超低排放机组烟尘浓度测量方法的干扰因素分析及选型

针对超低排放下低浓度烟尘测量,分别介绍了激光前散射法、交流微电荷法和β射线法3种测量方法的原理和特点。在采用超低排放工艺的火电机组中,同时用上述3种测量方式分别分析了干式电除尘器出口和脱硫吸收塔出口的烟尘浓度。利用称重法对比分析测量结果,各种方法针对不同测量点位适应性迥异进行实验分析。对于干式静电除尘器,激光前散射法响应速度更快,β射线法则有明显迟滞;对于湿法脱硫及湿式电除尘器,β射线法更为适用,但需增设前置加热设备来消除湿烟气影响。     

生物质锅炉烟气中PM-VOCs一体化脱除装置的设计

针对生物质成型燃料锅炉烟气中的颗粒物(PM)和挥发性有机物(VOCs)排放浓度高的问题,采用布袋除尘技术与生物炭吸附技术相结合的工艺技术,集成通风直接冷却技术,设计了颗粒物和挥发性有机物一体化脱除装置,并开展了脱除效果验证实验。结果表明:装置对颗粒物去除率87.8%～90.7%,VOCs去除率69.1%～72.0%,颗粒物和VOCs的排放浓度远低于《锅炉大气污染物排放标准》(GB 13271-2014),表明该装置对生物质锅炉烟气中的颗粒物和VOCs具有较好的脱除效果,研究可为生物质成型燃料锅炉烟气净化工艺提供技术支撑。     

基于新标准的燃煤机组电除尘器提效改造性能试验研究

《电除尘器性能试验方法》(GB/T 13931—2017)已正式发布,替代已执行15a的《电除尘器性能试验方法》(GB/T13931—2002)。为了执行新标准、探索建立新的电除尘器试验方案、评价"低低温电除尘器、凝聚器加高频电源改造"这一技术改造路线的效果,开展了1 000 MW级燃煤机组电除尘器改造后的性能试验研究。结果表明:新标准在技术上的主要修订能有效实现烟尘低排放浓度测试,同时提升了电除尘器评估技术指标的完整性;在燃用现有煤种条件下,提效改造后电除尘器出口烟尘质量浓度能够稳定在20mg/m3(标态、干基、6%O2(体积分数))以下,除尘效率接近99.90%。这对于改进电除尘器性能试验、选择电除尘器改造技术方案、构建设备评估指标体系具有一定借鉴意义。     

烟气参数对细颗粒湍流聚并的影响

细颗粒湍流聚并技术是控制燃煤烟气中细颗粒排放的有效措施之一。为了研究烟气参数对湍流聚并效果的影响,在一种细颗粒湍流聚并器中分别对烟气流速、烟气温度、颗粒物浓度以及烟气含湿量进行实验测试。结果表明:烟气流速能显著增大聚并器内湍流强度,提高飞灰颗粒的聚并效率,烟气流速为16 m·s-1时,PM2.5聚并效率为44.51%;烟气温度在酸露点以上时,其对飞灰颗粒聚并效率的促进作用有限;颗粒物浓度越大,则烟道内单位体积的颗粒物数量越多,从而增加了颗粒间的碰撞概率,飞灰颗粒聚并效率明显提高,颗粒物浓度为35 mg·L~(-1)时,PM2.5的聚并效率达到52.48%;烟气含湿量较低时对飞灰颗粒聚并过程影响不大。     

立窑烟尘治理与泥浆回收利用

水泥立窑烟尘排放是水泥行业的主要污染源之一。其特点一是污染重、范围广,二是原材料浪费大。目前,国内许多科研单位和水泥企业对立窑烟尘的治理有沉降室收尘、静电除尘、布袋收尘等。由于立窑烟气量、湿度都大,温度、含尘浓度均高及化学成分复杂,参数变化幅度大,给选择收尘措施带来相当大的难度。浙江省江山市现有大小水泥厂18家。我们遵照“合理使用原料,减少环境污染,提高经济效益,造福子孙后代”这一原则,提出了立窑烟尘回收系统必须达到下列几方面要求: 1.净化后的烟尘排放浓度必须达到或接近GB4915-85二类地区的排放标准,即400毫克/标米~3。     

