Biological Treatability of Low Total Dissolved Solids (LTDS) Using SBR as a Pre-Treatment for Reverse Osmosis

Huge quantity of effluents is generated from pharmaceutical industries attributed to their wide array of manufacturing and maintenance processes. Wastewaters from pharmaceuticals are characterized by the presence of solids, pH, temperature, biodegradable organic compounds, unusual turbidity, hardness and conductivity. Wastewater from pharmaceutical industry arising from various units is categorised as low total dissolved solids (LTDS) and high total dissolved solids (HTDS) based on the concentration of total dissolved solids. The present study focuses on treatment of LTDS using a combination of biological treatment followed by membrane process, reverse osmosis. This research presents the results from the pilot-scale studies focussed on biological treatment using SBR as pre-treatment for RO towards the removal of LTDS effluent. Three-month data on a daily basis is presented. The efficiency of the process was tested with a reduction in parameters like total dissolved solids and chemical oxygen demand. SBR tested for its suitability as a preliminary treatment for the Reverse Osmosis process during the months of August-October. The highest and lowest TDS reduction was recorded as 9.72% and ?4.67% in the month of August. The highest and least COD reduction was recorded as 87.28% and 80.66% in the same month. The highest and lowest TDS reduction was recorded as 0.84% and ?7.92% in the month of September. The highest and least COD reduction was recorded as 87.07% and 83.28% in the same month. The performance of RO tested for its efficiency in removing the TDS and COD after SBR as pre-treatment. The highest and lowest TDS reduction was recorded as 94.93% and 93.27% in the month of August. The highest and least COD reduction was recorded as 96.84% and 90.19% in the same month. The highest and lowest TDS reduction was recorded at 96.53% and 91.25% in the month of October. The highest and least COD reduction was recorded as 94.31% and 72.57% in the same month. SBR has proved to be a promising solution for pre-treatment removing all substances that might result in membrane fouling. Hence, the present study concludes that a combination of SBR and RO will be a promising solution for effective removal of TDS and COD from pharmaceutical wastewaters.

人工技术土壤研究进展与展望

城市绿色基础设施可以解决由城市化引发的诸多环境问题,但城市绿色基础设施建设所需要的大量土壤资源却很匮乏。人工技术土壤(ConstructedTechnosols,CT)是利用有机和无机固体废弃物创造的用于种植植物的新土壤,可通过调整组成材料和配方满足不同的植被类型、土地用途和立地条件等要求,最终回归城市,用于绿色基础设施建设。CT可同时缓解大量城市固废的处置难题和解决城市绿色基础设施建设的土壤缺乏问题,具有低碳、低成本、低影响的特点,还可产生经济效益。本文主要从CT对植物生长、碳捕获、生物多样性保护、径流污染物滤除方面的作用和人为生物调控方面介绍了CT的研究现状及在我国的应用潜力,并对CT的研究发展进行了展望,提出了一些CT研究中需要解决的问题与建议。旨在推动城市固体废物资源化综合利用和绿色基础设施低碳发展,增加城市碳固存,改善城市地区生态环境和增进人民健康福祉。

中国城市生活垃圾处理碳排放时空分布特征及减排潜力

传统垃圾处理方式(填埋、焚烧等)是温室气体尤其是CH4排放的重要来源。基于此,该研究采用IPCC碳排放计算方法,分析了2006—2021年中国297个地级及以上城市的城市生活垃圾处理结构和温室气体排放时空分布特征,并结合灰色预测模型,对2030年和2060年的排放情况进行预测。结果表明:①在处理方式层面,绝大多数城市不再以填埋为唯一垃圾处理方式,垃圾焚烧逐步替代填埋成为主流。②在排放量层面,中国城市生活垃圾处理的碳排放总量快速增长,在2019年到达7940.66万t后趋于稳定,北京、上海、广东深圳等超大城市的总碳排放量最高;中国城市生活垃圾处理净碳排放量经历先升后降的过程,且净碳排放量较高地区向三四线城市转移;城市生活垃圾处理碳排放呈现随城市人口规模扩大和经济发展水平提升而显著增加的变化规律。③预测结果表明,中国城市生活垃圾处理总碳排放量将于2030年达到6575万~9942万t;在直辖市和省会城市中,仅甘肃兰州可以实现垃圾处理碳排放达峰;垃圾分类对净零排放存在较大影响,如采取垃圾分类措施,大部分城市未来可实现碳中和。最后,作者提出城市生活垃圾“三步走”分级管理策略:对于仍采用填埋为主要处理方式的城市,应推动从填埋到焚烧的转型;对于已实现垃圾零填埋的城市,应加快推进垃圾分类工作;对于已实施垃圾分类政策的城市,应进一步减少垃圾产生并落实源头减量措施。

