六种有机物在亚/超临界水中氧化的反应动力学研究

为了给超临界水氧化设备工业化应用提供指导思路,本文设计制作了一套连续化的超临界水氧化仿工业化装置(压力为24MPa,H2O2过氧量倍数为3倍),选取甲基红、靛红、苯磺酸、对氨基苯磺酸、对二甲氨基苯甲醛、2,4-二硝基苯肼6种芳香烃化合物进行了从亚临界过渡到超临界状态下的水氧化试验,并以总有机碳(TOC)为表征研究了6种化合物的去除效果,以幂指数方程描述了6种化合物从亚临界到超临界的反应动力学参数。结果表明:6种有机物在亚临界至超临界点时间段内,反应物TOC的浓度随时间的变化呈现良好的线性下降趋势,且在亚临界状态下,足够的反应停留时间就能取得较好的TOC去除效果,而在超临界状态下,反应过程十分迅速,在较短的反应时间内也会取得较好的TOC去除效果,但随着反应时间的增加,在几分钟之内,TOC的去除率随时间的变化还是较为明显;6种有机物的反应活化能介于26.2～54.341kJ/mol之间,表明不同结构化合物SCWO反应的温度升高效应不同。

太湖流域废弃生物质能源资源化利用方案

文章在对常州市武进区礼嘉镇进行面源生物质废弃物调研的基础上详细比较了生物质废弃物发酵制备燃料乙醇技术、生物质废弃物发酵制沼气技术、生物质废弃物气化炉技术以及生物质废弃物焚烧发电技术,从技术、经济、应用前景等多方面考量并最终筛选出适合于礼嘉镇试点区域的生物质废弃物利用技术。在对所选技术的应用实例进行调查研究的基础上建立了太湖流域废弃生物质能源资源化的总体方案:本方案拟定在试点区域结合实际情况将部分不适宜用于发酵制备燃料乙醇的农作物秸秆以及禽畜粪便、生活污水污泥等各类生物质废弃物用于生物质发酵制沼气项目,以满足当地部分居民的日常生活所需,同时收集剩余适宜制备燃料乙醇的生物质秸秆用于建设具有广阔应用前景的生物质发酵制备乙醇项目,对体系中产生的污水污泥等废弃物以污泥亚临界水热处理技术予以预处理后用于发酵制备沼气项目。总体方案每年生产燃料乙醇1 875.7 t,生产沼气259.2万m3,副产有机肥1 874.8 t,产生经济效益1 608万元,10年运行期的净收益现值为12 555.4万元,是具有广阔前景且行之有效的循环经济方案,是推动自然生态和人类社会和谐发展的绿色经济方案。

Fenton法对有机物降解的定量构效关系

以偶氮苯、蒽醌、2-氯苯酚、皂黄、苯磺酸、硝基苯、邻硝基苯胺、对氨基苯磺酸、对二甲氨基苯甲醛、甲基红、2,4-二硝基苯肼、间甲酚紫等12种不同结构的有机化合物为研究对象,得到Fenton法处理条件下有机物以色度为表征的降解率,即色度去除率,初步分析了有机物以色度为表征的降解速率常数与有机物结构的关系。随后运用化学软件Gaussian09软件的密度泛函理论B3LYP/6-311g(d,p)方法计算得出12种有机化合物的9个量子化学结构参数,对有机物以色度为表征的降解速率常数与结构参数之间的关系进行分析,结果表明有机物的偶极距μ、结构体系内C原子NBO电荷最小值qc-、最低未占有轨道能ELUMO三个量子化学参数与其有机物以色度为表征的降解速率常数显著相关,据此可为开展Fenton法降解有机物构效关系的定量建模研究奠定理论基础。

