农林生物质锅炉烟气排放特性及其SNCR脱硝效果的数值模拟

以河北省典型生物质发电厂生物质锅炉为研究对象,在对其农林生物质燃料组成进行分析的基础上,借助FLUENT软件对生物质锅炉烟气排放特性及SNCR脱硝性能进行数值模拟。结果表明,与单一生物质相比,小麦秸秆、果木枝、树皮3种生物质按照0.3∶0.4∶0.3配比构成的农林混合燃料具有更低的N含量(0.39%)。不同生物质燃料燃烧排放的烟气中NO平均质量浓度由高到低依次为小麦秸秆(503.6 mg·m^-3)>果木枝>树皮>混合燃料(369.2 mg·m^-3);排放的SO₂平均质量浓度由高到低依次为小麦秸秆>混合燃料>树皮>果木枝;CO：树皮>小麦秸秆>混合燃料>果木枝;排放的CO2平均质量浓度由高到低依次为混合燃料>果木枝>树皮>小麦秸秆。SNCR脱硝数值模拟得出,将还原剂(尿素)喷嘴高度设置在8～11 m、喷嘴数量为10个、反应温度约为900 K、氨氮比为1.5时,SNCR脱硝率最高(78.7%)、NO排放浓度最低(78.7 mg·m^-3     

农村真空排水系统异味产生规律及控制措施

为探究农村真空排水系统异味逸散对周围居民的潜在健康风险,采用真空排水实验装置并结合异味分区监测和相关性分析等方法,研究了农村真空排水系统家庭户管、真空井、真空站等全流程的异味逸散规律。结果表明：农村家庭户管卫生间黑水(TBW)、卫生间灰水(TGW)、厨房灰水(KGW)管道中H2S质量浓度平均值分别为0.08、0.06、0.06 mg·m^-3,均达到恶臭污染物厂界标准(GB 14554-1993) 2级厂界标准限值(0.06 mg·m^-3);TBW管道中NH3、C3H9N、C2H6S2、OU的异味质量浓度峰值为5.79、2.58、0.18、337 mg·m^-3,明显高于在TGW和KGW管道中的质量浓度峰值(0.32和0.62 mg·m^-3,0.18和0.31 mg·m^(-3),0.06和0.05 mg·m^-3,136和170 mg·m^-3);真空井周围NH₃和H₂S质量浓...     

华中地区某污水处理厂低碳运行措施及效果

以华中地区某污水处理厂(设计规模:25×10⁴ m³·d^-1)为例,分析城镇污水处理厂的节能降碳的有效措施。该厂在2021年底实施了系列节能高效运行和工艺优化创新措施,取得显著降碳效果。措施包括:采用节能高效设备、生化池按需曝气、光伏发电等节约电耗措施,以及强化生物除磷、优化化学除磷、多点配水节约碳源、智能加药等。对比分析该污水处理厂2022年的运行数据与2019-2021年的数据。年平均吨水电耗、吨水消耗碳源、吨水消耗除磷剂分别由0.192kW·h·m^-3、5.010mg·L^-1、4.199mg·L^-1降至0.161 kW·h·m^-3、0 mg·L^-1、2.980mg·L^-1。污水处理厂年消耗电费、药费等直接运行成本节约39.6%,间接碳排放强度减少20.3%。相关举措可为类似污水处理厂的从运行管理角度实现减污降碳协同增效提供参考。     

粤港澳大湾区空气污染物的时空分布及其影响因素

基于粤港澳珠三角洲空气质量监测数据,利用克里金插值法和Spearman秩系数相关法分析了2015—2021年大湾区空气污染物的时空分布特征,利用灰色关联分析法分析了自然、社会因素对空气污染物的影响。结果表明,近7年大湾区的空气质量整体向好,PM₁₀、PM_2.5年均值分别为40.32、23.38μg·m^-3,均低于新标准二级限值,O₃、NO₂、SO₂年均值分别为51.68、33.45和6.61μg·m^-3。其中,SO₂质量浓度低于新标准一级限值,CO年均值为0.68m g·m^-3,CO、PM_2.5、NO₂、PM₁₀和SO₂年均质量浓度呈下降趋势,降幅分别为23.67%、39.48%、27.02%、33.75%和41.21%,季节上表现为冬季最高、春秋季次之、夏季最低。O₃年均质量浓度呈...     

