蒸汽爆破对污泥和餐厨垃圾联合厌氧消化的促进效果

鉴于蒸汽爆破（简称"汽爆"）预处理对污泥和餐厨垃圾联合厌氧消化的影响还鲜有报道,为探讨汽爆预处理对污泥和餐厨垃圾联合中温厌氧消化的促进效果及经济可行性,利用小型发酵罐在35℃下开展了未预处理污泥和餐厨垃圾联合消化、汽爆污泥单独消化、汽爆污泥和餐厨垃圾联合消化的试验,并进行能耗分析.结果表明,未预处理污泥与餐厨垃圾联合消化阶段,VS（挥发性固体）去除率为33.9%,沼气产率为311.0 mL/g（以投料VS计）;汽爆污泥单独消化阶段,VS去除率和沼气产率均略高于未预处理污泥与餐厨垃圾联合消化阶段,但反应器ρ（NH₄+-N）过高,影响产气稳定性,沼气φ（CH₄）较低.汽爆污泥与餐厨垃圾联合消化阶段,VS去除率和沼气产率分别达到49.5%和420.5 mL/g,显著优于未预处理联合消化阶段.能耗分析表明,预处理的升温过程使汽爆预处理整体能耗偏高,但若能有效回收70%的热量,则汽爆预处理可提高污泥-餐厨垃圾联合中温厌氧消化工艺3.34 kW·h/t（以污泥量计）的能量产率.研究显示,汽爆预处理可提高污泥和餐厨垃圾联合中温厌氧消化工艺35.2%的沼气产率,但由于预处理能耗较高,预处理过程中热能的有效回收是汽爆预处理应用于污泥和餐厨垃圾联合中温厌氧消化经济可行的关键.      

餐厨污水厂隔油池泡沫产生分析及消泡探讨

餐厨垃圾是城市有机垃圾的主要组成之一,厌氧消化(Anaerobic Digestion)技术能使餐厨垃圾中的固体有机物变为溶解性有机物,再将蕴含在固体废弃物中的能量转化为可以直接利用的高品位沼气用来燃烧或发电,以实现资源和能源的回收利用。厌氧消化后的废水处理成为影响资源回收利用效率的关键环节,而泡沫的去除成为餐厨垃圾污水处理的首要问题。重庆某餐厨垃圾污水处理厂作为全国餐厨垃圾污水处理最具代表性的处理厂,对于隔油沉淀池脂状、暗褐色的泡沫去除的经验具有参考意义。     

我国餐厨垃圾厌氧处理技术的现状及发展前景

本文阐述了餐厨垃圾的成分和特征,针对目前国内餐厨垃圾的六种处理方法,对比其优缺点,指出厌氧发酵处理技术相对较好,它实现了餐厨垃圾的资源化处理和沼气化利用。通过分析我国餐厨垃圾厌氧处理的优势和两个典型案例,指出厌氧发酵工艺在处理餐厨垃圾方面具有广阔的发展前景。     

餐厨垃圾处理厂规划用地控制标准研究

介绍了现有规范中餐厨垃圾处理厂用地标准,分析了现有标准中处理厂分类标准以及综合用地指标等方面存在的问题,结合现状全国餐厨垃圾处理厂建设情况对处理厂处理工艺进行了分析,并重点对影响处理厂用地面积的两个核心因素——设计规模和用地指标进行了研究,从而得出科学合理的处理厂规划用地控制标准.规划新增餐厨垃圾处理厂时应采用先进工艺(如厌氧&好氧协同工艺),经分析表明应依据实际情况并参考现有工程案例的分析结果确定设计规模和用地指标.     

矿物材料预处理对餐厨垃圾高温厌氧消化过程的影响

选用4种矿物材料对400g餐厨垃圾在35℃下进行4h好氧预处理,比较了预处理前后餐厨垃圾水解率的变化,并且详细研究了预处理对餐厨垃圾高温厌氧消化过程及产沼气效果的影响.结果表明:在同等条件下,添加矿物材料可以有效促进餐厨垃圾的水解,其中添加1.25%(质量分数,以餐厨垃圾湿基计)膨润土和添加2.5%轻烧MgO的处理水解率分别达到了96.79%和96.51%.轻烧MgO有效地缓解了餐厨垃圾由于酸化引起的pH值下降,使产气高峰期较早来到;而在总产气量上添加白云石粉的促进作用显著.膨润土次之,其中添加2.5%白云石粉的总产气量最高,为10925mL.添加矿物材料降低了消化液中钠离子的浓度,可减轻对产甲烷细菌的抑制作用.     

