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优质技术汇编第58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:笔者对制革工业生产工序和废水产排特征进行分析,通过问卷调研、实地调研和梳理制革企业排污许可证信息,对目前业内主流的水污染防治技术进行汇总。在分析不同类型制革企业废水污染防治需求基础上,开展水污染全过程防治技术组合方案设计研究,以期为制革企业清洁生产及环境管理提供参考。对制革工业产排污特征的梳理分析结果表明,准备工段废水排放量及污染负荷占比均最大,最具有通过清洁生产技术开展污染预防的潜力。按照原辅材料替代技术、过程控制技术和末端治理技术分类,对当前制革工业主流废水处理技术进行了汇总分析。其中,对过程控制技术按照污染防治目标污染物进行了分类梳理,对末端治理技术按照废水分质处理要求进行了分类梳理。针对不同类型制革企业的水污染全过程防治需求,推荐16套技术组合方案,包括4套含铬废水和12套综合废水全过程防治技术组合方案。结合当前制革工业技术发展情况,对制革工业水污染全过程防治技术发展趋势进行了展望,提出强化制革废水分质处理、强化清洁生产技术的研发推广、推进制革企业入园等建议。
技术亮点:化学合成制药的高浓度废水中合成抗生素含量很高,导致废水具有生物毒性,可生化性很 差,工程设计前对高浓度废水的可生化性做了测试,微生物的耗氧呼吸速率 (OUR) 为指标,结果发现高浓度废水的OUR值为0mgO2 /g·MLVSS·h,即没有生化性。为了降低废水对生化系统的毒性,提高其可生化性,利用高级氧化工艺对高浓度废水进 行预处理,试验选择了O3/ H2O2、单独O3 、Fenton试剂、活性炭吸附4种工艺分别对其进行处理,试验结果显示采用O3/ H2O2,工艺对高浓度废水进行预处理后,其OUR值增长最大,高浓废水的可生化性大为提高 ,故选择 O3/ H2O2工艺对高浓度废水进行预处理 。铁碳微电解反应器对进水pH值要求较高 ,必须控制在3~4之间,p H值过低或过高都会严重影响反应器的处理效果。应严格保持UBF反应器的反应温度在35℃,防止温度突变超过±2 ℃。同时应及时监测ABR池出水pH值,使其控制在 7~8, 防止pH过低引起酸化,使UBF反应器崩溃 。建议A B R池出水pH值每4~6h监测1次 。由于工程调试期适逢冬季, 属最不利季节调试 。因此,用全负荷调试运行方案 ,即一次投加设计值接种污泥量分别为生物处理单元进行生物接种, 并按设计水量和有机负荷进水进行调试运行。这样既能缩短调试期, 又减少了频繁调整试运行方案 。
技术亮点:结合好氧颗粒污泥技术中的晶核假说和选择压假说,将铁碳填料滤池与序批式反应器相结合,形成一种耦合机制,促使生化池中的微生物趋向于聚集并颗粒化,同时提升出水水质;铁碳预处理能够提升废水的可生化性。铁碳出水带来的铁离子和亚铁离子可以刺激微生物大量释放胞外聚合物等作为粘结剂,形成大量细微颗粒,利用凝结核机理,为好氧污泥的颗粒化提供一定的凝结核并加速好氧颗粒污泥的形成;同时利用铁离子和亚铁离子产生带有正电荷的螯合物,主动吸附带有负电荷的微生物,强化生物聚合体的形成,促进好氧颗粒污泥的形成;控制序批式反应器的沉降时间产生强选择压,去除沉降性能较差的生物质,促进好氧颗粒污泥的形成。铁离子和亚铁离子能够促进好氧颗粒污泥的形成与稳定,同时好氧颗粒污泥的形成与稳定又解决了铁碳预处理带来的铁污染,通过铁碳微电解工艺与好氧颗粒污泥耦合,提高废水可生化性、促进活性污泥颗粒化,实现含有DMAC、DMF废水物理、化学、生物协同处理和达标排放。
技术亮点:无法通过较为经济可行的生化法处理的高含盐废水,可通过高级催化氧化工艺将废水中污染物(如COD、氨氮、总磷、总氮等指标)直接降解至达标排放,废水中盐分可通过蒸发或浓缩结晶等工艺,浓缩提纯,结晶盐作为副产品回收利用至生产车间或作为商品出售至市场需求端;水分可实现完全的回收利用或根据要求及企业实际用排水情况进行达标排放,真正实现废水处理的零排放或稳定达标排放。工艺优势:通过高级氧化的手段矿化降解废水中有机或无极污染物,不产生二次污染;可实现废水中盐分、水分、有机物的回收利用,节能降耗,为企业减轻环保负担;深度优化企业供排水结构,变污水处理车间为生产工艺的一部分。
