建筑小区的海绵化改造效益核算——以固原市玫瑰苑小区为例

以固原市玫瑰苑小区为例,根据小区可改造绿地空间充足、雨落管断接改造难度较小等特点,提出了海绵化改造思路及工程内容,并对海绵化改造后的经济效益和生态效益进行核算。结果表明:通过海绵化改造即改造排水系统,建设下沉式绿地、植草沟、雨水花园、雨水罐、蓄水池、透水铺装等措施,可使小区综合雨量径流系数降低0.21,小区雨水径流量减少5 137.85 m ³∕a,具有良好的雨水调蓄效益;海绵化改造后具有一定的经济效益,可节约城市排水设施费用411.03元∕a,节约自来水费用4 159.20元∕a,节水效益达28 155.42元∕a;海绵化改造后可吸碳8.18 t∕a,释放氧气6.31 t∕a,吸收二氧化硫50.73 kg∕a,生态环境效益显著。     

油气处理场站温室气体甲烷排放特征与量化

油气生产过程是甲烷重点排放源,对气候变化产生显著影响。采用便携式火焰离子检测器 (FID) 和Hi-Flow大流量仪等设备,对我国某油田3座油气处理场站甲烷泄漏排放特征进行了研究,明确了组件泄漏率,量化了重点源项甲烷排放速率,构建了设备设施甲烷排放因子,开展了甲烷排放量核算并提出了管控建议。结果表明,该油田油气处理场站设备组件与管线的甲烷泄漏率为0.7%~1.2%,压力表、阀门和储罐等在泄漏源项中占比较高。不同类型泄漏组件甲烷排放速率具有显著差异,处理场站的甲烷排放速率为111.66~274.63 L·min⁻¹。单个储罐和场站的甲烷排放因子分别为989.9 L·h⁻¹和0.19 L·m⁻³。3座场站年度甲烷排放量为303 783.40 m³,储罐是首要排放源,对总排放量贡献占比为94.1%。组件泄漏导致的甲烷排放主要源于高强度排放源,15%的泄漏点贡献了排放量的88.4%。该研究结果可为油田油气处理场站泄漏防控和温室气体排放控制提供参考。     

垃圾焚烧飞灰的石材化固化处理

为促进垃圾焚烧飞灰的无害化处理及资源化利用,提出了一种石材化固化处理方法,并对其产物的使用性能、毒物浸出特性及该方法的经济效益进行探索。结果表明:该处理方法利用C80PHC生产中高温、高压、高湿环境及磨细石英砂的存在使水泥水化产物转变为托贝莫来石,一方面提高混凝土的致密性及强度,减少毒物浸出通道;另一方面将毒物包容或固结在其石材化的晶格中,几乎杜绝了毒物浸出。同时其产物的脱模强度及高压蒸养强度均满足C80PHC的使用要求,从而确保了其资源化利用的可行性。石材化固化处理的处理成本仅约为108.1元/t,使用时也无需额外占用土地、增加设备和材料成本,因此有望在低成本条件下达到无害化处理的工艺水平,是一项经济、环保、可靠的创新技术。     

干化污泥制备节能烧结墙体材料

以干化污泥作为替代燃料和造孔剂加入到以页岩为主体的原料体系中,制备出具有节能效果的多孔污泥页岩烧结墙体材料,这是提高污泥利用效率和满足村镇建筑节能建材制备的有效手段,探究了城市污泥掺量、烧结温度和烧结保温时间对烧结墙体材料试样的物理性能、力学性能的影响规律。结果表明,在采用污泥和瘠性页岩为主要原料时不能满足多孔节能烧结墙体材料挤出成型要求,而应采用压制成型工艺,当污泥掺量为15%时,烧结温度为1 050 ℃,保温时间为6 h,可以制备出性能指标优异并满足工程实用的烧结墙体材料,且污泥中的重金属可有效固溶于材料内部,气体排放也可满足国家标准中的相关指标要求,研究结果对干化污泥的利用具有较好的指导意义。     

蔬菜类废弃物甲烷发酵的产气潜能及过程特征

蔬菜废弃物具有适合厌氧发酵的特性。采用Batch实验方法,对5种常见的蔬菜废弃物的产气潜能进行研究,并在此基础上进一步对厌氧发酵过程限制性步骤及物质转化特征进行分析。研究结果表明:5种蔬菜废弃物累积产甲烷量在发酵0～10 d内增加较快,土豆和白菜废弃物产甲烷潜能最大,分别达到102 mL·g-1(VS),和83 mL·g-1(VS),而黄瓜废弃物的甲烷化潜能较低,只有35 mL·g-1(VS)左右。动力学参数拟合表明:土豆和白菜废弃物厌氧发酵水解、酸化、乙酸化和甲烷化各过程转化速率都明显高于其他废弃物,并且各过程最大转化潜能也较其他类蔬菜高出2倍之多。厌氧发酵限制性步骤分析表明,快速水解生成的SCOD不能有效地转化为VFAs,限制了白菜废弃物厌氧消化的后续转化,而VFAs的累积则是胡萝卜、黄瓜和土豆废弃物厌氧发酵的限制性步骤, SCOD以及VFAs同时累积是茄子废弃物发酵过程的显著特征。对各物质发酵过程物质转化特征分析表明,各废弃物由于4 d以后甲烷菌对乙酸的利用减慢,导致丙酸向乙酸的转化减慢而发生累积现象,10 d以后由于产酸过程的减弱,累积的丙酸盐逐渐转化。     