西北生态脆弱区城市生活垃圾处理厂适用性评价

针对西北生态脆弱区城市生活垃圾处理技术选择、处理厂选址和工程设计中存在的主观性较强、科学性和客观性不足的问题,将生命周期评价法与层次分析法相耦合,综合考虑环境影响、处置技术、地理气候与实际工程4个方面因素建立综合评价体系,并以兰州市城市生活垃圾处理现状为例,分别对9个生活垃圾处理厂进行技术适用性综合评价.结果表明：①兰州市城市生活垃圾处理厂适用性综合得分前3名分别为餐厨垃圾资源化堆肥厂（73.91分）、韩家咀村生活垃圾填埋场（72.93分）、中铺子垃圾焚烧厂（72.44分）;②城市生活垃圾处理技术评价体系中,各影响因素权重排序为环境影响因素（0.347）>实际工程因素（0.309）>处置技术因素（0.228）>地理气候因素（0.116）;③3种处理技术的环境影响潜值比较结果为：垃圾卫生填埋（0.3872）>垃圾焚烧（0.0330）>垃圾堆肥（0.0242）.     

某典型餐厨垃圾综合处理项目实例

我国餐厨垃圾产量已占城市固体废物的50%以上,推进餐厨垃圾资源化利用和无害化处理是目前亟待解决的问题。某市餐厨垃圾综合处理试项目,由预处理系统、厌氧发酵系统、沼气净化储存系统、沼渣沼液处理系统及除臭系统5部分组成,占地面积19000 m2,总投资9978万元,处理规模200 t/d,平均沼气产量7740 m3/d,其中,甲烷含量在60%以上。该餐厨垃圾项目较好地实现了垃圾减量化、资源化,可为其他城市餐厨垃圾处置提供参考。     

污泥与餐厨垃圾联合厌氧消化产甲烷研究进展

污泥的厌氧消化技术是实现污泥稳定化、资源化、无害化的重要途径,然而污泥的单独厌氧消化技术存在一些弊端,如有机质转化效率低、停留时间长、沼气产量低等,将污泥与餐厨垃圾联合厌氧消化则可以提高厌氧消化的效率,增强系统稳定性与产气性能。介绍了污泥与餐厨垃圾联合厌氧消化的协同效应,重点阐述了碳氮比(C/N)、有机负荷率、温度、p H值等因素对污泥与餐厨垃圾联合厌氧消化的影响,并对污泥与餐厨垃圾联合厌氧消化技术的研究及应用进行了展望。     

无锡职教园区餐厨垃圾理化性质调查分析研究

为提高餐厨垃圾厌氧消化效率,应用理化方法分别测试了无锡职教园区大中餐、小中餐、西餐、汤锅和食堂餐厨垃圾的容重、含水率、pH值、有机干物质、含油率、盐分、氮磷含量等指标,此外,应用餐厨垃圾厌氧发酵模拟试验分析其产沼气效率.通过理化性质试验获得不同类型餐厨垃圾理化指标的异同点.通过产沼气试验可知,容积负荷由1 kgVS/m3·d逐渐提升到4 kgVS/m3·d时,日产气量从2.91 L提高到9.01 L,沼气中甲烷含量在65％以上.     

湖州市餐厨垃圾产沼气发电生命周期评价

为实现餐厨垃圾资源化利用,通过实验探究了湖州市餐厨垃圾的产气性能,采用生命周期评价(LCA)方法分析了湖州市餐厨垃圾产沼气发电和火力发电的环境影响。结果表明:餐厨垃圾具有良好的产气性能,产气量为0.92 L/天;添加适当比例的污泥可促进产气,当餐厨垃圾与污泥比为9∶1时,体系产气高峰期可提前3～4天;与火力发电相比,沼气发电具有更高的环境影响潜力值;环境影响潜值由高到低依次为酸化(AP)、全球变暖(GWP)、人体健康(HTP)、富营养化(EP),酸化的环境减排能力比火力发电高93.26%。     

基于LCA的污水处理方案碳中和综合影响评价

在"碳达峰,碳中和"双碳目标背景下,污水处理行业碳中和规划中尚缺乏对工艺设计方案的定量化综合影响评价。为此,基于全生命周期(LCA)框架,建立全生命周期碳足迹、环境、经济综合影响评价模型(LCA-CEE),并利用该模型对2种不同污泥处理工艺下污水处理厂(A方案:污泥填埋;B方案:污泥-厨余垃圾共消化)以30年为限的建设阶段、运行阶段、拆除阶段中能耗、物耗、污染排放等方面进行综合影响评价与对比分析。结果表明:B方案利用共消化热电联产系统发电量高达38.9 MW·h,碳中和率达到133%,实现能源自给自足,经济效益较A方案提高1.6倍且环境影响显著减小。该LCA-CEE模型从全流程评价节能减排路径,为污水处理行业碳中和规划提供理论支撑。     

