基于两级AO的高电导率重金属废水的中试试验研究
分段进水两级AO工艺生物脱氮除磷实验研究

分段进水两级A/O工艺生物脱氮除磷实验研究部分进水与回流污泥进入第一段缺氧区,而其余进水则进入第二段缺氧区。
在反应器中形成一个污染物浓度梯度。
分段进水系统在不增加反应池出流M LSS的质量浓度的情况下,反应器平均污泥浓度增加,终沉池的水力负荷与固体负荷没有变化。
同时系统中每一段好氧区产生的硝化液直接进入下一段的反硝化区进行反硝化,无需硝化液内回流设施,反硝化区利用废水中的有机物作为碳源,在不外加碳源的条件下,达到较高的反硝化效率。
该工艺兼顾了除磷和反硝化对碳源的需求,提高系统除磷脱氮的整体效果,同时取消了硝化混合液的回流,与传统A O工艺相比可节约1/3的能源。
结果表明分段进水两级A/O工艺有较好的脱氮除磷效果,当Q1/Q 2为2:1~1:1时,其TKN 去除率为80%以上,C0D去除率为90以上,PO43-去除率可达50%以上[1]。
论文关键词:分段进水两级A/O工艺,脱氮除磷,浓度梯度0、引言解决水体富营养化问题的关键,是对污水进行有效的脱氮除磷处理[2].城市污水脱氮处理新工艺较多,但大多数工艺由于投资大、运行费用高或控制条件要求严等原因,难以发挥应有的作用.分段进水两级A/O工艺是日本提出的新标准活性污泥法的一种形式。
新标准活性污泥法是好氧·缺氧组合的生物处理处理工艺,在好氧池中注入微气泡氧气辅助生物循环处理,可有效的去处BOD、COD、P、N等污染物。
而分段进水两级A/O工艺是促进硝化的活性污泥法,是一种分段进水的生物脱氮技术,是传统A/O工艺的改良形式。
理论上,在传统A/O工艺处理城市污水中,生物脱氮效率与活性污泥回流比成正比,回流比大,进入反硝化区的硝酸盐量增大,氮的去除率就会提高。
为维持较高的脱氮效果,必须同时加大污泥回流量和硝化液回流量,但这样势必增加污水厂日常运行费用及硝化液回流给缺氧区带入的溶解氧量,而溶解氧会大量消耗废水中的易降解有机基质,从而影响脱氮速率。
为了克服传统A/O 工艺的这一不足,Irvine and Ketchum,Jones 和Dem uynck 等人提出采用短时缺氧与好氧交替操作来替代传统的单段长时缺氧和好氧运行的新思路[3]。
两级AO工艺处理黑水研究

94 2013 年 3 月
水处理技术 TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT
Vol.39 No.3 Mar.,2013
两级 AO 工艺处理黑水研究
李 辰,陈洪斌,刘富强,徐培嘉,何群彪
(同济大学环境学院,城市污染控制国家工程研究中心,上海 200092)
摘 要:黑水的 COD 和氮磷浓度高,常规处理工艺停留时间长、碳源利用率低。本研究在小试条件下采用两级 AO
1.2 试验装置 试验装置如图 1 所示。两级 AO 池的总有效体
积为 70 L,2 个 AO 池的体积比为 1:2.5,每一级 AO 池的 A 段与 O 段体积比均为 1:1.5。第一级 AO 池
收稿日期:2012-08-13 基金项目:科技部国际合作重点课题资助(2012DFG91380;200DFB90280) 作者简介:李 辰(1988-),男,硕士研究生,研究方向为污水资源化技术;E-mail:yslichen@gmail.com 联系作者:陈洪斌,教授;E-mail:bhctxc@tongji.edu.cn
度分别为 9.0 mg/L 和 34.2 mg/L。工况 5 增大内回流 大内回流比并增强反硝化作用,降低了 NO3--N 对除
比至 250%,污泥体积回流比仍为 100%,TN 的总去 磷的影响,所以 TP 的一级去除率和总去除率均有
除率从 74.1%上升至 83.5%,出水 NH3-N 和 TN 平 所提高,分别达到 34.7%和 81.0%,说明 NO3--N 也是
论计算,每去除 1 g TN 需要消耗约 2.68 g BOD5,进 8.4、10.1 mg/L,由此表明在该装置中厌氧段充分释
pH
432~3 856 170~1 249 19.3~196.9 42.1~174.3 5.7~54.2
两种不同电去离子技术处理含铜金属离子废水的研究

两种不同电去离子技术处理含铜金属离子废水的研究黄惠娟;刘颖;赵江惠;陶然;朱新生【摘要】研究了倒极电渗析技术( EDIR)和电去离子技术( EDI)过程中淡出水和浓水室的电导率、pH值、铜离子浓度和膜堆电流,以及运行后离子交换膜和树脂的表面形态。
结果表明:EDIR运行15 h的淡出水的电导率为30μS/cm,16 h的铜离子去除率为97.2%。
EDI过程中15 h淡出水的电导率550μS/cm,16 h的铜离子去除率为77.8%。
EDIR使淡出水的电导率降低,铜离子去除率升高。
EDIR淡出水的pH值长期维持碱性,EDI淡出水则由碱性变成酸性、再变成碱性。
