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退役三元锂电池循环利用系统减碳效率评估及优化分析

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中国环境科学 2023年第1期43卷 488-496页

作者：李建西宋小龙潘京津庄绪宁赵静豆咏琪上海第二工业大学资源与环境工程学院上海201209 上海电子废弃物资源化协同创新中心上海201209 中国电子技术标准化研究院绿色发展研究中心北京100007 北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100083

随着我国新能源汽车产业的快速发展,大批动力电池进入退役期.针对退役动力电池循环利用现状,识别降本减碳协同效应并开展系统优化分析,成为重要研究课题.本文综合采用生命周期评价和生命周期成本方法,分析了当前我国退役三元锂电池循环... 详细信息

随着我国新能源汽车产业的快速发展,大批动力电池进入退役期.针对退役动力电池循环利用现状,识别降本减碳协同效应并开展系统优化分析,成为重要研究课题.本文综合采用生命周期评价和生命周期成本方法,分析了当前我国退役三元锂电池循环利用系统的碳足迹和经济成本.结果表明,1GWh容量的退役三元锂电池循环利用系统碳足迹和生命周期成本分别为-2.33×10_(7)kgCO_(2)eq和-33613.15万元.结合碳足迹和生命周期成本二维指标开展减碳效率评估和情景分析发现,相对于现实系统,汽车生产商主导的优化情景减碳效率较低,提高梯次利用比例的优化情景具有最优减碳效率.通过提高梯次利用比例和采用先进资源化技术均能够显著提升退役三元锂电池循环利用系统的减碳效率.

关键词：退役三元锂电池生命周期评价碳足迹生命周期成本分析减碳效率

污泥超高温堆肥衍生胡敏酸对Pb^(2+)的结合机制

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化工进展 2023年第9期42卷 4957-4966页

作者：李昕杨早钟欣茹韩昊轩庄绪宁白建峰董滨徐祖信同济大学环境科学与工程学院上海200092 上海第二工业大学资源与环境工程学院上海201209 中国长江三峡集团有限公司长江生态环境工程研究中心北京100038

污泥稳定化产物中含有丰富的功能有机物,能够直接参与重金属的络合过程。超高温堆肥作为一种更有优势的污泥稳定化手段,明晰其产物中的典型功能有机质与重金属结合特性,对于评估其土地利用的价值至关重要。本文采用吸附实验对比分析了... 详细信息

污泥稳定化产物中含有丰富的功能有机物,能够直接参与重金属的络合过程。超高温堆肥作为一种更有优势的污泥稳定化手段,明晰其产物中的典型功能有机质与重金属结合特性,对于评估其土地利用的价值至关重要。本文采用吸附实验对比分析了超高温堆肥(HTC)、高温堆肥(TC)和生污泥(RS)样品中典型功能有机物胡敏酸(HAs)与Pb^(2+)的吸附效果。结果表明,HTC和TC中HAs对Pb^(2+)的理论最大吸附量(q_(m))会随着堆肥进行而逐渐增大。在堆肥过程中HTC的HAs含量相对TC也有明显增加,第21天即达到最高值。HTC堆肥(21天)衍生HAs对Pb^(2+)的吸附量(29.6mg/g)比TC(17.3mg/g)高70.7%,这表明HTC产物在土壤重金属污染修复方面更具优势。^(13)C NMR结果表明,在堆肥过程中HTC衍生HAs的酚基碳与芳香碳增加更多,堆肥前期(0~21天)HTC衍生HAs的芳香碳增加比TC更快速。进一步采用红外光谱,结合二维相关光谱和移动窗口技术解析,表明HTC堆肥衍生HAs的多糖类物质会最先与Pb^(2+)进行结合。其中,HTC堆肥衍生HAs与Pb^(2+)结合最重要的官能团是酚羟基和芳香族基团。基于上述认识,可知HTC的高腐殖化特性使酚羟基和芳香族基团等基团增加是HTC具有更强结合Pb^(2+)能力的关键,HTC有利于污泥的高效土地利用。

