粉煤灰改性固体废弃物胶固粉的制备及性能研究

以电石渣和粉煤灰这两类固体废弃物为主要原料,制备了不同粉煤灰掺量的固体废弃物胶固粉。研究了粉煤灰掺杂比例对胶固粉水化进程、微观形貌、破坏形态和力学性能等方面的影响。结果表明,掺入适量粉煤灰后加速消耗了水泥熟料,提高了胶固粉的水化反应速率,在28 d龄期下,当粉煤灰的掺量为30%(质量分数)时,胶固粉中孔隙数量最少,结构密实度最高。胶固粉在受力过程中破坏形态相似,裂纹自上而下均为条形裂纹,且上部出现了坍塌现象。随着粉煤灰掺量的增大,胶固粉的凝结时间逐渐增大,流动度和化学结合水量持续降低,抗压强度和最大应力先增大后降低变化。在28 d龄期下,当粉煤灰的掺量为30%(质量分数)时,胶固粉的抗压强度最大为14.85 MPa,在相同应变下的应力最高为15.70 MPa。分析可知,粉煤灰的最佳掺量为30%(质量分数)。

煤矿固体废弃物理化特征及生态环境影响研究

煤矿固体废弃物是煤炭开采、洗选和利用过程中产生的一种工业固体废弃物。我国煤矿固体废弃物虽然利用率逐年上升,但现阶段的堆存量仍然很大,它不仅侵占土地资源,还会造成严重的环境污染。本文通过系统检索知网、Web of Science和Google Scholar数据库,收集了2014—2024年间关于煤矿固体废弃物理化特征及生态环境影响方面的研究文献,综合分析发现,煤矿固体废弃物对环境的影响主要表现在:①煤矿固体废弃物在堆存过程中产生的多环芳烃、SO_(2)等气体和细颗粒物,会对大气产生污染;②煤矿固体废弃物中的重金属在淋滤过程中会污染周围地下水;③煤矿固体废弃物中的Cd、Cr、Hg等重金属元素会通过风化、浸出等过程向周围土壤迁移释放,造成严重的重金属污染。基于安全、环保、监测等相关规定,结合目前综合利用和处理现状,提出了今后煤矿固体废弃物的研究重点。

水产养殖固体废弃物有机肥对土壤肥效和蔬菜品质的影响

研究旨在探讨水产养殖固体废弃物作为有机肥料对土壤肥力和蔬菜品质的影响。通过田间小区试验,设置4个不同处理组,分别为不施肥+辣椒(CK1)、不施肥+番茄(CK2)、施鱼粪有机肥+辣椒(T_(1))、施鸡粪有机肥+辣椒(T_(2))、施鱼粪有机肥+番茄(T_(3))、施鸡粪有机肥+番茄(T_(4)),研究鱼粪有机肥施用对土壤肥力、辣椒和番茄生长及果实品质的影响。研究结果显示,与空白对照组相比,鱼粪有机肥可以显著增加土壤微生物数量,提高土壤有机质、全氮、全磷、有效磷、孔隙度等指标数值,从而增加土壤肥力,改善土壤物理结构,促进辣椒和番茄植株生长。同时鱼粪处理组蔬菜果实维生素C含量平均提高11.9%~24.0%、可溶性糖含量提高8.1%~16.7%,果实品质显著改善、营养价值提升。然而,与市售商品鸡粪有机肥相比,还需优化相关营养成分比例配置,尤其是提高速效钾含量。

“无废城市”背景下《固体废弃物处理》课程教学改革——以含铊固废资源化为例

2018年我国提出了“无废城市”理念,而固体废弃物资源化是实现“无废城市”目标的关键途径之一。本文阐述了“无废城市”,明确指出固体废弃物的“减量化”、“资源化”、“无害化”原则均体现了“无废城市”理念,且资源化以无害化为前提,这是《固体废弃物处理》课程教学大纲修订的要求。另外,随着新能源电池的发展,锂行业发展迅猛,导致与锂行业有关的含铊固废堆积如山,目前含铊固废的有效处理处置将是整个锂行业的关键瓶颈。本文以含铊固废为例,从稀散金属铊的特性、含铊固废的来源、含铊固废中铊的富集方法(包括火法/湿法富集铊、烟尘中富集铊精矿、离子交换法富集铊)、富集铊后的固废建材化等方面阐述含铊固废资源化利用。探讨《固体废弃物处理》课程教学大纲和教学内容的修订和改革,为我国“无废城市”目标的达成和生态文明建设提供人才保障。

