双碳背景下有机固废资源化处理处置技术发展思考

有机固废资源化是我国减污降碳和无废城市建设的重要任务,是绿色低碳循环发展的重要抓手。综述了我国不同来源有机固废的产量与处理现状,梳理了我国无废城市、减污降碳等有机固废相关政策文件。基于有机固废易腐败、高含水的特性,以及污染和资源双重属性,提出了以无害化为目标、以资源化为手段的基本理念。总结分析了有机固废作为多介质、多组分交互的复杂体系,在生物转化、热化学转化、固液分离、产物资源利用方面的研究进展和技术难点,并提出了有机固废未来重点突破方向,旨在为我国有机固废资源化处理处置的技术研究提供参考。     

降维和聚类筛选可燃固废基元及其热重表征

可燃固废无害化处理需求日益增长,采用焚烧方法可有效实现其资源化、减量化和无害化。可燃固废的热化学特性对燃烧过程的组织具有重要意义,但由于可燃固废来源和种类的多样性,可燃固废特别是混合可燃固废的热化学性质表征是一个亟待解决的难题。以某几种典型的可燃固废作为基元,可以简化、高效、系统地表征其他可燃固废的热化学特性。采用主成分分析方法进行降维,再通过层次聚类方法将可燃固废归类,基于完备性、独立性和确定性3种基元性质和中心原则、简单原则2种筛选机制的约束下,量化比选出乳胶手套、硬塑料袋、PE、PET、淀粉、木质素、纤维素和半纤维素8种物质作为基元,并对基元的热重特性进行表征,依据热重特性分析并建立了可燃固废热转化基元表征的方法。并通过对一种工业可燃固废(包装布)进行拟合(灰色关联度高达0.989),验证了降维和聚类筛选基元方法的实用性和准确性,为可燃固废的热转化特性和处置方法提供参考。     

有机固废沼渣特性及其资源化探究

有机固废厌氧消化是固体废物领域实现"双碳目标"的重要途径,但沼渣处理的"梗阻"问题制约了其应用与发展。通过文献调研大中型厌氧消化工程案例的实际数据,分析了4类典型有机固废沼渣,厨余垃圾、市政污泥、农业固废、城市固废有机组分的基本性质、营养物含量与重金属含量。基于沼渣特性、结合政策与规范标准阐述了国内外沼渣处理模式异同,并探讨了我国沼渣发展的瓶颈与发展方向。最后,从运输距离、规模效益、经济成本、市场渠道、碳排放等方面重点探讨了沼渣传统资源化处置路径与新兴资源化技术的机遇与挑战,旨在为政策制定、技术发展和产业应用提供参考。     

有机固废堆肥中产臭及除臭技术的微生物作用机制研究进展

持续推进有机固废资源化安全处置是国家环境管理的重要任务,也是落实"无废城市"发展路线的重要一环.堆肥是通过生物转化实现有机固废资源化利用的重要技术手段.然而,堆肥过程中会产生大量组分复杂的恶臭气体,已成为适应国家发展需求的资源化技术瓶颈.对有机固废堆肥恶臭气体的主要组成、生成转化的途径及核心微生物、生物除臭技术进行综述,结果表明:①堆肥中以NH₃、H₂S等含氮、硫类化合物为主要恶臭物质.②氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌及硫酸盐还原菌在恶臭气体生成转化途径中发挥主导作用,由ureC、amoA、napA、nosZ及dsrA等多个功能基因驱动完成;pH、温度等环境条件会影响微生物的活性,并作用于物质转化过程,最终影响到恶臭气体的产生.③原位添加微生物菌剂和异位生物反应器处理中的微生物将恶臭物质作为营养组分进行吸收降解,是绿色减排的重要技术.      