关键词：超高温堆肥胡敏酸铅结合机制土地利用

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集中收集和跨区域转运制度下废铅酸蓄电池物质流过程与碳减排效益分析——以贵州省为例

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环境工程学报 2022年第12期16卷 4139-4148页

作者：陈巧宋小龙李建西庄绪宁申星丁猛上海第二工业大学资源与环境工程学院上海201209 上海电子废弃物资源化协同创新中心上海201209 上海易碳数字科技有限公司上海200441 贵州长龙金属加工有限公司贵州550600

集中收集和跨区域转运制度确立了我国铅酸蓄电池生产者责任延伸制(EPR)的实施路径。在危险废物管理框架下,集中收集和跨区域转运改变了废铅酸蓄电池的物质流过程,与之相关的资源环境效应变化也成为当前的重要研究课题。以贵州省为例,基... 详细信息

集中收集和跨区域转运制度确立了我国铅酸蓄电池生产者责任延伸制(EPR)的实施路径。在危险废物管理框架下,集中收集和跨区域转运改变了废铅酸蓄电池的物质流过程,与之相关的资源环境效应变化也成为当前的重要研究课题。以贵州省为例,基于实地调研和系统模拟,采用物质流分析和生命周期评价方法分析了废铅酸蓄电池的产生特征、物质流过程和碳减排效益。结果表明,在集中收集与跨区域转运制度实施前,83.3%的废铅酸蓄电池进入再生铅企业,16.7%流入非正规处理企业,回收处理1 t废铅酸蓄电池的碳减排效益为923.1 kgCO_(2)eq。开展情景分析发现,相对于无政策驱动的基准情景,集中收集和跨区域转运优化情景均能提升废铅酸蓄电池进入正规回收处理企业的比例,且碳减排效益分别提高到994.44和953.53 kgCO_(2)eq·t-1。这表明,基于EPR政策驱动的系统情景具有环境正效应,可作为当前废铅酸蓄电池回收处理系统完善和政策优化的方向。

关键词：废铅酸蓄电池物质流分析生命周期评价碳减排效益

强制分类背景下社区生活垃圾源头分类与综合处理系统减碳效率

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资源科学 2023年第1期45卷 18-30页

作者：丁猛宋小龙白建峰庄绪宁赵静李维明罗伟上海第二工业大学资源与环境工程学院上海201209 上海电子废弃物资源化协同创新中心上海201209 国务院发展研究中心资源与环境政策研究所北京100010 北京京环智慧环保科技有限公司北京100101

【目的】在强制分类背景下,不同分类收集方式会改变生活垃圾物质流向与后续收运处置过程,进而影响回收处理系统的生命周期碳排放和经济表现。本文针对北京社区垃圾源头分类与综合处理系统的不同情景,开展减碳效率分析与优化,为建立因地... 详细信息

【目的】在强制分类背景下,不同分类收集方式会改变生活垃圾物质流向与后续收运处置过程,进而影响回收处理系统的生命周期碳排放和经济表现。本文针对北京社区垃圾源头分类与综合处理系统的不同情景,开展减碳效率分析与优化,为建立因地制宜的垃圾分类收集模式提供科学依据。【方法】采用物质流分析方法(MFA)对回收处理全过程的物质流向和流量进行分析,结合生命周期碳排放量核算(LCCA)和生命周期成本分析(LCC)分别评估碳足迹和经济成本,在此基础上提出减碳效率指标并进行优化分析。【结果】基准情景(S1)和优化情景(S2-S5)的生命周期碳排放量分别为-148.14 kgCO_(2)e、-236.44 kgCO_(2)e、-251.25 kgCO_(2)e、-297.06 kgCO_(2)e、-343.51 kgCO_(2)e。相对于S1,4种优化情景均表现为正向的减碳效率,减碳效率值依次为S5(2.20)>S4(1.66)>S3(1.38)>S2(1.31)。S5对应的“垃圾分类驿站+可回收物智能回收箱+垃圾分类指导员”优化模式具有最高的减碳效率。在垃圾综合处理能力和各组分处理能力充足的前提下,随着准确分类比例增加,减碳效率也逐步提升。【结论】源头分类收集体系的建立和完善,增加了前端基础设施运行成本、人力成本和环境影响,但有效提高了后端分类处理效率及再生资源产出率,带来生命周期碳减排效益的提高。随着今后居民垃圾分类自主投放参与率和准确率上升,收集阶段经济成本将大幅降低,减碳效率可进一步提升。

