正交试验确定城市生活垃圾生物干化最佳工艺参数

通过对董村综合垃圾处理厂的垃圾进行生物干化最佳工艺运行参数进行研究。利用生活垃圾生物干化反应仓做垃圾生物干化中试试验,采用新鲜餐厨垃圾为试验材料,通过正交试验来探讨影响干化效果的工艺参数(堆高、初始含水率、通风方式、翻堆方式)的变化规律,确定生物干化的最佳工艺参数。试验结果表明,垃圾生物干化工艺中影响水分去除率因素的大小顺序是:翻堆方式通风方式初始含水率堆高。垃圾生物干化工艺的最佳工艺条件是:堆高1.5 m、初始含水率60%、通风方式(通风10 min,静止30 min)、翻堆方式(0.5次/天)。     

通风、翻堆和添加剂对垃圾生物干化和臭气排放的影响

采用自制的生物干化装置探索了通风、翻堆及不同添加剂对垃圾生物干化和臭气排放的影响。通风量增加,有助于水分散失和H2S减排,也利于生化反应的进行,添加自制除臭剂和生物菌对H2S的排放有显著的抑制作用,添加自制除臭剂和桔秆对NH3的排放有显著的抑制作用,添加自制除臭剂可作为生物干化除臭剂的优选。翻堆工艺对干化产品含水率有一定影响,物料含水率随翻堆次数增加逐渐下降,翻堆2次的干化产品含水率最终达到25%,翻堆3次的含水率达到22.5%,翻堆4次的含水率达到19.1%,增加翻堆次数可显著降低物料含水率。     

通风方式对高含水率垃圾生物干化的影响

以高含水率混合收集生活垃圾为研究对象,研究了不同的通风方式(间隙通风10min/20min、间隙通风5min/25min、40℃热空气通风和间隙-连续通风)对生物干化影响.结果表明,40℃热空气通风和间隙-连续通风可提高产物含水率下降幅度、单位质量垃圾水分去除率、单位有机物降解脱水容量、产物低位热值;但堆体高温持续时间短,VS消耗量小,并且有机物稳定化程度低.经过18d的干化试验,4组试验产物含水率分别为39.6%,34.4%,23.7%,24.5%,相应的单位去除率(以原生垃圾质量计)为0.437,0.476,0.523,0.517kg/kg,低位热值为11954,12994,15760,14801kJ/kg,与原生垃圾相比,热值分别提高了121%、140%、191%及173%,以40℃空气通风产物热值最高.     

生活垃圾机械-生物预处理工艺优化

以宜昌市垃圾综合处理场为例,分析了通风量和水分对生物预处理的影响,进而优化生物预处理的实际应用工艺。实验结果表明:通风量与水分对预处理过程中堆体温度、pH、堆高变化影响明显,对挥发分变化影响不明显。选取每30 min风机送风8 min的通风方式,处理之前调整垃圾水分在40%～50%之间,可以取得较好的预处理效果。     

分类收集蔬菜垃圾与植物废弃物混合堆肥工艺实例研究

以分类收集的生活垃圾(主要为蔬菜垃圾)和破碎树枝为原料,采用条垛式堆肥工艺,在中试规模条件下考察了原料初始含水率、通风频率、翻堆频率、接种比例4种因素对混合堆肥效果的影响.同时,在试验的9种工况下,对温度、氧浓度、有机碳降解率、有机碳氮比(C/N)、腐殖质含量等指标进行测定.结果表明,堆肥42d时各堆体均已达到稳定化要求.经过比较肥分保持、腐殖化程度和能量投入等指标,获得的最优堆肥控制条件为:初始含水率65%,通风频率15min/60min(开/关),翻堆频率为每3d1次,产物接种比例5%.最优控制方案下的主发酵通风率仅为0.03L.min-1.kg-1(以VS计),可实现堆肥过程的低能耗,适合于我国村镇区域的应用条件.     