石膏矿渣基多元固废低碳胶凝材料的制备及水化性能

以矿渣为基体,采用石膏和碱性激发剂为主要材料可制备无熟料水泥,由于它减碳效益显著又称为低碳胶凝材料。分别研究了粉煤灰、钢渣、锂渣等工业固废对石膏矿渣基胶凝材料性能的影响,通过XRD、SEM、TG-DTG等表征方法研究掺入固废后的胶凝材料体系的水化硬化性能。结果表明:三种工业固废都会不同程度延缓胶凝材料的凝结时间和降低早期抗压强度,但单掺20%以内的粉煤灰和锂渣对后期抗压强度会有一定提高。在脱硫石膏和碱的激发下各组材料和矿渣相互促进水化,早期水化产物以钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶为主,后期水化产物的数量不断增加,针棒状的AFt晶体穿插在C-S-H凝胶内,使硬化浆体的结构更加致密,强度逐渐增加。

矿冶固废制备混凝土配合比优化及耐久性研究

目的:为解决工业固废大量堆存、占用土地造成的环境污染问题,提高工业固废综合利用效率。方法:以钢渣、矿渣、脱硫石膏等工业固废为原材料制备的固废基胶凝材料,与水泥、粉煤灰按照不同比例混合,再以铁尾矿砂、铁尾矿碎石为骨料,制备C30强度等级的低碳混凝土,试验研究了水泥取代率、粉煤灰掺量对低碳混凝土抗压强度的影响,分析了全固废低碳混凝土的耐久性能,并通过XRD、TG-DSC、SEM的手段探究了固废基胶凝材料的水化产物及过程。结果:结果表明:在粉煤灰掺量80 kg/m^(3)的条件下,固废基胶凝材料对水泥的取代率可达50%~70%,固废基胶凝材料完全取代水泥时宜作为单一胶凝材料使用;全固废低碳混凝土具有良好的耐久性能,其抗氯离子渗透性能、抗冻性能均优于普通混凝土。结论:固废基胶凝材料的早期水化进程较慢,其强度发展依赖于AFt和C-S-H凝胶的大量生成,二者相互交织、穿插提高了胶凝体系的密实度和强度。意义与创新性:本文论证了工业固废制备低碳混凝土的可行性,对混凝土绿色低碳发展具有实际指导意义。

高速公路建设期水泥混凝土物化阶段碳排放测算研究

当前,全球温室效应加剧,交通行业绿色低碳发展已成为主要方向之一。碳排放数据精准计算与分析是交通行业实现“双碳”目标的迫切需求和必要手段。文章通过定义高速公路水泥混凝土物化阶段,建立了碳排放测算模型,分析了水泥混凝土物化阶段碳排放并对固废材料的减碳作用进行测算。测算结果表明:在界定的混凝土物化阶段,碳排放量均值为256.55 kgCO_(2)/m^(3),其中,水泥生产过程中的碳排放最高,高达93.85%。

铁矿烧结减污降碳及协同处置固废新技术

碳中和、碳达峰背景下钢铁行业面临新的机遇和挑战,烧结工序作为钢铁长流程生产种的重要一环,降低其污染物排放总量、实现生产过程低碳化、扩展烧结功能实现高附加值是铁矿烧结技术进步的必然要求。本文回顾了传统的超低排放技术、烧结固体燃料供热模式及工业炉窑协同处置固废技术特点,重点介绍了低碳低成本深度净化新技术、高配比富氢燃料烧结新技术及烧结协同处置固废新技术,并展望了以上技术对实现烧结减污降碳及社会效益的应用前景。

磷石膏低温分解制备硫铝酸盐水泥的工艺研究

基于磷石膏完全替代石灰石的制备策略,以磷石膏、二氧化硅和氧化铝为水泥原料,烧制以硫铝酸钙和贝利特为主的硫铝酸盐水泥,考察了不同碳硫比(焦炭和硫酸钙的摩尔比)、煅烧温度和金属离子含量对水泥熟料矿物形成以及水泥性能的影响。结果表明:当碳硫比为2、煅烧制度为800~900℃-1 h/1300℃-0.5 h时,在空气气氛下成功烧制出硫铝酸盐水泥熟料的主要矿物成分;在不外掺石膏的情况下,制备出的水泥净浆试件3 d抗压强度可达35.2 MPa,28 d抗压强度达到42.8 MPa。利用磷石膏低温部分分解烧制的硫铝酸盐水泥达到了GB 20472—2006的要求。