关键词：城市生活垃圾垃圾分类物质流分析生命周期评价生命周期成本减碳效率北京

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废弃LCD面板金属铟的超声协同浸出

环境工程学报 2016年第1期10卷 399-404页

作者：庄绪宁李英顺杨义晨胡冰倩赵颖璠上海第二工业大学电子废弃物资源化产学研合作开发中心上海201209 上海新金桥环保有限公司上海201201

随着LCD报废数量的逐年增多,废弃LCD面板所含金属铟的回收再用已成为铟资源回收领域急需解决的问题。为提高废弃LCD面板金属铟的回收效率,研究提出利用超声对其进行协同浸出,以硫酸为浸出液考察超声及不同反应条件对铟浸出效率的影响。... 详细信息

随着LCD报废数量的逐年增多,废弃LCD面板所含金属铟的回收再用已成为铟资源回收领域急需解决的问题。为提高废弃LCD面板金属铟的回收效率,研究提出利用超声对其进行协同浸出,以硫酸为浸出液考察超声及不同反应条件对铟浸出效率的影响。研究结果显示,超声协同能有效提高铟的浸出效率,在实验参数范围内铟的浸出率随超声功率、反应温度及酸浓度的增加而增大,随物料粒径增大而减小。在超声功率为800 W、反应温度60~70℃、硫酸浓度0.5mol/L、物料粒径小于0.5 mm条件下,浸出反应5 h铟的浸出率可达74.1%。在此基础上,研究进一步分析了超声对铟浸出反应的协同作用机制,指出热学与机械作用是超声促进废弃LCD面板金属铟浸出反应进行、提高铟浸出效率的主要作用机制。

关键词：废弃LCD面板铟浸出超声协同作用机制

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废液晶显示屏的环境风险与资源化策略

环境污染与防治 2010年第5期32卷 97-99,105页

作者：庄绪宁贺文智李光明黄菊文王华同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

随着液晶显示屏(LCD)的快速普及,废弃LCD所引发的环境问题引起人们的广泛关注,采用科学有效的方法对其进行资源化已成为国内外学者的研究热点。分析了对中国废LCD的产生趋势,介绍了LCD的结构与材料组成并阐述了其潜在的环境风险,总结了... 详细信息

随着液晶显示屏(LCD)的快速普及,废弃LCD所引发的环境问题引起人们的广泛关注,采用科学有效的方法对其进行资源化已成为国内外学者的研究热点。分析了对中国废LCD的产生趋势,介绍了LCD的结构与材料组成并阐述了其潜在的环境风险,总结了当前国内外废LCD的资源化技术,并指出目前该研究领域中存在的问题及后续的研究重点。

关键词：液晶显示屏环境风险资源化策略

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废液晶显示器偏光片水热法降解的实验研究

环境科学与技术 2013年第2期36卷 164-167页

作者：叶颖莹贺文智庄绪宁陈华瑾李光明同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

利用管式间歇反应器对废液晶显示器中的偏光片进行水热降解实验研究,考察了反应温度、反应时间、水的用量和氧化剂对液相有机碳和偏光片分解率的影响,并对反应后的液相产物进行HPLC分析。结果表明,反应温度、反应时间和氧化剂的投加量... 详细信息