垃圾分类对碳减排的影响分析：以青岛市为例

城市生活垃圾(MSW)处理单元是重要的温室气体排放源,垃圾分类可以实现垃圾减量化和提高资源化利用率,但对于温室气体减排的影响还鲜见报道.以青岛市内4区为研究对象,基于生命周期评价方法,研究了垃圾分类前后不同生活垃圾处置模式下的温室气体排放情况.结果表明,垃圾分类可以显著降低处置全过程中的温室气体排放,模式1(混合收集+填埋)、模式2(混合收集+焚烧)、模式3(垃圾分类+厨余垃圾厌氧消化和其他焚烧)和模式4(垃圾分类+厨余垃圾厌氧消化、可回收垃圾资源化和其他焚烧)垃圾处理全过程净碳排放量(以CO₂/MSW计)分别为686.39、-130.12、-61.88和-230.17 kg·t^-1.提高厨余垃圾回收效率并不能显著降低碳排放.随着垃圾回收效率的提高,碳减排量呈线性增加,可回收垃圾回收效率每提高10%,其净碳排放量降低26.6%(16.5 kg·t^-1).适度分离餐厨垃圾、提高可回收垃圾回收效率和降低厨余垃圾厌氧消化沼气泄漏率是目前减少生活垃圾温室气体排放和社会成本的可行策略.     

沼气建设对促进农村经济发展效益分析

针对河南省9个县(市)中9个乡(镇)的农户沼气使用情况,按比例选择不同生态模式,入户调查了沼气建设前后农户各类能源消耗情况,农业生产投入与产出等80多项指标,定量对比分析了沼气户与非沼气户在能源消耗量及消耗成本、种植业和养殖业发展以及主要气体污染物减排等情况。结果表明沼气建设项目的实施大大降低了传统能源消耗量和消耗成本,促进了种植业和养殖业的发展,减少了污染物的排放,改善了农户居住环境,提高了作物产量,增加了农民收入,具有明显的能源效益、经济效益、环境效益和社会效益。     

中国食物生产消费系统碳素动态变化及其环境负荷

基于物质流原理,分析了1995~2016年中国食物生产消费系统的变化情况,测算并评价了食物生产消费系统碳素流动变化及食物碳消费导致的碳素环境负荷变化.结果表明：食物农业生产系统中碳汇和碳排总量整体均呈上升趋势,且碳汇增速明显高于碳排增速;食物生产系统碳素环境负荷中畜禽养殖产生的碳素环境负荷呈下降趋势,农用物资、农业活动及食物加工运输相关产生的碳环境负荷呈快速上升趋势.食物消费系统中,居民食物碳消费发生变化,居民碳消费结构从“以粮食碳消费为主”的饮食结构转变为“以粮食、肉类、食用植物油碳消费为主”的多元饮食结构,农村居民人均食物碳消费量由95.24kg/（人×a）降低至71.62kg/（人×a）,城镇居民人均食物碳消费量由52.06kg/（人×a）升至65.16kg/（人×a）.分析食物消费系统碳素环境负荷,进入大气的碳素环境负荷占主体地位,其次是土壤和水体,近年来进入土壤和水体的碳素比例增加.分析表明减少食物生产消费系统碳素环境负荷的措施,包括引导居民优化饮食结构,减少生活污水与厨余垃圾产生量,提高厨余垃圾与粪便还田比例,将系统中产生的废弃物内部循环利用等.     

某药企厌氧池废气减污降碳协同治理生命周期评价

针对制药企业污水站厌氧池中的温室气体甲烷和恶臭气体,在原有水吸收-光催化-化学吸收治理工艺的基础上,改造形成水吸收-碱吸收-蓄热式焚烧(RTO)-急冷-碱吸收为主的温室气体削减协同恶臭处理新工艺。利用生命周期评价法,对废气治理工艺的环境影响进行特征化、标准化分析。结果表明,改造前、后废气治理工艺的主要环境影响均为全球变暖。通过温室气体削减量核算和经济性评估可知,工艺改造后,总温室效应潜值年削减量可达到7.53×10⁶ kg CO_2-eq,运行成本节约1.21×10⁶元。新工艺在实现减污降碳的同时,具有显著的经济和社会效益。     

