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优质技术汇编第56期--国内外环保技术汇编来袭，准备好了吗？
国内外环保技术
【水处理技术】
技术亮点：电催化氧化技术是一种绿色水处理技术，近年来以其独特的技术优点获得广泛的关注、研究与一定程度的工程实践应用。介绍了电催化氧化技术原理，指出其当前所面临的技术困境。在此基础上，重点介绍了该技术领域近年来在电催化阳极改性、电催化体系优化、新型供电模式以及与富集技术联用等方面所取得的研究进展，并对该技术未来发展方向进行阐述，以期为相关领域的发展提供参考。电催化氧化技术作为一种清洁、灵活、可控和温和处理的电化学技术，其在水处理领域的应用已呈现出百花齐放的态势。未来电催化氧化技术需要重点关注传荷与传质过程的强化，并有针对性的对电极材料、反应器构型、电源系统等核心部件进行优化改性。此外，电化学技术与其他种类的水处理技术联用亦是一个重要的发展方向，多技术的结合有利于发挥多种技术的优势，扬长避短，提高整体工艺的处理效果、降低处理成本。
技术亮点：反渗透膜分离技术，由于它具有物料无相变、相对能耗低、除盐效果好、处理工艺成熟可靠，设备简单、自动化程度高，易于运行和管理等优点，近几年来在许多行业得到广泛的应用。针对反渗透浓水，当前的研究主要围绕三个目的展开：减量化--优化反渗透工艺设计，减少浓水的产生量；无害化--针对反渗透浓水直接排放可能对环境造成危害这一状况，探索经济有效的处理手段，将危害减轻；资源化--探索反渗透浓水再利用的途径，变废为宝。事实上，反渗透浓水的回用需要考虑多种因素，这三个目的都不是孤立的，而是需要综合考虑，互为补充。
技术亮点：介绍了某酱香型白酒生产企业一新建废水处理工程的设计过程。通过方案论证比较，采用“预处理-UASB-化学除氮磷-五级Bardenpho-MBR-臭氧氧化-混凝沉淀-深度处理”工艺流程，并结合建设厂址狭长、分期建设的实际情况，对全流程进行了工艺设计，工程投入使用后，出水水质达到发酵酒精和白酒行业最严格的排放限值要求。
技术亮点：工业污水厂改造前，由于进水水质复杂、可生化性差，系统微生物活性较差，且无法去除难生物降解的有机物，对COD的处理无法稳定达标，且出水水质波动较大;改造后，通过投加碳源(乙酸)提高了水质可生化性，改造导流墙改善了水力条件，氧化沟的污泥浓度由1500mg/L提高到了3500mg/L;通过MBBR工艺形成了复合式生化系统，在悬浮活性污泥与悬浮填料表面的生物膜的共同作用下，大大提高了系统的抗冲击负荷能力;后续又经过高效沉淀池的混凝沉淀(辅以活性炭吸附)、超滤膜系统的过滤、臭氧催化氧化池的臭氧和羟基自由基(*OH)的强氧化能力将水中残留的难降解有机物进一步氧化分解，使得出水COD稳定达标。
技术亮点：该工艺以膜组件代替传统污水生物处理工艺中的二次沉淀池，通过膜组件的高效截流作用使得泥水彻底分离；并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌（特别是优势菌群）的出现，提高了生化反应速率；由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题；同时，在低污泥负荷下运行也减少了剩余污泥产量，从而解决了传统生物处理工艺普遍存在的出水水质欠佳、占地大、运行维护复杂、易发生污泥膨胀导致出水水质恶化等突出问题。膜生物反应器具有对污染物去除效率高、硝化能力强，可同时进行硝化、反硝化、脱氮效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低、设备紧凑、操作简单等优点。目前广泛应用于生活污水和各种可生化工业废水的处理及回用中。
【大气·VOC治理技术】