燃煤机组烟气污染物排放特性研究

在分析超净排放技术和脱硫、脱硝及除尘中各污染物的作用机制基础上,研究了不同工况条件下SO_2、NO_x、烟尘的排放特性。结果表明:(1)脱硝工艺烟气温度控制在377~407℃,总风量控制在1 100~1 500t/h,出口NO_x质量浓度能够达到《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)超净排放(50mg/m~3)的脱硝标准,比改造前NO_x平均脱除效率提升6百分点。(2)改造后,出口烟气SO_2质量浓度为28.7 mg/m~3,低于35 mg/m~3;出口烟尘质量浓度为3.4 mg/m~3,低于5 mg/m~3,均达到了GB13223—2011超净排放的标准。(3)电厂完成改造后每年可减少SO_2及NO_x排放量分别为2.7万、1.3万t,年缴纳的SO_2和NO_x排污费用可减少2 526.3万元,具有显著的节能及经济效益。     

遗物祭品焚烧大气污染物排放特征及控制对策

遗物祭品焚烧会产生大量的大气污染物,给周边环境和人体健康造成较大影响。通过现场调研和问卷调查,初步核算了全国范围内的遗物祭品焚烧量,并结合典型遗物祭品焚烧大气污染物排放实际监测,初步掌握其污染物排放浓度及其特征。结果表明:中国遗物祭品焚烧量较大,年平均焚烧量约为13.6万t;未经烟气净化的总悬浮颗粒物(TSP)、CO分别可达2 020.0、2 671.4mg/m3,是《火葬场大气污染物排放标准》(GB 13801—2015)排放限值的25.3、13.4倍;经过净化后的焚烧烟气中,颗粒物浓度可大幅降低,其他气态污染物排放浓度也有不同程度下降。殡葬行业应进一步开展遗物祭品焚烧方面的研究,从源头和末端对污染物的排放进行控制。     

固定源可凝结颗粒物中金属元素组分特征研究

参考2017年美国环境保护署(USEPA)推荐的Method 202和中国《固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法》(HJ 836—2017),对中国华北、华东地区正常稳定运行的燃煤电厂、燃煤供热锅炉、垃圾焚烧发电厂、建筑陶瓷厂、焦化厂、石化厂等涉气重点行业企业排放的固定源可凝结颗粒物(CPM)及其中的金属元素进行了测试。结果表明，不同行业企业废气CPM中金属元素的种类和排放水平不同，主要与燃烧源、原(辅)材料、生产工艺、废气治理设施的CPM治理效果等因素有关。CPM中Zn、Al是主要金属组分，多数企业Fe、Ba占比也较高。燃煤电厂中As、Pb,燃煤供热锅炉中Pb、Cr、As,石化厂中Hg、Pb,建筑陶瓷厂中Cr,垃圾焚烧发电厂和焦化厂中As,分别是CPM中值得关注的有毒有害重金属元素。     

贵州地区大气汞污染及湿法脱硫装置除汞效果的初步评价

2004年冬季在贵州地区对大气中气态元素汞进行了大范围的流动监测调查,重点监测电厂分布地区及东部汞采冶加工地区,结果表明,气态元素汞浓度的高值出现在汞化工区和金矿区;在广大农村地区和小县城附近,大气汞浓度大都在100 ng/m3范围内.同期还进行了大气颗粒物汞的采样和分析,结果表明,监测到的大气颗粒物的汞浓度水平＜3 ng/m3,与国内其他一些城市相当;细颗粒物中汞的富集度高,粒径＜2.2 μm的颗粒物汞占60%～80%.此外,实测了采用石灰-石膏法脱硫电厂的燃煤汞平衡,评价了汞去除效果,结果表明,燃煤中的汞大约20%留在灰渣中,石灰-石膏脱去约20%,约59%的汞通过烟气排放到空气中.     

