研究论文

  • 基于碳回收的新型农村污水处理路线对比分析

    王启镔;王凯军;张艺磊;常风民;高志永;

    生活污水治理是改善人居环境的重要一环,碳排放强度是检验污水处理工艺先进性的重要指标。构建污水处理、污泥处置等过程的碳排放测算方法,以我国北方的3条农村污水处理工艺路线为例,分别采用膜预浓缩(MPC)+硝化反硝化(NDN)、MPC+厌氧氨氧化(AMX)与传统的A~2/O+超滤膜技术(UF)工艺。采集实际的基础运行数据,对比分析碳排放强度结果表明:MPC+NDN及MPC+AMX工艺较A~2/O+UF工艺的综合碳排放强度分别降低74.3%及81.2%。原污水碳回收利用对实现污水低碳处理至关重要,也是农村污水处理行业可持续发展的主要措施之一。文章提出农村污水低碳化处理的新模式,为农村污水处理工艺选择提供参考。

    2025年03期 v.43;No.207 3-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 921K]
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  • 通过氨驯化及生物强化缓解餐厨垃圾厌氧发酵中的酸抑制

    王卫帅;陈玉龙;卢艳娟;林航天;华彬彬;鞠美庭;

    引起厌氧发酵系统酸抑制的原因很多,高浓度氨氮是其中之一。为了缓解餐厨垃圾厌氧发酵过程中酸抑制的影响,对厌氧污泥进行氨驯化,得到具有耐氨性的厌氧污泥,并将其引入酸抑制厌氧发酵系统进行生物强化。实验结果表明,氨驯化厌氧发酵系统在有机负荷2.5 gVS·L~(-1)d~(-1)、氨氮浓度6000 mg·L~(-1)以及COD浓度6000 mg·L~(-1)的条件下表现出良好的稳定性,当有机负荷提升至3.0 gVS·L~(-1)d~(-1)以上时,系统受到抑制。生物强化实验中,接种氨驯化污泥的酸抑制反应器具有更高的产甲烷能力,甲烷含量达到80%,峰值产甲烷时间延长12 d,酸抑制恢复速度提高14%。微生物群落分析揭示,生物强化后的微生物群落具有更强的有机酸分解能力,Fermentimonas和Gallicola菌属能耐受负荷冲击。生物强化后的系统酸抑制恢复能力增强,强化效果持续2个月。研究结果表明,氨驯化后的厌氧污泥能够耐受高浓度氨氮,利用氨驯化厌氧污泥进行生物强化能帮助酸抑制厌氧发酵系统快速恢复,并提高系统稳定性。

    2025年03期 v.43;No.207 10-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1247K]
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  • 鸭粪与餐厨垃圾混合厌氧发酵产气性能研究

    詹偶如;田启欢;宫亚斌;甘骏龙;宋波;江桂红;孟晓山;

    以鸭粪与餐厨垃圾为原料,研究不同VS配比(6∶1、4∶1、2∶1)下混合物料在中温(38℃)和中高温(44℃)连续流厌氧发酵产气特性。结果表明:混合配比为2∶1组表现出更高的产气率,且中高温下VS产气率及去除率较中温分别提高16.77%和10.91%。综合分析发酵物料的VFAs及组分、pH值、氨氮、游离氨、酸碱比等理化参数发现,中高温较中温具有更高的缓冲能力,保证了发酵系统的酸碱动态平衡。适当提高发酵温度可以增加微生物群落多样性,促使厌氧发酵产甲烷以氢营养型菌种相对丰度为主,利于微生物的生长和代谢活动,提高厌氧发酵系统的转化效率。

    2025年03期 v.43;No.207 19-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1168K]
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  • 葡萄废弃枝条堆肥化处理技术研究

    苏含明;刘国宏;斯拉依丁·司马义;艾斯坎尔·买提尼牙孜;刘志刚;李海峰;

