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优质技术汇编第57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:Auto-DNTM自养反硝化生物滤池是一种采用硫基复合滤料的新型的固定床降流式生物膜反应器,利用微生物的自养反硝化脱氮作用,主要用于TN指标的极限去除,同时也降低总磷及悬浮物,适用于多种工业废水和市政污水。自养反硝化指自养反硝化菌(某些化能自养型微生物)利用无机碳(CO2、HCO3-、CO32-)作为碳源,主要以无机物(S、S2-、H2、S2O32-、Fe、Fe2+、NH4+等)作为硝酸盐氮还原的电子供体完成微生物新陈代谢,将硝酸盐氮污染的水中的NO3--N还原为N2释放到大气中,最终实现TN的去除。
技术亮点:IBR生物处理工艺是一种集厌氧、兼氧、好氧反应及沉淀于一体的连续进出水的,间歇曝气的周期循环活性污泥法。通过调节曝停比营造出污水在反应池中的多级A/A/O状态,使污水在反应池中处于最佳状态的脱氮除磷工况,以最大限度地去除氮和磷。根据原污水水质、水量、水温、季节变化调节生物反应池曝、搅、沉周期,从而实现生物反应池曝量最小且最大限度的脱氮除磷,系统整体节能的目的,是低能耗脱氮除磷先进技术。通过多年的研究加实践,已经形成了包括生化反应动力学、絮凝动力学和沉降动力学的完善的理化体系。它同时兼具按空间分割的连续流活性污泥法及按时间进行分割的间歇性活性污泥法的优点。
技术亮点:随着活性污泥法在城镇污水处理厂的普及应用,我国污水厂污泥产量与日俱增。据不完全统计,截止到2021年底,污泥年产量已突破6500万吨(以含水率80%计),污泥中含有大量易腐有机质、重金属、病原微生物等,若不妥善处理,将严重威胁环境,污泥处理处置形势日益严峻。污泥具有“污染”和“资源”双重属性,随着现代污水处理厂的功能从削减污染向面向未来的资源、能源工厂转变,富含有机污染物的污泥,不再被视为污染物,而是廉价的资源来对待,如图1所示。在众多的污泥处理技术中,厌氧消化具有能量回收高、环境影响低等特点,被认为是现代污水处理厂的重要组成部分。实现污泥中物质与能量的高效转化将是污泥厌氧消化技术所面临的必然要求。
技术亮点: 以催化氧化技术为核心的高浓度有机物废水预处理及臭氧氧化装置的建设投产,为煤直接液化高浓度有机物废水处理零排放奠定了基础。该项目引进的以臭氧发生器、主辅激发生器、催化氧化塔及臭氧尾气吸收破坏器等为主的成套一体化设备,具有自动化程度高、安全、环保、高效等特点,具有较高的市场推广应用价值。催化氧化技术配合后续生化处理及深度(MBR+RO)膜系统彻底攻克了煤直接液化污水零排放难题,污水回用率达到99.5%以上。
技术亮点: 膜生物反应器(MBR)工艺是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住,省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制,而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此,膜生物反应器(MBR)工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比,是目前最有前途的废水处理新技术之一。
【大气·VOC治理技术】