技术亮点：本着协同治理、全面提升的原则，在热电厂氨法脱硫环保超低改造项目中，同步对烟气严重拖尾问题实施改造，项目实施后解决了热电厂烟气严重拖尾的环保难题，提前有效应对环保新政策的要求，全方面提升了热电厂的环保综合实力。通过对系统优化操作控制，氨法脱硫装置运行趋于稳定，生产成本明显下降、经济性得到提升，可为氨法脱硫系统环保提高标准改造提供一些借鉴。
技术亮点：本文通过分析钢铁企业含有害元素 K、Na、Cl 和 Zn 较多的烧结机头灰、高炉布袋灰及转炉灰的形成及性质，归纳总结了这三种除尘灰综合利用的实验室研究及国内外现有的生产工艺，重点介绍了烧结机头灰和高炉布袋灰脱氯提盐工艺，以及高炉布袋灰和转炉灰回转窑提锌工艺,并结合生产过程中的难点提出了改进措施。通过成本及效益分析，湿法脱氯提盐-回转窑提锌工艺是比较适合钢厂推广的工艺。
技术亮点：视频监控系统采用结合铺设光纤+近距离无线传输方式，有效解决实施过程中遇到的工程问题。整套系统安装分较多专业人员参与，有效协调各专业队伍按期完成相应作业内容对项目的进度起到重要作用。运维过程需按既定要求按时保质保量的完成相应动作，并留有记录，同时要保证对监测数据的及时关注，发现问题第一时间到现场处理，减少无效数据上传，此项工作是运维过程中关键环节。环保在线监测可间接反映环保设施KPR+TNV的运行状态，后续可在满足生产需求及排放合规的前提下，对采集到的废气排放数据结合环保设施的运行参数进行深度分析，包括对车间生产用原材料(漆料)使用的数据分析，最后统计出环保设施最佳运行状态参数、原材料种类对污染物排放情况的影响等，促使在线监测设备的使用不在局限于满足环保监控的要求，更好服务工厂的环保节能管理提升工作。
技术亮点：通过分析NOx排放值和锅炉主蒸汽量等信号的变化，采用机器学习控制技术来克服调节过程存在的控制非线性、死区大及反应不灵敏等问题。对影响SNCR效果的数据进行挖掘,模拟人工操作,先使系统超调,然后再迅速拉回,通过不断的自主学习,大大缩短了响应时间,解决了SNCR控制系统反应滞后、氨逃逸控制困难等问题。SNCR优化控制实施之后,烟气出口NOx的排放值(< 120mg/Nm3) ,优于国家标准(< 200mg/Nm3)。在满足排放标准的同时,氨逃逸控制在8ppm以下。具备机器学习功能的SNCR控制系统可产生良好的环境效益,在垃圾焚烧发电行业中具有较高的经济价值和市场推广价值。
技术亮点：在分析传统喷漆室有机废气处理方式存在不足之处的基础上，提出利用喷漆室循环风自浓缩直接焚烧的治理方式。首先通过计算喷漆室内VOC的产生量、分布量、循环风量等，完成了直接焚烧处理方案的设计；其次分析了喷漆室内有机物的体积分数，验证了方案的安全性；最后对比烟囱排出的废气浓度与当地环保部门及相关法规要求，验证了方案的合规性。为后续喷漆室废气处理提供了新的设计思路及参考。
【噪声·振动治理技术】
技术亮点：以船用空调通风系统中多翼离心式风机为对象，建立风机内部流体三维建模，采用CFD软件进行稳态与非稳态计算。将得到的风机内部流场结果导入LMSVirtuaLIab声学软件中进行噪声预估，同时与实验结果对比，验证风机气动噪声计算的准确性。根据分析得知，风机气动噪声主要噪声源位于叶轮处并目与其内部流场分布和自身结构密切相关。对于已经投入生产的风机，很难对其主要结构包括蜗壳、叶轮、叶片尺寸等进行改造，只能对其局部结构进行二次设计以实现降噪的目的。探索采用叶片穿孔设计，通过设置合理穿孔参数，在不改变其性能条件下，减少叶片周围涡流脱落进而使得叶片表面压力脉动降低，达到降低风机气动噪声的目的。
技术亮点：采用在压缩机吸气端设置消声器的方法降低冰箱在运行过程中制冷压缩机所产生的噪声。采用Creo30对压缩机吸气消声器进行三维建模，使用CATIA划分网格，运用LMSVirtual.Lab对内腔无导流管的消声器进行声学传递损失计算。针对无导流管的消声器在压缩机主要噪声频段消声效果不稳定的特征，设计内腔方形导流管、内腔圆形导流管两种消声器，与无导流管消声器进行对比，发现导流管可以提高消声器的消声性能，而导流管的形状也影响消声器的消声性能，圆形导流管比方形导流管有更好的降噪效果。最后通过压缩机整体噪声测试实验，验证上述不同结构消声器在压缩机稳定工况时降噪的对比效果，得出圆形导流管消声器对干整机辐射噪声消声效果好的结论。
