改性稻壳生物炭对水溶液中甲基橙的吸附效果与机制

本文以废弃稻壳为原料,通过不同改性方法将其制成生物炭吸附剂,并用于水体中甲基橙(MO)的吸附.通过氮吸附、X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜分析(SEM)、热重分析(TG)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术分析了改性剂种类、浸渍比和热解温度对生物炭的物理化学性质及对MO吸附量的影响,发现热解温度为400℃,以ZnCl_2为改性剂,浸渍比为2∶1时制备的生物炭Z2RT400对MO的去除效果最好.以Z2RT400为吸附剂,探究吸附剂添加量、吸附时间、初始污染物浓度、溶液pH等对甲基橙吸附效果的影响,结果表明,饱和吸附时间为420 min,吸附反应的最佳pH为4,当吸附剂用量为10 mg,初始甲基橙浓度为2 000 mg·L~(-1)时,Z2RT400对MO的最大吸附量可达1 967. 72 mg·g~(-1);当吸附剂添加量为80 mg时,去除率最高可达99. 52%.此外,对吸附机制进行分析,发现吸附等温线数据符合Freundlich模型,吸附动力学数据符合拟二级动力学模型,说明吸附以化学吸附为主,物理吸附为辅.因此,废弃稻壳为原料改性制备的生物炭可作为高效的有机染料吸附剂,并应用于水体中污染物的治理.     

近5年我国部分城市群生活垃圾特性

城市生活垃圾处理处置日益成为世界范围内一个普遍关注的问题,生活垃圾特性是终端处理方式选择的重要依据.从全国超30个城市共采集400余个生活垃圾样品,分析了垃圾的物理组成、污染物含量和热值等基础物化特性.并以深圳为例分析了采样时间和垃圾分类措施等对生活垃圾物化特性的影响.通过偏最小二乘法建立了垃圾组成与热值间的关联模型,并对模型进行了校验.结果表明,湿基中厨余类仍是垃圾中占比最高的组分,大多数样品的占比在40%～60%之间;可燃组成中橡塑类和纸类占比较高,分别在20%～30%和10%～20%之间;无机物占比通常不超过5%;垃圾含水率在50%～60%之间. 2019年实施垃圾分类后生活垃圾中厨余类占比明显降低,橡塑类占比增加,其他组分变化不大,垃圾热值得到一定的提升.生活垃圾中S、 Cl和N这3种污染元素的含量均在1%以下,其平均值规律为：N>Cl>S;垃圾样品中的Hg、 As、 Cr、 Cd和Pb含量随组分及采样时间没有明显的变化规律,垃圾中Pb、 Cr含量受到环境背景值的影响.模型分析发现橡塑类和垃圾水分是生活垃圾热值的主要影响变量,85.96%的样品实测值与预测值之间的偏...     

酒糟厌氧发酵-气化耦合制备燃气环境影响评价

厌氧发酵-气化耦合技术是一种高效的生物质燃气化技术,具备显著的能源转化优势。为准确评估厌氧发酵程度对该耦合系统环境效益的影响,利用全生命周期分析方法,通过Gabi软件对所建立的不同厌氧发酵时间下酒糟厌氧发酵-气化耦合制备燃气模型进行环境影响评价。结果表明：厌氧发酵-气化梯度耦合反应系统基于能量流产生的环境正面影响可抵消基于物质流产生的环境负面影响,从而使系统获得正面的综合环境效益。厌氧发酵时间为8 d时系统环境影响结果最优,其环境影响潜值为-2.02×10^-9。对厌氧发酵-气化耦合系统的耦合程度进行控制,可在优化系统能量收益的同时产生最有利的环境影响,从而为耦合技术的应用提供理论指导。     