技术亮点:分别采用控制冷凝法和异丙醇吸收法对某1000MW燃煤发电机组浆液冷却烟气消白设施的烟气SO3控制效果开展测试。结果表明,机组烟气湿法脱硫设施对SO3去除效率为62.50%(控制冷凝法)和64.63%(异丙醇吸收法)。烟气经现有超低排放设施协同治理后SO3质量浓度低于3 mg/m3。浆液冷却设施对SO3的去除效率仅为6.68%(控制冷凝法)和5.55%(异丙醇吸收法),烟气SO3控制效果和环境效益相对较低。建议基于科学论证审慎实施燃煤电厂烟气消白工作,应进一步开展高效SO3治理技术、测试标准和环境管理政策研究。
技术亮点:烟气脱硫脱硝技术是应用于多氮氧化物、硫氧化物生成化工工业的一项锅炉烟气净化技术。氮氧化物、硫氧化物是空气污染的主要来源之一。故应用此项技术对环境空气净化益处颇多。固废处理烟气脱硫脱硝除尘技术都有哪些?本文为您详细探讨了固废处理过程中烟气尾气的处理流程,通过干法脱酸塔、布袋除尘器和SCR脱硝系统等装备的相互配合,使得废气达标排放,减少了大气污染。
技术亮点:针对沸石转轮的应用,常见的组合工艺有沸石转轮+燃烧系统(TO/RTO/CO/RCO),沸石转轮+活性炭固定床吸附+冷凝、沸石转轮+冷凝(NMP回收)等。尽管目前沸石转轮系统已经称为全球公认的最高效的吸附浓缩技术,也不得不承认其本身具备一定的局限性。比如废气的组分复杂,很多工况难以明细其废气的真实浓度、组分或其浓度、组分具有变化性,沸石的应变能力就捉襟见肘。没有万能的设备或工艺,适合的才是最好的。针对大风量、低浓度,连续工况,常规VOCs,转轮的吸附浓缩是最佳的工艺选择。随着沸石分子筛、活性炭纤维、树脂等吸附材料的研究与发展,未来市场的VOCs治理工艺更加繁多,优化出合适工况的组合工艺,从投资和运行以及安全综合解决末端VOCs治理问题。
技术亮点:本文介绍了盐田垃圾焚烧发电厂烟气低温SCR脱硝催化剂失效原因分析、再生过程及注意事项,并对再生系统优化提出了建议:①SCR催化剂再生投运后脱硝效率逐渐回升,7天内脱硝效率达75%左右,已满足SCR运行要求,但没有达到预期效果(80%以上)。②再生设备长时间备用,存在温度检测不准确、加热器控制故障、人工检测不熟练等因素,影响再生进度。③再生系统设计废气不能彻底排放,且置换时间过长,部分硫铵在降温过程中再次沉积在催化剂表面,影响了再生效果。④催化剂再生温度需结合各家催化剂理化性能,确认承受再生温度范围,避免损伤催化剂。
技术亮点:本文对目前钢铁行业比较关注的高炉煤气深度脱硫技术进行介绍,并分析总结其工艺特点,结合河钢乐亭钢铁生产实际和环保要求,提出高炉煤气脱硫的必要性,建议采用适宜的高炉煤气脱硫工艺。高炉煤气深脱硫符合污染物源头控制的环保管理要求,降低高炉煤气用户末端治理的压力,减少SO2对大气的污染。高炉煤气吸附脱硫技术利用物理原理脱硫,解析含硫煤气用于烧结点火气源,对烧结烟气量、烟气SO2含量无明显影响,通过烧结烟气脱硫可以满足现有排放标准要求。高炉煤气催化水解碱液吸收法是化学反应过程,需要合适的催化剂和反应条件,脱硫产物需要进一步处理。目前高炉煤气脱硫技术处于试验、试运行等研究阶段,脱硫效果有待于进一步实际运用验证。
【噪声·振动治理技术】
技术亮点:针对某纯电动乘用车在怠速、开空调时车内振动较大的问题,通过振动传递特性测试及模态分析,确定空调压缩机在转速为2300r/min时振动较大是由于空调压缩机自身激励与冷却风扇产生拍振所导致,在转速为5000 T/min时振动较大是由于压缩机工作基频与其自身刚体模态耦合所导致。最终,通过调整空调压缩机转速,将原2300 r/min档位对应调整至2000r/min,避开冷却风扇转速,方向盘振动幅值由0.049g优化至0.015g;同时,通过增加空调压缩机支架的衬套刚度来提高空调压缩机的刚体模态频率,避开空调压缩机在转速为5000r/min时的工作基频,方向盘振动幅值由0.178g优化至0.029g座椅振动幅值由0013g优化至0.006g。该控制策略不仅有效解决了该车型在怠速、开空调时车内振动较大的问题,也可为电动汽车空调系统的模态和频率设定提供指导。