地方农林院校课程思政和劳动教育有机融合的探索与实践——以甘肃农业大学“固体废弃物处理与资源化”课程为例

高校专业课课程思政建设是实现高等教育“立德树人”根本任务的重要举措,而劳动教育在价值引领上与课程思政理念深度耦合。根据“固体废弃物处理与资源化”课程特点,以课程思政教育目标为基点,深入挖掘典型教育资源并对课程内容和组织形式进行设计,探索课程思政和劳动教育的一体化设计,实现课程思政和劳动教育的有机融合,结果表明,以“固体废弃物处理与资源化”课程为载体,通过典型教育元素的挖掘、教学内容的设计和实践,将劳动教育与课程思政有机融合,能够进一步提高学生的学习兴趣和求知欲、专业认同感,培养和锻炼学生的劳动素养和创造性劳动能力,同时还能够激发学生的社会责任感和使命感,助推专业课的思想政治教育效果。

铁碳材料促进有机固体废弃物厌氧消化作用的研究进展

有机固体废弃物的厌氧消化在实现废物资源化利用中有重要意义。近年来,通过使用不同类型的添加剂提高厌氧消化的效率成为研究热点,其中铁基和碳基材料因为具有良好的导电性被广泛使用。着重归纳了铁基和碳基材料促进有机固体废弃物厌氧消化的研究进展,总结了两种添加剂在厌氧消化中的作用机制。铁基材料主要通过降低氧化还原电位为微生物创造生存条件、加强直接种间电子转移(DIET)、通过刺激关键酶促进水解和酸化过程的作用。碳基材料除可加强DIET外,还通过吸附抑制性化合物和富集功能性微生物及支持微生物定殖来发挥作用。同时,铁碳材料可协同促进厌氧消化。最后,深入分析了这两种材料在有机固体废弃物的厌氧消化过程中存在问题,并展望了其发展前景。

固体废弃物+贝利特硫铝酸盐水泥混凝土冻融循环作用下水化硬化性能研究

为探究在冻融循环条件下,掺加固体废弃物的贝利特硫铝酸盐水泥混凝土的水化硬化性能,通过物理性能测试和扫描电镜,研究抗压强度、抗拉强度、吸水率的变化及微观结构调整。研究结果表明,冻融循环显著影响了材料的力学性能和微观结构,主要表现为孔隙度的增加和孔隙分布的不均匀性。这些发现为掺加固体废弃物的水泥材料设计和制备工艺提供了技术支撑。

园区一体化工业固体废弃物资源化商业模式研究

在我国工业化快速发展的过程中,工业园区起到了非常重要的作用,促进了产业结构的调整和产业的集聚升级,但是伴随着工业固体废弃物资源化规模的不断扩大,园区固体废弃物利用方面也出现了循环化改造效果欠佳、固体废弃物交易规模受限等问题,现有的以PPP模式为首的多种固体废弃物处理处置商业模式也显现出弊端。基于我国工业园区固体废弃物资源化的发展情况,梳理了固体废弃物资源化主要的PPP商业模式并揭示其存在的问题,创新性地开发了园区一体化工业固体废弃物资源化商业模式并构建了商业模式画布对其进行分析,为固体废弃物资源化利用行业提供了可行的商业模式作为参考,并提出了相关政策建议。

山西省农村固体废弃物产生、处理及资源化利用研究

选取山西省下辖11个地市部分农村为研究对象,通过实地观察和入户访谈等方式,针对农村固体废弃物(农村固废)产生途径、处理方式及资源化利用技术展开调查。结果表明,山西省农村固废主要包括农作物秸秆类、人畜粪便类、废纸类、塑料橡胶类、煤灰煤渣类等,其中以农作物秸秆、人畜粪便和生活垃圾为主。总体呈现种类多、数量大、资源化利用率不高等特点。随后,分析了农村固体废弃物处理方式及资源化利用技术,并提出了针对该地区农村固体废弃物处理的意见建议,以期改善农村人居环境,助力国家乡村振兴战略。

超嗜热菌对乡村有机固体废弃物发酵过程减量化的影响研究

传统发酵在废弃物资源化处理中已经广泛应用,但是存在发酵周期长、发酵温度低、容量大、水分高、减量化效果不佳等缺陷。采用超高温好氧发酵技术对乡村有机固体废弃物进行处理,将超高温环境下培养出的以芽孢杆菌(Bacillus)为核心的超嗜热菌剂添加到有机固体废弃物中,采用高通量测序技术,对堆体不同阶段的微生物种群进行分析,同时,对堆体温度、含水率、碳氮比(C/N,质量比)、pH、种子发芽指数(GI)和电导率(EC)等指标进行分析。结果表明:堆体的最高温度为86℃,以80℃为节点,发酵超高温期占比达到2/3,含水率从44.57%下降到29.09%,总减重率和总减容率分别为85.50%、50.51%,发酵结束时C/N、pH分别为15.56、7.55,发酵结束时物料的GI和EC分别为110.24%和3.72 mS/cm,发酵过程中芽孢杆菌目(Bacillales)和放线菌目(Actinomycetales)是达到堆体减量化效果的主要菌目。综上所述,超嗜热菌对好氧堆肥有一定的促进作用,是乡村固体废弃物减量化处理较为理想的发酵菌剂。