市场经济运行机制在固体废物处置中的应用

分析我国固体废物处置现状，探讨如何将市场竞争机制引入固废处置过程，实现管理体制的根本转换，营造固废集中处置社会化服务网络．建立监督和社会保险系统，将固废处置产业直接推向市场。自主经营，自负盈亏，自我发展，减轻政府负担，提高处置效率。开拓符合中国实际的固体废物治理有效途径。     

有机固废热解动力学的研究进展

热解技术是将有机固废转化为能源的一种有效手段。有机固废热解动力学是对固废热解的反应机理、反应速率的数学表达式以及影响因素的研究,对于有机固废热解结果的预测以及其热解装置的设计和模拟有着重要意义。重点提供了有机固废热解动力学的研究概述,总结了计算有机固废热解反应速率的数学表达式的各种模型和方法,及其应用情况和优缺点;总结了近些年对有机固废热解动力学参数的影响因素的研究,发现转化率、添加剂、原料组分等因素都会影响有机固废热解动力学参数,可为有机固废热解的应用提供参考。     

垃圾焚烧电厂重金属排放与控制

城市生活垃圾产量不断增长，使得垃圾焚烧电厂已成为我国主要的重金属排放源之一。针对垃圾焚烧造成的重金属污染危害问题，本文总结了我国垃圾焚烧电厂重金属的排放现状，概述了国内外关于垃圾焚烧电厂重金属的控制标准，指出垃圾产量持续增加的形势下重金属的排放与控制不容忽视；并从重金属的释放行为、形态转化及产物中质量分布三方面阐明了焚烧过程中重金属的迁移转化规律，分析了重金属释放的影响因素和形态转化的反应机理，介绍了掺烧其他有机固废对重金属迁移、分布特性的影响；最后总结了垃圾焚烧电厂重金属的控制技术，详细介绍了吸附剂、烟气净化装置和飞灰处理处置方法对重金属的控制效果，论述了强化烟气净化装置协同脱除能力以及开发可抗酸性气体的高效吸附剂的重要性，且固化稳定化后飞灰中重金属的浸出风险值得进一步关注。     

锅炉与工业窑炉协同处置城市固废及腐蚀风险研究现状

在循环经济背景下,能源化与资源化利用成为我国城市固废处置的有效途径。然而,城市固废来源广泛、种类复杂、成分多变,可对处置城市固废的设备稳定运行造成影响。通过综述锅炉与工业窑炉处置城市固废现状、运行过程腐蚀现象、机理及影响因素,概括了目前针对性防腐措施,介绍了S、Cl、碱金属元素对锅炉与工业窑炉协同处置城市固废工艺的影响,总结了现有研究的不足,在此基础上提出了需进一步探究的方向,为城市固废的回收利用提供了必要依据。     

典型水泥窑协同处置废弃物的碳排放核算及碳减排分析

水泥行业是我国实现碳中和的关键行业之一。为了揭示水泥窑协同处置废弃物节能减排的效果，基于全生命周期理论，分别对水泥窑协同处置危废、生活垃圾、一般固废的碳排放与常规水泥生产进行对比，并对水泥行业碳减排路径进行分析。结果表明：碳酸盐和煤炭消耗组成的煅烧是主要的温室气体排放源，占52.37%～62.84%。各工艺类型水泥生产排放的CO₂量顺序为常规水泥生产>水泥窑协同处置生活垃圾>水泥窑协同处置一般固废>水泥窑协同处置危废，分别为883.65,772.67,656.30,609.79 kg/t,说明协同处置废弃物在减少CO₂排放量上具有一定的优势。此外，政策管控、能源结构调整、原(燃)料替代及提高能效技术、余热发电技术和CCUS技术也是实现水泥行业碳中和目标的主要措施和手段。该成果可为水泥行业开展节能减排工作提供参考。     

电子鼻在垃圾填埋场的恶臭在线监测系统中的应用

本文介绍了一套恶臭电子鼻在线监测系统在某生活垃圾填埋场的应用。自该系统投入运行以来,该垃圾填埋场及其周边居民环境空气的恶臭浓度得到有效控制,居民投诉显著降低。系统达到实时、量化反映空气特征污染气体和臭气强度;可实现监测、预警与现场作业过程处置联动;实现了政府及各级部门与固废基地空气臭气信息共享。同时该系统创立了镇政府、社区、居民、固废企业多方参与、动态联动、智能化的环境管理新模式,实现区域环境管理手段和体制的创新。     