技术亮点:随着城市轨道交通的快速发展,地铁运行时产生的振动所引起沿线建筑物室内振动与二次结构噪声问题引起人们的广泛关注。基于某城市轨道交通沿线6层居民楼1楼现场测试,对不同扣件工况下地铁沿线敏感建筑物的室内振动与二次结构噪声问题进行测试与分析。研究表明:地铁沿线建筑物室内各振动、噪声测点峰值频率基本一致,在扣件AT况下峰值频率约为63Hz,替换为刚度较低的扣件B后,峰值频率在40Hz~50Hz左右:采用刚度较小的扣件有利于室内振动与二次结构噪声的降低;虽然所测得的不同测点峰值频率一致,但振级和声压级大小有所不同,基本呈现出振级与声压级随着与地铁线路距离的增加而减小的规律。
技术亮点:针对单缸柴油机排气消声器在中低频段消声效果不理想的问题,提出一种新的消声器结构优化方案。首先,利用Virtual.Lab和Fluent软件进行消声器声学优化以及流场优化。然后对两种消声器动力性能进行对比分析,并通过功率损失试验和插入损失试验对比分析优化前后的消声器。仿真结果表明,优化后的消声器在中低频段消声效果优于原消声器,目内部平均温度比原消声器有所降低。试验结果表明,在典型扭矩点和功率点噪声分别降低约4.0dB和3.6dB,均降低明显。优化后的消声器在不同转速工况下插入损失提升效果均十分显著,但功率损失率仍在允许范围内,这证明了新消声器结构的可行性。
技术亮点:采用钢轨动力吸振器是降低轮轨振动噪声的有效措施之一,基于有限元和边界元法建立钢轨动力吸振器振动噪声计算模型,分析单自由度钢轨动力吸振器系统和多重钢轨动力吸振器系统的减振降噪性能差异,调查在不同车轮钢轨表面粗糙度、不同列车运行速度工况下钢轨动力吸振器结构降噪特性。计算结果表明:多重钢轨动力吸振器结构较单自由度钢轨动力吸振器结构有更为优良的减振和降噪性能,随着列车运行速度增加,轮轨总辐射噪声增加,同时钢轨动力吸振器结构的降噪效果也有一定提升,而对于不同轮轨表面粗糌度,钢轨动力吸振器降噪量效果不会有较大的波动。
技术亮点:为了提升薄膜型声学超材料的隔声性能,首先采用模态叠加法和遗传优化算法实现一种反射型薄膜声学超材料单胞多参数结构优化设计,然后为了拓宽薄膜声学超材料单胞结构的隔声带宽,进一步提出一种能够实现低频宽带吸声的十字型薄膜声学超材料。结果表明:采用经过优化所得的反射型薄膜声学超材料可有效提高隔声带宽和离散频率的隔声量;并且十字型薄膜声学超材料单胞在510Hz至820Hz频带范围内平均吸声系数达到0.884,从而突破了薄膜声学超材料单胞仅在共振频率附近的窄带内具有优异吸声性能的限制。
【固废处理、土壤修复技术】
技术亮点:据了解,国内二次铝灰处置工艺主要有火法工艺、湿法工艺、火法和湿法结合工艺。其中,火法工艺主要有资源化回转窑工艺;湿法工艺主要有脱氨-固氟-绿色循环利用工艺;火法和湿法结合工艺有“多段连续强化水解浸出+高值定向转化”工艺,火法高温煅烧结合聚合氯化铝工艺,湿法提盐火法制铝酸钙工艺。以上工艺主要围绕湿法脱氨、固氟后考虑资源化以及火法直接固氟、脱氮后资源化考虑,但在实际项目实施过程中,由于以上工艺针对处置体量在万吨、投资规模数千万级以上,且存在产品出路和铝灰处置价格的不确定性,企业投资意愿不强。特别是对于产灰企业来说,公司普遍规模较小,产灰量普遍在万吨以下,且对资源化没有明确需求,主要目的是达到国家环保要求,解决企业二次铝灰脱危实际问题。因此,本文结合现阶段二次铝灰处置实际情况,简单介绍小型化二次铝灰无害化处置方案。
