水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰过程中二英的迁移和降解特性

为了解生活垃圾焚烧飞灰中的二英在水泥脱氯预处理过程中的迁移特性以及在水泥窑内的热降解特性,依托北京市琉璃河水泥有限公司的生活垃圾焚烧飞灰水泥窑协同处置示范线,开展了生活垃圾焚烧飞灰的水洗脱氯预处理和水洗后飞灰向水泥窑投加的工程试验研究.结果表明:烘干烟气中和水泥窑窑尾烟气中二英排放浓度低于GB 30485-2013《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》中所规定的标准限值（以I-TEQ计）为0.1 ng/m3,结晶氯盐中二英含量（以I-TEQ计）仅为2.8 ng/kg;以每h进入水洗罐的原飞灰中所含二英量为100%计,经过水洗处理后,99.97%的二英仍留在脱氯飞灰中,仅有0.08%和0.14%的二英分别通过烘干废气和结晶盐排出;以每h投入水泥窑窑尾烟室的飞灰所含二英为100%计,仅有0.82%、0.13%和0.002%的二英分别随窑灰、熟料、烟气排出,飞灰中的二英在水泥窑内的消减率达到了99%以上,实现了较为彻底的降解.      

燃用生物柴油对采用CRPT技术的柴油机微粒粒子数浓度和PAHs排放的影响

微粒和PAHs是柴油机排放污染物的重要组成部分,为揭示燃用生物柴油（biodiesel,下称BD）与采用CRPT（连续再生微粒捕集系统,continuous regeneration particulate traps system）技术后对柴油机排放中微粒粒子数浓度和PAHs组分质量的影响规律,利用内燃机综合测试台架对3台排量不同的柴油机进行微粒以及PAHs测试,研究不同微粒粒径对应的粒子数浓度变化规律以及PAHs各组分的质量变化规律.结果表明:①燃用BD对柴油机微粒排放中的聚集态粒子数浓度和总质量影响较大,对核态粒子数浓度影响不大,其中,聚集态粒子总质量降幅最大可达97.04%,粒子数浓度最大降幅从109 m-3降至106 m-3,而核态粒子数浓度变化不大,但粒子数比例有明显的上升,最大升幅为51.50%.②燃用BD对微粒排放中不同粒径粒子数浓度的影响导致CRPT技术条件下微粒质量捕集效率下降,最大降幅达21.10%.③PAHs总质量排放有明显下降,3台柴油机最大降幅分别为92.95%、91.78%和92.70%.但各组分呈现变化不一致现象,类似于二苯并蒽等部分组分质量下降幅度均达到100%,而和苯并蒽的质量均不降反升,其中的质量占燃用BD30后的多环芳香烃质量的50%左右.研究显示,采用"BD+CRPT"技术,柴油机微粒排放控制焦点应集中在核态微粒,PAHs排放的控制还应侧重于考虑和苯并蒽.      

某垃圾焚烧厂投产前后周边土壤二英类化合物的分布

为研究垃圾焚烧厂运行对周边土壤二英类化合物（PCDD/Fs）含量的影响,采集了珠三角地区某垃圾焚烧厂投产前和投产后周边土壤样品,分析研究了该垃圾焚烧厂运行对周边土壤中PCDD/Fs含量和组分的变化.结果表明:①2012年（投产前）珠三角地区某垃圾焚烧厂周边土壤PCDD/Fs含量较低,范围为163~591 ng/kg（毒性当量范围为0.198~0.863 ng I-TEQ/kg,I-TEQ为国际毒性当量因子折算的毒性当量值）;2017—2019年（投产后）周边土壤PCDD/Fs含量范围为151~1.75×103 ng/kg（毒性当量范围为0.812~3.88 ng I-TEQ/kg）,与其他研究相比处于较低的水平.②投产后,距该垃圾焚烧厂较近（1.5 km）的采样点（S1）土壤PCDD/Fs含量逐年增长,在较远（5.2 km）但人口较密集的采样点（S3）土壤PCDD/Fs含量整体较高,但呈逐年下降趋势.③投产后,土壤中的17种PCDD/Fs单体组分中,毒性当量贡献率最高的单体为八氯二苯并二英（OCDD）和2,3,4,7,8-五氯二苯并呋喃（2,3,4,7,8-PeCDF）,二者毒性当量贡献率范围为15.7%~45.4%.④在同一采样点土壤PCDD/Fs单体组分年间差异不明显,但同一年份不同采样点差异明显.研究显示,目前该垃圾焚烧厂周边土壤PCDD/Fs含量较低,但仍需要长期监测其可能带来的风险.      