    为探明不同配比处理对葡萄枝条堆肥发酵的影响,以无核白葡萄枝条为主料,以羊粪为辅料进行配比,添加发酵菌剂,通过好氧堆肥发酵,测定堆体温度、pH值、全氮、全磷、全钾、有机质及纤维素、半纤维素、木质素、重金属等理化指标,分析比较不同配比处理对葡萄枝条堆肥效果的影响。结果表明:T3处理(葡萄枝条与羊粪1.90∶1配比,枝条粒径1 cm),堆体升温迅速,且60℃以上高温保持30 d;腐熟后,pH值为8.02,有机质含量为54.50%,与第10天相比,全氮、全磷、全钾含量分别提高了39.7%、50.29%、42.8%,纤维素、半纤维素、木质素含量分别降低了18.76%、30.43%、19.77%,重金属As、Pb、Cd、Cr含量在0.02 mg·kg~(-1)~2.63 mg·kg~(-1),堆肥效果较为理想。实验研究为提高葡萄废弃枝条资源化利用提供了理论依据和技术参考。

    2025年03期 v.43;No.207 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1043K]
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  • 渠江流域水质评价及污染源解析

    段慧;汤萌;阳路芳;范力;吴瑶;雷建容;

    渠江是嘉陵江左岸重要的一级支流,其水质状况直接影响到嘉陵江干流水质。通过分析渠江流域近年来水环境质量状况及其污染成因,为地方水污染防治、改善地表水环境质量、促进流域可持续发展提供参考和依据。采用主成分分析法对2015—2023年渠江流域11个监测断面数据进行统计分析,并使用Spearman秩相关系数法判定渠江流域水质变化趋势,从时空角度剖析了渠江流域地表水环境质量变化状况并对流域内不同污染源进行了识别,同时利用绝对主成分-多元线性回归模型(APCS-MLR)得到不同污染源对主要控制指标的贡献率。结果表明:2015—2023年渠江流域干流水质优于支流水质,支流水质最差的为下游铜钵河、流江河、任市河3条支流,流域总体水质呈变优趋势,TP、COD_(Cr)、BOD_5、NH_3-N为渠江水质主要影响因子。居民生活及种植、养殖等农业生产活动是影响渠江流域水质变化的主要原因,为有效控制并改善渠江流域水质状况,在发展经济的同时,应重点控制农村面源污染,科学施用农药、化肥,同时加强污水管网及污水处理厂配套建设,提高污水收集及处理率。

    2025年03期 v.43;No.207 34-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1485K]
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  • 农业生态环境监测项目供应商评价的优化研究

    杨婧;马红菊;陈柏桦;龙玲;杨文;

    为破解农业生态环境监测项目中第三方供应商能力差异导致的实施质量不均衡问题,该研究以四川省农业生态环境监测体系建设项目实践为切入点,通过解读既有采购文件、项目实施反馈及国内外文献研究等多源数据融合分析,识别出供应商核心影响因素,邀请专家对影响因素进行优化,构建了包含7个一级指标、23个二级指标的评价体系,再运用层次分析法(AHP)确定指标综合权重,构建了供应商综合评价模型。研究成果为农业农村部门精准筛选高适配性供应商提供决策支持,对于助力优化农业生态环境监测体系具有实践价值,同时也为类似的复合型、综合型项目的政府采购工作提供了借鉴和参考。

    2025年03期 v.43;No.207 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 781K]
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  • 不同碳源生产柠檬酸过程的技术经济分析

    刘小君;魏语馨;马静静;刘寛寛;

