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污泥脱水技术研究进展及碳排放比较分析

中国环境科学 2024年第6期44卷 3259-3269页

作者：李丽萍颜蓓蓓王智孙昱楠李宁陶俊宇王媛陈冠益天津大学环境科学与工程学院天津300072 天津商业大学机械工程学院天津300134

本文综述了几种常规污泥脱水技术(污泥浓缩、机械脱水和深度脱水)和几种新兴的污泥低能耗深度脱水技术(低温干化、生物干化和超临界CO_(2)脱水)的原理及特点,并重点对重力浓缩、机械脱水、预处理脱水、热干化、太阳能干化、热泵干化、... 详细信息

本文综述了几种常规污泥脱水技术(污泥浓缩、机械脱水和深度脱水)和几种新兴的污泥低能耗深度脱水技术(低温干化、生物干化和超临界CO_(2)脱水)的原理及特点,并重点对重力浓缩、机械脱水、预处理脱水、热干化、太阳能干化、热泵干化、生物干化、超临界CO_(2)脱水这几种技术进行了碳排放核算和对比分析.结果表明,常规脱水技术相对较为成熟,应用较广,但存在能耗高、药耗高、碳排放高的“三高”问题.其中,污泥热干化技术的碳排放量最大(2070.21kgCO_(2)/t DS),使用化学药剂产生的碳排放占机械脱水和预处理脱水技术碳排放的75%以上.新兴的太阳能干化、热泵干化、生物干化和超临界CO_(2)脱水技术的碳排放量分别为32.67,1074.36,58.78,490.16kgCO_(2)/t DS,表现出较好的碳减排潜力,通过推进优化工艺技术,降低运行成本,有望替代常规脱水技术.本研究结果可为污泥低碳脱水技术的开发和选择提供重要的参考依据.

关键词：污泥脱水热干化碳排放

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光固化3D打印废物焚烧特性与动力学研究

环境工程 2024年

作者：宋玉茹孙昱楠张闳楠陈冠益旦增程占军颜蓓蓓天津商业大学环境能源+X创新实验室/机械工程学院西藏大学生态环境学院天津大学环境科学与工程学院天津市生物质废物利用重点实验室天津市生物质燃气/油技术工程研究中心天津市有机废物安全处置与能源利用工程研究中心

随着新兴产业光固化3D打印技术的迅速发展，光固化3D打印废物（Photocured waste， PCW）做为一种新型固废，可能会给环境带来新的挑战。目前PCW增长迅速但产量较低，没有针对性回收处置方式，主要作为城市生活垃圾（Municipal solid wa... 详细信息

随着新兴产业光固化3D打印技术的迅速发展，光固化3D打印废物（Photocured waste， PCW）做为一种新型固废，可能会给环境带来新的挑战。目前PCW增长迅速但产量较低，没有针对性回收处置方式，主要作为城市生活垃圾（Municipal solid waste， MSW）的一部分进行处置，由于其热固性难降解特点，处置方式以焚烧为主，但PCW焚烧特性尚不清晰。因此研究了PCW在焚烧过程热失重特性，应用Flynn Wall-Ozawa（FWO）、Starink和Kissinger-Akahira Sunose（KAS）三种动力学模型对PCW焚烧反应动力学模型进行计算。结合PCW随MSW处置现状，进一步对比PCW随MSW焚烧处置过程活化能变化，同时利用TG-FTIR对反应过程的分析结果进行验证。结果表明，KAS法和Starink法的结果相似，拟合效果均较好。PCW的焚烧过程主要分为4个阶段，活化能在210～400 kJ/mol之间，其在高温下更容易发生分解。PCW随MSW焚烧前后热失重过程较为相似，主要分为两个阶段，在温度为440 ℃时活化能最高，反应最为困难。PCW随MSW焚烧会增加充分燃烧反应耗能，随着PCW产量不断增加，可能对MSW焚烧处置略有影响。随着光固化3D打印技术应用日益广泛，其废弃物合理处置应得到关注。

关键词：光固化3D打印废物热重分析焚烧动力学分析共处置

医疗废物小型化原位处置发展现状及商业模式分析

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环境工程 2024年

作者：陈冠益杨皓杰孙昱楠张筝杜红李健程占军颜蓓蓓天津商业大学机械工程学院环境能源+X创新实验室天津大学环境科学与工程学院生态环境部环境规划院无废社会创新中心天津商业大学管理学院天津市生物质废物利用重点实验室天津市生物质燃气/油技术工程研究中心天津市有机废物安全处置与能源利用工程研究中心