然而,EDIR和EDI过程中浓水室的电导率和pH值基本接近。
EDIR降低了膜堆电流、消除了浓水室阴离子交换膜表面氢氧化铜沉淀,抑制了淡水室中混合树脂表面沉淀。
本质上,EDIR通过周期性改变淡水室和浓水室的相对数量和离子迁移方向而消除了膜表面氢氧根离子富集,并缓和了树脂表面水解现象,从而改善了EDIR过程的稳定性。
%Electrodeionization reversal ( EDIR) technique was used to concentrate and purify copper ( II) ions- containing wastewater by periodically switching electrode polarity and the inlets of dilute and concentrate com-partments in comparison with electrodeionization ( EDI) . The conductivity, pH value, and concentration of copper ( II) ions of the exit dilute and concentrate streams, stack current and the morphologies of the ion exchange mem-branes and resins after service were investigated. The results showed that the EDIR effectively reduced the conduc-tivity of the exit dilute stream from 550μS/cm down to 30μS/cm and promoted the removal rate of the copper ( II) ion of the exit dilute stream from 77 . 8% up to 97 . 2%. EDIR process made pH value of the exit dilute stream re-mained alkaline while EDI caused that changed periodically from alkalineto acidic and then to alkaline again. However, no much difference was found in the conductivity and pH value of the exit concentrate streams of EDIR and EDI processes. EDIR process obviously decreased membrane stack current, eliminated formation of Cu( OH) 2 precipitants on anion exchange membrane surfaces in the concentrate and suppressed its appearing on the mixed res-in surfaces in the dilute compartments. Essentially, EDIR process repeatedly varied the relative quantity of the di-lute and concentrate compartments as well as the ion migration direction so that it eradicated the enrichment of hy-droxyl ions on anion exchange membrane surfaces and abated hydrolysis on the mixed resin surfaces, and thus im-proved the stability of the membrane stack in the EDIR process.【期刊名称】《合成技术及应用》【年(卷),期】2016(031)001【总页数】6页(P36-41)【关键词】电去离子;倒极;重金属离子;电流;pH值;沉淀【作者】黄惠娟;刘颖;赵江惠;陶然;朱新生【作者单位】苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州 215021;中国科技大学苏州研究院,江苏苏州 215123;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州 215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215021;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州 215021; 现代丝绸国家工程实验室苏州,江苏苏州 215123; 南通纺织丝绸产业技术研究院,江苏南通 226004【正文语种】中文【中图分类】X703.1EDI是将离子交换材料填充到电渗析装置的淡水室中,实现电渗析和离子交换技术结合,从而达到深度脱盐和无需酸碱再生的稳定连续运行技术。