    柠檬酸是一种用途广泛的有机酸,其生产原料需来源广泛、价格低廉,工农业废弃物是生产柠檬酸的潜在原料。为了对比不同原料生产柠檬酸工业化规模的技术经济可行性,研究选取了4种常见的工农业废弃物作为柠檬酸生产原料,包括糖蜜、生物油、酸预处理玉米残渣和碱预处理玉米残渣,并以常用的原材料玉米作为对照。利用Superpro Designer软件建立技术经济模型(产能选为1500 kg·h~(-1)),将4种工农业废弃物生产柠檬酸过程的经济模型与常用原材料玉米的经济模型进行对比。结果表明:这4种工农业废弃物制备柠檬酸是经济可行的,但生产成本存在显著差异。其中,以玉米为原料制备所得柠檬酸的最低价格为3.9元·kg~(-1),其次是经过酸处理的玉米渣(15.8元·kg~(-1))、糖蜜(17.1元·kg~(-1))、碱处理的玉米渣(20.1元·kg~(-1))和生物油(27.9元·kg~(-1))。此外,敏感性分析结果表明:在5种方案中,生产过程的电力成本、原材料成本和发酵罐成本价对柠檬酸的成本价影响最大。研究结果表明:尽管部分工农业废弃物的生产成本高于玉米,但选用工农业废弃物为原料生产柠檬酸具有巨大潜力和可持续性,特别是在降低原料成本和优化发酵工艺的前提下,可为柠檬酸产业提供更加可持续的原料选择。

    2025年03期 v.43;No.207 48-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1216K]
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评论与综述

  • 国内外ODS与F-GHGS研究现状及发展趋势

    刘强;任昶宇;俸强;余恒;张璐涛;秦鹏;周海;尹彦羽;

    该研究系统梳理了消耗臭氧层物质(ODS)与含氟温室气体(F-GHGs)的国内外研究进展、监测技术及协同管控策略。通过文献分析与数据整合,总结了ODS与F-GHGs的排放特征、时空分布及环境影响。结果显示,全球F-GHGs排放量增速显著,我国已成为ODS及其替代品的主要排放国,国内ODS与F-GHGs的区域监测数据严重缺乏。现有监测手段以在线观测为主,离线监测技术亟待突破。国际社会通过《蒙特利尔议定书》框架推动F-GHGs与ODS联合减排实现协同管控,但国内政策体系尚未完善。结果表明,亟需加强区域基础数据获取、优化监测网络建设,并构建协同管控机制以支撑ODS与F-GHGs环境管理需求。

    2025年03期 v.43;No.207 58-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 807K]
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  • 我国垃圾焚烧厂渗滤液沼气资源量和减排潜力分析及在“双碳”背景下的产业发展前景

    袁玲莉;胥东;朱春申;周新安;

    垃圾焚烧已是当前我国市政生活垃圾的主流处理方式,且处理量依然呈上升趋势,相应的垃圾渗滤液数量也逐年增加。生物处理法是垃圾渗滤液的主要处理方式,其中的厌氧处理过程会产生大量的沼气,文章通过现有资料分析,估算我国生活垃圾焚烧厂渗滤液每年的沼气潜力在4亿m~3以上,折合生物天然气2.8亿m~3以上。目前垃圾渗滤液沼气的处理或利用方式比较单一且低效,主要为火炬直燃、入焚烧炉掺烧,造成了巨大的生物能源的浪费。文章结合实际案例,将垃圾渗滤液沼气从原有的入炉焚烧改为提纯生物天然气后,实现1 m~3沼气经济价值提升了88.7%~185.7%,生物天然气减排量2.34 kgCO_2e·m~(-3)。若将目前尚未重视利用的渗滤液沼气进行净化提纯高值化利用,年碳减排潜力超过86万t,同时得到清洁能源生物天然气,促进地方可再生能源体系发展,为能源安全提供助力。该产业正处于起步阶段,在我国“双碳”目标下,具有较好发展前景。

    2025年03期 v.43;No.207 64-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 807K]
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工程与应用

  • 沼气工程视角下云南省畜禽养殖业碳减排的生命周期分析

    常镇;赵兴玲;吴凯;张箭;梁承月;王昌梅;杨斌;尹芳;张云杰;张无敌;

    畜牧业是全球温室气体排放的主要源头之一,而沼气工程低碳模式为畜禽养殖业降低碳排放提供了相应的理论依据。文章基于云南省2013—2022年畜禽养殖碳足迹清单,使用生命周期评价法评估沼气工程模式下的碳减排效益。结果表明:沼气工程循环经济养殖模式比传统养殖模式能年均有效减少碳排放2243.31万tCO_2-eq和增加67.70亿元经济收益;其中对畜禽粪便的有效处理能实现碳减排年均1286.641万tCO_2-eq,沼肥替代传统化肥和沼气替代传统煤分别实现碳减排年均103.53万tCO_2-eq、1179.94万tCO_2-eq。沼气工程畜禽养殖模式不仅能有效处理畜禽粪便,还能增加产业链收益,具有显著的生态和经济效益。