零价铁在有机固废厌氧消化过程中的应用研究进展

厌氧消化是一种可实现有机固废资源化的生物处理技术,目前主要存在产酸、产甲烷效率低下等问题。研究表明:零价铁（Fe0）的添加可有效提升有机固废厌氧消化性能。从Fe0对有机固废产酸、产甲烷效率的影响,以及Fe0与其他添加剂联合运用的效果等方面,综述Fe0在有机固废厌氧消化过程中的应用。Fe0对有机固废厌氧消化性能影响的作用机制主要包括降低系统氧化还原电位,腐蚀析氢作用,影响微生物群落,影响关键酶活性。此外,以硫化物、抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）为例,阐述了Fe0对有机固废厌氧消化过程中污染物的去除作用。指出Fe0在有机固废厌氧消化应用过程中存在的问题及挑战,并对未来Fe0在有机固废厌氧消化过程中的深入研究问题做出了展望。     

粤港澳大湾区典型固废综合处置园区能量代谢特征研究

我国城市固体废物种类多、来源广、产量大,不同固废处置方式不尽相同,但均面临能耗高、二次污染大等问题.本研究从物质流及投入产出分析视角出发,构建了城市多源固废处置能量代谢分析框架及其评价指标体系,并以位于中国粤港澳大湾区唯一的国家级资源循环利用园区为例,通过设置固废单独处置、固废物质协同处置和固废物质能量耦合协同处置3种模式情景,分别从投入、产出和效率3个方面对其能量代谢特征进行综合分析和评估.结果表明,从能源消耗角度来看,物质协同处置能源消耗高出单独处置27.54%,而物质能量耦合协同处置由于实现了余热余能内部回用,其能源消耗较单独处置减少了3.73%.从能量损失情况来看,通过物质协同和物质能量耦合协同,能量损失率从单独处置模式下的73.17%分别降到了65.82%和63.41%,其中废气赋存作为主要能量损失途径占比接近50.00%.从能效角度来看,物质能量耦合协同模式下,能源消耗强度比单独处置和物质协同处置模式下分别降低了11.54%和17.03%,但其能量循环利用率也仅仅只达到了12.22%.综上所述,加强城市多源固废集中化协同处置,可以增强其资源能源替代效应,降低区域生态环境风险,但各种低温烟气及废水的余热利用仍是未来我国固废协同处置下能碳双控的重要方向.同时本研究为城市多源固废处置能量代谢优化过程提供了一套可量化评估的方法和指标体系,将有助于促进我国城市固废综合利用行业绿色低碳循环发展目标的进一步实现.     

有机固体废弃物高含固厌氧消化的研究与应用

高含固厌氧消化是有机固体废弃物处理处置和资源化的重点方向,是当前形势下中国实现固废资源高效回收的重要技术手段之一。系统介绍了有机固体废弃物高含固厌氧消化的发展过程、处理物料的分类和特征、主要的工艺形式及优缺点,并总结了有机固体废弃物进行高含固厌氧消化在中国国内的应用现状,对中国高含固厌氧消化技术的未来发展方向进行了展望。     

以废物交换为先导全面深化固体废物的管理

在沈阳市开展废物交换与利用处置、固废申报登记与去向管理的基础上，总结性地介绍了沈阳市工业固体废物管理体系，论述了固体废物交换、管理的形式和做法，提出了实现废物资源化、无害化的重要保障及措施等。     

城市有机固体废弃物协同处置碳排放分析

近年来,以市政污泥与餐厨垃圾为代表的城市有机固体废弃物的安全妥善处理和高效低碳处置受到广泛关注。通过构建碳排放及碳补偿核算方法,以100万人口的中等城市为例,分析城市有机固体废弃物协同处置与传统焚烧和填埋处置的理论碳排放水平。通过量化直接碳排放与间接碳排放的贡献,确定了高效的减排路径。结果表明：城市有机固废协同处置碳排放量为513 t CO₂/a,相比于传统填埋(12973 t CO₂/a)和传统焚烧(14733 t CO₂/a)碳减排效益显著。协同处置技术路线中直接碳排放占比63%,最大限度实现沼气和发酵产物的资源化利用是碳减排的关键。焚烧处置路径中的焚烧电耗(占比68%)和填埋处置路径中的深度脱水药耗(占比87%)是间接碳排放的主要来源,也是碳减排的核心。该研究结果可为城市有机固体废弃物低碳化处理处置提供参考,从而助力城市实现碳中和目标。     