技术亮点:在难降解工业废水的处理技术中,由于废水的BOD5/CODcr低,且成分复杂,对微生物活性具有较强的抑制性,直接生化具有很大的难度,必须进行强化预处理,改变原废水的难生化性及分子结构,为此经常会涉及到微电解芬顿系统进行预处理,通过对大分子有机物的降解和破坏,从而达到降低其毒性及提高可生化性的目的,进而保证后继生物工艺的进行,出水达标。化工园区不可避免的产生高COD化工废水,针对化工废水高COD、高色度、高毒性的“三高”的特点,通过“微电解芬顿氧化系统+中和沉淀”处理有效降低了高COD废水对园区生化处理系统的冲击,保证园区污水处理厂稳定运行。
【大气·VOC治理技术】
技术亮点:污水处理厂内有机污染物种类多、单一浓度低但总体浓度大,目前规范仅针对无机污染物(如氨气和硫化氢的浓度)及部分有机污染物浓度进行了限制,建议加入不同种类污染物的整体浓度,总VOCs浓度和特征组分的浓度进行综合评价。T厂和B厂污水处理流程产生的有机污染物种类较为相似,以甲苯、四氯乙烯、十一烷、十二烷为代表的烷烃、卤代烃和芳香烃为主,不同污泥处理流程共有的高浓度特征组分是三甲基戊烷。但这些污染物未超过人体嗅觉阈值,仅甲硫醇和二甲基二硫的浓度超过了嗅觉阈值。污水处理厂的污染物主要散发源和种类在整体上显现出一定的地域性。上海地区的污水处理厂污水处理流程的污染物浓度更高,种类以烷烃、芳香烃和卤代烃为主;广州地区和地中海地区的污水处理厂恶臭散发源更集中于污泥处理流程,且芳香烃在有机污染物成分中占了极大比例。污水处理厂构(建)筑物安装密封盖板并设置科学的抽风除臭装置能够有效控制恶臭污染物向外散逸。本文调研的两座污水处理厂大部分处理构(建)筑物均对照现行国家和上海地方标准实施了加盖除臭工程,取得了良好的效果,显著改善了工人操作环境和厂区周边环境空气质量,值得肯定和推广。
技术亮点:本文根据脱硫工艺的不同,结合脱硫副产物处理现状,分析其处理与处置方法,为脱硫工艺选择及副产物处理提供参考。目前常用的脱硫工艺有钙法、钠法、氨法、镁法、活性炭法,副产物的种类和状态各不相同,其中钙法的脱硫副产物( 石膏) 产量最大,利用率也较高。在中小规模的烟气脱硫中,钠法、镁法、氨法使用较多,其脱硫副产物回收不足,甚至传统多为抛弃法。半干法和干法脱硫副产物由于反应不完全、成分复杂,处理明显比湿法工艺困难,目前利用率很低。脱硫工艺的选择,很大程度上受脱硫副产物影响,目前脱硫存在湿改干的趋势,会导致脱硫副产物进一步增加,且脱硫灰的处理较难; 因此,要加大对脱硫灰的处理处置研究。
技术亮点:焦炉是热惯性很大的复杂热工窑炉,炼焦工艺要求焦炉在生产过程中其温度场压力场应保持连续且稳定。任何的不稳定状态都应该及时处理,有些危险的情况,设计时还要考虑安全自动连锁及时切断煤气,保证生产安全。正常情况下,由焦炉和烟道及烟囱组成的热工系统的压力场是十分的稳定的,主要靠烟囱自身产生的吸力使焦炉的燃烧系统稳定的运行,并且自身还有一定的自我调节能力,在工况变化不大的情况下,其自身会起到平衡的作用。目前脱硫脱硝工艺已经在某些企业投入运行,但是其安全性和稳定性直接影响到焦炉的生产运行,由于没有成熟的经验和实例可供参考,所以一旦发生状况,会对生产安全造成不可预料的影响和后果。本文总结了焦炉烟气脱硫脱硝技术存在的风险和隐患。
技术亮点:根据对钢铁企业高炉煤气精脱硫工程案例的调研分析,虽然如前所述,在一些已建成项目上还存在有待完善的节点,需要针对高炉煤气的特点进一步提升精脱硫工艺的运行稳定性,但在经历了近三年的技术攻关和工程实践之后,高炉煤气精脱硫的反应机理和影响设施运行效果的因素已经弄清,且积累了大量设计和施工经验,以水解法和吸附法为代表的煤气精脱硫工艺已较为成功的从化工行业向钢铁行业完成了技术迭代升级,钢铁高炉煤气精脱硫主流工艺路线已基本形成。“十四五”期间,兼具减污降碳协同增效的高炉煤气精脱硫项目将是今后企业超低排放改造实施的重点工程。通过优化工艺设备与高标准建设预处理装置确保工程效果根据高炉煤气精脱硫工程实例反映出的典型问题,建议钢铁业主单位与设计施工单位均需苦练内功,以“四真”要求从工艺优化与精脱硫设备可靠性建设方面协同并进。同时建议钢企在选择高炉煤气精脱硫技术路线时,可结合自身工艺装备条线数量与厂区冶炼、发电装备布置情况,同时兼顾已有末端治理设施工艺可行性、达标能力、副产物合规处置路径与投运成本综合考虑,因地制宜,选择技术路线。