我国城市生活垃圾处理处置全过程大气排放研究进展

2016年我国城市生活垃圾的年清运量突破2×108 t,并且在未来一段时间内仍会呈现上升趋势.虽然近年来我国城市垃圾无害化处理率年均增幅超过10%,但随着城市化进程的不断深入,庞大的垃圾产生量给现有城市垃圾处理系统造成巨大挑战,同时使垃圾处理处置过程中大气温室气体及污染物排放逐渐引起社会关注,如2010年我国垃圾焚烧导致大气污染物NO_x、SO₂、CO、颗粒物的排放量分别为28、12 062、6 500、4 654 t等.充分调研现有垃圾处理处置全过程大气排放的研究,总结我国城市生活垃圾收集、转运到最终处理处置大气排放物种多样、排放分散的现状,结合现有研究覆盖范围有限、研究物种稀少的局限,同时为进一步推进大气排放清单系统化和精细化的进程,提出以下建议和展望:①核算城市和地区垃圾转运过程中的大气环境成本和压缩空间;②进一步完善并扩充垃圾焚烧多种有毒有害大气污染物（如二英、重金属元素及挥发性有机物等）排放特征测试和排放清单的研究;③在完善生活垃圾填埋场温室气体排放时空分布特征的同时,健全生活垃圾填埋场颗粒物及挥发性有机物等典型大气污染物排放清单相关研究.      

京津冀及周边地区优先控制有毒有害大气污染物名录研究

近年来,随着污染防治攻坚战的不断强化,京津冀及周边地区重污染天气问题初步得到缓解.为了深度改善大气环境质量,落实精准治污,更好地服务于京津冀有毒有毒大气污染物的环境管理,开展了京津冀及周边地区优先控制有毒有害大气污染物名录的研究.以京津冀及周边地区为主要研究对象,采用文献调研法建立备选名单;针对备选名单中的有毒有害大气污染物进行危害信息收集,采用两步筛选法,以危害筛选指标、暴露筛选指标、持久性/生物蓄积性筛选指标共包含10项内容进行赋分求和,筛选出高分值的污染物建立候选名单;在候选名单基础上,从国家排放标准、地方排放标准、监测方法三方面进行筛选,形成优控名录.筛选形成的优控名录包括苯、环氧乙烷、二英类、砷及其化合物、铅及其化合物、甲醛、氯乙烯、三氯乙烯、1,2-二氯丙烷、氯甲基甲醚、铍及其化合物、三氯甲烷在内的12种（类）污染物,可为“十四五”有毒有害大气污染物环境管理及今后京津冀优控名录的公布提供研究基础.      

三峡库区主要水域典型抗生素分布及生态风险评估

为评价三峡库区主要水域典型抗生素的污染状况和生态风险,利用固相萃取-高效液相色谱-串联三重四极杆质谱联用法（SPE-HPLC-MS/MS）,分析三峡库区长江干流和6条支流表层水体中6类28种抗生素的质量浓度,根据欧盟环境风险评价方法计算RQ_S（风险商值）及RQ_sum（联合风险商值）,并按照Hernando等提出评级方法评价研究区域的生态风险等级.结果表明:三峡库区7条河流共检出4类10种抗生素,质量浓度范围为0.6~218.0 ng/L,其中除OFX（氧氟沙星）和CAP（氯霉素）外,其余8种[SDI（磺胺嘧啶）、SMX（磺胺甲唑）、SMZ（磺胺二甲嘧啶）、ERM（红霉素）、ROM（罗红霉素）、TYL（泰乐菌素）、FF（氟苯尼考）、LIN（林可霉素）]均为畜禽药品,并且FF、LIN在我国畜禽药品中使用量排名居前五位.7条河流抗生素RQ_sum由高到低依次为濑溪河>琼江>綦江>碧溪河>嘉陵江>长江>乌江,其中,濑溪河RQ_sum高达5.532,SMX、ERM和OFX均为高风险,说明其对濑溪河水体中相应的水生生物表现出较高的毒性风险;琼江、綦江、碧溪河和嘉陵江的RQ_sum均处于1~2之间,表现出较高生态风险,但4条河流检出抗生素的单个RQ_S均小于1,处于低风险;长江的RQ_sum为0.605,检出抗生素中TYL、ERM和ROM处于中风险,其余为低风险;乌江的RQ_sum为0.013,检出抗生素均处于低风险,说明水体受人类活动干扰最小.研究显示,三峡库区主要水域中抗生素含量略低于其他水域,但应进一步强化对畜禽养殖行业抗生素使用的监管,开展畜禽粪污还田技术规范中抗生素含量限制的相关研究.      