烧结(球团)烟气典型环保工艺的SO3排放及NaHSO3喷射脱SO3技术的工程应用

SO_3对人体及环境的危害均远大于SO_2,为了较全面地表征烧结(球团)烟气SO_3排放特征并研究其SO_3控制技术,以实验研究为基础,对不同SO_3测试方法进行了对比分析;采用PENTOL SO_3分析仪,首次对5个典型的烧结(球团)工程实施SO_3测试,研究其SO_3排放特征及现有设备的SO_3脱除规律。测试结果表明:烧结(球团)烟气SO_3排放浓度为9.1～145.2 mg·m~(-3),高于燃煤电厂的SO_3排放量,这主要与烧结(球团)工程原料、燃料含硫量有关;烟气治理工艺全流程的总SO_3脱除效率为79.93%～93.75%,且循环流化床干法脱硫+袋式除尘器的工艺组合对SO_3的脱除性能明显优于石灰石-石膏湿法脱硫。针对高SO_3的烧结(球团)项目(723.6 mg·m~(-3))首次实施碱喷射脱SO_3改造,工程实验表明,不同摩尔比(Na_2:SO_3)亚硫酸氢钠干粉喷射后,SO_3排放浓度降幅显著,烟气治理工艺全流程的SO_3总脱除效率从79.70%提高至96.31%～99.25%,电除尘器前后喷射(摩尔比(0.5+0.5)∶1)时SO_3排放浓度最低,为5.3 mg·m~(-3);NO_x、SO_2和颗粒物排放均满足超低排放限值要求。研究结果可为后续烧结(球团)烟气的SO_3排放控制提供参考。     

不同水体中地表水氨氮在线监测仪准确性研究

针对低浓度、较高浓度两种实际水体,分别选择氨气敏电极法(简称电极法)、纳氏试剂分光光度法及水杨酸-次氯酸盐分光光度法(简称水杨酸法)3种不同原理水质氨氮在线监测仪,通过标准物质核查、实际水体比对、加标回收测试及长时间连续在线监测4个方面对监测数据准确性进行比较分析。结果表明:(1)电极法在低浓度水体中监测结果准确性不足,低浓度标准物质核查合格率仅为46.20%,测试结果与真值差异显著(T检验),连续在线测试的氨氮大于0.15 mg/L(《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中Ⅱ类标准(0.15mg/L氨氮≤0.5mg/L)),远高于真值(约0.03mg/L);其余两种方法表现良好。(2)水杨酸法在较高浓度水体中受到干扰,连续在线监测结果偏低,初步分析与加装前处理过滤装置有关,其准确性还需进一步研究;其余两种方法表现良好。     

氨法脱硫工艺硫酸铵颗粒生成与排放的影响因素分析

针对氨法脱硫工艺实践过程中出口硫酸铵颗粒物浓度高的现象,通过测试某氨法脱硫塔结构优化前、后不同运行条件下净烟气硫酸铵浓度,分析烟气处理量、浆液含固量、烟气温度、工艺水淋洗等因素对其浓度变化的影响规律,提出了氨法脱硫工艺改造的新思路。结果表明:硫酸铵能穿透采样的滤膜与滤筒;优化前、后出口硫酸铵浓度随锅炉负荷的增长而加速增长,随浆液含固量的增加(由5%增加至45%)先加速增长,然后(由45%增加至55%)增长速度逐渐减小,随喷淋水量的增加而降低;浆液含固量与烟气温度是影响硫酸铵析出量,导致出口硫酸铵逃逸的关键因素。因此,降低烟气温度与缩短浆液含固量高条件下的运行时间能是氨法脱硫改造的新思路。     