技术亮点:土壤健康评价需要对表征土壤生态系统服务的各项指标和功能进行评估。通常采用土壤质量指标(SQI)进行土壤质量评价,但由于这些土壤质量指标均针对特定的土壤功能进行,导致不同指标之间无法进行绝对值的比较。本文提出了一种土壤质量指标面积法,该方法基于雷达图的面积进行,将土壤化学属性、生物属性和物理属性的面积进行综合比较。该方法区别于之前的土壤质量指标评价方法,可快速简单比较土壤各项参数和土壤整体的变化。本文同时提出了对退化土壤的抵抗力和敏感性的测定方法,建议采用SOC降低的程度方法进行测定。基于废弃农田黑土和黑钙土恢复过程,对SQI面积和抵抗力/敏感性方法进行了检验。SQI面积以及抵抗力/敏感性方法可应用于基础和应用研究、决策者评估土地利用和测量土壤退化程度具有。
技术亮点:本文以某水泥窑协同处置危险废物为例,利用生命周期评价方法,从初级能源消耗潜值(PED)、气候变化潜值(GWP)、酸化潜值(AP)和富营养化潜值(EP)四个方面对水泥窑协同处置危险废物的环境影响进行了研究,得到如下结论: (1)危险废物的种类、性质和处置量直接影响能源消耗和大气污染物的排放,从而导致PED、GWP、AP、EP发生变化。 (2)生化污泥、物化污泥、废油墨、废树脂和有机溶剂过滤残渣等富含有机质的危险废物在储存、破碎和混合过程中进行的发酵、氧化反应,会增加GWP和AP。 (3)高温焚烧过程中,油漆渣、脱溶苯渣、精(蒸)馏残渣和废树脂等危险废物可作为替代燃料,降低PED、GWP和EP;富含F、Cl和S元素的酸泥、蒸馏及过滤残渣、脱溶苯渣、废催化剂及有机溶剂过滤残渣等危险废物会增加AP;水分含量高的物化污泥、生化污泥等危险废物会增加PED和EP。
技术亮点:对危险废物进行精准管控和妥善利用处置,既是改善大气、水和土壤环境质量的客观要求,又是深化环境保护工作和保护人民身体健康的重要保障。危险废物的管控必须建立在全面掌握其产生特性、污染特性和利用特性的废物特性基础之上,现阶段对常规焦炉危险废物的废 物特性了解十分有限,致使环境管理部门无法对其进 行准确核查和有效监管。闫纪宪等研究了常规焦炉生产工艺、危险废物产生和利用处置现状,但未提及洗油再生残渣、萘精制残渣、废水池残渣、闪蒸油等 典型常规焦炉危险废物,未开展高温煤焦油的利用现状分析,也没有针对性地提出脱硫废液利用处置的对策。鉴于此,笔者基于文献调研和大量现场调研,详述了我国常规焦炉生产工艺、危险废物产生工艺以及利用处置现状,用流程图的方式清晰展示了危险废物产生节点,剖析了危险废物利用处置存在的问题,针对性地提出了妥善利用处置的对策,可为我国控制常规焦炉危险废物环境风险和提高利用率提供参考。
技术亮点: 我国有色金属冶炼行业工艺和反应多样,废物种类繁多,产生环节迥异,易出现此类危险废物管控过程中废物产生节点识别困难、废物指向不明确以及污染特性不清晰等问题,进而导致管理误判。通过梳理和分析《国家危险废物名录(2021年版)》规定的HW48大类中铜、铅、锌冶炼共22种废物的来源,以及铅滤饼和砷渣等重点废物的污染特性,明确废物指向,并提出完善我国有色金属冶炼危险废物管理的建议。笔者基于我国铜、铅和锌的主流冶炼工艺,全面梳理《名录》中规定的铜、铅和锌冶炼过程中危险废物的产生节点和特定工艺产生的废物种类,明确废物指向,以期为我国有色冶炼危险废物管理提供参考。