我国厨余垃圾资源化技术的多维绩效评价

随着我国大力推动生活垃圾分类管理工作,厨余垃圾的资源化利用受到越来越多关注.厨余垃圾资源化技术已有包括厌氧消化处理、好氧生物处理和昆虫饲料转化等类型,但在已有应用案例中存在资源化程度低、环境影响显著和经济效益差等诸多问题,缺乏技术绩效的系统化分析和综合性评价.为此,研究面向厨余垃圾资源化技术应用的全生命周期过程,构建了资源效率、环境影响、经济可行和社会效应的多维绩效评价指标体系(包括21项指标),以我国的14项典型技术应用项目为案例开展定量化综合评价研究.结果表明,厌氧消化和昆虫饲料转化处理技术的得分分别为58.39分和59.65分,高于好氧生物处理(49.16分);按细分技术类型,集中式黑水虻转化和中温湿式厌氧工艺得分较高,分别为67.14分和60.82分.按技术的处理规模和设施分布方式,集中式处理技术在资源效率和经济效益维度上分别比分散式技术高出13%和62%;分散式处理技术在环境影响和社会效应维度上比集中式高出8%和34%.在厨余垃圾资源化实践中,应结合当地的厨余垃圾理化性质、生活垃圾分类收集工作推进情况、财政承担能力和收运距离等多因素综合考量,因地制宜的选择适宜技术路线.     

全工业固废原料制备水泥工艺的生命周期评价研究

运用生命周期评价(LCA)方法,对以电石渣等工业固废为全部原料的水泥制造工艺产生的环境影响进行评价.通过对生产工艺进行分解及建模,基于实际数据建立生命周期清单,利用ReCiPe2016方法,在全球变暖、化石资源消耗、土地占用等17个小类及人体健康影响、生态系统影响及资源消耗3个大类中对工艺产生的环境影响进行评价.评价过程包括特征化、标准化和敏感性分析.结果表明,在以1 t成品水泥为功能单位的生产过程中,造成的环境影响总值为-0.0045 pt,其中,在人体健康影响和生态系统影响分类下最为显著,分别为-0.0027 pt和-0.0020 pt.与传统水泥生产相比,本工艺具有更低的资源能源消耗与碳排放量.固废作为原料来源带来的正面环境效益最为显著,而熟料煅烧与水泥粉磨则显示出最大的环境损害,也说明由于消纳了大量工业固废,本工艺对环境总体上是有益的.     

厨余垃圾干湿压榨分离-水热炭化技术工程应用研究

以厨余垃圾干湿压榨分离-水热炭化技术的工程应用为研究对象,评估工程的运行效能,分析单位厨余垃圾处理的能耗情况,核算厨余垃圾处理成本。结果表明:该厨余垃圾处理工程日均处理量为115.32 t/d,厨余垃圾平均减量化率达到60.31%。厨余垃圾经干湿压榨分离-水热炭化处理得到的产物为干垃圾和水热炭,含水量分别为68.41%和35.92%,低位热值分别为5029.61 J/g和14424.80 J/g,与未处理的厨余垃圾相比,其燃烧性能大幅提升。厨余垃圾处理的单位能耗为46.26 kW·h/t,其中压榨处理环节的能耗只占总能耗的10.54%,水热炭化处理环节能耗占比最高,达到了72.14%。每吨厨余垃圾的处理成本为386.56元,水热炭化处理的成本占总成本的41.69%。该工程有效地实现了厨余垃圾的减量化与资源化,处理产物在制备垃圾衍生燃料、吸附材料、生物碳基肥料以及土壤改良剂方面具有很好的应用前景,为城市厨余垃圾处理工程建设提供提供了可靠的设计参考与技术支撑。     

1999~2011年鄂尔多斯市温室气体足迹动态分析

采用基于IPCC的《省级温室气体编制指南》和国际公认的《2006年IPCC国家温室气体清单指南》推荐的方法对鄂尔多斯市的温室气体足迹进行了动态分析.结果表明:1999~2011年鄂尔多斯市温室气体排放呈快速上升趋势,12年间温室排放量从518.10′104t上升为11730.10′104t,年均增幅29.69%.增幅最高的部门是能源(年均增幅35.08%)、水泥(21.94%)、农业(5.15%),林业固碳较低(28.84′104t),废弃物碳排放波动变化.从温室气体来源构成看,能源占57.5%~93.7%,水泥占3.35%~7.01%,农业占14.6%~32.6%,林业固碳占0.25%~5.57%,废弃物处理占0.44%~1.00%.可见能源消费的增加是导致鄂尔多斯市温室气体排放增加的主要原因.万元GDP温室气体排放量呈现波动变化;人均、单位面积温室气体排放量和温室气体排放指数增速很快,年均增幅分别达25.60%、30.12%和25.67%.12年间鄂尔多斯市温室气体排放等级持续上升,从较低(Ⅰc)升高到极高等级(Ⅲc),目前距应对气候变暖目标(Ⅰb)已高出了7个亚级.鄂尔多斯市温室气体排放亟待降低.