Fenton氧化法处理有机污染物的降解规律探讨

为了预测新生或缺乏试验数据的含有机污染物废水的治理效果,本文通过试验对Fenton氧化法降解芳烃类、卤代物、杂环类等28种有机污染物的规律进行了研究。结果表明:在Fenton反应初始阶段,氧化反应剧烈,反应过程基本符合一级动力学方程,但随着时间的延长,反应趋于平缓;28种有机污染物色度平均去除率(Rcolor)为80.8±30.3%,TOC平均去除率(RTOC)为39.8±30.3%,约为色度平均去除率的0.44倍;以色度为表征的一级反应动力学常数(Kcolor)均大于对应的以TOC为表征的一级反应动力学常数(KTOC),且色度去除效率更高;Fenton氧化法对不同有机污染物的去除效果有显著差异,分子结构对称性强、水溶性较差的有机污染物如偶氮苯、蒽醌等的降解效果相对较差,而苯酚、苯胺等水溶性较好的有机污染物的降解效果相对较好,表明水溶性是影响有机污染物降解效果的重要因素。

甘蔗渣在制糖中分离糠醛的初步研究

[目的]初步研究甘蔗渣最佳超/亚临界水解液化反应条件和糠醛的分离。[方法]以甘蔗渣为原料,考察了反应温度、固液比(甘蔗渣/水)对还原糖浓度和糠醛百分含量的影响,以及温度对糠醛分离的影响。[结果]反应温度为368℃,固液比为1∶7.9为甘蔗渣最佳的产糖条件,且产生的糠醛少。在较高的温度下(>300℃)产生的糠醛较少。通过放气排出反应中产生的糠醛,第1个放气点排出的糠醛最多,放气效果最好。[结论]对于放气排出的混合液体,应该进一步研究分离其中的有用成分糠醛,实现秸秆资源的更好利用。

菌剂复配强化厌氧消化沼渣腐熟中试试验

餐厨垃圾厌氧消化沼渣富含有机质和营养元素,可作为原料进行堆肥获得有机肥产品。该文选用枯草芽孢杆菌、黑曲霉、EM菌、哈茨木霉菌4种菌剂作为复配原菌种,总添加量为2 kg菌剂,3 t堆肥料,采用R1~R5(质量添加比为1∶1∶1∶1、2∶1∶1∶1、1∶2∶1∶1、1∶1∶2∶1、1∶1∶1∶2)5组不同复配比例,将种子发芽指数、温升速率、C/N消耗率等作为评价指标。结果表明,R4组升温效果最好,速率最快,C/N降低率最大,最终种子发芽指数达80%以上,有机质含量大于45%,R1组的种子发芽指数>110%,对植物发芽有明显的促进作用。在菌剂添加中,枯草芽孢杆菌的大量添加可增加堆体微生物群落数量;而黑曲霉和EM菌的添加可以提早腐熟期,加速稳定化。同时,由于该中试试验堆体体积庞大和试验环境的复杂性,影响因素较多,与小试试验相比,具有更加稳定的温度变化,更有利于堆体有机物质降解、无害化和微生物活动;虽然微生物杂菌数量更多,不可控因素更大,但其无害化效果与堆肥产品则更加稳定。

基于Petri网的企业用户模型

Petri网是一种有效的模型描述语言,能进行系统性能分析,而工作流技术作为实现企业过程集成的有效手段,广泛用于各种场合。本文介绍一种面向企业用户的工作流模型,讨论将工作流模型转化为Petri网模型,建立企业的资源及经营管理过程建立模型和资源模型,并利用Petri网进行系统模型消解,以便对系统性能进行分析。

餐厨垃圾厌氧沼渣在不同温度下的热解特性

城市干湿垃圾分类后,餐厨垃圾经厌氧消化被用于沼气的制造,沼渣是其副产品.为研究沼渣热处理/燃烧技术,通过热重与热裂解-气相色谱质谱联用实验分析了厌氧沼渣的热解规律.结果表明:沼渣中有机组分热解存在两个吸收峰,两峰值位置在200~300℃.200~300℃低温下沼渣热解气中以碳数C9~C18的有机物为主;中温500℃下C19及以上有机物比例由19%提高至31%;高温700℃下C8及以下有机物由6%提高至27%.说明在高温下样品表面会发生热解二次反应.400℃沼渣灰中含有Na、K、Cl,在高温下会释放.750℃的热天平峰值是灰中CaCO_(3)热解失重.沼渣热解产物中,烃、酸的热解主要发生在低温下,醇的热解主要在中温下进行,含N有机物的充分释放发生在高温下.