实施水中低浓度汞测试 对采样分析提出新要求

美国环保局 1 999年批准的水中低浓度汞测试法 ( 1 631方法 )正被写入新的国家污染物排放削减制度( NPDES)许可证中。测试的汞浓度比以前低 40 0倍。由于汞在食物链中的生物累积 ,使处于食物链顶端的人和熊、鹰、鹗、鱼类等动物 ,引发神经系统紊乱及其他一些表层慢性汞暴露症状 ,汞被确定为首要的有毒污染物 ,故推动了对低浓度汞的测试要求。对低浓度汞测试有其特殊要求 ,否则可能得出不正确的结论 ,以致与工厂的许可证产生很大的偏差 ,1 631方法是以兆分之一 (纳克每升 ,ng/L)为单位进行测试的 ,几乎所有常见的错误均会导致高偏差的结果…     

唐山农村地区冬季室内外PM_(2.5)浓度污染特征

为了解中国北方农村地区冬季室内外PM_(2.5)污染特征,选择河北唐山某农村燃煤与非燃煤室内外PM_(2.5)进行实验研究。结果表明:(1)燃煤采样点室内外PM_(2.5)分别为47.9~370.0、14.8~145.0μg/m~3,非燃煤采样点室内外PM_(2.5)分别为13.6~217.0、10.9~131.0μg/m~3。(2)室内外PM_(2.5)浓度具有一定的相关性。(3)采样期间的20d内,根据《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)二级标准(PM_(2.5)24h均值限值为75μg/m~3),燃煤采样点室外PM_(2.5)超标率为10%,而非燃煤采样点为5%;根据GB 3095—2012一级标准(PM_(2.5)24h均值限值为35μg/m~3),燃煤采样点室外PM_(2.5)超标率为35%,而非燃煤采样点为20%;根据《建筑通风效果测试与评价标准》(JGJ/T 309—2013)规定室内PM_(2.5)的日均值应小于75μg/m~3,燃煤采样点室内PM_(2.5)超标率为65%,而非燃煤采样点为35%。     

阿什河水系枯水期氮污染特征与同位素源解析

在阿什河水系设置20个采样点,采用水质监测技术和稳定氮同位素示踪技术,研究了枯水期阿什河氮污染特征和硝酸盐氮污染来源。结果表明:(1)阿什河枯水期大部分采样点氨氮浓度较低,大部分区域达到或优于《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中Ⅲ类。上游河段硝酸盐氮浓度较低,中游河段较高,到下游河段略有降低。总氮浓度较高,最高达19.4mg/L。(2)阿什河水系采样点15 N的丰度(δ15 N)主要处于0.11%~0.21%、0.42%~0.78%、0.83%~0.88%和1.09%~1.26%。稳定15 N同位素示踪解析阿什河硝酸盐氮污染来源表明,阿什河上游污染源主要为大气沉降、土壤有机氮和人工化肥;中游主要受畜禽养殖污水和生活污水污染;下游主要受城镇生活污水和工业废水影响。     

拉萨河水体中Cu与Zn含量、分布特征及生态风险评价

采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法和健康风险模型评价了拉萨河16个采样点水样中Cu和Zn导致的污染风险和健康风险。结果表明，Cu和Zn平均质量浓度分别为3.95、4.32μg/L,在国内外河流中属于较低水平。除下游3个采样点外，Cu和Zn浓度均符合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅰ类水质标准。Cu和Zn变异系数分别为1.26和0.93,表明它们具有明显的空间差异，人为因素影响较大，局部可能受到某些污染源(矿山和冶炼厂产生的选矿废水及工业污水和生活“三废”的排放)的强烈影响。在空间分布上，Cu的高浓度区域分布较集中，而Zn的高浓度区域分布则较分散。内梅罗综合污染指数结果表明，拉萨河各河段为中低污染水平，下游污染情况比中游和堆龙曲支流更严重。拉萨河水体由Cu和Zn引起的健康风险总体处于安全水平，但要对Cu浓度偏高的区域加强监测与管理。     

