水泥窑协同处置MSW环境负荷与性能耦合评价

基于中国某水泥厂2022~2023年生产数据及近3年国家/行业统计数据进行生命周期评价,核算水泥窑协同处置城市生活垃圾(MSW)生产不同品种水泥的环境负荷;联合数据质量指标评估和蒙特卡洛模拟来综合评估最终结果的不确定度.与常规工艺相比,水泥窑协同处置工艺生产每吨熟料的综合环境负荷降幅为7.82%;4种水泥中,P·O 52.5水泥的综合环境负荷最大,但其单位强度的环境负荷相对较小.综合考虑,采用水泥窑协同处置工艺生产P·C 42.5水泥与采用常规工艺生产P·O 42.5水泥相比,其综合环境负荷降幅为16.87%.

城市生活垃圾低污染气化熔融系统研究

为彻底消除城市生活垃圾焚烧过程中的二次污染,对流化床气化与旋风燃烧熔融系统进行了研究.我国典型城市生活垃圾流化床气化试验表明,最佳气化温度为600℃左右;对垃圾焚烧飞灰进行熔融特性试验表明,垃圾焚烧飞灰在1 300℃左右、垃圾掺煤焚烧飞灰在1 400℃左右时,能顺利熔融,二分解率99.99%以上,重金属有效固化.结合我国实际,提出了2种气化熔融系统方案:①基于垃圾综合处理的筛上物气化熔融技术方案;②原生垃圾+辅助燃料气化熔融技术方案;并进行相应的热力性能分析,研究表明2种方案都能较好满足气化熔融要求.

城市生活垃圾中邻苯二甲酸酯的源分布特征

采用气相色谱-质谱联用（GC—MS）和氢火焰气相色谱（GC—FID）方法分析了城市生活垃圾各物理组成中6种优先控制邻苯二甲酸酯（PAB）的源分布状况．结果表明，PAEs在生活垃圾各组成中出现的频率顺序为：邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）〉邻苯二甲酸二正丁酯（DBP）〉邻苯二甲酸二甲酯（DMP）〉邻苯二甲酸二乙酯（DEP）〉邻苯二甲酸二正辛酯（DOP）〉邻苯二甲酸丁基苄基酯（BBP）；并且DEHP和DBP在垃圾中的总含量最高．就垃圾物理湿基组成而言，塑料是垃圾中DEHP的重要贡献者（4．80～96．88μg·g^-1）．而布类和纸类中的DBP和DEHP含量均较高，其于基样品含量范围接近于塑料样品．厨余、果类和竹木中PAEs的种类最为丰富，而渣石和玻璃样品中的PAEs含量则较少．

城市生活垃圾若干土工试验方法

城市生活垃圾(MSW)的土工特性关系到填埋场的沉降预测和稳定分析。MSW土工性质与土有较大的区别,需对MSW的土工试验方法进行专门研究。介绍了采用虹吸筒测定MSW比重及采用充气法测定MSW孔隙率的方法原理;分析了MSW吸力的影响因素,并进行了吸力量测试验;研究了MSW降解压缩的机理,介绍了MSW降解压缩试验仪的功能特点及试验结果。

基于GIS的城市生活垃圾规划管理智能决策系统

提出对城市生活垃圾治理系统实施规划管理,是实现垃圾治理"减量化、资源化、无害化"目标,推进城市经济可持续发展的根本方法。系统地分析了“基于GIS的城市生活垃圾规划管理智能决策系统”的总体架构,确定了应用系统的组成及各部分功能。

污泥–生活垃圾混合填埋体的压实特性研究

在垃圾填埋场混合填埋污泥是污泥处置途径之一。针对混合填埋体的干密度参数对填埋场的强度和稳定性有重要影响,开展了不同击实功和不同污泥添加量条件下混合填埋体的击实试验,研究压实特性。结果表明,在不同击实功和不同污泥添加量条件下混合填埋体相比垃圾的干密度增加了2.74%~32.50%,改善了垃圾的压实特性;混合填埋体的干密度随着击实功的增加而增大,可以用一个双曲线模型描述。对模型参数的物理意义进行分析,讨论模型参数的变化规律,给出模型参数的取值范围,?值在0.373~0.750之间,?值在1.958~2.158之间;混合填埋体的干密度随着污泥添加量的增加而增加,满足对数模型。讨论模型参数的变化规律,给出模型参数的取值范围,b值在0.331~0.776之间,c值在0.052~0.164之间。综合运用两个模型可以预测混合填埋体的干密度参数,减少试验的工作量,为填埋场的设计分析提供理论依据。分析混合填埋体击实评价方法及机理,提出依据混合填埋体干密度的变化趋势判断是否击实。

