基于Aspen Plus的MSW气化熔融工艺全流程模拟研究

城市固体废物(MSW)气化熔融工艺能够减少二噁英的生成和熔融固化重金属,是一种清洁高效的固体废物处理方式。已有研究多针对MSW的热解特性以及污染物的生成与排放,而对气化熔融工艺系统模块之间的影响和各反应器间物质流、能量流的联动变化过程研究不足。利用Aspen Plus模拟平台,基于吉布斯自由能最小化原理,对MSW气化熔融工艺进行了全流程模拟研究,分析了垃圾干燥温度、垃圾含水率、气化温度、气化介质以及灰熔点对工艺流程节点参数、物质流和能量流的影响,并提出了优化的工艺流程和运行参数。结果表明:在垃圾热解模拟时,垃圾含水率为9%,通过烟气循环能达到能量自给;在相同条件下,以水蒸气作为气化介质的气化效率最高,且在气化温度为850℃,水蒸气当量比为50%时,达到最佳工艺效果;当气化后产生的焦炭在熔融炉内燃烧刚满足灰熔点温度时,灰熔点的升高使气化剂比例、气化气有效气体摩尔流量和碳转化率不断降低。不同工况下的物质流、能量流的变化对实际工程具有指导意义。

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%.

MSW介质含水率与介电常数的关系模型试验研究

时域反射测量(TDR)利用水的介电常数与岩土介质介电常数差异较大的特点,由电磁波反射波形分析得到岩土介质的介电常数和电导率,并通过经验关系换算获得含水率。目前,在岩土工程领域采用TDR测试含水率的研究及应用多局限于土介质,很少有关于城市固体废弃物(MSW)方面的研究。采用一种基于表面反射法原理研制的四针式TDR传感器,通过室内标定试验建立MSW介质含水率与其介电常数的经验关系模型,该模型考虑了介质孔隙率的影响,基于该模型的TDR测试结果与烘干法测试结果的误差不超过±5%。

MSW教育中实现社会工作向“艺术”转向的思考——课程思政的另一个视角

社会工作自20世纪80年代重新进入我国的大学专业中,其专业的重要性越来越受到政府和社会的重视。社会工作教育尤其是社会工作专业硕士的培养更呈现出必要性与紧迫性。芬克在对社会工作的定义中指出,社会工作是一种艺术,也是一种科学。但在实际的社会工作教育中往往偏重知识性和科学性,对教育中的艺性术关注较少。在当今教育领域注重“课程思政”的大背景下,社会工作教育中的“艺术”可以作为社会工作课程思政一个崭新的视角。文章旨在探究社会工作专业硕士教育课程思政与艺术的内在联系以及MSW教育中植入“艺术”的意义所在,探索“艺术”如何能更好地促进学生成长并提出实践路径。

课程思政元素的融入、目标与路径——基于社会工作专业硕士的社会政策分析课程

思政元素提炼、目标达成与其实现路径是高校研究生课程思政建设的主要议题。在“立德树人”思政课程要求与《高等学校课程思政建设指导纲要》部署下,基于研究生社会政策分析课程特点,主要阐明课程思政框架设想、思政融入元素与实施方案,并依照贯实精神、多维融合、多面推进与显隐结合等思政达成目标,进而提出加强顶层设计、优化教学手段、完善评价机制与厚实思政实践资源等课程思政实现路径。其课程思政的有效建设与推进对提高社会工作专业硕士(MSW)思政素养具有重要实践价值,同时对推动中国式社会工作学科建设具有导向性理论意义。

填埋场存量飞灰赋存重金属溶出影响因素研究进展

稳定化预处理后送入生活垃圾填埋场填埋处置是长期以来我国垃圾焚烧飞灰的主要消纳路径。针对填埋年限跨度久、存量巨大的稳定化飞灰,其在复杂填埋环境影响下所赋存重金属的潜在环境风险是未来填埋场管理需面临的“突出难题”。基于“飞灰与原生垃圾非规范共填埋”背景,重点分析了pH值、溶解性有机物(DOM)、氧化还原电位(ORP)、盐度、CO_(2)氛围等外环境因素和稳定化药剂、粒径等对填埋飞灰中重金属溶出的影响,并探讨了不同影响因素的影响规律及各因素间的交互影响作用,评估了其潜在环境风险。指出填埋场渗滤液水质和内部环境因素的交互影响对填埋场存量飞灰中重金属的长期溶出行为及环境风险值得深入研究。因此,我国垃圾焚烧飞灰历史填埋处置中“豁免条款”的实施并没有改变飞灰自身的危险废物属性,未来应加强对填埋场大量存量稳定化飞灰危险属性和资源属性的协同关注。

