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优质技术汇编第65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:膜生物反应器(MBR)因占地面积小、剩余污泥产量少等诸多优点已被广泛运用到水处理中,但膜污染所带来的频繁膜清洗和膜更换提高了MBR的实际运行成本,是制约其发展的主要因素。因此,大量研究致力于发展MBR膜污染的减缓方法,包括物理法、化学法和生物法等;其中,生物法由于具有成本低、环境友好及可持续性等优点而受到广泛关注。对MBR中减缓膜污染的生物控制方法进行了系统分类,重点介绍了群体感应与淬灭技术、能量解偶联、生物酶法、NO诱导法、D-氨基酸抑制法、裂解与捕食六种生物法在MBR中减缓膜污染的最新应用和进展,并根据目前生物法存在的一些问题对其未来的研究方向进行了展望。
技术亮点:在对丙烯腈生产废水的处理中还有很多新的研究技术,比如利用铁炭微电解技术对丙烯腈生产废水进行处理,经过处理的废水再通过其他工艺进行处理,COD的去除率能够达到46%,CN-能够完全被去除。使用臭氧技术对含氰废水、使用空纤维膜技术降低丙烯腈生产废水中的氰化物,通过化学吸收、真空冷凝法等回收废水中脱除的氰化物,不会造成二次污染,脱除有机物废水能够再次用到生产中。基于丙烯腈生产废水对环境的严重污染,采取有效措施对其进行有效处理已经成为生产加工企业的当务之急。在丙烯腈生产废水处理中,可以通过化学法、生物法以及物理法等工艺进行处理,但是由于对于工业废水中污染物组成、降解机理等研究不足,因此在选择处理工艺中存在盲目性,所以需要从实际情况出发,依据节能、环境友好等需要对丙烯腈废水进行有效处理。
技术亮点:根据前文中所述试验的内容,非均相催化氧化技术在炼油废水处理过程中发挥着重要的作用。非均相催化臭氧氧化工艺的协同作用在催化剂制备、应用过程中发挥着至关重要的作用。出于研究此类协同作用的需要,研究者通常会将协同因子引入催化剂应用原理分析过程之中。在非均相催化臭氧氧化技术、中间臭氧氧化等技术应用于炼油废水处理过程以后,非均相催化的臭氧氧化体系的COD去除率可以达到91.3%。其他两种处理方式的COD去除率分别为32.5%和40%。通过对上述三种方式的反应效果进行分析,非均相催化体系的协同效应的作用与催化剂吸附容量和臭氧分子在催化剂影响下产生的羟基自由基有关。例如在催化剂吸附容量的影响下,水中的有机物会附着于催化剂的表面,由此而形成的具有亲和性的表面整合物会在一定程度上促进臭氧氧化效率的提升。臭氧分子分解以后产生的羟基自由基也可以在有机物降解过程中发挥一定的作用。
技术亮点:为了控制溢流污染和初期雨水污染,兼顾旱天和雨天处理运行需求,葛塘河净水站采用了污水处理设施、调蓄池和地下停车场一体化全地下合建的方式。污水处理采用膜生物反应器(MBR)主体工艺,设计规模为1.20万m3/d,调蓄池设计规模为5 000m3。净水站兼具污水处理、雨水调蓄以及城市交通调节等功能。实际运行状况表明,净水站在旱天和雨天出水水质均稳定达到了一级A标准。满负荷运行情况下,旱天可削减入河污染物CODCr为1 533 t/a、氨气为109.5 t/a; 雨天可削减COD为210 t/a、SS为144 t/a。全地下式净水站用地面积仅6 100m2,建设用地指标远低于1.50~ 1.20㎡/(m3·d-1)的限值。同时,与地面景观公园及周边环境相融合,既具备布局紧凑、节地、运行灵活高效等特点,又达到“邻避”变“邻利”的目的。为建设环境友好的地下式污水处理厂提供了设计参考以及实际工程经验。