基于2种采样方法的北京市夏季道路扬尘的监测及积尘负荷分布特征

为探究不同采样方法对积尘负荷结果的影响,使用样方采样法和以克论净车采样法采集2018年夏季样品的数据,对北京市3个行政区的11条道路扬尘样品进行现场监测,计算不同道路类型及不同车道的积尘负荷,并对积尘负荷的变化规律进行分析。结果表明：基于样方采样法和以克论净车采样法的北京市夏季不同道路类型积尘负荷从大到小顺序依次为次干道(0.46 g·m^-2、0.99 g·m^-2)>支路(0.31 g·m^-2、0.88 g·m^-2)>主干道(0.24 g·m^-2、0.78 g·m^-2);2种采样方法所得积尘负荷差异的检验结果具有显著性(P=0.00<0.05)且存在线性关系;北京市夏季道路积尘负荷(0.34 g·m^-2)稍高于天津市(0.24 g·m^-2),低于石家庄市(1.06 g·m^-2)、乌鲁木齐市(0.96 g·m^-2)和西安市(0.70 g·m^-2...     

印刷环节挥发性有机物无组织排放特征测定研究

对使用溶剂型油墨的凹版印刷设备和使用水性油墨的柔版印刷设备无组织排放的挥发性有机物(VOCs)浓度进行了实际监测,并采用计算流体动力学模拟无组织排放VOCs的收集效率。结果表明：(1)使用溶剂型油墨的凹版连续印刷过程非甲烷总烃(NMHC)最高均值达到5 975.67 mg/m³,约为使用水性油墨的柔版印刷(191.67 mg/m³)的31.2倍。虽然使用水性油墨可明显降低NMHC的排放,但其操作空间的浓度依然存在超过《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》(GBZ 2.1—2019)的现象。(2)印刷车间应该设置专门的调墨室,能缓解印刷车间内挥发性污染气体浓度的波动。(3)计算流体动力学模拟显示,设置合理的集气罩可有效降低VOCs的无组织排放,收集效率为70%～75%。     

多级串联腐殖土固定床处理氨气硫化氢恶臭气体的机理

设计了腐殖土固定床串联缺氧SBR多级反应器对填埋场臭气与渗滤液进行协同处理,以气体表面负荷、水力负荷、污染物负荷为影响因素进行正交实验,探究腐殖土固定床对氨气与硫化氢的处理效能与去除机理,并运用物料衡算的方法对腐殖土固定床去除氨气的机理进行分析。结果表明：腐殖土固定床对氨气与硫化氢的平均去除率分别为95%与98%,各因素对氨气去除率的影响大小的依次顺序为气体表面负荷>污染物负荷>水力负荷,各因素对硫化氢去除率的影响大小的依次顺序为污染物负荷>气体表面负荷=水力负荷,最佳实验条件为气体表面负荷为7 m·h^-1,水力负荷为0.12 m·d^-1,氨气负荷为10 mg·(m³·h)^-1,硫化氢负荷为2 mg·(m³·h)^-1。机理分析的结果表明多级串联腐殖土固定床对氨气去除主要是靠气相与液相的分压差(浓度差),传质受进口氨气浓度、即氨气气相分压影响,此过程中气膜阻力远大于液膜阻力,近似于气膜控制过程,且各级液相氨氮等效形成的分压差距较小、气相与液...     

中试厌氧膜生物反应器处理养猪废水

猪场养殖废水是一类有机污染物浓度高、悬浮物多、性质复杂的废水,在传统厌氧处理中存在消化污泥流失及处理效率低等问题。本研究采用中试规模外部浸没式厌氧膜生物反应器处理猪场实际废水,设计处理水量为1 m³·d^-1,在HRT分别为8、5、3d的3个阶段连续运行4个多月,考察了厌氧膜生物反应器的沼气产量、运行稳定性、污染物去除效果及膜组件运行性能和清洗效果。结果表明,系统运行期间ORP在-486～-545 mV;随着HRT缩短,有机负荷由0.5～1.88 kg·(m³·d)^-1升高到5 kg·(m³·d)^-1,沼气产量逐渐增大,产率为0.38～0.45 m³·kg^-1。在整个运行过程中,VFA/ALK始终小于0.1,系统运行稳定。对TCOD、溶解性COD、氨氮、TN、TP去除率分别达到74%～86%、48%～68%、7%～12.8%、4.6%～16.7%、5%,其中溶解性COD去除率占总COD去除率的55%左右。系统运行期...     