基于灰色系统的城市生活垃圾产生量预测研究

探究“无废城市”建设下城市生活垃圾产生量影响因素有助于指导城市制定有效的治理方案。基于灰色系统,以11个国内“无废城市”建设试点城市为对象,采用灰色关联分析法研究城市生活垃圾产生量的相关影响因素,并通过灰色预测模型预测城市未来9年的生活垃圾产生量。结果表明:1)城市的经济发展水平对生活垃圾产生量的影响最大,其相关影响因素的影响程度表现为地区生产总值>社会消费品零售总额>第三产业占比>人均GDP。2)GM(1,1)模型预测10个试点城市生活垃圾产生量的结果表明,2023—2030年重庆市和深圳市的生活垃圾产生量年增长率基本保持不变,威海市、盘锦市、三亚市等8个城市的生活垃圾产生量年增长率逐年降低,以铜陵市的降低幅度最大,绍兴市最小。3)加入5个相关影响因素的GM(1,N)模型预测6个试点城市生活垃圾产生量表明,2023—2030年盘锦市和重庆市的生活垃圾产生量年增长率呈下降趋势,深圳市、许昌市、三亚市、徐州市的年增长率逐年上升,增长幅度最大的是深圳市,最小的是徐州市。研究结果可为“无废城市”建设背景下城市的固废管理提供有效策略支撑。

水冷机械炉排块冷却性能分析及强度校核

随着生活垃圾热值的不断升高,机械炉排的工作环境变得更加恶劣,高热值垃圾燃烧时产生的高热流会影响机械炉排的工作稳定性。为避免燃烧高热值垃圾时,对机械炉排造成不可逆损伤,提高机械炉排的稳定性,以某型号水冷机械炉排的水冷炉排块为研究对象,研究其在不同条件下的冷却性能并进行强度校核。分析研究了不同温度载荷下,水冷炉排块与空冷炉排块的平均温度差,评价水冷炉排块的冷却效果。分析研究了不同冷却水入口温度、流速条件下,水冷炉排块的平均温度,明确了冷却水流速和温度的选择。并采用热-力耦合的方法,校核水冷炉排块的强度。结果表明,水冷炉排块能够有效的降低炉排表面温度,相较于空冷炉排块能够降低130~210℃,并且水冷炉排块的强度符合要求,能够满足正常运行。研究内容为水冷机械炉排的设计提供参考。

回转窑内MSW轴向传输和扩散的数学模型和仿真

本文发展了随机颗粒轨道模型并用来预测ＭＳＷ在回转窑内轴向传输和扩散现象，即停留时间分布。模型创新性在于：（１）首次采用颗粒受力矢量分析而非Ｓａｅｍａｎ倡导的几何分析来确定窑内单历程中颗粒的滚落轨迹；（２）充分考虑了ＭＳＷ在回转窑内分离现象，引入参数来表达颗粒滚落过程的随机分布函数。模型计算值和试验结果取得良好的一致，可以为回转式热解或焚烧炉的设计和运行提供依据。

国内外城市生活垃圾(MSW)现状

简要介绍了几个主要国家城市生活垃圾的现状及处理情况,同时重点描述了我国生活垃圾的处理现状,通过比较得出:堆肥和填埋这两种方法是我国目前处理生活垃圾最适合国情的垃圾处理方式,在部分发达的城市也可以大力发展焚烧处理,实现垃圾处理方式的多元化。

