《能源环境保护》“固废资源化及污染防控技术”专题

来源：能源环境保护

长江经济带固废污染治理是长江生态环境保护修复攻坚战中的重要工作内容。为深入了解沿江省市固废的综合治理与碳排放情况,运用数据统计分析和模型预测等方法,对生活垃圾和市政污泥等典型固废的产生量特性、处理处置特征及其综合环境影响(以碳排放计)进行定量分析。

行业视野: 环境保护
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长江经济带沿江省市典型固废处理处置模式与碳排放分析

作者(Author)：文明烜, 梁莎, 丁韵畅, 段华波, 李森, 杨家宽

摘要：长江经济带固废污染治理是长江生态环境保护修复攻坚战中的重要工作内容。为深入了解沿江省市固废的综合治理与碳排放情况,运用数据统计分析和模型预测等方法,对生活垃圾和市政污泥等典型固废的产生量特性、处理处置特征及其综合环境影响(以碳排放计)进行定量分析。结果表明,2022年沿江省市生活垃圾和市政污泥的产生总量分别约为1.05亿t和508万t,预计到2025年将分别达到1.22亿t和646万t。其中,江苏省产生总量最大,分别约为2585万t和174万t。下游地区的缺口最大,分别约为1320万t和163万t。焚烧是生活垃圾和市政污泥的主要处理方式,平均占比分别约为76.1%和77.8%。生活垃圾和市政污泥的碳排放总量分别达到2289万t和9021万t,单位排放强度分别约为0.24CO2-eqt/t和2.21CO2-eqt/t。结合长江经济带各省市生活垃圾及污泥的产生特性和碳排放强度情况,提出了优化管理建议,为推动长江经济带固废低碳处理处置提供了参考。

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能源环境保护

2024年第05期

45

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催化剂金属及载体促进木质素加氢研究进展

作者(Author)：高洁, 张译天, 罗刚, 曹阳, 张士成

摘要：发展木质素资源化利用技术以获得高附加值芳香族化学品,不仅能提高木质素的经济价值,还有助于实现“双碳”目标。近年来,大量研究集中在木质素的加氢解聚。根据氢供体的不同,木质素的加氢解聚可以分为外源氢供氢(包括氢气、醇溶剂或甲酸)和内源氢供氢(木质素自转移氢解)。木质素的加氢解聚具有高产率、组成简单等优势。然而,苛刻的反应条件促使人们开发高效的加氢催化剂。提升加氢催化剂性能的研究重点在于金属活性位点和载体活性位点的调控。通过对大量木质素加氢催化剂的研究,梳理了木质素加氢解聚的研究进展,分析了催化剂金属活性位点的亲氧性和尺寸效应对木质素外源氢供氢解聚的产物分布和自转移氢解的影响规律,归纳了催化剂载体活性位点的酸性和表面官能团、多孔和缺陷结构对催化剂性能和木质素多步转化的影响。最后,展望了木质素加氢解聚制备高附加值芳香族化学品领域未来的研究重点和发展方向。

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能源环境保护

2024年第05期

40

1
光催化技术在塑料废弃物升级回收中的研究进展

作者(Author)：龚正雅, 张明, 于志昊, 熊健, 李易明, 吕学斌

摘要：塑料因其成本效益、便携性、耐久性和多功能性而广为人知,是现代社会中不可或缺的一部分。然而,日益增加的塑料废弃物堆积正在引发全球性的污染危机。近年来,塑料升级回收已成为应对该危机的重要手段,它不仅提供了可持续的解决方案来减轻环境污染,还将塑料废弃物转化为高附加值的产品。光催化技术利用太阳能作为唯一能源驱动塑料升级回收,有望在能量中性的条件下同时实现清洁能源储存、资源可持续性和环境修复。首先简要回顾了光催化技术在塑料转化中的发展历程。其次分析了塑料的光催化降解及在非均相和均相条件下的光催化升级回收机理;从机理角度出发,重点讨论了在2种相态下应用光催化技术升级回收塑料废弃物的最新研究进展。最后,结合催化体系的合理设计和优化、机理探究、塑料升级回收的实际应用及光催化技术的耦合等方面,探讨了塑料光催化升级回收面临的挑战和机遇。期望为推动光催化技术在塑料升级回收的工业化应用,开发更绿色、经济和可持续的塑料升级回收技术提供一定的见解和参考。

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2024年第05期

35

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有色冶炼行业典型危险废物污染特性研究

作者(Author)：王菲, 李雪冰, 黄启飞, 杨玉飞

摘要：《国家危险废物名录》是我国危险废物判定的主要法律依据,也是我国危险废物环境管理的基础。有色冶炼行业的工艺复杂且存在多种副反应,所产生的固体废物种类繁多且污染特性复杂。有色冶炼废物是《国家危险废物名录》中的重要分类之一。实践表明,有色冶炼危险废物的环境管理遇到了固体废物产生节点识别困难、属性不明确以及污染特性不清晰的问题。通过对铜、铅、锌和铝冶炼过程中典型危险废物的来源进行分析,揭示了不同产生节点固体废物的表面形貌、含水率、化学组成、浸出毒性浓度等理化特性与污染特性之间的关系,并阐明了铅滤饼、砷渣等重点类别固体废物的环境风险。研究结果支撑修订《国家危险废物名录》中有关铜、铅、锌和铝冶炼过程的危险废物分类。研究认为,获取以上基础数据对于明确危险废物产生节点、精准描述危险废物来源以及精确定义危险特性至关重要,并提出了提升有色冶炼行业危险废物环境管理水平的建议。