硫酸化钛铈氧化物催化剂的抗重金属中毒

工业烟气中氮氧化物高稳定净化催化剂的开发是实现烟气超低排放的重要需求。目前工业上应用最广的SCR商业V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂往往面临重金属中毒失活的难题。采用浸渍法改性CeO2载体,开发了具有优异抗重金属(Pb、Zn、Cd)中毒性能的硫酸化钛铈氧化物催化剂。在气体小时空速(GHSV) 360 000 h^-1、温度300℃条件下,硫酸化钛铈氧化物催化剂Pb、Zn、Cd中毒后NO转化率分别为75%、73%、63%,比商用V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂Pb、Zn、Cd中毒后NO转化率分别增加了28%、36%、43%。Raman表征结果显示,硫酸化钛铈氧化物催化剂Pb中毒后仍然保持了较高的氧空位浓度。XPS和H₂^-TPR表征结果显示,Pb与SO₄^2-发生相互作用,保护了催化剂表面的Ce活性位点,从而抑制...     

循环流化床垃圾焚烧炉助燃配风改造对降低CO排放效果的数值模拟

循环流化床(CFB)是垃圾焚烧主要炉型之一,中国生活垃圾具有水分高和挥发分高等特性导致现阶段CFB垃圾焚烧炉CO排放偏高,对其正常运转造成较大影响。对锅炉实体进行助燃配风改造,结合计算流体动力学技术对改造前后炉膛流体场进行模拟,并分析第一烟道内的流场分布情况。结果表明:助燃配风率为40%时,CO的排放均值可降低至80mg/Nm3,烟气含氧量保持在9.5%(体积分数)左右,炉膛中上部温度的平均增幅达到41.3℃。可视化数值模拟结果表明,助燃配风明显提高了烟气旋流和回流,使得烟气轴向速度降幅达37.69%,烟气在第一烟道内停留时间延长;改造后炉膛中上部局部区域内的颗粒质量浓度均值在2.287kg/m3左右,优化了助燃配风参与炉内燃烧的能力。     

火电厂协同资源化处理城市污泥二次污染控制

控制循环流化床锅炉掺烧城市污泥二次污染物的排放,实现污泥的减量化、无害化处置和资源化利用。方法:利用循环流化床锅炉烟气余热干燥污泥,干化污泥与燃煤掺配燃烧,污泥干燥系统与锅炉DCS控制系统对接,依据机组负荷自动化控制锅炉耗煤量、床温和污泥给入量等运行参数,有效抑制二恶英的形成。结果表明,污泥自动化掺烧系统投运后,烟气中二恶英的排放浓度小时均值不高于0.011 0 ng TEQ·(Nm)-3,飞灰中二恶英含量不高于2.802 2 ng TEQ·kg-1、底渣中二恶英含量不高于0.659 6 ng TEQ·kg-1,符合国家污染控制标准要求。火电厂协同资源化处理城市污泥过程中,污泥自动化掺烧系统投运能够有效控制二次污染物的排放,实现了城市污泥的减量化、无害化处置和资源化利用。     

PACl和CTS对水华微囊藻混凝-过滤的影响

过滤去除水华蓝藻时易出现过滤材料堵塞,混凝预处理可以改变水华蓝藻在过滤过程中的藻饼过滤特性,从而提高过滤通量。混凝剂种类是影响混凝-过滤分离性能的重要因素。本研究利用聚合氯化铝(PACl)和壳聚糖(CTS)进行预混凝,研究了2种混凝剂对絮体特性及过滤通量、出水水质和生物质品质的影响,并进行了2种混凝剂优化剂量添加条件下的药剂成本分析。结果表明,采用PACl和CTS在优化剂量下,过滤通量从无预处理时的1 647 L·(m²·h)^-1分别提升到2 020 L·(m²·h)^-1和5 816 L·(m²·h)^-1,通量下降率由65.9%分别降低到23.2%和13.8%。两种不同混凝剂过滤性能的差异主要是由混凝形成的絮体大小和饼层阻力不同造成的。CTS、PACl混凝预处理减小了饼层的过滤比阻力系数。在优化剂量条件下,CTS、PACl混凝形成的饼层比阻力系数Rcs从无混凝剂时的4.49×108 m·g^-1分别降低了95%和24%,达到了2.23×...     

