厌氧-好氧生物反应器填埋工艺特性研究

基于生物反应器填埋技术,研究1种填埋场地循环操作的厌氧-好氧生物反应器填埋工艺,设计了该工艺模拟装置并研究了其运行工艺特性.厌氧阶段主要通过渗滤液回灌控制反应器工艺条件,主要试验结果为,pH值,R1在 6周后可上升至6.7～7.8,R2在17周内一直低于6.8;渗滤液COD浓度,R1在13周时下降至10?617 mg/L,R2在5周后上升至60?000 mg/L后长期趋于稳定;填埋气累计产量,R1在8周达到44%,R2几乎不产气.衡量稳定化可以分别采用渗滤液pH、COD浓度及BOD₅/COD的减少率、填埋气的累计产率等指标来判断,并据此转换为好氧填埋运行.好氧阶段主要是通过强制通风来减少恶臭和水分,主要试验结果为,通风19d氨气浓度降为1.16 mg/m³,通风23d后恶臭浓度降为19;通风14d后含水率降为26%.完成此阶段的工艺指标值可依据矿化垃圾开采的最终用途确定.对主要试验数据进行了数值模拟.厌氧-好氧填埋过程的微生物演替经RISA分析,有4个优势菌群,一些兼性菌群在厌氧-好氧阶段起着重要的承前启后作用.     

“农-工复合型”虚拟生态产业园规划研究

生态产业园是循环经济在产业集中区的具体体现,随着传统产业园区建设及实践过程中出现的运行效率及稳定性问题,虚拟产业园及其运行模式已成为国内外学者关注的重点。本文以郑州国家经济技术开发区食品加工行业的生态链建设为例,探讨了农-工复合型虚拟园区的模式,即突破传统产业限值,建立以食品加工为核心,带动第一产业及第三产业共同发展的一种产业网络模式。本文最后对建立这种新型产业园区所面临的生态设计及体制转型和利益分配等问题进行了探讨。     

农村生态卫生基础设施集成系统效益分析

随着新型城镇化进程的加快,以及美丽乡村建设的稳步实施,农村地区的经济和社会发展进入到了一个新的阶段,农村居民对改善生活环境的需求日益提升。村镇生态卫生基础设施建设以改善卫生状况、促进生态循环、保障生态安全为基本任务,对于提升农村生态服务功能,改善农民福祉具有重要意义。文章以北京市门头沟区水峪嘴村为研究单元,结合厨余垃圾资源化处理、污水生态化净化、粪尿分离式生态厕所等整套人居环境改造工程,从营养物质循环、面源污染消减、节约水资源、投资收益以及创造就业机会等视角分析其生态、社会和经济方面的综合效益,采用定量和定性相结合的方法来表征生态卫生基础设施提供的生态服务功能。研究结果显示:集成后的生态卫生基础设施每年实现2 956.9 kg氮、348.81 kg磷循环回归农田,避免直接排放环境中而加重农村面源污染;源分离便器的使用每年可以节约生活用水3 241.2 m~3,人工湿地工程全年可以提供中水10 220 m~3;相比于工程改造前,村庄向大气排放的氮减少了83.5%,向水体和土壤环境排放的氮消减了68.13%,磷消减了56.61%;集成系统全年可以降低用于化肥和水费支出的经济投入6.63万元,内部收益率12%,大于基础利率10%,经济效益明显。此外,生态工程的建设和维护也创造了就业岗位。文章试图探索适宜北京山区农村的人居环境建设的途径,为广大农村人居环境改善及生态文化提升提供借鉴和参考。     

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.     

城市生活垃圾填埋场的物质存量特征及其环境影响:以粤港澳大湾区为例

填埋场中的生活垃圾成分复杂,即使在封场后其存量垃圾仍将持续产生温室气体、恶臭、地下水污染等环境问题,是城市生态环境修复的重点领域之一.生活垃圾填埋场物质存量、组成成分和理化特征是掌握其潜在环境影响的关键.但是目前关于填埋场物质存量及其环境影响的研究还不多见.本研究以我国城市化程度最高、人口最为密集的粤港澳大湾区城市群为例,基于国内外报道的科技信息和统计数据,对11个城市的生活垃圾产生量、处理量、组成成分、填埋场存量及关键元素碳存量进行分析.结果表明:①粤港澳大湾区2017年生活垃圾产生量为26. 4 Tg,平均每年增长0. 8 Tg,其中卫生填埋处置占58. 9%;②总生活垃圾填埋处置量为230. 1 Tg,其中食物、塑料和纸类垃圾的累计填埋处置量最多,分别为109. 6、38. 9和29. 6 Tg;③2001～2017年,大湾区城市生活垃圾填埋场总碳输入量为50. 0 Tg,通过填埋气排放的碳为7. 1 Tg,通过渗滤液排放的碳为1. 5 Tg,累积碳存量为41. 4 Tg.本研究可为研究城市生活垃圾填埋场的环境影响提供基础数据,为大湾区城市生态环境修复提供科学依据.     