技术亮点:综上所述,因铝材生产加工期间通常会形成大量废水,废水当中含有一定重金属的污染物,这些重金属的污染物倘若排放至下游河流当中,必将会引发较为严重的水文环境污染问题,不仅会影响到下游居民正常的用水,且还会对铝材生产加工企业自身带来极为不利的负面影响。故需铝材生产加工企业能够愈加关注这一问题,将该问题纳入至铝材生产加工企业核心工作内容中去,以能够凸显出废水当中重金属的污染物专项控制工作的重要性,铝材生产加工企业还需结合以往的实践经验,针对自身铝材生产加工实际情况,从污染源头减少废水产生量,提高生产用水重复利用率,并结合自己现有的废水处理工艺及各项技术,择选最适宜的控制技术,以能够更加有效的控制住重金属类废水污染,提高工人环保意识,以能够实现铝材生产加工与自然环境的和谐发展,让铝材生产加工业勾勒出最为美好的发展蓝图。
【大气·VOC治理技术】
技术亮点:经过以上一系列分析阐述可以发现,火电厂烟气旁路脱硫技术的应用虽然起到了一定的作用,但是却存在很多的缺陷,比如降低锅炉热效率、增加锅炉运行能耗等,与当前环保低碳的发展理念不符。取消火电厂烟气旁路系统已经成为了势在必行的趋势,相关行业工作人员应当对此形成清晰认识,在充分了解烟气旁路系统危害和缺陷的基础上,积极学习先进的取消补偿技术,以促进我国火电厂脱硫技术应用的长期健康发展。
技术亮点:本工程为改造原有电厂1#锅炉全烟气量脱硝装置。原锅炉设计三层空预器,现设计缩减掉一层,改造后预热器性能不变。省煤器下管系组下移至此拆除空预器位置,腾出3m左右高度空间安装SCR脱硝设备,省煤器改造后热能不变。在上下省煤器管组断开部位采用2根外部集箱及4根联络管连接,外部管路采用硅酸铝保温。空预器采用三维肋管空气预热器设计为立式布置,共上下两级管箱,二次风在一次风中间。改造内容包括脱硝催化剂及其辅助钢结构支撑系统、声波吹灰器、NOx监测装置等。
技术亮点:国内外催化裂化装置再生烟气治理一般采用湿法脱硫工艺,其特点是适应性和脱硫效果较好,但投资和运行维护费用较高,设备腐蚀、高含盐废水排放、烟羽拖尾等一系列问题难以解决,急需寻找更好的处理方案。中国石油化工集团公司针对催化裂化再生烟气的特点,从再生过程的SOx和NOx产生源头控制,集成开发了负压式半干法烟气超低排放治理技术,在中国石油化工股份有限公司荆门分公司2.80 Mt/a重油催化裂化装置成功投用。结果表明,排放烟气达到超低排放标准要求,同时解决了SO3气溶胶、烟羽、设备腐蚀、废水等问题。投资和运行费用优于钠法脱硫,为国内外催化裂化再生烟气污染物超低排放治理提供了借鉴。
技术亮点:烧结机尾气的半干法和湿法脱硫技术目前较为成熟,均可稳定实现二氧化硫排放达到超低排放标准,活性焦吸附法因其投资和运行费用等因素,目前仍处于工业应用推广阶段。半干法和湿法脱硫技术的投资额度相当(湿法含湿电),湿法脱硫运行费用高,二者的差别在于二次产物及其处置的不同。以上分析结论源于笔者掌握的各个技术流派采用规范设计和建设数据。总体来说,烧结机机头烟气的超低排放路线选择主要是脱硝问题。规范设计建设的各种脱硫和除尘设备虽然各有优缺点但是均满足超低排放的需求,可以因地制宜选择。唯有脱硝技术需要进行综合考虑、慎重选择,不同条件和诉求下的最佳路线各不相同,对建设厂家的技术能力和建设水平要求也相当高。
技术亮点:为了避免煤化工有组织和无组织排放的挥发性有机物VOCs (Volatile organic compounds)对环境造成巨大危害,煤化工VOCs吸附技术作为一种既能控制VOCs排放,又能回收吸附材料重复利用,还能回收有价值的VOCs再利用的技术,被认为是一种经济、有效且具有前景的VOCs去除技术。分析了吸附的物理过程与化学过程及其影响因素以及解吸附的过程与方法,吸附材料的改性研究及发展,论述了吸附装置的结构、吸附特点及优缺点,对吸附技术及与其他技术的组合工程应用进行了概述。通过总结吸附技术研究进展和工程实际应用情况,展望了吸附技术未来研究方向,以期为吸附技术处理煤化工VOCs的进一步研究和工程实践应用提供帮助。