高浓度有机废水处理技术

高浓度有机废水处理技术随着全球工业化进程加快,水环境受到有机污染已成为全球性环保议题之一。
有机污染物主要来自大规模高浓度有机废水的排放,主要来自焦化、制药、造纸、印染、石化以及食品加工等领域。
高浓度有机废水主要是指COD和BOD5达到或超过几千甚至几万毫克每升的废水。
该类废水直接排放会对水环境造成严重破坏,可危害人体健康,引起急慢性中毒和致畸、致癌等远期危害。
在淡水资源和能源日益短缺的今天,探索高浓度有机废水处理以及资源化利用技术已成为最热门的环保议题之一。
1、高浓度有机废水处理难点和现状高浓度有机废水难于处理的原因是由其特性决定的,该类废水主要有几种特点:有机物浓度较高;含较多生物难降解物质;含盐量较高;废水出水水质不稳定等。
目前,处理高浓度有机废水,大多采用传统的生物处理法。
该类方法本身存在较大问题,以广泛应用的AA/O法为例,根据实际运行状况,存在反应池容积较大、能耗较高、污泥回流量大、脱氮效果有限等缺点。
因此,本文主要介绍了包括传统的生物法和物理化学法的创新和改进,新型的膜分离法以及以上方法的组合工艺。
2、高浓度有机废水处理技术传统生物处理法存在缺陷,本文主要介绍改进的生物法和物理化学法,重点介绍了膜分离法的应用。
各方法优缺点并存,在实际工程运作中,需要仔细分析废水水质,合理选择和设计技术方案。
2.1 生物法生物法技术成熟,处理效果稳定,主要分为利用好氧微生物的好氧处理法与利用厌氧微生物的厌氧处理法。
微生物在酶的催化作用下,以高浓度有机废水中大量有机以及少量无机物质为新陈代谢的底物,净化了水质同时合成了自身。
目前,研究热点主要集中于新型生物处理工艺的开发以及传统生物法与其他处理技术的组合应用。
好氧生物处理工艺的开发应用起步较早,经过一百多年的发展和改进,广泛应用于各高浓度有机废水处理领域。
单一好氧工艺处理效果有限,与其它工艺组合使用是其发展趋势。
Marcelino等采用好氧生物降解和臭氧氧化相结合的工艺,针对某药企高浓度制药废水进行处理研究,结果表明:废水中COD去除率达到98%,超过99%的抗生素得到去除。
铁氧化物吸附重金属离子的实验研究

贵州大学2010 届硕士研究生学位论文铁氧化物吸附重金属离子的实验研究学科专业:研究方向:环境工程矿山环境治理导师:顾尚义教授研究生:王堃中国﹒贵州﹒贵阳2010 年5 月目录第一章前言 (1)环境中的重金属及其危害 (1)我国水资源现状 (1)重金属污染的特点 (2)水体中重金属的来源和危害 (2)重金属污染水的治理方法以及存在的优缺点 (4)化学方法 (4)物理化学方法 (5)生物方法 (6)氧化铁矿物吸附有害离子的研究进展 (7)选题依据 (9)第二章煤矿废水对游鱼河水质影响 (11)阿哈水库与游鱼河基本特征 (11)野外采样方法 (12)样品分析方法 (12)分析结果及讨论 (13)支流总体情况 (13)支流与干流汇合后铁锰浓度变化情况 (18)石灰投加对铁锰的去除情况 (19)拦河坝对铁锰的拦截以及铁、锰之间的相互作用 (19)1各支流水体中重金属的含量变化情况分析 (20)游鱼河入库对水库污染物贡献估算 (21)游鱼河水质情况总结 (22)第三章氧化铁对重金属吸附实验研究 (23)实验材料与分析方法 (23)试验器材 (23)化学试剂 (23)试验原料 (23)铁氧化物的制备 (24)铁氧化物分别对铜、锌、铅、镉的吸附试验以及吸附机理. 24 吸附试验 (24)吸附机理 (25)吸附模型 (25)3.3.1 Langmuir 吸附模型及其意义 (25)3.3.2 Freundlich 吸附模型及其意义 (25)实验结果及讨论 (26)吸附时间对吸附量的影响 (26)重金属离子的单因素吸附试验 (26)第四章结论与展望 (34)结论 (34)展望 (34)铁氧化物吸附重金属离子的实验研究摘要随着社会的进步和工业的发展,含重金属离子废水的排放量在逐渐增多,这些排出的工业废水已对生态环境和人群健康产生了不容忽视的影响。
由于许多重金属含量都大大超过了国家生活饮用水卫生标准,而常量的碱金属和碱土金属含量并未超标。
TiO_2光催化处理废水中贵重金属的研究进展