中国餐饮业食物浪费监测关键指标研究

中国遏制食物浪费已上升至法律层面,但执法实践亟待科学支撑。餐饮业是中国食物浪费的重灾区,动态监测和定量评估餐饮业食物浪费情况是执法实践的必要前提和首要基础工作。本文提出利用餐饮垃圾量作为核心指标来监测餐饮业食物浪费情况,并以2015年北京、上海、成都和拉萨4个城市174家餐饮机构3371份餐桌的实地调研数据开展了实证研究,定量揭示了以餐饮垃圾量作为核心数据开展监测的科学性和有效性,在此基础上引入关键参数 \beta（即餐饮食物浪费量占餐饮垃圾量的比例系数）进一步提高以餐饮垃圾量为核心指标的科学性,以期为中国餐饮业的反食品浪费监测工作提供技术上可行、经济上合理的方法。研究表明：餐饮垃圾量与餐饮食物浪费量具有正相关关系,以餐饮垃圾量为核心指标开展食物浪费情况监测是可靠的;不同城市餐饮食物浪费量占餐饮垃圾量的比例系数 \beta统计上差异不显著,这意味着在开展全国监测时,不同城市可以利用同一套 \beta值开展餐饮业食物浪费监测工作;不同类型餐馆餐饮食物浪费量占餐饮垃圾量的比例系数 \beta统计上差异显著,这意味着在开展全国监测时,针对不同类型餐馆应该设置不同的 \beta值开展餐饮业食物浪费监测工作。     

2000—2014年四川省气溶胶时空格局及其驱动因子定量研究

论文研究四川省2000—2014年气溶胶光学厚度的时空演变趋势,并综合自然和人为两方面因素,从区域尺度上对四川省气溶胶光学厚度演变的驱动力进行定量研究,更进一步从像元尺度上分析驱动力的空间分异。结果表明：1）四川省以中部盆地为气溶胶光学厚度高值中心区且增长趋势最为明显,川东平行岭谷值较小且有轻度减少趋势,川西高原、川西南山地值最小,但有轻度增长趋势;2）区域尺度上,对气溶胶光学厚度驱动力主导因子进行定量研究,建立了气溶胶光学厚度（AOD）与GNP、降水量和归一化植被指数的多元回归模型,即AOD=0.849+0.567×GNP-0.909×降水量-0.077×归一化植被指数,该模型较好地体现了在更为宏观的区域层面上四川省气溶胶光学厚度演变驱动力的定量作用;3）像元尺度上,驱动力的空间分异表现为中部盆地气溶胶光学厚度主要受人为和地表因素影响,川东平行岭谷、川西高原和川西南山地气溶胶光学厚度受气象和地表因素影响较多。由于川渝地区秋冬季多云雾,有效的气溶胶卫星观测数据偏少,因此如何在秋冬季获取气溶胶光学厚度有效数据是未来应加强的工作;在驱动力因子方面人为因子的选取划分可以进一步具体化;由点到面的插值会影响驱动力因子数据的精度,故如何通过高精度的插值方法来提高数据的精度亦是未来提高驱动力定量研究准确性的发展方向。     

废轮胎热解富芳烃油燃烧温度与烟气污染物排放特性

清洁燃烧是各类有机固废热解油高效能源化利用的主要途径。全钢废轮胎热解油产物中芳香烃含量约占30%,其热值及黏度与柴油相似,但闪点偏低,仅为20℃。在自建燃烧炉膛中进行燃烧实验,研究了废轮胎热解油的燃烧温度及烟气排放特性。实验发现,当过量空气系数为1.3时,热解油燃烧温度最高;当过量空气系数为1.4时,烟气中CO浓度降至0;NO_x浓度随着过量空气系数增大而升高;过量空气系数超过1.3后,SO₂浓度大幅降低。喷射油压提升可提高燃烧温度,使热解油燃烧更加充分,同时可降低烟气中CO浓度,促进热力型NO_x生成。当压力由1.5 MPa升至1.75 MPa时,燃烧温度、CO浓度与NO_x浓度变化幅度最大。喷嘴喷孔直径增大会使雾化锥角增大,燃油雾束更易展开与空气接触反应,CO浓度随之降低;同时雾化锥角的增大可减小喷雾贯穿距,缩短火焰长度,减少烟气在高温区的停留时间,降低NO_x浓度。     