新型微氧反应器对沼液的处理性能

针对现有微氧反应器存在回流能耗高、工程放大困难等问题,设计了2类新型曝气沉淀一体化微氧反应器。根据污泥滞留能力、污染物去除性能初步测试,优选出升流式矩形反应器和改进型圆形反应器作为沼液处理实验的微氧反应器。结果表明：2个反应器的平均NH₄⁺-N去除负荷为0.410 kg·(m³·d)^-1,平均TIN去除负荷为0.105 kg·(m³·d)^-1,出水SS均小于0.10 g·L^-1,都拥有优良的滞泥能力和污染物去除能力,无显著性差异(P>0.05)。在污泥浓度相近的情况下,升流式矩形反应器中污泥的VSS/SS由64.4%增至78.0%,这说明生物量明显增加,而改进型圆形反应器中污泥的VSS/SS降至62.1%;污泥指数显示升流式矩形反应器的污泥沉降性能更好。从污泥性状和工程放大可能性考虑,升流式矩形反应器更适合在工程上应用。     

AnMBR对高浓度餐厨废水的处理效能

餐厨废水是一类高油、高盐、高氮等较为复杂的废水,在传统厌氧处理中面临污泥漂浮流失、有机负荷低及COD去除效果差等问题。通过构建中试规模厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane reactor, AnMBR)处理餐厨废水,考察了3个运行阶段(污泥驯化阶段、容积负荷(volume loading rate, VLR)提升阶段和污泥停留时间(sludge retention time, SRT)缩短阶段)的厌氧消化性能、稳定性能、污泥性质和膜性能变化。结果表明,在污泥驯化阶段,低负荷(1.5kg·(m³·d)^-1)污泥驯化方式能够实现AnMBR的快速启动,甲烷产率由227mL·g^-1(以COD计)迅速提升至267 mL·g^-1,COD去除率达到99%。在VLR提升阶段,当负荷由3.0 kg·(m³·d)^-1逐渐增加至12.0 kg·(m³·d)^-1时,甲烷产率由283 mL·g^-1升...     

流化床中煤与稻秆混烧污染物排放特性

在自主设计的流化床上开展煤与稻秆混烧的实验。通过对燃烧过程中烟气成分及飞灰含碳量的分析,研究了质量掺混比、燃烧温度、流化风速及二次风率对混烧的影响。实验结果表明,掺混稻秆有效改善了煤的燃烧特性,随着质量掺混比的增加,NO_x、SO_2及CO的排放浓度降低,飞灰含碳量降低。当掺混比由0%增加至30%、温度为850℃时,NO_x排放浓度由506.25 mg·m-3降低至404.33 mg·m~(-3),SO_2排放浓度由762.86 mg·m~(-3)降低至522.86 mg·m~(-3)。随着燃烧温度的增加,NO_x与SO_2排放浓度增加,而CO排放浓度和飞灰含碳量降低。随着流化速度的增加,NO_x与SO_2排放浓度增加,CO排放浓度和飞灰含碳量先降低后增加,并分别在流化速度0.234 m·s~(-1)和0.26 m·s~(-1)时达到最低。随着二次风率的增加,SO_2排放浓度与飞灰含碳量降低,NO_x排放浓度与CO排放浓度先减小后增加,均在20%二次风率时达到最低。     

快速启动厌氧氨氧化用于老龄垃圾渗滤液脱氮及其机理分析

基于短程硝化处理后的老龄垃圾渗滤液,含有大量难降解有机污染物,且氨氮和化学需氧量浓度高,C/N比低等特点。本研究以厌氧硝化污泥作为接种污泥,采用升流式厌氧污泥床反应器(UASB),快速启动厌氧氨氧化反应,对其进行深度脱氮。探究启动厌氧氨氧化反应的最佳条件和脱氮性能,根据污泥形貌特征和微生物群落结构的变化,阐明厌氧氨氧化的作用机理。结果表明,厌氧氨氧化快速启动最佳条件：温度为(30±1)℃、初始pH为7.5、NO₂^-/NH₄⁺为1.25～1.50、无外加碳源和MLSS为4 200 mg·L^-1。历经60 d后,厌氧氨氧化成功启动,进水TN容积负荷最高为0.45 kg·(m³·d)^-1,TN容积负荷去除速率最高为0.36 kg·(m³·d)^-1,NH₄⁺-N、NO₂^--N和TN去除率超过80%。同时,UASB...     