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能源环境保护

2024年第05期

25

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有机固废生物转化制备高附加值中链脂肪酸研究进展

作者(Author)：何子琳, 任韦同, 吴清莲, 郭婉茜

摘要：鉴于有机固废产量随工业化和城市化推进而逐年增长,有机固废资源化成为当前生态环境保护领域的研究热点。其中,利用微生物碳链延长技术将有机固废转化为高附加值的中链脂肪酸(Medium-ChainFattyAcids,MCFAs)备受关注。该技术既能解决当前紧迫的环境污染问题,又能提升产品的经济价值,兼具环保和经济性双重优势,符合我国减污降碳和无废城市建设的要求。综述了有机固废生物转化制备MCFAs的厌氧发酵和碳链延长技术的反应机理以及关键微生物,分析了影响合成效率的主要因素,包括pH、温度、底物类型与浓度、水力停留时间(HRT)、固体停留时间(SRT)以及其他影响因素,总结了有机固废生产MCFAs所面临的底物生物利用难、电子供体缺乏、高效产酸体系构建难和产物分离提取难题等挑战,并提出相应解决策略,为今后相关领域的发展研究提出了建议。

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能源环境保护

2024年第05期

29

1
固体废弃物制备人造土壤研究进展与展望

作者(Author)：陈君, 彭思伟, 张伟军

摘要：固体废弃物是经济社会发展过程中产生的副产物,具有污染与资源的双重属性,对其进行合理的处理与处置是实现社会绿色发展的重要步骤。对固体废弃物进行资源化利用,可以节约大量的资源,促进社会建设,发展循环经济,并实现“双碳”目标,具有协同增效作用。以我国固体废弃物资源化的技术需求为出发点,综述了我国一般工业固体废弃物的产生、处理和处置现状,并总结了其中典型的固体废弃物特性与资源化路径。同时,对通过人造土壤技术实现固体废弃物的资源化利用研究现状进行了梳理。总结了人造土壤的制备技术与应用场景,综述了利用固体废弃物制备的人造土壤的生态环境效应,并展望了固体废弃物制备人造土壤未来的技术突破方向。

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2024年第05期

43

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废弃电子塑料热解资源化及过程中溴化阻燃剂的迁移转化及释放

作者(Author)：刘武军

摘要：随着废弃电子和电气设备(WEEE)数量的增加,废弃电子塑料已成为新兴且增长最快的废物流之一。在废弃电子塑料中,溴化阻燃剂(BFR)材料已成为回收处理的主要障碍。为解决能源危机和BFR-塑料的环境降解问题,热解回收被提议作为一种环境友好的方法,废弃电子塑料可用于生产清洁燃料或化学原料。总结了当前用于BFR-塑料回收的热解技术,首先介绍了废弃电子塑料的热解行为,包括热解机制和热解产品。其次,详细介绍了溴化阻燃剂在热解过程中迁移转化过程及其机制。然后系统性回顾了关于电子塑料热解过程中含溴污染物排放、转化和分布的研究进展。最后提出一种回收路线,通过共热解含溴化阻燃剂的废弃电子塑料与生物质,以获得高质量热解油,并降低含溴污染物排放,旨在获得无溴油以供商业应用。

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能源环境保护

2024年第05期

31

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瘤胃微生物厌氧消化降解木质纤维素废弃物技术研究进展

作者(Author)：穆兰, 徐凤莲, 程占军, 王依凡, 石岩, 陶俊宇, 陈冠益

摘要：木质纤维素类生物质是厌氧消化生产生物能源的重要原料。然而,其复杂的三维结构造成厌氧消化过程中底物转化率低、技术经济性差等问题。反刍动物屠宰场废弃物———瘤胃液能够针对性地强化木质纤维素类生物质的降解与转化,与厌氧消化结合有望提升总体效率。近年来,国内外学者对瘤胃微生物厌氧消化降解木质纤维素类生物质进行了大量研究,同时,基于仿生原理的人工瘤胃发酵系统逐渐兴起。综述了反刍动物瘤胃微生物和木质纤维素组分降解酶的组成、多样性及相关基因,梳理了瘤胃微生物在木质纤维素生物质降解和甲烷、挥发性脂肪酸(VFAs)、氢气及其他增值产品制备等方面的研究进展,概述了仿瘤胃厌氧消化产甲烷系统的构建原理及应用效果,对瘤胃微生物在厌氧消化资源化利用方面的研究提出展望及建议,旨在为瘤胃微生物在木质纤维素类生物质降解转化及高值化利用提供思路与方法。

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2024年第05期

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