TiO_2光催化处理废⽔中贵重⾦属的研究进展TiO 2光催化处理废⽔中贵重⾦属的研究进展李 川 古国榜 柳 松precious metals in w aste w ater by TiO 2photocatalysisLi Chuan G u G uobang Liu S ong(Department of Applied Chem istry ,S outh China Univesity of T echnology ,G uangzhou 510640)Abstract A review was given for principles ,parameters and application of treatment of heavy and noble metalsin wastewater by titanium dioxide photocatalysis.Parameters include crystal configuration ,size and special area ,dosage of titanium dioxide ,m odifier ,light and its intensity ,metal ions ,pH ,O 2,hole scavenger ,other cations andanions ,imm obilization and reactor.The method of treatment of individual metal ions (Cr (Ⅵ),Hg (Ⅱ),Cd (Ⅱ)),selectively recovery of noble metals and synergistic interaction between rem oval of metals and degradation of organic wastes by photocatalysis were shown.At last ,existing problems and further investigations were pointed out.K ey w ords photocatalysis ;wastewater ;heavy and noble metals收稿⽇期:2003-01-17;修订⽇期:2003-05-28作者简介:李川(1970~),男,湖北监利⼈,博⼠研究⽣,主要从事⾼级氧化和环境⽣物技术的研究⼯作。
反渗透膜截留二级出水中重金属离子试验研究

本实验中 ,反渗透膜对砷的去除率相对于镉 、铅有些低 ,但处 理效果都非常理想 ,经反渗透膜处理后的水质能达到各种回用目 的的水质标准 ,说明反渗透膜对低浓度的重金属也有很好的截留 效果 。
6 结语
MCM2RO 工艺对砷 、镉 、铅三种重金属的截留效果非常好 , 经深 度 处 理 后 的 出 水 砷 、镉 、铅 平 均 含 量 分 别 为 0. 39 μg/ L , 0. 001μg/ L ,0. 043μg/ L 。 参考文献 :
3 含重金属废水的新型处理方法
膜分离技术是 20 世纪末发展起来的高新技术之一 ,由于其 具有能耗低 、分离过程中物质不发生相变 、分离效果好 、操作简 便 、无化学副作用 、无二次污染 、分离产物易于回收等优点 ,成为 回收废水中重金属离子的一种很有前途的方法 。自 1954 年第一
家制膜公司 Willpos Carp 成立至今 ,膜技术已由微滤 ( MF) 、超滤 (U F) 发展为纳滤 (N F) 、反渗透技术 ( RO) 等 ,这些膜技术皆可对
[J ] . 环境污染与防治 ,2004 ,26 (2) :95297.
[ 5 ] Hani Abu Qdais , Hassan Moussa. Removal of heavy metals from wastewater by membrane process : A comparative study [J ] . De2 salination ,2004 (164) :1052110.
[ 2 ]Aleya Begum ,Md ,Nurul Amin. Selected elemental composition of
t he muscle tissue of t hree species of fish : Tilapia niltica Cirrhina
电吸附技术处理高硬度高碱度废水的中试研究

Ab ta t sr c : Th s r s a c s c ndu t d t nv s i a e t e r m o a e f c l t os r i q p e t of i e e r h wa o c e o i e tg t h e v l fe tof e e r o pton e ui m n
TDS, h o i i c l rd on, o a ha d s a d t t l r ne s n HCO; un r if r n c nd to o c r on t l lniy a t a -, de d fe e t o ii ns f bia b a e a kai t nd ot l ha d s i g t nfue t fom e l i e t r r ne sby usn he i l n r r ca m d wa e wor n t o t gh a d ne t c o n Ur — ks i he n r h ofhi n w e h z ne i u