水泥窑协同处置工业废弃物的生命周期评价

以废白土、废催化剂和污染土壤等工业废弃物为研究对象,运用生命周期评价(LCA)方法,对水泥窑协同处置废弃物的环境影响进行评价.通过建立生产过程输入、输出清单,从全球变暖潜值、资源消耗潜值、人体毒性潜值等方面,基于Gabi5.0软件进行建模与计算,对水泥窑常规生产工艺与协同处置工业废弃物工艺产生的环境影响进行比较.结果表明:功能单位(1 t)水泥的生产过程中,常规生产工艺和协同处置工艺的环境影响潜值分别为5.78×10~(-11)和5.61×10~(-11),协同处置工艺使得全生命周期环境影响潜值降低了2.94%;水泥生产过程最主要的环境影响是全球变暖和人体毒性,其中,协同处置工艺下这两种环境影响分别降低了0.80%和1.80%,资源消耗相比常规生产降低了11.1%;从全生命周期看,水泥生产中熟料煅烧阶段对环境的影响最大,协同处置工艺下熟料煅烧阶段的环境影响相比常规生产降低了8.0%.协同处置工艺相比常规生产工艺有更好的环境效益.     

低碳背景下剩余污泥厌氧共发酵产酸研究进展

低碳背景下,剩余污泥的资源化利用是实现污水处理厂有机固废减污降碳协同增效的重要举措。厌氧共发酵技术则是实现污泥资源化利用的最有效手段之一。通过剩余污泥与其他有机固废厌氧共发酵产生的高值产物(如挥发性脂肪酸等)可广泛应用于工业产品生产中,在实现污泥资源化利用的同时,降低了碳排放。然而,现有研究主要聚焦在剩余污泥厌氧共发酵产酸效能的探讨,在共发酵产酸的机理及优化调控手段等方面缺乏系统性的总结与分析。因此,基于以往研究,系统分析了剩余污泥与餐厨垃圾、农业废弃物等共发酵产酸效能,讨论了C/N值、pH值、温度以及污泥停留时间等工艺参数对剩余污泥厌氧共发酵过程的影响,提出了剩余污泥厌氧共发酵产酸的下游应用,并从能源与经济角度对剩余污泥厌氧共发酵技术进行了展望,以期为剩余污泥厌氧共发酵技术的低碳化应用提供参考。     

燃煤电厂耦合污泥掺烧固体副产物危险特性分析

城市市政污泥及印染污泥经过干化处理后,与燃煤均匀掺混送入炉膛焚烧,产生的粉煤灰、炉渣作为一般固体废物外售综合利用。由于污泥来源广泛,污泥中存在的少量重金属可能具有一定的危险特性,会随着焚烧过程进入粉煤灰、炉渣。为了避免错将危险废物当做一般固体废物处置的情况发生,并进一步明确产生的粉煤灰和炉渣的固废属性,本次研究对粉煤灰、炉渣的固废属性开展检测工作,检测结果表明,粉煤灰和炉渣的固废属性为一般固体废物,不具备危险特性。     

肇庆:出狠招治“固”

<正>2018年6月,危险废物非法转移广西来宾"6·11"案件,将肇庆推上舆论的风口浪尖。痛定思痛,半年多来,肇庆举全市之力,出实招硬招狠招,通过严格环境执法,源头设卡堵截固废非法转移;强化监督管理,摸清底数探索危险废物全链条监管;提升处置能力,解决固     

煤岩有机质演化过程中产油气量物质平衡优化模拟计算

基于物质平衡条件和油气产物特征，提出了用单纯产形优化方法模拟计算煤岩有机质转化过程中油气产量的新方法。应用该方法对煤岩中稳定组、镜质组、丝质组自Ro=0．2％开始向更高变质程度转化过程中的CH4、C2H6、C3H8、C4H10、CO2、H2S、N2、H2、H2O、OIL（油）十种组分的产量进行模拟计算．通过数学分析，确定了各种产物组分的发生率与其转化程度之间的函数关系。与热模拟实验法和蒂索等人提出的热化学动力学计算方法相比，物质平衡代化模拟计算法适用性广．它不仅能够用于煤岩有机母质热演化过程中的油气产量计算，而且能用于其它任何类型的有机母质处于任何因素（如生物化学）作用下的油气产量计算。