废轮胎流化床气化特性试验研究

为了掌握废轮胎在流化床内的气化特性,利用自行设计的小型流化床试验装置系统,对废轮胎在不同的过量空气系数下在400～700℃温度范围内进行了空气气化实验.分析了废轮胎气化效率、固定碳转化率、气化气热值、产气量以及气化气成分随气化温度、过量空气系数的变化规律.结果表明,废轮胎气化的最佳运行条件为气化初始温度700℃,过量空气系数α=0.4.在此条件下得到的气化气成分主要包括CH₄、CO、H₂、C₂H₆和高分子有机化合物,此时的气化效率为47.96%,气化气低位热值为4 804kJ/m³.     

Research on low emission MSW gasification and melting system

In order to eliminate secondary pollution caused by municipal solid waste (MSW) incineration, a MSW gasification and melting process is proposed. The process is expected to reduce the emission of pollutants, especially heavy-metals and dioxins. In this paper, the combustible components of MSW and simulated MSW were gasified in a lab-scale fluidized bed at 400°C–700°C when the excess air ratio (ER) was between 0.2 and 0.8. The experimental results indicated that the MSW could be gasified effectively in a fluidized bed at approximately 600°C–700°C when excess air ratio was 0.2–0.4. The melting characteristics of two typical fly ash samples from MSW incinerators were investigated. The results indicated that fly ash of pure MSW incineration could be melted at approximately 1,300°C and that of MSW and coal co-combustion could be melted at approximately 1,400°C. When temperature was over 1,100°C, more than 99.9% of the dioxins could be decomposed and most of the heavy-metals could be solidified in the slag. Based on the above experiments, two feasible MSW gasification and melting processes were proposed for low calorific value MSW: (1) sieved MSW gasification and melting system, which was based on an idea of multi-recycle; (2) gasification and melting scheme of MSW adding coal as assistant fuel. __________ Translated from Environmental Science, 2006, 27(1): 69–73 [译自: 环境科学]     

A steam dried municipal solid waste gasification and melting process

Considering high-moisture municipal solid waste (MSW) of China, a steam dried MSW gasification and melting process was proposed, the feasibility was tested, and the mass and energy balance was analyzed. Preliminary experiments were conducted using a fixed-bed drying apparatus, a 200 kg per day fluidized-bed gasifier, and a swirl melting furnace. Moisture percentage was reduced from 50% to 20% roughly when MSW was dried by slightly superheated steam of 150°C–350°C within 40 min. When the temperature was less than 250°C, no incondensable gas was produced during the drying process. The gasifier ran at 550°C–700°Cwith an air equivalence ratio (ER) of 0.2–0.4. The temperature of the swirl melting furnace reached about 1240°C when the gasification ER was 0.3 and the total ER was 1.1. At these conditions, the fly ash concentration in the flue gas was 1.7 g·(Nm³)⁻¹, which meant over 95% fly ash was trapped in the furnace and discharged as slag. 85% of Ni and Cr were bound in the slag, as well as 60% of Cu. The mass and energy balance analysis indicates that the boiler heat efficiency of an industrial MSW incineration plant reaches 86.97% when MSW is dried by steam of 200°C. The boiler heat efficiency is sensitive to three important parameters, including the temperature of preheated MSW, the moisture percentage of dried MS Wand the fly ash percentage in the total ash.     

流化床煤部分气化、热解脱硫过程试验研究

在一小型流化床试验台上进行煤部分气化、热解脱硫过程的试验研究.该试验系统由启动燃烧室、流化床本体、灰循环子系统、加料子系统、排渣子系统、蒸汽发生子系统以及测量控制子系统等组成.流化床本体直径为0.1m,高为4.22m,采用烟气夹套加热的方法维持床体温度.试验结果如下:当风煤质量比从2.5增加到5.0时,脱硫效率先增加后降低;当汽煤比从0.45增加到0.63时,脱硫效率也是先增加后降低;钙硫比增加,脱硫效率增加;床温升高,脱硫效率增加.与此同时,还研究了石灰石种类对脱硫效率的影响,以及气化、热解效率与脱硫效率间的相互关系.     