分类前后苏州市生活垃圾管理的环境效益比较

为系统认识生活垃圾分类对城市环境效益的提升,基于2017~2021年苏州市推行分类前后生活垃圾的处置数据,核算整个收运-处置过程的环境影响潜值,预测苏州市到2035年生活垃圾全过程管理的环境效益.苏州市自2019年底全面实施生活垃圾分类后,单位质量生活垃圾的环境影响潜值(以PET2000计,下同)由2017年的2.34×10^(-13)t^(−1)降至2021年的1.91×10^(-13)t^(−1),降幅18.38%,分类可改善生活垃圾全过程管理的环境效益.以苏州市2021年生活垃圾清运情况为基准,设定不同前端分类效果-后端分质处置规模情景测算,发现生活垃圾前端分类效果梯度提升且末端分质处置能力相应配套后环境效益进一步提升,厨余垃圾分出率和纯度分别提高至40%和95%且实现“垃圾零填埋”的规划处置能力情景下,单位质量垃圾环境影响潜值和碳排放总量较2021年实际情况分别减少23.96%和30.73%.建立基于苏州市人口规模及经济发展水平的线性模型,预计到2035年苏州市的生活垃圾清运量达696.50万t.在苏州市生活垃圾前端分类不断改善及环境卫生持续优化的背景下,基于苏州市末端处置能力现状,至2035年分类效果提高后单位质量生活垃圾环境影响潜值为1.54×10^(-13)t^(−1),总环境影响潜值1.05×10^(-6),碳排放总量达到380.17万t;在垃圾末端分质处置规模扩大、原生生活垃圾“零填埋”、厨余垃圾充分资源化的理想情景下,2035年单位质量生活垃圾环境影响潜值为1.28×10^(-13)t^(−1),总环境影响潜值和碳排放总量分别为8.69×10^(-7)和322.57万t,分别较2021年实际情况减少约5.65%和1.23%.统筹推进分类收运和分质处置的协同,能更好地控制生活垃圾管理过程的潜在环境影响和碳排放.

垃圾好氧堆肥渗滤液与填埋场渗滤液的比较

通过以配制的城市垃圾和实验室堆肥装置,通过12d的堆肥,研究好氧堆肥渗滤液的成分,将其与新填埋渗滤液、成熟填埋渗滤液以及世界卫生组织标准（1984年）进行详细的比较。结果表明：堆肥渗滤液呈碱性,大于新填埋场和成熟填埋场渗滤液的pH;COD、NH4^＋ -N和BOD5等参数对比说明了一次堆肥过程较新填埋场发酵过程成熟,但没有成熟填埋场发酵更彻底;堆肥渗滤液是一种有机营养的废水,同时富含大量的微生物。

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差小于20%,建立的模型可以满足对垃圾热值进行预测的需要.

循环流化床技术在垃圾燃烧中的应用

本文根据垃圾焚烧的现状,对比城市生活垃圾(MSW)的一般处理方法得出利用循环流化床技术的优越性。介绍了MSW循环流化床气化热处理技术和气化熔融处理技术。

我国近10年城市生活垃圾处置单元温室气体排放时空变化及减排潜能分析

生活垃圾处置单元是重要的温室气体(GHG)排放源,明确其排放变化趋势及特征,是制定生活垃圾单元GHG减排的前提.采用IPCC清单模型,对中国2010~2020年城市生活垃圾(MSW)处置单元的GHG排放进行了估算.结果表明,GHG排放量(以CO_(2)-eq计,下同)从2010年的42.5 Mt增长至2019年的75.3 Mt,2020年降低到72.1 Mt;生活垃圾填埋场是GHG排放的主要来源,随着生活垃圾焚烧比例的增加,焚烧GHG排放占比从2010年的16.5%快速增加到2020年的60.1%;在区域分布上,华东和华南地区是排放量最高的区域,广东、山东、江苏和浙江是最主要的排放省.实行生活垃圾分类,转变生活垃圾处置方式(垃圾填埋向焚烧的转变),提高填埋场填埋气体(LFG)收集效率,利用生物覆盖功能材料强化覆盖层甲烷(CH4)氧化效率,是实现固废处置单元GHG减排的主要措施.

我国填埋渗滤液产量影响因素分析及估算方法构建

在综述已有研究结果的基础上,构建了适合我国国情的渗滤液产量估算方法,根据来源将渗滤液概化为降水和垃圾自产水2部分.采用HELP模型获得31个典型城市气候特征下的渗出系数取值;按照产生原理,垃圾自产水分为压缩产水和降解产水,分别建立估算公式并给出田间持水率和组分降解率的取值建议.应用此方法,估算了10个城市的填埋渗滤液产生量.发现在填埋40a内,垃圾自产水占渗滤液总量的52%～82%,说明垃圾自产水的贡献不可忽视.我国不同地区的降水渗出系数和生活垃圾性质差异,使得填埋渗滤液产量具有显著的地域差异性,在选择渗滤液处理方式时应因地制宜。

PVC塑料流化床气化试验研究

为开发城市生活垃圾低污染流化床气化与旋风燃烧熔融技术,研究了垃圾中广泛存在的PVC塑料在流化床内的气化特性与污染物生成机理.不同温度和过量空气系数下进行了流化床PVC气化试验,分析了不同工况对PVC中Cl转化为HCl的影响.实验结果表明,反应高于600 ℃、过量空气系数大约0.4时,Cl转化为HCl的选择性达到95%以上;气化效率达到22%～25%,气化气热值达到2 000 kJ/m3～2 300 kJ/m3.反应高于700 ℃,PVC流化床气化生烟量明显减少,过量空气系数0.6时,生烟量减少到PVC质量的10%左右.提出的HCl析出与生烟机理较好地解释了试验结果,为城市生活垃圾气化熔融技术提供了相关基础数据与污染物生成及控制方法.