利用制糖副产物土壤化赤泥的效果

赤泥因具有碱性高、孔隙率低、团聚性差和养分缺乏等问题,同时因其生产性状差,堆场植被复垦难以实现;而且在堆存过程中,重金属元素具有潜在的长期浸出性,存在污染环境的风险。利用富含多种有机成分且蓬松度好的制糖副产物酒精废醪液、蔗渣对赤泥进行改性,可实现土壤化及植被复垦。结果表明,添加制糖副产物对赤泥理化性质及所含重金属迁移性具有显著影响,蔗渣能使孔隙度得到改善,酒精废醪液与赤泥比值（mL:g）＞3时,赤泥的pH可降至8以下,配合添加酒精废醪液和蔗渣可使赤泥的有机质含量从（19.8±1.2）g·kg-1增加到200 g·kg-1左右,经土柱模拟实验发现添加剂可使赤泥所含重金属的生物有效性增强。     

实现我国煤矸石“无废”化目标的路径研究

为解决煤矸石大量堆积造成的环境污染问题,基于“无废城市”建设理念和经验提出了煤矸石“无废”化目标。在分析我国煤矸石产生、分布及理化性质的基础上,从煤炭清洁高效利用和减污降碳2个方面论述实现煤矸石“无废”化的必要性,阐述实现我国煤矸石“无废”化的政策基础、技术现状和存在的问题。建议我国在建设绿色生态煤矿、提高煤矸石综合利用水平、研发煤矸石综合利用技术、制定煤矸石综合利用产品标准4个方面开展工作;加快实现以井下采选充一体化、矿井充填、采坑以及塌陷区回填生态修复为核心的煤矸石综合利用技术工业化应用;构建“发电—有用（价）组分回收或利用—高性能建材或农业应用或矿井充填”的资源化利用产业链,实现煤矸石中多组分梯级分质高值化利用,以保障我国煤矸石“无废”化目标顺利实现。

     

腐殖酸改良脱碱赤泥的环境风险评估

处理过酸性矿涌水的赤泥如果未经处理大量堆存会对环境造成严重的危害,对其进行土壤化改良是实现其大宗消纳的一种可行性方法。腐殖酸呈酸性,是自然界中广泛存在的大分子有机物质,其对土壤的修复和改良作用十分明显。为研究腐殖酸改良脱碱赤泥的环境风险,通过腐殖酸联合脱碱赤泥试验,对脱碱赤泥及其浸出液的理化性质进行了分析,并对添加腐殖酸后脱碱赤泥的浸出风险进行了评估。结果表明：添加质量百分比（腐殖酸:赤泥）为10%的腐殖酸改良脱碱赤泥效果最好。此时,脱碱赤泥pH由9.1降至7.8左右;脱碱赤泥在pH较高时电动电位（Zeta电位）绝对值由20增大到28;腐殖酸中的富里酸类物质会逐渐转变成更加稳定的胡敏酸类物质;脱碱赤泥浸出液金属离子浓度降低,对赤泥金属离子固定有一定积极作用。综上,腐殖酸改良脱碱赤泥可以降低脱碱赤泥的环境风险。

     

三叶鬼针草生物量分配与化感作用对大气温度升高的响应

全球气候变暖已经成为不容置疑的事实,同时外来入侵植物对入侵地的生态环境造成严重的危害,外来入侵植物可能对温度升高做出积极地响应。文章研究了不同温度(22、26和30℃)处理对入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)种子萌发、幼苗生物量分配及化感作用的影响,探讨三叶鬼针草对全球气候变暖的响应策略。结果表明;温度为22和26℃比30℃有利于三叶鬼针草种子的萌发。温度升高显著增加三叶鬼针草的株高、生物量和叶面积,三叶鬼针草幼苗增加对茎和叶的生物量投资。同时相同浓度的三叶鬼针草水浸提液对马唐(Digitaria sanguinalis(L.)Scop)和牛筋草(Eleusine indica(L.)Gaertn)的化感作用随着温度升高而增强。研究表明:温度升高促进了三叶鬼针草的生长,改变生物量分配模式同时增强了对受体植物的化感作用。温度升高可能是促进三叶鬼针草入侵的生态环境因子之一,未来全球气温变暖可能使其入侵加剧。