新冠肺炎疫情期间，全球医疗废物产生量急剧增加，同时也暴露出医疗废物应急处置缺陷。目前我国医疗废物常规处置需求已基本满足，但在应急情况、边远地区处置方面仍存在设施储备不足、管理依据缺失等问题。应对此问题，医疗废物小型化... 详细信息

新冠肺炎疫情期间，全球医疗废物产生量急剧增加，同时也暴露出医疗废物应急处置缺陷。目前我国医疗废物常规处置需求已基本满足，但在应急情况、边远地区处置方面仍存在设施储备不足、管理依据缺失等问题。应对此问题，医疗废物小型化原位处置技术被广泛研发并投入应用，以解决部分地区医疗废物应急处置、远距离运输以及产生源分散等带来的环境与健康风险。基于我国医疗废物处置现状，梳理现存问题，比较分析了医疗废物小型化原位处置技术，针对其推广应用，结合医疗废物集中处置方面商业模式对小型化原位处置商业模式进行探讨，以期为医疗废物小型化原位处置技术的应用与推广提供参考。

关键词：医疗废物应急处置原位处置技术商业模式

光固化3D打印废塑料来源、处置技术和环境影响

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环境科学 2023年第10期44卷 5870-5878页

作者：张闳楠孙昱楠宋玉茹马畅陈冠益天津商业大学机械工程学院环境能源+X创新实验室天津300134

光固化技术因其在3D打印行业中具有打印精度高且技术成熟的优势,在工业应用和学术研究方面都受到国内外的广泛关注.随着光固化3D打印技术蓬勃发展,相应而来的废弃物(光固化3D打印废塑料)作为一种新型有机固废,其增长速度不可估量,对环... 详细信息

光固化技术因其在3D打印行业中具有打印精度高且技术成熟的优势,在工业应用和学术研究方面都受到国内外的广泛关注.随着光固化3D打印技术蓬勃发展,相应而来的废弃物(光固化3D打印废塑料)作为一种新型有机固废,其增长速度不可估量,对环境带来的影响难以预计.基于现有研究,对光固化3D打印废塑料来源、处置技术和环境影响的最新研究进展进行总结分析.结果表明,光固化3D打印废塑料为共价交联热固性塑料,具有较高的活化能,内部化学结构存在对光敏感的显色基团,其原料、形成过程和目前的处置方法均可能对环境或生物体等带来潜在危害.基于此,针对光固化3D打印废塑料未来处置方式的可能性,提出展望和建议,可为光固化3D打印产业清洁发展提供助力.

关键词：光固化3D打印废塑料来源环境影响处置技术

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城市生活垃圾智能分类技术研究与应用进展

中国环境科学 2022年第1期42卷 227-238页

作者：梁蕊陈冠益颜蓓蓓孙昱楠陶俊宇天津大学环境科学与工程学院天津300072 天津商业大学机械工程学院天津300134 西藏大学理学院西藏拉萨850012 天津市生物质废弃物利用重点实验室天津市生物气/油技术工程研究中心天津300072

城市生活垃圾清运量逐年增加,由此带来的环境问题日益严峻.不同垃圾组分有其各自适宜的处理与利用方式,因此,有效的垃圾分类技术具有重要意义.我国现有的以人工为主的垃圾分类方式存在效率低、成本高、准确性差等弊端,而垃圾智能分类技... 详细信息

城市生活垃圾清运量逐年增加,由此带来的环境问题日益严峻.不同垃圾组分有其各自适宜的处理与利用方式,因此,有效的垃圾分类技术具有重要意义.我国现有的以人工为主的垃圾分类方式存在效率低、成本高、准确性差等弊端,而垃圾智能分类技术是解决相关瓶颈的重要手段.本文简述了中国代表性城市生活垃圾分布和近年变化趋势,从密度、电、磁、声波、图像以及光谱多种技术角度出发,解析了国内外现有的城市生活垃圾智能分类技术,简要介绍了智能垃圾分类技术的实际应用情况,分析了智能垃圾分类技术的挑战与机遇.