污泥与煤、木屑的混合燃烧特性及动力学研究

通过热天平分析装置对城市污水污泥、煤及木屑单独或混合燃料的燃烧行为进行研究。结果表明,燃料的燃烧过程分为脱水干燥、挥发分的析出和燃烧、残余挥发分与焦炭的燃尽三个阶段;污泥的着火温度低,燃尽温度高,灰分产量高,燃烧放热量较低,挥发分与固定碳燃烧的活化能分别为26.67 kJ/mol和32.12 kJ/mol;污泥单独燃烧性能较差,综合燃烧指数较低为0.161×10-11 K-.3min-2,加入煤或木屑后能明显改善其燃烧性能,缩短燃烧温度范围,提高燃烧速率,降低灰分产率,但同时使挥发分与固定碳燃烧的活化能增加,燃烧对温度的敏感度增加。污泥与煤或者生物质废弃物混燃是污泥燃料资源化利用的较好方式。     

粤深碳交易试点机制剖析及对国家碳市场建设的启示

广东和深圳是中国第一批碳交易试点地区,具有全国碳交易机制试验田的属性,研究粤深碳交易试点机制运行经验对全国碳市场建设有重要的借鉴意义。对广东和深圳碳交易机制的关键要素进行剖析与比较发现,两地碳交易机制在覆盖范围、配额总量、分配方案、MRV机制等方面有较大的不同。这些差异来源于两个方面:第一,碳交易机制的排放管理设计特点(覆盖范围、配额总量、分配方案、MRV机制)取决于地方的区位条件和政策目标。粤深经济规模和结构差异较大,由此导致两地碳交易机制的管理对象不同,管理对象的行业特征又决定了其他管理要素必然随之发生变化。第二,碳市场运行状态受碳排放管理要素的影响:当配额总量较紧、允许使用的碳抵消比例低、惩罚严苛时,碳市场交易相对活跃,更容易催生碳金融等衍生品市场。在对粤深碳交易机制的运行情况和特点进行深入分析后,得到如下启示:1配额有偿分配制度应循序渐进地实施,收紧配额总量是关键。应根据碳交易机制对不同行业竞争力的影响程度确定免费配额的比例;2分配给企业的配额量与节能考核目标衔接,保持相关环境管理政策的一致性,减少制度摩擦;3正确处理由产量变化和经济波动对配额分配带来的影响,保持配额分配标准的公平与统一;4稳定公众预期是促进碳交易机制正常运行的关键要素之一;5对未纳入碳交易机制的碳排放行为进行约束,有助于实现社会公平;6提高企业与第三方机构相关人员的专业技能水平,增强碳排放数据可靠性。     

中国碳排放权交易试点机制的减排有效性评估及影响要素分析

驱动管理对象减少二氧化碳排放是碳排放权交易机制的一项重要功能。基于碳排放权交易机制的减排机理和倍差法原理构建碳排放权交易机制减排有效性评价方法,通过碳排放权配额总量松弛度计算、管理对象分别在对照期和实验期的相对减排率测算比较,建立起机制减排有效性充分必要条件的判断矩阵,对我国7个碳交易试点机制进行减排有效性的评价和分析,提炼出影响碳交易机制减排有效性的要素,为国家碳交易机制运行提供参考。研究表明:在管理对象具有减排潜力的情况下,如果配额总量供给低于碳排放需求,碳交易机制能有效地发挥促进减排的作用;当管理对象处于边际减排效应递减阶段时,配额总量的松紧程度对碳交易机制的减排有效性影响不大;碳交易机制所处经济体的整体碳排放水平和经济结构变化程度对减排有效性具有较大的影响。影响碳交易机制减排有效性有4个关键要素:碳交易机制管理对象的减排潜力大小、配额总量松紧度、碳价水平和经济波动幅度。建议:(1)优先选择减排潜力大的企业进入碳交易机制,对行业的减排潜力进行预评估,根据减排潜力大小设置合理的配额总量;(2)对配额总量设定采取定期评估与调整机制;(3)运用财政或金融手段将碳价维持在合理的价格水平区间内,使其发挥刺激企业采取主动减排行动;(4)允许地方政府根据本地经济环境状态对碳交易机制的部分要素进行因地制宜的调整,以增强碳交易机制的减排有效性。     