技术亮点：城市轨道交通引起的环境振动与噪声问题日益严重，越来越受到人们的重视。综述振动传播规律和常用减振降噪措施，总结当前研究存在的问题非提出相关建议。地铁诱发的地面振动存在一个振动放大区和一个主要响应频带，对建筑物的影响主要是低频振动目以竖面振动为主。从源头采取减振措施是最直接最有效的方法，主要是在车辆和钢轨两方面采取措施。目前研究最多的是从振动传播途径采取措施，包括各种扣件减振、道床和轨道减振、除道结构减振以及各种隔振技术。对于特殊的建筑和仪器，可以采取受振对象保护措施，包括设置隔振基础、阻尼器、隔振基座和减隔振元件等。只有运用名种减振措施，才能起到综合减振的目的，从而减轻振动对环培的影响。
技术亮点：针对某高速列车在运行时出现的异常抖振现象，实际测试该高速列车车体异常抖振加速度信号，将其时频特征、Sperling平稳性指标与非异常抖振加速度信号进行对比，分析发现，抖振时车体地板横向加速度信号呈现低频谐波特征，主频在10Hz附近，Sperling指标超过“合格”限值。基于工作模态分析(OMA)并结合工作变形分析(ODS)结果识别车辆各阶模态对抖振变形的贡献量。结果表明，模态频率为9.461Hz处的车辆模态对抖振变形贡献量最大。振型表现为车体和构架的同向蛇行运动。测试抖振车辆轴箱加速度信号和传递函数，发现轴箱受到的冲击存在时证，抖振加速度信号频率在10Hz附近的相干性总体上优于平稳加速度信号。得出结论:轮轨接触不匹配引入的激励通过车辆悬桂系统向上传递，激起9.461Hz处的车辆模态振动，发生抖振现象。
技术亮点：汽车噪声是道路交通噪声的重要组成部分，直接影响城市道路交通声环境质量和居民日常生活，持续降低有关汽车噪声法规中汽车噪声限值有利于提高道路交通声环境质量。对某汽车噪声法规及其限值进行分析，采用最小二乘法建立汽车加速行驶时车外噪声限值的线性回归、二次回归预测模型，得到噪声限值预测值。从预测模型分析结果可知:一次回归预测模型计算结果接诉现行法规限定值，误差率小， 准确度优于结性回归模型。最后，将该预测模型用于GB1495《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》中噪声限值的预测，其结果可为我国有关法规中汽车噪声限值修订提供参考。
【固废处理、土壤修复技术】
技术亮点：目前厨余垃圾处理技术发展主要还是围绕补齐厌氧发酵和好氧堆肥技术的短板。各种生物转化技术也越来越被重视，近几年发展较为迅速，但装备自动化程度、工艺稳定性、产品高值化利用还需要深入研究。一些新的处理技术发展主要围绕厨余垃圾成分的高值化提取利用为目标，做化工产品方向的较多，但主要也依托生物转化，如制备乙酸、乳酸、高级脂肪酸、聚合反应产超大分子材料（如凝胶材料）等，这些工艺多属于发酵，但目标产物不是产甲烷；围绕厨余垃圾主流工艺产生的衍生品的再利用，如沼渣肥料化产品研究外，也有开展沼渣与飞灰混凝制混凝土、沼渣为原料制乙醇、刨花板等、沼渣热解气化后制合成气、生物油和生物炭等研究；沼液的资源化利用，如回用生产乙醇、鸟粪石、液体肥等。随着厨余垃圾资源化处理技术水平的不断提升与管理法规的日益完善，未来应继续围绕厨余垃圾处理开展多种技术融合实践与创新，最终实现厨余垃圾高效资源化利用及无害化处理的目标。