技术亮点:船舶尾气主要的氮氧化物成分为NO,NO化学性质稳定,在水中的溶解度很小,所以采用直接吸收法去除NO并不适用。传统的尾气脱硝方法有选择性催化还原技术(SCR)和选择性非催化还原技术(SNCR)。主流的SCR法和海水洗涤法在分别脱除船舶尾气中的NOx和SOx上存在一些问题,单纯的脱硫技术或者脱硝技术没有这么复杂的工艺或者设备,如果单独采用两套分别脱硫脱硝的装备用于船舶尾气的脱硫脱硝 ,势必将大大增 加设备的制造成本,且分步脱硫脱硝技术存在流程复杂,运行成本高等问题 。相对成熟的处理技术只能除去单一污染物质,不能实现多种污染物同时高效去除。所以,研究高效、经济、环保的船舶尾气处理技术将是船舶尾气净化的发展方向。
【噪声·振动治理技术】
技术亮点:随着高速列车不断提速,车内声环境问题越发凸显,车窗是距离人耳最近的隔声元件,但目前鲜有针对新型车窗在高速列车运行环境下的隔声特性的研究。本文针对高速列车运行环境下不同参数的真空车窗玻璃进行隔声性能计算,并将其板件厚度、声桥长度和直空度属性对隔声性能的影响规律进行总结。以北京航空航天大学电致变色中心某型电致变色玻璃为例,对电致变色车窗玻璃进行隔声性能探讨,高速列车车窗玻璃选型与改进提供一定理论参考。
技术亮点:为实现路网区域交通噪声预测,克服传统预测模型中路段间交通特性相互独立以及路段内流量与速度相互独立的缺陷,借助Van Aerde交通流模型,在不同道路等级、设计速度约束下,结合道路线声源噪声排放,构建基于速度的单变量交通噪声预测模型。分别对比4种常见城市道路的交通噪声实测值,模型预测值平均偏差为1.63dB,满足精度需求。应用该模型对典型路网进行噪声模拟,结果显示:设计速度由40km/h连续变化到80km/h时,不同位置路段产生的路网交通噪声变化量大小依次为内侧路段、偏外侧路段和外侧路段,且路网内侧区域交通噪声变化量明显大于路网外侧区域,两者平均差值为5.2dB。研究可为路网交通噪声控制提供参考。
技术亮点:电动汽车电驱动噪声声品质评估,一直是汽车工业业内研究的热点和难点问题。有针对性地选取国内外主流的多款电动汽车,基于车内电驱动噪声的声品质特性,提出电驱动噪声的声品质主观评价工况、指标和方法,计算主观评价烦扰度的统计值。制定基于道路试验的电动汽车电驱动噪声测试方法,提取抱怨工况的电驱动噪声频谱特性,首次考虑同时存在多个阶次的噪声特性,分别提取多款电动汽车的TNR(Tone to noise ratin.TNR)值和Total TNP值,并基干主观评价烦扰度和客观测试值,建立电动汽车车内电驱动噪声声品质回归模型,可实现电驱动声声品质的精准预测,并指导电驱动噪声声品质的正向开发。
技术亮点:近年来,城市轨道交通在我国各大城市迅猛发展,风亭作为轨道交通地下车站的重要环控设施对外长期辐射低频噪声,造成居民噪声投诉时有发生。基于此,本文在结合目前轨道交通常用片式消声器与阵列式消声器结构特性的基础上,研究设计出一种新型消声器,并且通过有限元模型仿真及实验室测试等手段与传统阵列式消声器进行了对比研究。研究结果表明:在保证消声器截面占比相同的情况下,新型消声器较阵列式消声器在各频率下的消声效果可提升2dB~4dB,且在空气动力性能方面基本保持一致。新型消声器具有消声单元模块化、样式简洁美观、成木较低等优点,能够较好地适应城市轨道交通地下车站的现实需求。