双碳目标下电力系统转型对产业部门影响评估——以粤港澳大湾区为例

通过细化机组级燃煤发电财务状况建模,测算了提前退役、灵活性调整、限制和停止新增等情景下煤电搁浅资产风险,明确了不同情景下导致搁浅资产规模及时空分布情况.结果表明:存量煤电机组是引起搁浅资产的主体,控制新增煤电有助于降低搁浅资产风险,提前退役、灵活性调整情景下中国现存和新增煤电搁浅资产总规模分别为1.90万亿和3.98万亿元;不同转型情景导致煤电搁浅资产的年际分布差异明显,提前退役搁浅压力主要集中于2030~2040年间,灵活性调整情景下则集中于2021~2035年间;煤电搁浅资产空间分布极不均衡,山东、内蒙古、江苏等10个煤电大省搁浅资产规模占全国的67%和70%.因此,煤电低碳转型需审慎决策,重视提前退役造成的煤电资产搁浅,更要防范和控制灵活性调整导致的煤电资产减值,重点关注山东、内蒙古、新疆、江苏等重点省份,制定因地制宜的煤电转型策略,帮助电力相关企业及政府等进行减排政策选择.     

添加剂对垃圾焚烧炉渣免烧砖性能的影响

以垃圾焚烧炉渣为再生骨料,研究了不同减水剂和早强剂对垃圾焚烧炉渣免烧砖强度的影响,并对部分免烧砖的断面进行了SEM表征.实验结果表明,适量减水剂的添加能够提高炉渣免烧砖的早强性能,其中聚羧酸减水剂的早强效果明显优于萘系减水剂,这可能炉渣中的碱金属离子对萘系减水剂双电层的压缩与破坏所致.早强剂NaCl,Na_2SiO_3·9H_2O和Na_2CO_3均能提高炉渣免烧砖的早期强度,因为它们均可通过降低溶液中Ca~(2+)浓度达到抑制钙矾石过快生长的目的.当Na_2CO_3掺量为3%时,相应的炉渣免烧砖早期抗压强度为9.89 MPa,与无添加剂相比,增幅高达52.6%,当养护龄期为28 d时,相应免烧砖的抗压强度超过30 MPa.而三乙醇胺(TEOA)的早强作用则具有一定的滞后性,当养护龄期超过7 d时才初显成效,这可能是水化产物铝酸盐的晶型转变所致.     

污泥与煤、木屑燃烧过程中重金属排放特性研究

为了考察燃料燃烧过程中重金属的迁移转化规律，对污泥、煤与木屑及其混合物在不同温度下氧气中燃烧灰渣中的重金属元素进行分析。结果表明，燃料中重金属在高温燃烧时表现出不同的挥发特性，大部分元素随着温度的升高挥发率增加，其中Cd、Pb和Zn元素挥发性较强，Cr、Cu和Ni挥发性较弱。污泥与木屑混合燃烧灰渣仍以污泥灰为主，重金属含量与污泥灰相近，污泥中混入煤后使灰中大部分重金属含量有所降低。燃烧过程会改变重金属存在形态，污泥与煤原料中以酸溶态和可还原态存在的重金属含量较高，具有较强的生物有效性和迁移性，而燃烧灰渣中酸溶态和可还原态含量显著下降，混合燃烧灰渣中除As外的其他重金属几乎全部以残渣态存在，其含量达到90％以上，焚烧过程有效降低了燃料灰渣中重金属的生物毒性。     

F/M及HRT对果蔬垃圾厌氧发酵产氢的影响

通过中温半连续厌氧消化实验,考察了果蔬垃圾在不同食微比(0.5、0.75、1.0和1.5)及不同水力停留时间(2、3和4d)下的产氢性能.结果表明,当食微比较低(0.5和0.75)时,各水力停留时间下均不适宜连续产氢,且在水力停留时间为3 d和4 d时容易产生大量甲烷;当食微比较高(1.0和1.5)时,可以实现稳定连续产氢,发酵过程中几乎无甲烷产生.当食微比及水力停留时间分别为1.0及3 d时可获得最佳连续产氢效率,其最高容积产氢量和平均容积产氢量分别为451m L·(L·d)~(-1)和(186±29)m L·(L·d)~(-1),最高挥发性固体产氢率和平均挥发性固体产氢率(以VS计)分别为133 m L·g~(-1)和(27±5)m L·g~(-1),氢气含量可达20%~30%.