通风量对有机废弃物生物干化的影响

通过有机废弃物生物干化实验,研究了通风量对生物干化效果的影响。实验以果蔬、厨余和园林垃圾几种典型有机废弃物作为原料,设置3个梯度的通风量,对其温度、含水率和有机质含量变化对比发现:通风量会显著影响生化干化指数、空气利用率以及干化后物料的低位热值。低通风量下温度升高明显,且空气利用率较高,但携带水汽能力较弱,难以有效带走物料水分;高通风量下难以维持高温,热量损失较大,但物料最终含水率最低。当通风量为48 L/（kg·h）时,果蔬与园林协同干化的最终含水率能降低到13.97%,生物干化指数为2.34,物料的低位热值最终达到13932 kJ/kg,较初始热值提升了322%,能够基本满足制备垃圾衍生燃料（RDF）的条件,且能够在相对更低的能耗下提高生物干化效果。     

基于减量与资源化家庭厨余垃圾堆肥参数研究

中国50%以上的生活垃圾为厨余垃圾,在家庭尺度进行厨余垃圾减量化、资源化处理对于城市生活垃圾综合管理具有重要意义。家庭处理机在国外广泛应用,但由于中国厨余垃圾的差异性,国外参数组合不能适用于国内家庭处理机研发。文章针对中国家庭厨余垃圾特点,对主要影响因子通风量、温度、菌剂及含水率进行正交控制试验,选择失重率为评价减量化效益指标,选择E4/E6、N、P、K含量为评价资源化效益指标,分别研究基于减量化与资源化目标的优化工艺参数组合。研究结果显示,含水率和温度对于减量化效果影响较大,高温、低含水率有利于厨余减重;而影响资源化效果主要为菌剂,具有很好的保磷和保钾作用。最后得到减量化效果最优组合:通风量为5 L/min、温度65℃、添加5 g菌剂、含水率63.4%;而资源化效果最佳组合为通风13 L/min、温度45℃、菌剂5 g、含水率为70.4%。     

垃圾高温好氧生物干化效果的影响因素分析

高温好氧生物干化技术是解决我国"高含水、高有机质"生活垃圾干化的有效技术手段,而垃圾高温好氧生物干化过程的微观机理及影响因素非常复杂。在进行多组垃圾高温好氧生物干化试验的基础上,指出影响生物干化的内外因素有机质含量、微生物菌种、通风风量、仓体构造、氧气浓度、颗粒粒径、仓体保温性;初步确定了高温好氧生物干化主要影响因素的适宜范围为垃圾中有机质含量>15%,接种适宜的高温好氧微生物菌种（活菌数为106~1010 CFU/mL,接种量约为1.5 L/t）,垃圾粒径控制在95%＜160mm,通风风量应同时满足有机质分解过程中O₂的需要量和除湿的空气需要量,可为垃圾高温好氧生物干化技术的工艺机理研究提供了数据参考。     

新型全混合式厨余垃圾生物干化工艺效能实证研究

开发了一种新型连续进料全混合式厨余垃圾生物干化工艺,通过中试试验探究了该工艺运行效能及其对物料温度、含水率和热值的影响规律.结果表明,该工艺可显著缩短升温时间,维持物料>50℃的高温区段20h/d;在最佳运行条件（通风速率0.171m³/（kg·h）,最低控制温度45℃,干化周期7d）下,厨余垃圾含水率可降至（34.86±1.71）%,水分单位去除量达（716±23） kg_水/t_垃圾,运行能耗仅为77.91kW·h/t_垃圾,低位热值高达（6681±119） kJ/kg,满足垃圾焚烧进炉要求,可有效实现厨余垃圾快速衍生燃料化.     