城市生活垃圾(MSW)与煤混烧过程中气体污染物的排放

作者在 0 2MW循环流化床上进行了城市生活垃圾与煤混烧实验。在线测量了NOx、NO、N2 O、SO2 、HCl和Cl2排放浓度 ,探讨了城市生活垃圾与煤掺烧比 (R)和温度对气体污染物排放的影响。实验结果显示 ,在混烧过程中 ,随垃圾加入量的增加 ,NOx、NO、N2 O和SO2 排放量减少 ,Cl2 排放浓度增加。当掺烧比R不变 ,温度增加时 ,NOx、NO排放量增加 ,N2 O排放减少 ,SO2 、HCl和Cl2 排放浓度基本不变 。

垃圾焚烧典型工段灰/渣理化特性及环境风险性

研究了垃圾焚烧典型工段5种灰/渣样品(余热锅炉灰/渣S1、半干法脱酸灰S2、布袋除尘灰S3、飞灰原灰S4和螯合剂稳定化飞灰S5)的表观特征、化学特性和浸出特性,并评估了灰/渣样品赋存重金属的环境风险。结果表明:S1呈现与其他灰样显著的表观特征差异,其表观颜色泛黄,颗粒大小不均,Si、Al含量较高,可资源化利用潜力较大;S3可溶性氯盐、高毒性重金属(Pb、Cd)含量较高,可进行单独脱氯、解毒处理;S5粒径级配在7~20μm和40~120μm存在两处波峰,其稳定化效果存在一定缺陷。S1赋存Cr(4.45%)和S3赋存Pb(3.04%)、Cd(4.28%)的可交换态和碳酸盐结合态占比相对较高,表明其潜在浸出环境风险较高,在其无害化处理和资源化利用过程中需重点关注,尤其是酸性(如酸雨或渗滤液浸沥)处置或应用场景。S1赋存重金属的潜在环境风险远低于其他4种灰样;模拟渗滤液浸提环境下,5种灰/渣浸出液重金属的综合性环境风险水平均高于模拟酸雨浸提环境,且S1、S3、S4和S5中Cd的浸出环境风险水平表现为“极强”等级。研究结果可为垃圾焚烧典型工段灰/渣的分类利用、精细化管理以及科学的环境风险评估提供理论依据。

城市固体废物(MSW)热解特性及其动力学研究

利用热重-差热分析仪对城市固体废物（MSW）中厨余物、废纸、废塑料、废木料和废织物等典型有机组份进行了热分析研究。试验载气为高纯氮气．加热速率为10K／min．终温为773K。通过对热重（TG）、差热（DTA）和微分热重（DTG）曲线的深入分析，得出了MSW中几种典型有机组份的热解反应动力学参数，并提出了相应的热解机理。

欧盟MSW管理与有机废物厌氧产沼技术

本文介绍了EU(EuropeanUnion)各国MSW(MunicipalSolidWaste)综合管理和生物能源的现状和发展,着重介绍了有机垃圾厌氧产沼工艺、技术及其应用,提出了我国生物能源技术发展及可腐有机废物管理与处置建议。

不同管理阶段生活垃圾处理处置碳减排潜力研究——以厦门市为例

我国快速城市化带来了大量的城市生活垃圾。为了破解“垃圾围城”的普遍性难题,我国不断完善生活垃圾管理体系,经历了以填埋为主的无害化、以焚烧为主的无害化和减量化、垃圾强制分类在全国主要城市的全面推广、分类垃圾综合处理处置等不同发展阶段。以厦门市为例,分析不同生活垃圾管理阶段的碳排放特征。结果表明:厦门市2000—2009年(无害化阶段)的碳排放总量由25.49万t直线上升至76.38万t,年均增长13.19%;2010—2016年(无害化和减量化阶段)由于填埋气收集效率提升和持续推进垃圾焚烧减量,吨垃圾碳排放强度逐年下降,但排放总量仍然从27.95万t增长至49.30万t;2017年至今全市推行垃圾四分类并开展餐厨垃圾分类和低值可回收物试点,碳排放强度从324.74 kg/t下降至178.11 kg/t,其中每分出1 t厨余垃圾、可回收物、餐厨垃圾和低值可回收物,碳排放分别减少5.69、302.58~328.75、83.19、884.66 kg。未来,随着低值可回收物分类和再生资源中心建设的推广,生活垃圾碳排放总量和强度将进一步降低,推动城市绿色低碳发展。

