p H=6时,Cu2+截留率接近100%,膜通量趋于稳定;在较高浓度外加盐(Na Cl和Na2SO4)存在时,Cu2+截留率仍可达到99%以上。将壳聚糖-铜络合物浓缩液酸化解络后通过陶瓷膜过滤分离壳聚糖和游离态的Cu2+,可实现壳聚糖的循环回用;采用回用的壳聚糖处理含铜废水时,Cu2+截留率可达到95.8%。 展开更多

关键词 陶瓷膜 壳聚糖 含铜废水 截留率 循环回用

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络合-陶瓷膜耦合技术资源化处理模拟低浓度含铜废水 被引量：1

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作者 张晨牧 刘景洋 +1 位作者 戴景富 孙晓明 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1565-1572,共8页

以聚丙烯酸(PAA)和壳聚糖(CTS)作为络合剂,耦合孔径200 nm的陶瓷膜处理模拟低浓度含铜废水,采用ICP-MS、TOC、SEM表征与Darcy膜污染模型对处理效果和膜污染情况进行表征;对比研究不同络合剂对Cu2+截留效果与资源化回用效率的影响;并探... 以聚丙烯酸(PAA)和壳聚糖(CTS)作为络合剂,耦合孔径200 nm的陶瓷膜处理模拟低浓度含铜废水,采用ICP-MS、TOC、SEM表征与Darcy膜污染模型对处理效果和膜污染情况进行表征;对比研究不同络合剂对Cu2+截留效果与资源化回用效率的影响;并探讨对应的膜污染机理。结果表明:溶液pH通过影响聚合物络合活性位点对Cu2+截留率起决定性作用;在pH=6、P/M≥5或C/M=10的优化条件下,Cu2+截留率接近100%;PAA相对于CTS对Cu2+的络合效率更高,而CTS具备更好的抗杂质离子干扰能力;酸解、循环回用的PAA与CTS对Cu2+截留率稳定在99%以上。膜污染阻力分布计算和SEM、EDX微观表征表明,滤饼污染为膜污染主要形式,CTS更易造成不可逆的膜孔堵塞污染。 展开更多

关键词 陶瓷膜 含铜废水 离子强度 膜污染

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回望改革巨变 共筑发展蓝图——评析央视纪念改革开放40周年特别节目《追梦时代》

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作者 张步中 张晨牧 《电视研究》 CSSCI 北大核心 2019年第4期24-26,共3页

央视《新闻1+1》推出的特别节目《追梦时代》以时间为主轴,讲述了改革开放推动下中国40年的沧桑巨变。本文认为,节目基于身份重叠的叙事主体、线性与平行并存的叙事结构、真实史料与影像对比相辅相成的叙事方式、视觉与听觉完美结合的... 央视《新闻1+1》推出的特别节目《追梦时代》以时间为主轴,讲述了改革开放推动下中国40年的沧桑巨变。本文认为,节目基于身份重叠的叙事主体、线性与平行并存的叙事结构、真实史料与影像对比相辅相成的叙事方式、视觉与听觉完美结合的叙事技巧,书写了改革开放的壮丽史诗,为历史题材电视节目创作提供了借鉴。 展开更多

关键词 叙事学 改革开放 《追梦时代》 历史题材

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粤港澳大湾区典型固废综合处置园区能量代谢特征研究 被引量：3

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作者 李啸 石垚 +5 位作者 金炳界 张晨牧 顾四海 王望龙 李会泉 熊彩虹 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期481-494,共14页

我国城市固体废物种类多、来源广、产量大,不同固废处置方式不尽相同,但均面临能耗高、二次污染大等问题.本研究从物质流及投入产出分析视角出发,构建了城市多源固废处置能量代谢分析框架及其评价指标体系,并以位于中国粤港澳大湾区唯... 我国城市固体废物种类多、来源广、产量大,不同固废处置方式不尽相同,但均面临能耗高、二次污染大等问题.本研究从物质流及投入产出分析视角出发,构建了城市多源固废处置能量代谢分析框架及其评价指标体系,并以位于中国粤港澳大湾区唯一的国家级资源循环利用园区为例,通过设置固废单独处置、固废物质协同处置和固废物质能量耦合协同处置3种模式情景,分别从投入、产出和效率3个方面对其能量代谢特征进行综合分析和评估.结果表明,从能源消耗角度来看,物质协同处置能源消耗高出单独处置27.54%,而物质能量耦合协同处置由于实现了余热余能内部回用,其能源消耗较单独处置减少了3.73%.从能量损失情况来看,通过物质协同和物质能量耦合协同,能量损失率从单独处置模式下的73.17%分别降到了65.82%和63.41%,其中废气赋存作为主要能量损失途径占比接近50.00%.从能效角度来看,物质能量耦合协同模式下,能源消耗强度比单独处置和物质协同处置模式下分别降低了11.54%和17.03%,但其能量循环利用率也仅仅只达到了12.22%.综上所述,加强城市多源固废集中化协同处置,可以增强其资源能源替代效应,降低区域生态环境风险,但各种低温烟气及废水的余热利用仍是未来我国固废协同处置下能碳双控的重要方向.同时本研究为城市多源固废处置能量代谢优化过程提供了一套可量化评估的方法和指标体系,将有助于促进我国城市固废综合利用行业绿色低碳循环发展目标的进一步实现. 展开更多

关键词 城市多源固废 资源能源代谢 物质能量耦合协同 情景分析 绿色低碳循环

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