技术亮点：本文整理了不同粒径土壤团聚体N2O排放差异的研究。在不同的培养实验条件下，大团聚体、小团聚体和微团聚体的排放速率阈值分别为0.044~5 607 μg·kg-1·h-1、0.016~7 637 μg·kg-1·h-1、0.009~4.03 μg·kg-1·h-1。而土壤团聚体N2O排放主要与N2O产生和还原有关。携带功能基因amoA、narG/napA、nirK/nirS的硝化菌和反硝化菌被确定为N2O生产的主要贡献者。然而，被反硝化微生物携带的nosZI和nosZII基因编码的N2O还原酶，将N2O还原为N2（图2）。这些硝化和反硝化微生物分别分布在大小不同的团聚体中，受土壤水分状况、基质可用性和多孔连通性的影响，推动N2O的产生和运输。
技术亮点：炉内喷钙技术作为一种常规的干法脱硫技术，在循环流化床锅炉上有着广泛的应用。本文分析了炉内喷钙技术在危废焚烧系统中的应用。危废焚烧回转窑内运行温度大于 850 ℃，处于石灰石粉热解的高效温度区间内，石灰石粉能够快速分解为 CaO，快速与回转窑内的酸性气体发生反应。同时，由于回转窑长度较大，CaO 与烟气中的 SO2有着充分的反应时间，脱酸反应有着较高的效率。炉内喷钙技术能够有效脱除危废焚烧烟气中的 SO2，可以作为烟气脱酸的初步脱除工段，减少后续湿法脱酸工段的负荷，降低湿法脱酸碱液的消耗量，有效削减运行成本，同时减少焚烧系统脱酸产生的高盐废水的排放量，减轻危废处置中心污水处理站的运行负荷。炉内喷钙技术初始投资少，设施维护成本低，脱硫剂石灰石来源丰富且价格便宜，其具有很好的推广适用性。但是，炉内喷钙会增加布袋除尘器收集的飞灰量，造成次生危废的增加，同时存在脱硫效率较低等问题。因此，一般将其作为烟气脱酸的初始工段，结合后续脱酸设施联合使用。
技术亮点：经过批次固化实验 ，得到危险废物填埋场渗滤液最佳固化方式为 CaO 调节 pH 至 9 ～ 10 ，主要固化基料为水泥 0.6 kg /L 、偏高岭土 0.4kg /L 、活性炭2.5 g /L 、硅藻土 5.0 g /L及玻璃纤维 25 g /L ，在此条件下具有最佳的有机物和盐分固化效果 ，COD 、盐度固定率分别可达 95.1％ 、86.1％ 。基于该固化效果构建模拟固化块再填埋实验 ，在 165 d 的连续模拟降雨淋溶下 ，固化块能在填埋场内稳定长期存在 ，并牢固束缚其中各种污染物 ，且固化块机械性能不变 。危险废物渗滤液固化再填埋为当前高盐高有机质渗滤液的处理提供了新的技术选择 。
技术亮点：合成了一种低成本、高效生物炭负载纳米零价铁的复合材料(ZVI-SM)并应用于铜、钴、镍、铬污染土壤的修复。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和金属吸附实验等方法，考察了不同碳化温度下制备的生物炭前驱体和生物炭复合材料对复合重金属污染修复的影响及去除作用机制。其中，吸附-还原后形成的FeCr2O4极大地降低了铬的毒性，同时提高了铜、钴、镍的去除率。Fe0的引入既提高了生物炭对重金属的吸附量，又解决了Cr(Ⅵ)毒性的问题；XPS的结果进一步阐明了生物炭可以作为电子传递介质，通过表面官能团得失电子与Fe0间形成强相互作用，增强了复合材料对多重金属离子的去除效果。除ZVI-SM500外，ZVI-SM100、300、400、700 4种材料对于铜、钴、镍、铬的去除率要远高于商用纳米Fe0和单纯的生物炭材料，表现为对铬和铜有较强的亲和力和反应性，均能在5 min内完全去除铜和铬，钴和镍也能在180 min内达到80%以上的去除率。在反应过程中存在显著的离子竞争效应：铬≥铜>钴>镍，这与金属离子的标准还原电位大小的趋势一致。土壤修复实验表明：ZNI-SM300用于污染土壤的修复，15 d后，Cr(Ⅵ)含量从480 mg/kg降至0.52 mg/kg，水溶态Cr总量从500 mg/kg降至1.2 mg/kg，两者的固定化效率均达到99%以上，并能达到完全去除水溶态的铜、钴、镍、Cr(Ⅵ)的效果。因此，以SM300为载体的纳米零价铁可作为复合重金属污染土壤修复的理想材料。