    2025年03期 v.43;No.207 70-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 962K]
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  • 造纸工业排污单位自行监测现状问题研究及建议

    陈燕梅;易丹;蒋华英;席英伟;

    为更好支撑造纸行业排污单位自行监测的开展,提升排污许可管理成效和推进排污许可管理制度进一步完善,笔者通过对造纸工业排污单位自行监测开展情况进行现状调查,结合现行的国家政策及技术规范,进行综合性分析研判,梳理造纸行业排放源与污染物指标,发现造纸行业自行监测技术指南存在部分监测内容覆盖不全、适用性不强、与现行生态环境管理要求衔接不足等情况。针对上述问题,结合实际工作情况及现状提出自行监测内容的调整和优化建议。

    2025年03期 v.43;No.207 78-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 817K]
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  • 基于胺法提纯技术优化生活垃圾渗滤液厌氧沼气利用——以杭州临江垃圾焚烧沼气提纯工程项目为例

    王国斌;郑仁栋;邓飞飞;吕媛媛;

    生活垃圾在垃圾坑堆酵过程中会产生渗滤液,其有机物含量高,COD的质量浓度普遍在45000 mg·L~(-1)以上。在渗滤液处理工程案例中多采用厌氧工艺降解有机物,处置过程中会伴随产生高热值沼气。常见垃圾焚烧发电厂会将这部分高热值沼气引进焚烧炉,助力生活垃圾焚烧,降低柴油、天然气等辅助燃料使用量。杭州临江环境能源沼气提纯工程项目基于园区生活垃圾焚烧发电项目现有蒸汽、循环冷却水、自发电等物质流、能量流和机械通风冷却塔、渗滤液处理站等配套共用设施,利用胺法提纯工艺,沼气提纯后满足国标《天然气》(GB 17820—2018)二类天然气标准后纳入城市天然气管网。项目自投产运行后2024年9—12月累计提纯厌氧沼气近227×10~4 Nm~3,纳管天然气近161×10~4 Nm~3,每m~3沼气提纯成本约0.43元。提纯后天然气中高位发热量高于36.86 MJ·m~(-3),总硫小于0.88 mg·m~(-3),硫化氢小于0.33 mg·m~(-3),二氧化碳摩尔分数小于0.36%,均严于《天然气》(GB 17820—2018)二类天然气标准,达到一类天然气质量要求。

    2025年03期 v.43;No.207 83-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 823K]
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  • 规模化干黄玉米秸秆沼气工程实践与运行效果

    霍明志;

    在“双碳”战略背景下,秸秆沼气工程作为生物质能源利用的重要途径备受关注,其关键技术的突破对推动沼气工程可持续发展具有重要意义。该研究基于工程实践和运行监测,针对干黄秸秆沼液预处理、CSTR厌氧反应器高浓度发酵及沼液分级回用等关键技术进行了研究和分析。结果表明:在干黄玉米秸秆进料负荷为2.5 kgTS·m~(-3)d~(-1)、反应器内TS浓度平均为16.05%±1.2%的高浓度发酵条件下,厌氧发酵系统运行稳定,主要技术指标达到预期水平。具体而言,发酵罐内pH值稳定维持在7.0~7.4,甲烷含量稳定在50%~58%,反应器容积产气率达1.07 m~3·m~(-3)d~(-1),干黄玉米秸秆干物质产气率427.28 m~3·t~(-1)TS。结论:“干黄玉米秸秆+沼液预处理+高浓度CSTR厌氧发酵+沼液分级综合利用”的工艺技术方案在实际沼气工程实践中可取得稳定、高效的运行效果。

    2025年03期 v.43;No.207 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K]
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