一种新型微生物菌剂处理生活污水

利用从食材中筛选纯化的特定微生物制成复合菌剂,在自然、厌氧和曝气3种不同的供氧条件下,添加不同比例的菌剂处理生活污水,以COD和氨氮浓度为参考指标,考察菌剂对污水的净化效果,并分析其原因。结果表明:(1)菌剂投加量在0.5‰～1‰时对污水中COD的去除具有明显促进作用,自然、厌氧和曝气3种条件下,COD去除率最大分别提高了8.77%、11.22%和11.11%;(2)氨氮的去除效果受反应条件影响很大,厌氧条件下菌剂对污水中氨氮的去除作用不明显,自然和曝气条件下,菌剂对氨氮去除效果显著,去除率增幅最高分别达到22.6%和52.28%;(3)以0.5‰的菌剂投加量曝气处理2 d,COD和氨氮的去除率可以分别提高11.11%和14.13%,初步研究显示,该菌剂对生活污水具有较好的净化效果。     

基于响应面法的新型餐厨垃圾菌剂制备

设计三因素三水平实验并采用响应面优化法对反应适宜的实验参数进行了优化.选择温度、供氧条件和反应时间作为菌剂制备的可控因素,选择温度、菌剂投加量和木屑投加量(水分调节)作为菌剂处理厨余垃圾的可控因素,研究菌剂制备与处理垃圾的优化工艺参数.研究结果表明,菌剂的最优制备条件为:温度35℃、间歇震荡、培养108 h,按重量百分比为碎花生壳∶刨花∶鱼骨粉∶麸皮∶菌体=2∶1∶1∶1∶1比例制得的固体菌剂具有较高的活性.菌剂处理厨余垃圾的响应面优化法分析结果表明,当温度为45℃,菌剂投加量为6％,木屑投加量为30％时,厨余垃圾的减量率最大,2d降解率可达40％.     

新型微生物菌剂对垃圾渗滤液的除臭效果

利用从食材中筛选纯化的特定微生物制成新型复合菌剂,以不同浓度梯度处理垃圾渗滤液,测定其在自然条件下的嗅阈值,监测NH3和H2S即时挥发浓度的变化,评价菌剂的综合除臭效果,设计三因素三水平实验并采用响应面优化法对反应适宜的实验参数进行了优化。研究结果表明,新型复合菌剂的投加会使垃圾渗滤液嗅阈值明显下降;响应面优化模型分析表明,反应时间2.5 d时和0.5%的菌剂投加对抑制NH3的挥发效果最好,而反应时间2.5 d和0.2%的投入量对抑制H2S的挥发效果最好,氧气的供应情况对两者的挥发抑制效果影响不显著。     

北京市社区生活垃圾分类收集实效调查及其长效管理机制研究

对北京市600个分类示范试点社区进行垃圾分类收集现状调查,并基于调查数据分析得出,目前试点社区分类正确率和投放正确率均不高,知晓率是影响分类正确率和投放正确率的重要因素,知晓率根据知晓深度分成两个等级,分别为75.6%和15.5%,而社区大多数居民约60.1%垃圾分类知晓程度保持在一个初级水平,24.4%居民不知道垃圾分类,分类正确率和投放正确率较低,分别为4.5%和31.2%,宣传、教育的力度和深度不够,也未形成有效监管机制.居民对社区垃圾分类建议得出,认为应该加强分类知识宣传的居民最多,占36.84%;其次认为加强垃圾分类正确投放监督的比例也达到35.39%.总体认为软实力建设应提高的居民占90%以上.因此,提出持续采用多种媒介提高垃圾分类宣传力度和深度,并结合多种培养方式引导居民参与操作实践.此外,构建软硬结合的垃圾分类评价指标体系,建立完善操作强的监管机制,长期持续对居民进行督促,并将垃圾分类作为社区管理工作中的一项重要考核指标,整体提高行政管理水平.     

农村户用沼气项目的碳减排效益核算——以湖北省恩施州为例

对现有的碳减排计算模型加以改进,对于关键参数的取值大部分参考我国学者的研究成果,以湖北省恩施州为例,从甲烷利用直接减排、化石能源替代减排、甲烷泄漏碳排放和甲烷燃烧碳排放4个方面,综合核算2000-2010年农村户用沼气项目的碳减排效益.结果表明,每口沼气池的碳减排量为1.10～1.29 t·a-1,碳减排量受沼气池规格(饲养生猪数量和类型)和地区气温变化等因素影响,每口沼气池的间接碳减排量(1.07 t·a-1)是直接碳减排量(0.22 t·a-1)的4.9倍.2000-2010年恩施州年碳减排效益整体随新建沼气池数量的增加而增加,碳减排量由2000年的3.97万t·a-1上升到2010年的70.93万t·a-1；2000-2010年恩施州户用沼气项目处理畜禽粪便导致的直接碳减排总量为157.44万t,沼气替代燃煤导致的间接碳减排总量为361.82万t,甲烷燃烧导致的碳排放量为13.12万t,甲烷泄漏导致的碳排放量为89.94万t,碳减排总效益为416.20万t.