【噪声·振动治理技术】
技术亮点:开发阶段中的某型家用中央空调室外机在压缩机以4200r/min~4500r/min转速运行时存在明显嗡嗡声异响,声品质体验的接受度差。针对该问题,通过噪声频谱特性分析、管路系统结构模态试验和仿真分析等手段,确定吸气管共振是产生室外机嗡嗡声异响的原因。基于模态仿真分析对吸气管进行调频设计,使其固有频率避开压缩机四倍频激励,同时配合阻尼块的减振作用,达到有效降噪的目的。实验结果表明,吸气管改进后整机噪声总值最大降幅达8dB,嗡嗡声异响消失。所提供的分析方法和分析模型对家用中央空调室外机结构噪声的控制具有一定的参考价值。
技术亮点:海上单桩基础风机塔的晃动位移是其安全监测与评估的重要参量,但是目前还没有较成熟的精确自动化监测方法。为此提出一种新的监测方法,首先基于动态高精度倾角仪测挠法得出其0~0.2 Hz范围内的准静态挠度曲线,然后利用低频振动位移传感器直接测量出其0.2Hz~10Hz范围内的周期性振动位移信号,最后把两种信号同步叠加成为塔筒观测高程的晃动位移时程曲线。模型测试实验表明此方法的测量精度可达到毫米级别。基于实测数据对2 座单桩风机塔筒在机仓对风向偏航时的晃动位移特性、台风作用下的晃动位移特性、正常工作及停机状态时晃动位移特性进行了详细的分析。分析结果表明:此方法可精确测量和分析出此类型塔筒的晃动位移频谱特性、幅值特性。
技术亮点:控制力矩陀螺(CMG)是航天器姿态控制的执行器,内含高速转子,是航天器上重要的振动及噪声源。对某舱外安装CMG的载人航天器密封舱开展噪声测试,发现噪声总声级过大且主要为与CMG工频及2倍频对应的单频噪声。对CMG进行隔振处理并对隔振系统特性进行分析,发现隔振措施使工频扰振力输出显著减小,但在2倍频处隔振效果弱于工频处,其原因在于受到CMG弹性的影响。载人密封舱振动噪声耦合分析表明隔振措施使密封舱薄壁振动的幅值及范围大幅减小,从而降低密封舱噪声。在安装隔振器的载人密封舱进行验证试验,隔振系统固有频率实测值与仿真结果吻合较好,CMG工频处噪声降幅达18dB~21dB,2倍频噪声降幅达2dB~7dB,与分析结果基本一致。
技术亮点:声学覆盖层的低频吸声特性对潜艇声隐身性能具有重要影响。综合考虑空腔型覆盖层结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能,建立局域共振型空腔覆盖层的有限元模型,研究复合结构在 10 Hz~2000 Hz频段内的吸声特性,并采用局域共振理论和模态分析揭示复合结构的吸声机理,进一步得到复合结构低频吸声性能的调控规律。研究结果表明:(1)在10Hz~2000Hz频率范围内,相比空腔型覆盖层,复合结构的平均吸声系数提高到0.497;(2)复合结构的低频吸声机理为:通过下半部分空腔变形实现纵波向横波的转化,通过局域共振结构的反共振消耗声能,二者共同作用,提高吸声系数;(3)耦合产生的吸声峰峰值主要随覆盖层损耗因子的增大而增大,峰值频率主要随薄膜面积的增大而向高频移动。研究结果可为声学覆盖层的低频吸声特性设计提供理论指导。
技术亮点:为提高微穿孔板吸声体的吸声性能,提出一种宽频带封闭式背腔微穿孔板吸声结构。使用薄膜封闭背腔中的特定气体,改变背腔声抗,配合参数合理的微穿孔板,能够提升低频吸声性能并有效拓宽吸声频带。基于声电类比法推导该吸声体的吸声系数计算方法,通过有限元仿真以及阻抗管实验对理论计算结果进行验证。最后探究背腔气体、微穿孔板振动和薄膜厚度对吸声性能的影响。结果表明,背腔气体对吸声性能有显著影响,当在背腔中填充六氟化硫时,能提升该结构的低频吸声性能,但使吸声带宽变窄;当在背腔中填充氦气时,其法向吸声系数在 240 Hz~4300Hz频率范围内大于0.5。
【固废处理、土壤修复技术】