基于固体废弃物的固化土研究综述

随着城市化进程的不断加快,固体废弃物的资源化利用引起了越来越多的关注。固体废弃物在土壤固化中的应用具有性能优异、节能环保和可持续发展等突出优势。介绍了基于固体废弃物的固化土固化机理,详细阐述了不同因素对固化土力学性能和耐久性的影响,评述了基于固体废弃物固化土技术现存的问题,并对其未来发展方向进行了展望。

无机工业固体废弃物高温热化学转化的基础研究

随着工业的持续发展,煤、油页岩、菱镁矿、铁矿等矿物资源的用量不断增加,产生大量无机工业固体废弃物,低效的固废处置方式造成了巨大的环境污染和资源浪费。基于常见典型工业固体废弃物的化学组成,结合热力学分析结果,提出一种工业固体废弃物高温热化学转化方法,直接将无机工业固体废弃物转化为高附加值材料。该高温热化学转化方法通过热力学分析确定理想的目标产物及反应温度,利用热质传递效率高和易于放大的流化床,使单一或多种固体废弃物混合物中的各化学成分间发生固-固高温热化学反应,制成所需的复相材料使用或经进一步加工制得具有更高附加值的终端产品。通过对菱镁矿浮选尾矿、硼泥、油页岩渣、铁尾矿、铝灰、煤矸石等多种固体废弃物实验,获得了相应的复相粉体材料,验证了该方法的可行性。同时,通过选择性混合多种固体废弃物,改变反应物组成,可以调控目标产物及其含量。实验结果表明,利用高温流态化热化学反应技术,无机工业固体废弃物可成功转化为高附加值产物。研究成果对实现无机工业固体废弃物的有效利用、减少资源浪费、保护生态环境、推动绿色、低碳和可持续发展提供了又一途径,也为相关固体废弃物的综合利用提供了具体数据支撑。

基于工业固体废弃物控制磷污染的研究进展与金属浸出问题的应对措施

磷是导致水体富营养化的主要驱动因素,由于工业和农业活动导致过量磷酸盐排放到水体中,富营养化现象已成为全球性的环境问题。工业固体废弃物含有易与磷酸盐结合的氧化态/离子态金属(Al、Fe、Ca、La和Ce等),利用工业固体废弃物控制磷污染是一种实现循环经济的策略。本文总结了5种工业固体废弃物(给水处理残渣(DWTR)、粉煤灰(CFA)、赤泥(RM)、碱性氧气转炉炉渣(BOF-炉渣)和流化催化裂解废催化剂(SFCC-催化剂)控制磷污染的研究进展,主要包括材料的吸附性能、改性和制粒方法、影响因素,以及金属浸出问题和应对措施。

加快推动典型大宗固体废弃物综合利用处置进一步促进“无废城市”高标准建设

目前,我国的大宗固体废弃物(以下简称“大宗固废”)历史堆存量仍在迅速增加。加快推动典型大宗固废综合利用处置将进一步促进“无废城市”高标准建设。大宗固废综合利用处置仍面临认识存在偏差、特别政策规范缺乏、支持保障政策严重不足等问题,本文从开展大宗固废专项排查整治、加快制定相关特别整治政策、强化专项整治支持措施保障3个方面提出推进典型大宗固废综合利用处置的建议,为“无废城市”和美丽中国建设提供参考。

多元固体废弃物颗粒微波辅助热解过程的多场耦合分析

利用COMSOL有限元软件对多元固体废弃物颗粒的微波辅助热解过程进行了模拟,研究了多元颗粒组成、不同颗粒粒径对热解过程中的电场和温度场分布的影响,并通过实验对模型进行了验证.结果表明:多元颗粒组成在热解过程中会对温度场造成显著影响,且不同颗粒间存在界面极化效应,接触面电场强度及加热速率都显著大于其余界面,有利于提高多元固体废弃物颗粒的介电损耗能力,增强多元固体废弃物颗粒对微波的吸收效率.而颗粒粒径对腔体电场强度及分布影响较小,增大颗粒的粒径会降低颗粒的升温速率.通过验证实验(微波功率800 W,加热时间240 s)证明了数值模拟结果与实验升温速率结果保持良好的一致性.此外,实验多元固体废弃物颗粒微波辅助热解产物为热解气(54.6 wt%)、热解油(26.0 wt%)以及热解炭(22.4 wt%).