SUN n — ha ,XI H a— a ,SH IW e — h n , ri g z n E ly n nz o g
Al uin i mu i j gSl ,S a — i I Liqn m a a HIDin bn ,L U —ig
( . nin vr n n gn e i g Te h o o y Li t d Libl y Co a y, u i8 0 1 , 1 Xij g En io me tEn i e rn c n lg mie a i t mp n Ur mq 3 0 3 a i
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主题:基于两级AO的高电导率重金属废水的中试试验研究
话题:
1、试验目的
2、组合反应器的启动与运行
3、C/N/P去除效果数据分析
4、结论与建议
嘉宾介绍:严群江南大学博士、副教授
微水会·精彩讲堂
一、中试试验启动运行
1、试验水质及流程概览
废水来自于依托于某电镀集中区的废水处理中心,内有50余条电镀生产线,水质比较复杂。
目前,水量大概为2-3000吨/天,主要重金属为镍(含离子态、络合态),铜,铬,锌等。
重金属废水前段(非生化段)处理的主要工艺为次氯酸钠破络,再加碱沉淀;也是造成后段生化处理是电导率居高不下的主要原因。
水质特点:电导率高;前段处理工艺运行不稳定,有时会有重金属残余。
(注:将前段除重金属后的水与其他水配比得到)
出水指标尽量靠拢《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表3标准。
工艺流程:
2、系统运行
所接种污泥来自周边某生化制药企业废水处理装置,养泥过程中硝化液回流系统及曝气系统正常开启。
在UASB(酸化反应器)中试进水COD加入适量葡萄糖以提高BC比。
反应器启动初期,污泥生长效果不好,不能形成很好的颗粒,有时甚至会浮起。
这一阶段持续30-40天。
经过这一阶段,污泥浓度基本稳定,镜检生物相钟虫、累枝虫、吸管虫增
多。
原生动物的出现大概表明反应装置中污泥(即微生物菌群)的驯化告一段落。
装置中所投加填料上出现挂膜,微生物量逐渐增加。
工艺流程后段平板膜的存在,一方面截留了训化出来的微生物流失;另一方面,出水重金属离子浓度进一步下降。
二、C/N/P去除效果分析
1、C的去除
装置对COD的去除率大约稳定在70%以上,出水COD大概在40-70mg/L左右。
鉴于工业生产废水特性,进水水质波动大,有时会带来冲击,但最高时出水COD不会高于80mg/L。
2、N的去除
由于硝化细菌生长周期较长,在训化初期,出水氨氮高于进水氨氮。
稳定阶段,出水氨氮的平均值为0.9 mg/L以下,远低于表3排放标准中8 mg/L的要求。
这说明该装置的设计及工艺控制对硝化和反硝化微生物的富集是成功的。
在12次随机检测过程中,出水总氮最高为14.3 mg/L,最低为4 mg/L,低于表3规定的15 mg/L的要求。
3、P的去除
该装置对总磷的去除没有达到预期效果,出水中总磷有时还会高于进水。
一方面,反应器在运行中未进行剩余污泥排放;另一方面,运行过程中,曝气池溶氧过高。
仅从生化除磷角度考虑,恐怕该工艺无能为力。
原因分析:应该是除磷菌的生长出现了困难,或者其与脱碳以及脱氮微生物不能很好地共存,或者没有找到其适合生长的条件。
后续尝试:故尝试了化学法,协同生物法除磷。
采用课题组自制药剂:改性硅酸钙。
加入改性硅酸钙后,出水总磷最低为0.22 mg/L左右,但距离长期稳定在该水平,还有很长的路要走。
三、中试小结及后续工作:
1、微生物对COD、氨氮的去除率一直处于较高水平,表面微生物训化成功,能够适应含重金属和高含盐量的水质,且活性较强。
2、该工艺可抗受近15000US/cm的高电导率。
3、后续会进行高通量测序工作,以确定不同反应器中微生物的种群结构和丰度,深入探究耐高电导率废水的根本原因。
4、寻找更多的此类废水进行试验,以进一步改进装置及工艺条件。
微水会·答疑讨论
▷1、电镀废水镍从0.8mg/L降为0.5mg/L以下有什么好的办法?
答:这个需要看废水中镍是何种形态。
对于Ni2+,一般来说pH调整到10以上几乎就没有了;对于络合态镍而言,必须通过破络,或者直接加重捕剂(有一类重捕剂不需要破络)也可以做到,但水量大的话成本会上升。
▷2、为何取制药的污泥来驯化,跟电镀废水生化所需菌种有差异吧?厌氧系统对pH有什么要求?
答:污泥的来源只是就地取材;厌氧系统对pH要求不高,我们厌氧段进水pH为7-9。
▷3、除磷效果差,是在哪一个阶段?厌氧系统后还是AO后监测的?