固废制备低碳少熟料水泥的试验研究

文中以矿渣、脱硫石膏、钢渣等工业固体废弃物及水泥熟料为主要原料,通过掺入硫酸钠、甲酸钙等激发剂制备低碳水泥胶凝材料,研究了各因素对低碳水泥力学性能的影响。结果表明,当矿渣、脱硫石膏、钢渣、水泥熟料掺量分别占质量的56%、15%、20%、9%,激发剂中硫酸钠0.5%、甲酸钙0.8%时,胶凝体系力学性能最佳,试验所制备的低碳水泥抗压基本可以达到P·O 42.5水泥强度要求。

钢渣碳化及其对水泥砂浆性能影响的试验研究

冶金工业和水泥工业是全球CO_(2)排放的主要行业,面临着巨大的“碳减排”挑战。钢渣是冶金工业产生的大宗固体废弃物,在富CO_(2)的环境下具有较高的碳化反应活性。本文以钢渣为主要原料,研究钢渣在常温常压下的碳捕集能力,制备了用于水泥行业的碳化钢渣掺合料,并探索了其对水泥砂浆流动度、力学强度和微结构的影响。结果表明,钢渣可在常温常压下捕集CO_(2),钢渣的碳化增重最高可达9.11%,表明每吨钢渣可捕集约90 kg CO_(2);经过碳化处理的钢渣由于表面形成了多孔碳化产物,吸水率会增加,因此会对水泥砂浆的流动度有一定的影响;掺有碳化钢渣的水泥基材料结构更为致密,水泥砂浆后期力学强度优于掺有未碳化钢渣的水泥基材料,并且碳化增重率越高,水泥砂浆的28 d抗压强度也越高。

碱性激发剂在制备全固废低碳水泥的试验研究

试验采用矿渣、钢渣、粉煤灰和脱硫石膏等工业固废与碱性激发剂,经混合粉磨后制成32.5级全固废低碳水泥,可大量利用工业固废,减少传统硅酸盐水泥生产过程中的CO_(2)排放,实现水泥行业低碳、绿色可持续发展。碱性激发剂是制备低碳水泥的关键材料,文中分析了水泥熟料、Na_(2)CO_(3)、熟石灰、NaOH四种不同碱性激发剂对全固废低碳水泥物理力学性能的影响。结果表明,弱碱的Na_(2)CO_(3)对低碳水泥的强度提升较小,其他三种碱性激发剂对低碳水泥28 d强度提升明显,但对3 d强度提升作用为:NaOH>水泥熟料>熟石灰。上述三种激发剂选择适宜的掺量,均可制备符合标准的32.5级全固废低碳水泥。

采煤沉陷区充填治理粉煤灰-建筑骨料浆液性能研究

为了将采煤沉陷区充填治理与固废利用有效结合,以粉煤灰及建筑固废为原料制成充填浆液,研究不同配比、不同类型浆液的物理力学性能。结果表明:粉煤灰水泥浆液流动度随水固比减小及粉煤灰占比的增加而降低,粉煤灰本身结构与性质对浆液性能影响大;各组浆液结石率最小值为93.7%,最大值为97.3%;浆液结石体各龄期抗压强度均随水固比减小而增加,28、90 d抗压强度最大值分别达3.95、8.15 MPa;水泥占比对结石体抗压强度影响明显,当水泥:粉煤灰从2∶8增长到2.5∶7.5时,结石体抗压强度平均增长率为81.2%,当水泥∶粉煤灰从2.5∶7.5增长到3∶7时,结石体抗压强度平均增长率分别为25.5%;研究所配建筑骨料浆液具有适宜的流动度和较高的结石率,且28、90 d结石体抗压强度平均值相比基础粉煤灰水泥浆液增幅分别为61.3%、27.6%;结石体早期结构致密度低、分布疏松,后期随着Ca(OH)_(2)、AFt及凝胶等产物不断生成,内部密实度增加,骨料的加入进一步增加体系的密实性,使得结石体抗压强度值增加。

双碳背景下贵阳市城市生活垃圾产生量预测及其碳减排潜力分析

在“双碳”背景下,中国城市生活垃圾处理面临低碳减排的新挑战。作者依据贵阳市2006~2020年城市生活垃圾清运数据,运用多元线性回归分析方法对贵阳市2021~2025年城市生活垃圾产生量进行预测。结果表明:贵阳市城市生活垃圾清运量在未来几年仍然缓慢增长。同时,使用《中国产品全生命周期温室气体排放系数集(2022)》估算了2020年贵阳市生活垃圾分类处理碳排放约为58.93万tCO_(2)当量,结合贵阳市生活垃圾处理规划和预测,随着生活垃圾资源化利用水平提高后,2025年贵阳市生活垃圾处理碳排放约-26.49万tCO_(2)当量,实现85.42万tCO_(2)当量的减排,碳减排潜力巨大。