湿垃圾组分对厌氧消化抑制作用的研究进展

随着人民生活水平的提高以及垃圾分类工作的开展,我国湿垃圾产量预计将进一步增大,这对湿垃圾的处理处置形成新的挑战。厌氧消化可以实现湿垃圾的资源利用,是目前主流的处理工艺,但湿垃圾组分理化特性可能会对其厌氧消化产生抑制作用。通过文献调研,本文总结了国内外湿垃圾的理化特性,发现不同地区湿垃圾的组分差异较大,并且湿垃圾具有高易腐有机物、高蛋白、高油脂、高盐分、高粗纤维等特性,这会使厌氧消化系统容易产生酸化、氨抑制、反应速率慢等问题。在此基础上,针对湿垃圾组分特性带来的抑制问题,本文提出了共消化、投加添加剂、去除抑制因子和选用合适的工艺形式等优化缓解方法,最后对未来的研究方向提出了展望,以期为湿垃圾资源化提供参考。

生活垃圾焚烧厂飞灰重金属特性分析

对上海、山东、四川地区的6家生活垃圾焚烧厂飞灰重金属特性进行了分析,结果表明:飞灰中重金属主要以硫酸盐和氯化物形式存在,含量较高的元素是Zn、Pb、Ba、Cu,含有量随地域和季节有一定波动。对6家焚烧厂飞灰采用醋酸缓冲溶液法(HJ/T 300—2007)做浸出实验发现浸出浓度易超标的重金属主要是Cd和Pb,进一步通过Tessier法研究飞灰中Pb的化学形态,发现其潜在浸出能力和生物可利用性非常大,在飞灰稳定化处理中需特别关注。

超临界水氧化设备的能量平衡

超临界水氧化技术是一种高效的有机废水处理技术,当反应温度和压力都超过水的相变临界点(Tc=374.3℃,Pc=22.05 MPa)时,大多数非极性有机物的溶解性大大增强,与水、氧气等形成均相体系,有机物能在很短时间内被彻底氧化降解。通过利用自主研发5t/d的超临界水氧化(SCWO)中试装置,分析设备的能量利用,得到耗电量与运行参数和进水水质之间的关系式,可以估算出设备运行所需要消耗的电能或产出的过热能量,对设备与工程设计具有重大意义。

生活垃圾焚烧厂烟气脱硝脱酸案例分析

本文对国内某新运营的焚烧厂排放的氮氧化物和酸性气体进行了跟踪监测。数据显示,运营期间焚烧厂NOx的排放浓度均值为101.39mg/m3,去除率达到64.98%;主要酸性气体HCl与SO2排放浓度均值为1.01mg/m3和2.07mg/m3,去除率分别达到99.85%,和98.26%%。氮氧化物和酸性气体都取得了非常好的脱除效率。

老龄垃圾渗滤液反硝化脱氮的补充碳源应用进展

老龄垃圾渗滤液中含有大量氨氮且碳氮比较低,通常需要在反硝化脱氮过程中补充碳源。总结单一易降解有机物和复杂混合有机物等液态碳源和纤维素类、生物可降解聚合物等固态碳源的应用进展,分析了易腐有机垃圾作老龄垃圾渗滤液反硝化脱氮的补充碳源的可行性,并比较了各类碳源的优缺点。

兼氧条件下厨余垃圾发酵液作碳源的反硝化性能

在兼氧条件下,利用厨余垃圾厌氧发酵液调节反硝化系统的碳氮比(COD/TN,C/N),并考察了其脱氮性能.结果表明,不同C/N条件下,反应系统均未出现有机物的积累,但高C/N条件下的亚硝酸盐最大积累浓度和积累速率高于低C/N;随着进水C/N的增大,反应整体脱氮率和反硝化速率不断增大,当C/N为13时,反硝化速率达到了最大值,为9.79mg/(gVSS·h),其脱氮率超过95%;相同C/N条件下,反硝化速率和最大亚硝酸盐积累浓度均与进水硝酸盐浓度成正比.此外,实验结果表明,兼氧条件下的反硝化过程虽不易出现COD残留,但去除单位氮所需的有机物更多,且整体反硝化速率以及亚硝酸盐还原速率均低于厌氧条件.