技术亮点:为研究结构材料参数对地铁振动引起的上盖邻近建筑室内结构噪声的影响,采用半实测半数值的振动分析方法以及经验公式法计算室内结构噪声,分析混凝土和土层弹性模量、阻尼系数等参数对建筑室内结构噪声的影响。有限元建模时,分别将混凝土与土层的弹性模量和阻尼系数按照设计值及其±20%浮动进行调整输入,比较弹性模量和阻尼系数在浮动后引起的结构噪声相对于设计值对应的结构噪声变化幅度。结果表明,在单项参数±20%浮动条件下,结构噪声对混凝土的弹性模量敏感性最强,建筑室内A声级出现最大接近9dB(A)的波动,变化比例最大超过30%;对土层弹性模量敏感性次之,A声级最大接近4dB(A)的波动,变化比例最大超过15%;对混凝土和土层的阻尼系数敏感性均较低,A声级最大波动不超过2dB(A),A声级变化均在7%以内。该结果对地铁振动引起的建筑室内结构噪声降噪设计有实际意义。
【固废处理、土壤修复技术】
技术亮点:回转窑焚烧工艺涉及余热锅炉水量调节、输灰、洗涤、废物储存、除渣等环节。有效控制各项环节, 能够提高危险废物处理效果,避免对环境造成污染。基于此,有必要明确危险废物回转窑焚烧工艺内容, 加强回转窑焚烧工艺各环节的控制,尤其是溜槽与破碎机控制、水电与压缩空气供给控制、极端天气下的工艺控制,以提升危险废物污染防治水平。回转窑焚烧工艺是当前较为常用的危险废物无害化处理工艺。目前,此工艺的各项操作基本需要通过机械完成,为了保证配套机械运行的稳定性,获得更好的危险废物处理效果,必须采取有效控制措施, 提升回转窑焚烧工艺作业水平。
技术亮点:金属表面处理工艺中,镀层技术(电镀、阳极氧化、化学镀等),化学转化膜技术(磷化、钝化等)以及热化学处理工艺(淬火、渗碳、热盐浴、堆焊、热浸镀等)均离不开多种酸、碱、有机溶剂、金属盐等化学试剂的使用,进而产生成分复杂的废酸、废碱、废渣、污泥等危险废物。加上金属表面处理行业分布广泛以及蓬勃发展,其危险废物来源广、产量大、难处置。分析金属表面处理工艺危险废物产生节点,总结危险废物产生特点和规律,明确危险废物产生量,不仅有助于金属表面处理行业危险废物的源头减量化,提升金属表面处理行业危险废物管理水平、提高处置效率,破除金属表面处理行业的发展瓶颈,也对我国危险废物管理工作起促进作用。受篇幅所限,笔者仅对几种典型金属表面处理工艺包括电镀、化学镀、阳极氧化等镀层技术以及钝化和磷化等化学转化膜技术进行分析,总结相关危险废物的产生情况、处理工艺和处置现状,并对今后危险废物的管理提出合理建议。
技术亮点:近年来土壤重金属污染问题越来越严重,植物修复技术以其安全、廉价的特点正成为研究和开发的热点,国内外对利用超富集植物来修复土壤重金属污染的研究已有大量报道。本文对超富集植物概念的提出及超富集植物吸收富集重金属的机理进行了归纳总结,主要就铅、锌、镉和铜四种重金属超富集植物的相关研究进展进行了分类、归纳与总结,同时还对增强植物修复效果的措施进行了探讨,以期为进一步合理有效利用植物修复土壤主要重金属污染提供一定的参考依据。
技术亮点:回转窑焚烧技术是危险废物处置中最常见的工艺,因其存在诸多问题,故被危险废物气化熔融工艺逐步取代。通过采用气化熔融工艺处置综合危险废物的工程应用,结果表明:该工艺具有燃料消耗少、烟气量及飞灰产生量低、二噁英少、热灼减率低及最终玻璃化产物无需填埋等优点;灰渣热灼减率、烟气污染物(包括NOx及二噁英等)等排放数值等均满足《危险废物焚烧污染控制标准》;气化灰渣高温熔融后形成玻璃化产物的玻璃体含量、酸溶失率及重金属浸出毒性等均满足《固体废物玻璃化处理产物技术要求》,无需填埋且可资源化利用。
技术亮点: 本工作以某企业二次铝灰为研究对象,采用响应面法中的Box-Behnken模型设计实验,建立铝灰中AlN脱除率与氧化焙烧工艺参数之间的数学模型,并借助响应面分析来优化AlN脱除工艺条件,为铝灰的火法处理路线提供技术支撑。以二次铝灰为原料,采用响应面设计对铝灰火法脱氮工艺进行了优化。以铝灰中AlN脱除率作为响应值,不同因素对铝灰中AlN脱除率的影响大小依次为:焙烧温度>铝灰粒径>焙烧时间。采用响应面法得出焙烧脱除铝灰中AlN的最佳工艺条件为:焙烧温度1 026 ℃,焙烧时间36min,铝灰粒径110目。在此条件下,铝灰中AlN平均脱除率为99.07%,与模型预测值仅相差0.93%。表明实验得到的二次回归模型是有效的,可以用来预测实验结果。