响应曲面法优化沼渣快速堆肥研究

采用Box-Behnken设计,以碳氮比(C/N)、通风量、初始含水率为3因素,设计了17组堆肥实验,建立回归模型,以抗生素降解率和氮、磷、钾总含量为响应值,确定沼渣快速堆肥的最优工艺。结果表明:3因素对响应值F1抗生素降低率的影响显著性排序为:通风量>C/N>初始含水率,对响应值F2(总养分含量)的影响显著性顺序为:通风量>初始含水率>C/N。综合考虑,为同时确保抗生素降解率较高且氮磷钾总含量较高,最优工艺条件为C/N为30,通风量为1. 13 L/(min·kg),初始含水率为65. 54%。验证实验结果与预测值吻合,响应曲面法用于沼渣快速堆肥工艺优化具有可行性。     

负载镧镁活性氧化铝的制备及除氟性能研究

采用浸渍法制备负载镧镁活性氧化铝改性除氟剂,用于去除溶液中氟离子。通过正交实验考察镧镁摩尔比、焙烧温度和焙烧时间对改性活性氧化铝吸附性能的影响,得出最佳合成条件为镧、镁物质的量比1∶2,焙烧温度300℃,焙烧时间2.0 h。研究吸附时间、投加量、p H值和共存阴离子对氟离子吸附效果的影响。结果表明:吸附时间为3.0 h、投加量为3.6 mg/L,p H值在6~9,除氟效果最好,氟离子去除率为94.5%;对比不同阴离子对除氟性能的影响,除氟性能受阴离子影响力大小为:CO2-3>SO2-4>Cl->NO-3;吸附剂对氟离子的吸附过程符合伪二级动力学模型,吸附等温线满足Langmuir吸附等温式,其饱和吸附量为7.663 mg/g;不同温度下的热力学结果表明该反应为自发吸热反应。     

关于垃圾堆肥的作用及工艺优化的探讨--堆肥中氧、温度和湿度的控制

本文从降低投资与运行费的角度对堆肥技术与工艺进行分析,并指出堆肥技术的提高不在于单纯地提高机械化的程度,而是要把握生物反应系统的主要反应条件,并对通风量进行优化。对过程的影响因素——氧含量、温度、湿度进行了系统分析,并介绍了相应的控制方法与工程技术。     

渗滤液浓缩液回灌出水盐分对回灌参数的敏感性研究

采用成都某垃圾填埋场的渗滤液浓缩液,对装填了填埋龄为15年垃圾的垃圾柱开展了回灌实验,研究了回灌负荷、回灌频次、回灌速度以及回灌方式对回灌出水盐分的影响;基于实验结果,利用一种新型的灰色绝对接近关联度分析方法进行建模,研究了回灌出水盐分对各参数的敏感性。研究结果表明:以0号垃圾柱的回灌出水盐分为基准,回灌出水盐分对回灌参数的敏感性大小为:回灌负荷(6 L/d)>回灌速度(24 L/h)>回灌负荷(4.5 L/d)>回灌频次(6次/d)>回灌频次(3次/d)>回灌方式(中央布水)>回灌速度(6 L/h)>回灌方式(分散布水),因此降低回灌出水盐分优先控制的因素为回灌负荷和回灌速度。     

污泥常压过热蒸汽干燥装置设计及干燥试验

为了研究污水污泥常压过热蒸汽干燥特性,研制了一套污泥常压过热蒸汽干燥试验装置,并对常压过热干燥装置主要部件的工作原理及特点进行了介绍。在研制的常压过热蒸汽干燥试验上进行了厚度分别为4,6,10 mm,干燥温度分别为160,220,280℃的干燥试验。试验结果表明:在过热干燥初期出现污泥含水率增大的现象,导致干燥时间增加;但过热蒸汽温度越高、污泥的厚度越薄,干燥至同样含水率所消耗的时间越短,干燥速度也越快。     

微电解集成设备预处理垃圾渗滤液

采用自制微电解集成设备研究不同反应条件下对成都市长安垃圾场垃圾渗滤液的处理效果。试验主要条件为1∶1铁碳体积比填料、停留时间、极板电压、电极正负交换周期和曝气量等动态单因素。在垃圾渗滤液的初始p H条件下试验得到最佳反应参数:停留时间为120 min、电压为25 V、电极正负交换周期30 s、曝气量2 000 L/h时,对垃圾渗滤液COD、NH3-N和色度的初始去除率分别41.38%、24.52%和60.00%。经重复试验,该微电解集成设备对垃圾渗滤液有较为稳定的处理能力,可为垃圾渗滤液的预处理工程设计提供选择性参考。     