小型生化处理机运情况跟踪研究

小型就地生化处理机从早期引入国内后一直缺乏持续稳定运行的案例,本文用近三年时间跟踪研究了一台小型生化处理机持续运行状态,测试了减量化率、能耗、二次污染物排放、残渣特性等大量基础数据,以期为就地垃圾处理技术的应用和推广提供数据支持和决策参考。

上海市餐厨垃圾管理现状及质量控制研究

对上海市餐厨垃圾管理现状调研发现,餐厨垃圾产生单位源头申报率较高,信息化监管系统不完善。不同类型餐厨垃圾产生单位在垃圾分类意识、容器配置准确度、源头分类质量等方面存在差异,其中小型个体单位、快餐连锁店、商业大厦的餐厨垃圾中含杂率均低于10%,餐厨垃圾纯度总体较好。研究基于上海市餐厨垃圾管理现状,结合市政府对餐厨垃圾的管理需求,对餐厨垃圾源头、收运和末端处置环节的质量把控提出了相应的建议。

小型生化处理机运行性能与成本研究

通过对纯粹减量型、减量-资源型、纯粹资源型3种生化处理机的入料/出料量、电耗、水耗、臭气、污水、出料特性进行测试,分析了不同类型小型生化处理机的减量效果、运行成本、污染控制水平和出料品质,对小型生化处理机处理不同物料的适用性提出了建议。

上海市湿垃圾就近就地处置模式分析及思考

本文通过实地考察上海市部分区域的湿垃圾就地就近处置设施,摸清目前市面上现有的前都端大部分湿垃圾处置模式及后端污水处理设施的搭配情况,并对相应的排污现状进行了采样与监测分析,系统地分析了目前现有工艺搭配下的水质及臭气的排污优劣情况,同时针对文中所出现的问题进行了探讨与总结,对以后类似项目的工艺选取及搭配具有一定的参考价值。

上海市居民生活垃圾处理收费调查研究及对策建议

基于我国全面建立生活垃圾处理收费制度的现实需求,开展上海市居民对生活垃圾处理收费的支付意愿(WTP)调查等基础性研究。结果表明:国外垃圾处理收费多采用计量征收模式,我国以定额征收或水消费系数法为主。本研究中60%以上的受访者对垃圾分类工作十分关注,且认为居民投放环节至关重要;此外居民生活垃圾处理的WTP金额为18.20元/(月·户),与受访者收入和本地户籍正相关,与受访者年龄负相关。结合目前的收费理论、政策及操作层面的可行性,提出了上海市开征居民生活垃圾收费的相关对策建议,仅采用定额收费可能难以起到良好的生活垃圾源头减量效果;而水消费系数法随水征收执行简便且能保证较高收缴率和较低收缴成本,具备一定可操作性。现阶段实施按量征收不仅需要投入资金升级配套设备而且可能会给垃圾分类工作开展带来负面效应。研究成果可为上海市正式开征居民生活垃圾收费提供基础资料和决策参考,有利于促进生活垃圾全程分类体系制度的进一步完善。

垃圾焚烧处理工艺的生命周期环境影响分析

随着城市生活垃圾清运量的逐年增加,垃圾焚烧因其无害化、减量化优势显著而成为我国当前最主要的垃圾处理方式。本文利用生命周期评价方法对垃圾焚烧处理工艺进行环境影响评价,判断各阶段污染物的主要来源。结果显示,垃圾焚烧处理过程产生的污染物排放是造成环境影响最主要的原因,其环境影响潜值为0.109,因所发电力替代传统的燃煤发电,因此电力输出具有良好的环境表现,其环境影响潜值为-0.115;在所有环境影响类别中,臭氧生成的环境影响潜值最高,主要是由于NO_(x)的排放。通过对垃圾焚烧处理全过程的生命周期环境影响分析可知,如何进一步控制NO_(x)的排放以及提高能源回收效率是降低垃圾焚烧环境影响最主要的途径。