处理低温低碳源城市污水的A/A/O氧化沟工艺脱氮运行工况优化

针对低温低碳源条件下城市污水的生物脱氮效果不佳的问题,采用A/A/O氧化沟中试装置在实际污水厂开展了冬季低温低碳源条件下不同运行工况的优化研究。通过实验,从3种工况中确定了最优的运行工况,即共采用5个转盘,其中前3个低速运行,第4个高速运行,第5个关闭。在最优运行工况下,系统对COD、NH4+-N、TN平均去除率分别为86.5%、75.4%和70.1%,出水COD、NH 4+-N、TN平均浓度分别为21.0、6.1和14.9 mg/L,出水水质全部优于国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准,出水COD、NH4+-N、TN达到一级A标准的比例分别为100%、20%和40%。     

小型简易生活垃圾焚烧炉二噁英类排放特征及呼吸暴露风险评估

通过现场采样调查3个小型简易生活垃圾焚烧炉二噁英类(PCDD/Fs)排放水平,并应用AERMOD模型和呼吸暴露评价方法对PCDD/Fs排放进行环境风险评估。结果表明:(1)焚烧炉烟气中PCDD/Fs毒性当量浓度为4.88～24.88ng TEQ/m~3(均为标准条件下气体体积),均高于《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485—2014)限值(0.1ng TEQ/m~3);炉渣中PCDD/Fs毒性当量浓度为91～231ng TEQ/kg。(2)N1～N3焚烧炉PCDD/Fs年均地面毒性当量浓度预测最大值分别为0.60、0.26、0.27pg TEQ/m~3,周边最近居民点的年均地面毒性当量浓度预测值分别为0.10、0.01、0.19pg TEQ/m~3,均没有超过日本年均值标准(0.6pg TEQ/m~3)。(3)小型简易生活垃圾焚烧炉预测区域人群PCDD/Fs呼吸摄入量最大值均低于0.4pg TEQ/(kg·d),而且海拔较低、地形平坦有利于PCDD/Fs的扩散稀释。     

电解锰渣无害化处理技术

电解锰渣是湿法电解金属锰工艺产生的废渣,环境危害性大、治理难度大。为消除锰渣的污染性,实验研究了锰渣浸出液中污染物种类,并分别采用生石灰和氢氧化钠作处理剂,从成本、处理效果方面进行比较,确定处理剂以及最佳运行条件。得出结论:锰渣中主要污染物为锰和氨氮(分别超过相关标准453倍和26倍),选取生石灰做处理剂,处理后的锰渣,浸出液中锰离子和氨氮的减排量分别达到99%和97%以上,水溶性锰离子浓度低于5 mg/L、氨氮浓度低于25 mg/L,均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的排放标准;反应时间30 h以上、避免雨淋、不通风、无日照为最佳反应条件。     

页岩气井油基钻屑固化处理技术

针对页岩气井油基钻屑安全处置的难题,采用无机胶凝材料辅以界面改性剂KX对其进行了固化处理,考察了PC32.5水泥、粉煤灰和活性增强材料对固化效果的综合影响,利用X射线衍射仪、扫描电镜和压汞仪等测试技术,探索了固化材料对油基钻屑的固化机制。结果表明:水泥、粉煤灰和活性增强材料对14 d无侧限抗压强度线性效应显著,水泥和粉煤灰、水泥和活性增强材料对14 d无侧限抗压强度交互作用显著;得出了固化材料CS在14 d的最佳质量比。确定了油基钻屑固化配方为:油基钻屑+20%CS+2.2%KX,处理后油基钻屑固化体7 d无侧限抗压强度为960 k Pa,浸出液成分达到国家《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)I级要求。同时处理后油基钻屑固化体中生成了C—S—H凝胶和少量AFt,使其结构更为致密,降低了固化体中污染物的浸出。