碳中和目标下产业全面绿色创新的模式构建及效率分析

采用2010-2019年的数据为基础,研究碳中和目标下全面绿色创新的模式构建及其效率,剔除了2020-2022年的数据,旨在研究经济稳定状态下的效率,为未来研究提供更为精确的参考借鉴。全面绿色创新模式主要从五个端口选择:供应端、消费端、支撑端、管理端、国际贸易和国际合作端;其中,国际碳中和固废绿色创新产业研究院模式是引领全面绿色创新从顶层设计到具体执行以及执行效果监测的最好模式,其效率主要采用SBM模型与BCC模型测度,测度结论为综合效率良好。

BIM技术在固废项目中的管综设计及低碳应用

本项目是皮革行业全球首个污泥和固废协同焚烧工程,利用BIM技术进行碰撞检查、净高分析、洞口预留等管综应用,解决工艺、机电管线复杂,多专业协同难度大的问题;通过BIM+CFD模拟优化通风方案,在解决车间设备散热量大问题的同时,改善建筑空间布局集约度,实现运行阶段低碳节能,探索碳排放评估计算,进行建设期间碳排放计算,实现主体结构低碳设计;通过灯光节能模拟等应用,优化办公区照明布置和控制,实现BIM助力碳减排的目标。通过上述BIM技术在固废项目中进行管综设计及低碳应用,为类似工程提供参考。

废铅膏低碳全湿法铅回收技术研究

废铅蓄电池再生过程的经济和环境问题主要集中在废铅膏的回收处理。传统的废铅膏火法冶炼面临能耗高,环境污染重,CO_(2)排放量大等问题。在能源“双控”和“双碳”的背景下,废铅膏低碳全湿法铅回收技术引起了社会广泛关注。本文中,笔者系统地梳理了当前关注的废铅膏悬浮电解、电解沉积、固相电解和铅转化直接生产氧化铅技术等全湿法技术的研究情况,并在此基础上对各种全湿法铅回收技术进行了比较,指明了未来低碳全湿法铅回收的产业发展方向。

利用选钼尾矿制备低热硅酸盐胶凝材试验研究

以选钼尾矿为研究对象,参考普通硅酸盐水泥熟料烧成原理,基于选钼尾矿的基本矿物组成,提出烧成低热硅酸盐水泥熟料的假设。在实验室阶段开展选钼尾矿基熟料煅烧试验,结果表明:所制备的选钼尾矿基熟料XRD谱图与42.5级普通硅酸盐水泥熟料相近,且水化产物SEM图像可见典型的硅酸盐水泥熟料水化特征;由此种熟料配制的低热硅酸盐胶凝材28d龄期抗压、抗折强度以及各龄期水化热满足此类水泥的国标技术要求。

工业固废制备低碳胶凝材料的研究进展

以工业固废制备水泥熟料、全固废无熟料胶凝材料以及固废基碱激发胶凝材料是当前水泥行业节能减排与碳达峰的主要研究方向,是我国绿色循环发展的大势所趋。本文从固废制备水泥熟料、固废制备全固废胶凝材料以及固废基碱激发胶凝材料3个方面介绍目前的研究进展,具体分析了其制备工艺、原材料的选择以及种类的情况,以期为固废利用和水泥行业的节能减排提供参考。

激发剂对低碳少熟料水泥的影响试验研究

利用矿渣、粉煤灰、钢渣、脱硫石膏等工业固废,粉磨后直接与少量水泥复配,可制成低碳少熟料水泥,但难以达到硅酸盐水泥的性能要求。文中通过掺入两种不同的碱性激发剂、早强型激发剂以及复合盐类激发剂提升低碳水泥的性能,研究了各类激发剂对低碳水泥的凝结时间和强度的影响。结果表明,不同种类的激发剂都会对低碳水泥的强度的提升和凝结时间降低,采用熟石灰碱性激发剂掺量1.5%时,低碳水泥的28 d强度最高;采用氯化钙早强型激发剂掺量1.0%时,低碳水泥的3 d强度最高,凝结时间降低效果最好。试验所制备的低碳水泥的凝结时间和抗压强度基本可以达到P·O 42.5水泥强度要求。

煤矸石制备低碳生态胶凝材料的性能研究

对资源化利用煤矸石制备高活性低碳生态胶凝材料进行探索,研究了硅铝体系低碳生态胶凝材料的主要物化性能。结果表明,制备的低碳生态胶凝材料具备与P·O42.5和P·O32.5级水泥相同性能的情况下,煤矸石基固废综合利用率达到了48%和65%,相比普硅水泥而言,吨产品减少碳酸盐分解所排放的CO_(2)约50%,实现了煤矸石工业固废的大比例应用和胶凝材料的低碳制造。