电感耦合等离子体质谱法在固体废弃物半定量分析中的研究

为快速分析固体废弃物中金属元素的种类和浓度范围,本文建立了一种碰撞/反应池模式下电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对固体废弃物中金属元素半定量分析的方法。以四种不同典型行业中产生的固体废弃物及标准物质进行分析研究,考察了该方法的准确度及精密度。实验结果表明:该半定量分析方法非常适用于标准物质等基质单一、均匀的样品,具有相当高的准确度,各元素的相对误差均在±10%以内;实际样品的半定量分析结果相对偏差均在30%以内,V、Ni、As、Sr、Ba的相对偏差甚至控制在10%以内。对于不同基质的固体废弃物样品,该半定量分析方法对于μg/L~mg/L级浓度水平样品分析具有较好的定量能力。该方法简单、快速、准确度高,为固体废弃物初筛及危险特性鉴别、水体污染快速分析等突发环境事件提供技术支持和依据。

原子荧光光度法测定固体废弃物中总锡量的研究

建立以氢氟酸—盐酸—硝酸为消解体系,运用原子荧光光度计测定固体废弃物中总锡质量分数的分析方法。比较不同酸介质、还原剂及掩蔽剂的试验效果,得出最佳的工作条件下,该方法锡元素校准曲线的相关系数稳定在0.9998,检出限为0.06 mg/kg。对GSS-4a平行测定8次计算得RSD=3.58%;选取从低到高4种不同锡质量分数的标准样品测得结果的相对误差为-3.85%~4.11%;在8、4和2μg/L 3种加标量下,方法的加标回收率在93.7%~107.0%之间。该方法检出限低、稳定性高、操作性强,可满足实验室检测固体废弃物中总锡的质量分数,提高检测效率,适用于日常大批量分析样品的要求。

固体废弃物路基填筑材料的重金属污染特性研究进展

路域固体废弃物用作路基填筑是绿色低碳公路建设的一种重要手段,然而多数固体废弃物均不同程度地含有重金属污染物,在降雨入渗、地下水浸泡等复杂环境作用下,重金属会被释放,若处理不当将对周边土壤和地下水造成污染。该文综述了固废材料在路基工程中的综合利用、固废中重金属的浸出行为、迁移研究以及固废重金属的防控处理4个方面的研究现状。发现固体废弃物在路基工程中有广泛应用,但对固废路基的重金属污染特性的研究鲜有报道,重金属在路基中的长期浸出行为和迁移机制尚不明确。为了对固废路基的污染性能进行评估和调控,需要进一步研究污染物在路基结构中的迁移规律。通过对固废中污染物的防控处理技术进行总结对比,发现地聚合物在处置固废中有害重金属方面具有广阔的应用前景。

不同类型的固体废弃物碳质材料对壬基酚生物降解的影响

为探讨碳质材料(CMs)对疏水性有机污染物(HOCs)吸附和降解的影响,通过壬基酚(NP)浓度变化和相对降解率的计算,研究不同来源的碳质材料添加对NP生物降解过程的影响。结果表明,由水稻秸秆、竹屑等种植业固体废物制备的CMs对NP降解促进的效果最明显,竹碳效果尤其好;其次是由养殖业固体废弃物(鸡粪)制备的CMs,而由工业固体废弃物制备的CMs效果最差,其中污泥碳尤其差。九种CMs相比,随着添加量的增加,各类CMs对NP降解的影响不同;酸洗前后的竹碳(PBP和PBC)对NP降解的促进作用随着添加量的增加逐渐明显;而污泥碳等工业固体废弃物制备的CMs则起到了抑制作用;其余的CMs在NP降解过程中都存在一个适宜的添加量,促进微生物降解。

固体废弃物掺混凝土对混凝土性能影响综述

为了提高废弃资源利用率,减少资源的浪费,做到可持续发展。在我国每年产生大量固体废弃物的背景下,研究固体废弃物掺混凝土对混凝土性能的影响成为一个重要领域,通过整理文献,本文从固体废弃物掺混凝土的概念与意义综述、建筑废料掺混凝土的性能改善研究综述、工业废料掺混凝土的影响综述,三方面介绍相关研究现状,发现研究存在着部分不足,所以为了进一步推动本领域的发展,本文对固体废弃物掺混凝土对混凝土的性能影响进行分析。