答:所有的指标均为整个工艺结束后的指标,并未分段。
▷4、厌氧反应器刚启动阶段,不能形成很好颗粒的原因是什么呢?有没有采取措施?
答:最主要的原因就是污泥不能一下子适应这么高的电导率。
再加上初期溶解氧偏高。
▷5、pH在4左右对厌氧系统有影响吗?
答:影响肯定有的,通常厌氧段的废水应该控制在中性偏碱。
▷6、生化各工序的停留时间根据什么设计的呢?
答:工艺设计时,现有一个总水量控制。
进水流量控制在2-4 L/h,厌氧反应器有效容积60 L,A/O两端分别为20 L和40 L,以此类推,得出处理负荷。
当然在实际运行过程中还需要进行微调,因为对A/O工艺而言,最重要的是污泥回流和硝化液回流。
▷7、对于除磷,可以理解为主要还是依靠排泥来达到效果的吗?由于该系统没有排泥,所以磷的除去效果没有。
答:这种说法很对,没考虑排泥的原因是舍不得把富集到的微生物放走。
但更深层次的原因个人觉得生物除磷在这种工况下可能需要另作别论,即在高电导率废水生化处理过程中,除磷微生物的生存。
▷8、这里厌氧反应器是否可理解为深度水解反应器?
答:不完全是,我们最初考虑的是重金属废水就算有COD,但其实并不能直接适合微生物生产。
所以先加厌氧,起到部分酸化的效果。
▷9、改性硅酸钙除磷原理应该是钙和磷反应生成磷酸钙沉淀去除的吧?
答:原理是离子交换,但最终和磷酸钙的生成有关。
▷10、这个厌氧系统的微生物主要种群是哪些?
答:由于外部因素,现除装置在运行外,其他工作处停顿状态,该工作会在后续完成。
▷11、重金属截留会造成富集,长期运行有没有中毒的可能?
答:微生物为何能耐受高电导率,初步估计是和微生物种群结构的改变有关,但更直接的证据有赖高通量测序的结果。
且这电导率是经过摸索得到的,大于2万的话,真不行。
▷12、进水COD很低,好像最高才400mg/L多一点,设置厌氧的主要考虑是水解吗?
答:确实是出于水解考虑。
▷13、既然作为水解,如果减少这级厌氧有数据影响吗?
答:有影响,我们还尝试过减少一级AO,对最后出水影响很大。
▷14、高盐理解,问题是重金属。
重金属离子是不是会造成蛋白质结构的破坏,并且富集作用可能会体现,哪怕有排泥。
还有硅酸钙和普通的石灰、铁盐等有做过对磷的去除差异吗?
答:从近四个月的结果来看,运行一直比较稳定。
改性硅酸钙不同于普通的硅酸钙,甚至石灰,是一种更致密的水合物。
▷15、中试成本有计算过吗?
答:中试工艺工艺成本真没算过,但业主单位全程参与,应该不是问题。
▷16、工程化适当提高好氧池曝气量,可能会对除磷有点作用?
答:高曝气量对某类微生物的富集不利。
更直接的影响是没有办法实现两级AO。
针对不同水质,工况还需另行调整。
微水会·结束语
首先非常感谢严群老师分享基于两级AO工艺处理高电导率重金属废水的中试研究。
本期微水会中,严老师以某电镀中心废水探究实验条件下该处理工艺技术对这一废水的可行性和适用性,进而验证其在理论上的可行性。
分别从碳、氮、磷的去除效果来验证该工艺,坦诚指出,总磷的去除效果未达预期,并就原因予以分析总结,配合采用化学法,加入自主研制的改性硅酸钙,达到了一定的去除效果,但要维持长期稳定出水还待继续探究。
后续也将深入进行微生物结构及丰度的探究,进一步完善工艺条件。
总体来讲,这一组合处理工艺对碳及氮的去除效果优异,且可耐受高电导率。
答疑讨论环节,严老师就改性硅酸钠除磷原理、生化工序停留时间、设置厌氧目的、耐受高电导率原因等予以解答。
就目前来讲,生物法处理由于微生物的培养和驯化周期较长,多数处于实验室及中试阶段,实现工程化推广还需进一步研究和完善。
总之,未来重金属废水的治理应在工艺简单易维护、成本投资低廉的基础上,实现节能减排、资源回收。