基于碳源储存的污水生物脱氮除磷效率及污水处理系统延伸成本分析

以我国北方某改良型A²/O工艺(设计规模6×10⁴ m³·d^-1)为例,基于一年的运行数据,考察碳源储存与生物脱氮除磷能力之间的关系,分析碳源利用效率和能耗情况。结果表明：在7—9月,系统碳源的综合利用效率为53%～55%,这说明消耗的碳源中超过50%比例用于生物脱氮除磷;反硝化菌较聚磷菌对环境的变化更敏感;外加碳源的延伸成本占直接成本的20.5%。因此,污水处理厂应充分考虑进出水水质及环境条件变化对碳源有效利用的影响。本研究结果可为减污降碳协同增效背景下城市污水处理厂A²/O工艺及其他常规工艺的优化调控提供参考。     

两种不同基质的垂直潜流人工湿地对尾水的处理效果研究

为提高人工湿地对污水处理厂尾水的处理效率,采用以黄铁矿和砾石为基质的两种垂直潜流人工湿地处理武汉某污水处理厂尾水,研究了不同水力负荷下人工湿地去除污染物的效果,并分析了基质的微生物群落结构。结果表明,在低水力负荷(0.4～0.7 m³/(m²·d))下,两种人工湿地对尾水化学需氧量(COD)、总氮(TN)、NO^-₃和总磷(TP)具有较好的去除效果;在高水力负荷(1.0～1.3 m³/(m²·d))下,对氨氮去除效果较好。黄铁矿人工湿地对尾水COD、TN、NO^-₃和TP的去除效果好于砾石,分析基质微生物发现,黄铁矿人工湿地中反硝化脱氮菌属主要为硫杆菌属(Thiobacillus)和硫氧化菌属(Sulfurifustis),相对丰度分别为16.68%和4.62%,且硫杆菌属具有提高磷去除能力的功能;而砾石人工湿地中反硝化脱氮菌属主要为类固醇杆菌属(Steroidobacter),相对丰度为4.56%,采用黄铁矿为基质...     

UV-LED/NaClO方法降解邻苯基苯酚过程中水质对自由基去除贡献的影响及产物毒性效应分析

为去除水中的邻苯基苯酚(OPP),以UV-LED/NaClO方法为降解手段,考察了CO₃^2-、NO₃^-、腐殖酸(HA)对OPP去除的影响,探究了HO·、UV-LED、NaClO和含氯自由基(Cl·、ClO·)等对去除贡献的影响,结合降解产物提出可能的OPP降解途径,采用毒性鉴定评估方法,筛选出毒性效应增强产物。结果表明：在pH=7.0±0.2、OPP初始浓度为3μmol·L-¹、NaClO=40.3 nmol·L^-1条件下,不同组分的去除贡献大小顺序为Cl·>NaClO>UV-LED>其他组分(CO₃^-·、Cl₂^-·、O_-·等)>HO·>ClO·,Cl·对OPP去除贡献最大为31.13%;当CO₃^2-和NO₃^-浓度由0增至1.0 m...     

中国固定式燃气内燃机环境管理的形势、问题和对策

固定式燃气内燃机是实现碳减排富有成效的技术方案之一,但其相应的环境管理略滞后,应尽快制定固定式燃气内燃机排放标准,且在环境管理体系中明确固定式燃气内燃机“非正常情况”下的达标判定依据。典型机组在线监测结果显示,监测期间NO_x排放小时质量浓度介于0～305 mg/m³;NO_x与CO均出现不同程度的排放超标现象,超标小时数分别为61、4 h,分别占有效小时数的9.8%、0.6%;NH₃质量浓度为0.94 mg/m³,排放达标。结果表明,选择性催化还原技术(SCR)系统与生产设备不同步投运是造成内燃机启动、停机阶段NO_x超标的主要原因;SCR催化剂老化是正常运行时段NO_x排放超标的主要原因。通过优化SCR系统停机控制调整逻辑、增加SCR催化床层厚度有望解决以上两个原因引起的NO_x超标问题。“调峰模式”“调负荷不停机”两种运行情景的NO_x日排放量分别为9.5、11.4 kg,前者环境效益明显。研究结...