基于土水特征曲线预测城市固体废弃物(MSW)非饱和渗透系数研究

基于对人工配制的城市固体废弃物(MSW)的土水特征试验,研究了不同有机含量、不同孔隙比下MSW的非饱和渗透系数,得到了MSW非饱和渗透系数随有机含量和孔隙比变化的定量关系式。研究结果表明在双对数坐标系下,MSW的气相和液相非饱和渗透系数和吸力几乎为线性关系;对于相同的吸力作用,孔隙比越大,其液相和气相非饱和渗透系数也越大;总体上液相非饱和渗透系数的变化范围为10-11～10-5 cm/s,气相非饱和渗透系数的变化范围为10-5～10-2 cm/s。与有机含量的变化相比,孔隙比的变化对MSW非饱和渗透特性的影响较为明显。公式验证表明,利用该方法预测已知成分和孔隙比的MSW的非饱和渗透系数是可行的。

不同缓冲剂调节pH值影响MSW反应器运行的对比

反应器填埋场很大程度上缩短了城市固体废物(MSW)的稳定化时间。渗滤液循环是实现反应器的有效途径不同渗滤液pH值条件下反应器的运行效率是不同的。本文采用两种缓冲剂,熟石灰和粉煤灰对渗滤液pH值进行调节,讨论它们对渗滤液回灌、废物稳定化的影响。同时,本文也分析了两种调节方法的区别。实验证明了调节后的环境有利于固体废物中有机污染物的去除,对金属离子和盐类没有明显去除作用。两种调节方案都是简单、经济可行的。

城市生活垃圾(MSW)厌氧消化处理研究

提出了城市生活垃圾的高固体含量厌氧消化处理方法并对此进行了研究。结果表明 ,城市生活垃圾的高固体含量厌氧消化处理是生活垃圾最好的处理方式之一 ,垃圾不仅可以得到即时即地的大量处理 ,最大限度地减少垃圾的污染 ,同时 ,还可以产生很好的经济效益和巨大的环境效益 。

城市固体废物(MSW)填埋场中单元覆盖层防渗研究进展

根据世界各国的经验,在未来相当长的时期内,填埋仍将是城市固体废物(MSW)的主要处置方式,但MSW渗滤液的产生及处理不仅加大了填埋场的建设及运行成本,而且也增大了发生二次污染的风险。MSW填埋结构中的单元覆盖层具有防止降水入渗、减少(或消除)渗滤液数量的重要作用,而这种作用能否充分发挥则取决于其渗透性能,因此,单元覆盖层的防渗研究具有重要的实用价值。文章重点介绍了该领域研究已取得的进展,包括阳离子、阴离子、pH及氧化物等对饱和土体渗透性的影响、非饱和土体胀缩行为与渗透性变化的描述及饱和、非饱和土体隔水性能优化等;提出了该领域研究中存在的问题及未来发展方向。

β-内酰胺类药物及与复方黄连注射液联合使用对金黄色葡萄球菌MSW的影响

目的测定β-内酰胺类药物单用及与复方黄连注射液联合使用对金黄色葡萄球菌ATCC29213的MIC和MPC,探讨β-内酰胺类与复方黄连注射液联合使用对耐药突变选择窗(MSW)的影响,为临床优化抗菌药物给药方案,限制耐药突变体选择性扩增提供一条新思路。方法采用MH琼脂二倍稀释法测定阿莫西林和头孢噻呋、复方黄连注射液单独用药和联合用药的最低抑菌浓度(MIC)、抑制99%接种细菌生长的最低抑菌浓度(MIC99)、防突变浓度(MPC)。结果阿莫西林单独使用时的SI(MPC/MIC99)值为15.2,与16MIC的复方黄连注射液联合使用后,SI降低至5.1,为其单独用药的1/3;头孢噻呋单独使用时其SI值为16.1,与16MIC的复方黄连注射液联合使用后,SI降低至4.2,为单独用药的1/4。结论β-内酰胺类药物和复方黄连注射液联合用药可以明显缩小MSW。