关键词：城市生活垃圾智能分类技术进展前沿应用挑战与机遇

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村镇生活垃圾热解处理技术综述

中国环境科学 2022年第8期42卷 3755-3769页

作者：颜蓓蓓杨学忠侯林桐马德刚李健孙昱楠程占军陈冠益天津大学环境科学与工程学院天津300072 天津商业大学机械工程学院天津300134

村镇生活垃圾处理是关系环境生态、经济民生的重要问题,是我国发展生态文明、建设美丽乡村的重要环节.新形势下,村镇生活垃圾处理不仅要求减量化、无害化,同时应实现就近、就地处理,资源、能源回用.本文综述了我国村镇生活垃圾产量与分... 详细信息

村镇生活垃圾处理是关系环境生态、经济民生的重要问题,是我国发展生态文明、建设美丽乡村的重要环节.新形势下,村镇生活垃圾处理不仅要求减量化、无害化,同时应实现就近、就地处理,资源、能源回用.本文综述了我国村镇生活垃圾产量与分布特性,对比分析当前村镇生活垃圾的处理模式与常用技术.热解技术是一项新兴的村镇生活垃圾技术.针对村镇生活垃圾热解工艺,从过程控制、产物导向、装备设计、研究前沿等角度展开全方位分析,列举相关政策法规,并对现有应用示范进行梳理分析.

关键词：村镇生活垃圾热解技术发展污染特征

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生物质燃气自燃温度测试方法研究进展

可再生能源 2023年第7期41卷 875-882页

作者：苏红周生权朱小超王建颜蓓蓓陈冠益孙昱楠天津商业大学机械工程学院/环境能源+X创新实验室天津300134 天津大学环境科学与工程学院天津300350

文章从实验测试和数值模拟两方面对生物质燃气自燃温度(AIT)的相关研究进行了综述。回顾了燃气AIT的实验测试装置,对比不同压力下测试方法和着火判据的异同;对零维、二维和三维数值模拟方法进行了介绍。不同的测试方法对生物质各组分的... 详细信息

文章从实验测试和数值模拟两方面对生物质燃气自燃温度(AIT)的相关研究进行了综述。回顾了燃气AIT的实验测试装置,对比不同压力下测试方法和着火判据的异同;对零维、二维和三维数值模拟方法进行了介绍。不同的测试方法对生物质各组分的测试结果差异很大,温度的最大波动达到210℃;一般着火等待时间以10 min为宜;稳态和非稳态的雷诺平均(RANS)可以初步模拟AIT,S曲线可以应用于新型燃烧模式的AIT预测。多组分混合气的标准化测试将成为未来发展趋势。文章旨在为生物质燃气应用的标准制定提供技术参考。

关键词：自燃温度生物质燃气测试方法数值模拟燃烧

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废塑料处置与利用技术研究进展

中国工程科学 2023年第3期25卷 182-196页

作者：孙昱楠张帆李建园张闳楠李宁穆兰程占军颜蓓蓓陈冠益侯立安天津商业大学环境能源+X创新实验室/机械工程学院天津300134 天津商业大学生物技术与食品科学学院天津300134 天津大学环境科学与工程学院天津300350 天津市生物质废物利用重点实验室天津300350 天津市有机固废安全处置与能源利用工程研究中心天津300350 天津市生物质燃气燃油技术工程研究中心天津300350 中国人民解放军96911部队北京100089

塑料制品是制造业的重要产品类型,产业发展质量与经济社会息息相关;在现阶段面临资源环境约束趋紧的背景下,合理处置并利用废塑料对经济和环境可持续发展至关重要。塑料制品种类更加丰富,相应处置技术及应用挑战不断更新,与产业高质量... 详细信息

塑料制品是制造业的重要产品类型,产业发展质量与经济社会息息相关;在现阶段面临资源环境约束趋紧的背景下,合理处置并利用废塑料对经济和环境可持续发展至关重要。塑料制品种类更加丰富,相应处置技术及应用挑战不断更新,与产业高质量发展、严格的环保要求相叠加,凸显了系统梳理废塑料处置与利用研究进展的迫切性。本文就废塑料处置与利用技术体系进行了细致分类,主要从废塑料的机械处置、能源与资源转化、再生循环利用、处置与利用新技术4个方面阐明了技术特点、适用条件、研究进展。在此基础上,借鉴发达国家已有经验、针对相关技术应用挑战,提出了从源头减量并鼓励再生塑料使用、强化废塑料分类回收力度、推动技术创新与成果转化等应对建议,以期为我国废塑料清洁处置与回收利用研究提供参考。

关键词：废塑料处置与利用能源化资源化循环利用

锅炉与工业窑炉协同处置城市固废及腐蚀风险研究现状

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环境工程 2022年第11期40卷 1-12页

作者：陈冠益刘馨仪孙昱楠杜承明王晓华颜蓓蓓程占军林法伟天津商业大学机械工程学院天津300134 天津大学环境科学与工程学院天津300072 生物气/油技术工程研究中心天津市生物质废弃物利用重点实验室天津300072

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... 详细信息

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。

关键词：城市固废锅炉工业窑炉循环利用腐蚀