利用管式间歇反应器对废液晶显示器中的偏光片进行水热降解实验研究,考察了反应温度、反应时间、水的用量和氧化剂对液相有机碳和偏光片分解率的影响,并对反应后的液相产物进行HPLC分析。结果表明,反应温度、反应时间和氧化剂的投加量均对偏光片的分解率具有显著影响;液相产物中的TOC随着反应温度、反应时间、用水量和氧化剂投加量的增加都存在一个先增加后减少的趋势,当反应温度为300℃,反应时间为5 min,H2O(230%)的投加量为0.2 mL时,TOC高达14 586 mg/L,此时,偏光片中的碳元素向水相转化的迁移量最多,液相产物中有乙二酸、乳酸、乙酸、马来酸、富马酸、丙烯酸等有机酸以及甘油醛和5-羟甲基-2-糠醛(HMF)生成,最有利于废弃偏光片后续水热资源化处理的开展。

关键词：废液晶显示器偏光片水热液相有机碳分解率

钛酸铅系功能陶瓷改性的研究现状及改性陶瓷的应用现状

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机械工程材料 2021年第6期45卷 94-98页

作者：黄建张学伍赵程曾涛庄绪宁上海材料研究所上海市工程材料应用与评价重点实验室上海200437 上海第二工业大学环境与材料工程学院上海201209

钛酸铅系陶瓷是一种重要的功能材料,在压电领域应用广泛。该陶瓷存在烧结、极化困难,压电性能低的问题,其烧结和压电性能是目前的研究热点。综述了通过元素掺杂和组元添加对钛酸铅系陶瓷进行改性以改善烧结性能和压电性能的研究现状,以... 详细信息

钛酸铅系陶瓷是一种重要的功能材料,在压电领域应用广泛。该陶瓷存在烧结、极化困难,压电性能低的问题,其烧结和压电性能是目前的研究热点。综述了通过元素掺杂和组元添加对钛酸铅系陶瓷进行改性以改善烧结性能和压电性能的研究现状,以及改性后陶瓷的应用现状。指出了未来的研究方向,包括烧结工艺的优化、元素复合掺杂以及准同型相界区的成分设计等。

关键词：钛酸铅系陶瓷掺杂改性组元添加压电性能

磷基生物炭对含Pb^(2+)废水的吸附特性研究

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工业水处理 2022年第2期42卷 111-117页

作者：张世杰顾卫华白建峰董滨庄绪宁赵静上海第二工业大学资源与环境工程学院上海201209 浙江工业大学环境学院浙江杭州310014 同济大学环境科学与工程学院上海200092

以污泥与含磷试剂(磷酸二氢钾、磷酸二氢钙)为原料制备磷基生物炭(BC600、BC650)并用于废水中Pb^(2+)的去除。通过单因素静态吸附实验分别研究了吸附剂添加量、含Pb^(2+)废水初始p H、浓度和吸附时间等对BC600和BC650吸附水中Pb^(2+)的... 详细信息

以污泥与含磷试剂(磷酸二氢钾、磷酸二氢钙)为原料制备磷基生物炭(BC600、BC650)并用于废水中Pb^(2+)的去除。通过单因素静态吸附实验分别研究了吸附剂添加量、含Pb^(2+)废水初始p H、浓度和吸附时间等对BC600和BC650吸附水中Pb^(2+)的影响。结果表明,含Pb^(2+)废水初始p H显著影响BC600和BC650的吸附效率,在p H=5时,BC600和BC650的吸附量分别为37 mg/g和10 mg/g。吸附动力学和吸附等温模型拟合结果表明BC600符合二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,BC650符合一级动力学模型和Freundlich吸附等温模型。结合XRD与SEM分析,BC600和BC650对Pb^(2+)的吸附过程包含物理-化学吸附协同作用,其中BC600以化学吸附为主,BC650以物理吸附为主。

关键词：污泥热解磷基生物炭吸附效率含铅废水

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