游离氨(FA)协同曝气时间对活性污泥沉降性能的影响

采用3个序批式反应器(SBR)(R0:硝化结束时停曝气;R_(0-30):硝化结束提前30 min停曝气;R_(0+30):硝化结束延迟30 min停曝气),控制3种游离氨(FA)浓度梯度(0.5,5.1,10.1 mg/L)协同3种曝气时间(t0:硝化结束时停曝气;t0-30:硝化结束提前30 min停曝气;t0+30:硝化结束延迟30 min停曝气)的条件下,研究了FA协同曝气时间对活性污泥沉降性能的影响。结果表明:整个试验过程,在初始FA浓度相同条件下,R0和R_(0+30)系统NH+4-N平均去除率分别为98.6%和99.3%,而R_(0-30)系统NH+4-N平均去除率仅为72.3%。在较低FA浓度(0.5,5.1 mg/L)条件下,随着曝气时间增加,活性污泥的污泥沉降比(SV30)值和污泥体积指数(SVI)值均逐渐降低,污泥沉降性能趋好。在较高FA浓度(10.1 mg/L)条件下,随着运行周期的增加,污泥沉降性能逐步变好,R_(0-30)系统的SVI平均值最大,R_(0+30)系统次之,R0系统最小,其值分别为165.1,152.5,134.5 m L/g,且污泥活性f平均值大小顺序fR_(0-30)>fR0>fR_(0+30),其值分别为0.77、0.70和0.65。这表明在较高FA浓度(10.1 mg/L)条件下,曝气时间延长,导致污泥活性降低。     

生活垃圾填埋短期好氧预处理工艺优化研究

以模拟有机生活垃圾为底物,通过实验研究了通风和温度协同控制作用下,填埋短期好氧预处理过程垃圾VS、含水率和有机组分的代谢情况.结果表明,好氧预处理过程VS降解主要发生在反应前期(0~6d),占实验全过程降解量的68%~85%;同时垃圾含水量的15%~26%以渗滤液和气体的形式被去除,并且延长通风时间能够增加后者所占比例.反应前期堆体自发升温到高温状态(50~55℃)比控制堆体温度维持在中温状态(42~47℃)更利于碳水化合物的代谢,但对粗蛋白降解的影响不明显.而在中温状态下粗脂肪和木质纤维素的降解率更高.继续延长预处理时间至14d,不同通风和温度的组合对VS和水分总体去除差距不大.控制填埋好氧预处理周期在6d并尽量维持堆体温度在50~55℃,成本-效益较高.     

金属冶选尾矿库周边土壤重金属污染诊断

通过对某尾矿库周边15个取样点的土壤进行取样调查,根据国家土壤环境质量标准(GB 15618—1995),采用单项污染指数法、综合污染指数法对该区的土壤重金属(Cu、Zn、Cd、Pb)含量进行评价。结果表明:所有采样点的土壤重金属含量均未超过GB 15618—1995二级标准值,各金属污染程度为Zn>Cu>Cd>Pb;采样点土壤中Cu含量均未超过GB 15618—1995一级标准值,Pb在采样点GW-3、GW-5、GW-6、GW-7的含量超过了GB 15618—1995一级标准值,Zn在采样点GW-2、GW-8的含量也超过了GB 15618—1995一级标准值,Cd在采样点GW-5、GW-7的含量超过GB15618—1995一级标准值;尾矿库四周污染程度依次为:东侧>南侧>北侧>西侧。     

高水分垃圾焚烧热回收和烟气净化系统的合理布置

用热平衡计算分析了高水分生活垃圾在焚烧前干燥脱水对系统热效率的影响 ,并比较了用不同介质干燥湿垃圾时热回收系统的效率和对烟气净化系统布置的要求。计算表明 :系统产生的可供有效利用的蒸汽量总是随垃圾干燥后应用基水分的降低而上升。采用排烟作为干燥介质时系统热效率也随应用基水分的降低而上升 ;而采用热空气作干燥介质时 ,计算热效率有轻微的下降。采用垃圾干燥应对烟气净化系统进行合理布置。