30 t/d新型村镇垃圾热解气化炉二噁英排放特性

针对目前处置村镇垃圾的小型热处理炉运行不稳定、排放难以达标等问题,介绍了一种新型村镇垃圾热解气化炉(30 t/d),并对其系统烟气及炉渣的二噁英生成排放特性进行研究。结果表明:炉渣中的二噁英浓度为0.723 μg I-TEQ/kg,可满足GB 16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中二噁英排放的要求;在正常喷射活性炭时尾部烟气二噁英浓度为0.029 ng I-TEQ/Nm3,低于GB 18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》中二噁英排放限值;气化燃烧过程的烟气二噁英原始排放浓度较低,低温异相合成反应是该垃圾炉烟气二噁英的主要来源;在质量浓度分布上占优势的为高氯代PCDD/Fs,对总毒性当量起主导作用的为2,3,4,7,8-PeCDF,喷射活性炭对二噁英具有良好的去除效果。以期为村镇垃圾热解气化规范处置提供示范,并为热解气化炉二噁英排放控制提供参考。     

生物质慢速热解工艺的新探讨

慢速热解作为生物质气流床气化的前处理工艺在国内为首创。慢速热解方法不仅可以脱除生物质内的氧元素提高能量密度,而且可以改变生物质的物性有效解决生物质气流床气化过程的输送问题。文章分析了不同生物质种类热解后固体产物、液体产物和气体产物的特性,并且粗略衡算了热解过程的吸热量。结果表明:在热解温度<500℃时,液体产物和气体产物的热值随着热解温度的升高而增加;为得到高固体产率和能量产率的半焦作为气化原料,热解温度不宜>500℃;从能量衡算角度分析而得,热解过程的吸热量很少。     

Experimental study on MSW gasification and melting technology

In order to develop municipal solid waste (MSW) gasification and melting technology, two preliminary experiments and a principle integrated experiment were fulfilled respectively. The gasification characteristics of MSW are studied at 500-750℃ when equivalence ratio (ER) was 0.2-0.5 using a fluidized-bed gasifier. When temperature was 550-700℃ and ER was 0.2-0.4, low heat value (LHV) of syngas reaches 4000-12000 kJ/Nm3. The melting characteristics of fly ash were investigated at 1100-1460℃ using a fixed-bed furnace. It was proved that over 99.9% of dioxins could be decomposed and most heavy-metals could be solidified when temperature was 1100-1300℃. The principle integrated experiment was carried out in a fluidized-bed gasification and swirl-melting system. MSW was gasified efficiently at 550-650℃, swirl-melting furnace maintains at 1200-1300℃ stably and over 95% of fly ash could be caught by the swirl-melting furnace. The results provided much practical experience and basic data to develop MSW gasification and melting technology.     

污泥与煤在循环流化床混烧过程中的汞排放特性

在密相床截面积为0.23m×0.23m、高度为7 00m的循环流化床燃烧试验装置上进行了含汞污泥与煤的混烧试验.测试并分析讨论了污泥与煤混烧过程中汞的分布,探讨了Ca/S摩尔比、脱硫剂种类、过量空气系数等运行参数以及烟气成分对汞在烟气、飞灰和炉渣中形态分布的影响规律.结果表明,大部分汞进入烟气,且元素汞是混烧烟气中的主要存在形态.钙基脱硫剂对烟气中氧化态汞有较强的吸附脱除作用,CaO对汞的脱除效果要好于CaCO3.随着烟气中SO2、NOx浓度的增大,烟气中二价汞所占份额呈上升趋势.过量空气系数对烟气和灰渣中汞的浓度和形态分布有较大的影响.     

灰分对高硫煤热解部分气化硫变迁的影响

采用分步脱除矿物质方法,对义马原煤及HCl,HCl-HF,HCl-HNO₃处理后煤样,分别在固定床反应器中考察了热解部分气化下硫的脱除规律.结果表明:一方面在热解过程中原煤及酸处理煤样H₂S和COS的析出均呈双峰趋势,其析出值主要受温度、原煤中灰分和HNO₃氧化作用;另一方面,在部分气化和酸处理后煤样热解半焦在600℃～900℃范围内硫脱除率可达50%～80%,800℃时,无机硫可完全脱除.而原煤热解半焦总硫,无机硫的脱除率在700℃时最大.气化温度的升高,加强了碱性矿物质的固硫作用,其结果是900℃气化时,总硫和无机硫脱除率降低.酸处理后有机硫含量基本保持不变,其噻吩结构只随碳骨架的气化而析出.