技术亮点:随着我国社会经济的发展,产生的危险废物也在不断的增加,若是管理不到位,很容易给人民群众的健康造成严重的威胁,必须认识到危险废物处理的重要性,并采取相关措施做好危险废物的处理。本文就典型项目对危险废物的焚烧处理方式、工艺难点、危险废弃物焚烧处理中的设计及其中存在的问题和处理方式进行了研究和阐述。但由于土地资源的不断减少,安全填理处置可能会呈现下降趋势。而对于焚烧处置,随着焚烧工艺和流程的不断更新,各种焚烧炉的改进,烟尘、尾气净化技术的推新,焚烧能量回收率不断提高,焚烧处置方法也越来越完善和现代化。相信不久的将来,焚烧处置方法在危险废物的处理处置方法中所占比例会不断增加。
技术亮点:烧结烟气是钢铁行业的主要污染物,成为钢铁企业SO2减排的重点,减排形势日趋严重,而随之产生的大量脱硫灰的综合利用成为急需解决的问题。本文详细介绍了烧结烟气脱硫灰的产生、特性以及污染现状,总结了当前国内外对脱硫灰综合利用的现状和利用过程中存在的问题,并提出了烧结烟气脱硫灰用作新型胶凝材料或者复合微粉的新途径,从而使之变废为宝。
技术亮点:本研究采用粉煤灰等体积替代自密实混凝土中的水泥,开展了一系列自密实混凝土工作性能的试验,通过对试验结果分析得知:⑴ 粉煤灰具有形态效应,能改变新拌混凝土的需水量和流变性质,使混凝土内部结构降低粘度。当粉煤灰掺量超过20%时,能显著改善自密实混凝土的间隙通过性能。⑵ 粉煤灰的颗粒形状为球形,能起到滚珠效应,减少颗粒间的摩擦力,有效改善自密实混凝土的间隙通过性。
技术亮点:二次铝灰是一次铝灰回收金属铝产生的危险废物,我国二次铝灰年排放量超过400万吨,目前通常采用水解技术进行脱氮预处理,但水解渣利用难度较大。针对上述问题,本文提出了二次铝灰水解渣温和碱溶-稀酸除杂-成型烧结回收活性铝并制备耐火材料骨料的利用工艺,系统考察了温和碱溶过程和稀酸除杂过程中反应时间、温度、浓度等因素对铝溶出率以及碱金属氧化物脱除率的影响,以实现活性铝的溶出及镁铝尖晶石和刚玉复合相耐火材料骨料的制备。结果表明,温和碱溶过程的适宜条件为反应时间0.5h,氢氧化钠浓度200g/L,反应液固比3mL/g,反应温度75℃下,铝溶出率为23.03%,溶液铝浓度为17.57g/L;稀酸除杂过程的适宜条件为反应时间0.5h,盐酸浓度70g/L,反应液固比7mL/g,反应温度45℃下,所得含铝渣相中∑(NA,K)2O<0.6%,所制备镁铝尖晶石-刚玉复合相材料体积密度为2.51g/cm3,显气孔率为17.1%,Al2O3含量78.08%,可作为耐火材料骨料使用。本研究可为二次铝灰的资源化利用提供新的研究思路。
技术亮点:煤基固废充填开采技术符合煤炭绿色智能开采和洁净高效低碳利用行业主要攻关方向及新发展理念要求,是促进煤炭开采高质量化、环境低损伤化、绿色低碳化发展的研究重点与热点。本文在总结煤基固废充填开采技术研发背景与发展历程的基础上,系统性介绍了煤基固废充填开采技术体系的研究现状,经过二十余年产学研用联合攻关,历经五代技术的研发创新,已基本形成体系的典型固废充填技术包括综合机械化固体充填、膏体充填、长壁逐巷胶结充填、覆岩隔离注浆充填、“井下采选充+X”,为“三下”开采、条带煤住回收、岩层移动与地表变形控制、煤基固废井下处置提供了较全面的技术途径;煤基固废充填开采充填材料本构模型、关键岩层控制及地表变形控制等理论研究也取得了较大进展,基本构建成充填开采岩层控制理论体系;面临产业智能化升级、深部资源开采、煤基固废规模化处置与资源化利用等重点发展趋势,煤基固废充填开采技术的主要发展方向包括但不限于煤基固废高效智能充填、井下嗣后注浆充填处置、深部充填采热、煤基固废充填井下碳封存、煤基固废绿色功能材料井下利用等。现有研究现状及发展趋势综合表明:煤基固废充填开采技术是实现煤炭资源绿色智能高效开采的重要代表性途径。