城市生活垃圾在机械炉排炉内焚烧过程研究及数值模拟

研究城市生活垃圾在机械炉排炉内焚烧过程,建立了垃圾在炉排炉移动床内燃烧过程中垃圾体积变化、水分蒸发、挥发分析出及燃烧、垃圾颗粒的移动、气-固两相热传递、焦炭燃烧等各个反应阶段的热化学模型,采用一维非稳态模型分别建立了床层内气固两相介质控制方程。通过对炉排上垃圾焚烧过程的数值模拟研究,获得料层中温度分布、料层高度、炉床机械负荷、气相中反应物组分和污染物浓度分布。利用建立的模型对某大型垃圾焚烧炉的燃烧过程进行数值仿真,对燃烧过程、烟气成分进行预测,为垃圾焚烧炉排炉的设计和燃烧控制提供理论依据。

城市生活垃圾露天焚烧排放PM2.5中重金属污染特征及其暴露健康风险

利用烟气稀释采样系统,针对不同功能区城市生活垃圾(MSW)样品,分别考虑桶内焚烧和自然堆积焚烧两种常见露天焚烧方式,对城市生活垃圾露天焚烧排放PM2. 5中重金属的污染特征及其居民暴露健康风险进行分析和评估.结果表明,5种不同组分垃圾焚烧排放的重金属中,锌(Zn)含量均为最高,可达1 324. 03~3 703. 12 mg·kg-1,镉(Cd)含量最低,为20. 25~63. 68 mg·kg-1;地累积指数结果显示,铅(Pb)、Zn、砷(As)和Cd的污染程度较高,自然堆积焚烧下均已达中度及以上污染水平,Cd的地累积污染指数远大于5;人体健康风险评估结果表明,8种重金属(Pb、Zn、Cu、Mn、As、Cd、Cr和Ni)经呼吸暴露的非致癌风险值均小于1,属于安全范围内;自然堆积焚烧下,As和Pb对儿童经皮肤接触的非致癌总风险值大于1,存在非致癌风险;4种致癌元素(As、Cd、Cr和Ni)的致癌风险值均小于1. 0×10-4,但若长期处于这种环境下,会存在较低的潜在致癌风险.

青岛市垃圾处理处置单元温室气体排放及其减排潜能分析

生活垃圾处理处置单元是重要的温室气体(GHG)排放源,明确其排放变化趋势及特征,降低其GHG排放,对于缓解全球温室效应,助力我国实现“碳达峰”“碳中和”目标具有重要意义。以青岛市为例,采用IPCC清单模型分析了青岛市2010—2020年生活垃圾处理处置单元GHG排放情况。结果表明:青岛市垃圾处理处置单元GHG排放量从2010年的131.3万t CO_(2)-eq增加到2016年的223.77万t CO_(2)-eq,2020年GHG排放量下降为95.05万t CO_(2)-eq;2019前填埋场CH_(4)排放是最主要的温室气体排放源,2020年后则以焚烧厂CO_(2)排放为主,随着焚烧比例的增加,2020年青岛市焚烧GHG排放占比达72.8%。推行生活垃圾分类,提高填埋气体(LFG)收集效率,强化覆盖层甲烷(CH_(4))氧化,转变生活垃圾处置方式(填埋转向焚烧),提高可回收垃圾回收率等是实现城市生活垃圾处理处置单元GHG减排的有效措施。

压力对填埋垃圾产甲烷的影响研究

压实作用被认为是影响填埋垃圾降解过程的一个重要因素,实验通过自制的压缩降解模拟填埋反应器装置,研究了阶梯增加式压力21k Pa→42 k Pa→84 k Pa(分别在垃圾填埋后的第75、103和131 d时施加)对填埋垃圾产甲烷这一资源化重要阶段的影响,包括产气特性、渗滤液性质及固体沉降等的变化.21 k Pa和42 k Pa分别恒定了4周,垃圾最后在84 k Pa恒定压力下降解,实验总共持续了170 d.结果表明,在初始21k Pa的压力作用下,由于接种物跟垃圾接触面积的增大,甲烷日产量从第75 d的1.85 L·d-1增加到了第76 d的2.95 L·d-1,产甲烷速率提高了59.82%,42 k Pa和84 k Pa时均有所增加,但增加程度均不明显.压力还使砾石层上部积留了一定水位高度的渗滤液,渗滤液的COD和含氮量在压力作用下都有了暂时的升高.压实作用还令垃圾体产生了较大的沉降,但压力进一步增大并没有使垃圾继续发生较多的沉降.实验结果有助于更好地了解压力对填埋垃圾降解过程的影响.