李季
- 作品数：34 被引量：247H指数：10
- 供职机构：北京建筑大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市财政专项更多>>
- 相关领域：环境科学与工程建筑科学更多>>
- 臭氧降解污水厂二级出水有机物作用与效果分析被引量：13
- 2021年
- 为控制黑臭水体,我国污水处理厂出水排放标准不断收紧,特别是对COD的限制。结果,深度处理工艺特别是臭氧氧化工艺开始应用于出水深度处理。臭氧处理固然可在一定程度上降低出水残留COD,亦可对药物及个人护理品(PPCPs)、内分泌干扰物(EDCs)等新兴微量有机物起到某种程度的去除作用。但是,臭氧不完全氧化时很容易将难降解有机物转化为易降解有机物,反而加剧受纳水体的耗氧程度,特别是形成的中间产物以及氧化副产物还具有毒性,会加大次生生态与健康风险。因此,仅仅以控制耗氧物质为目的而一味提高出水COD标准的做法值得商榷。事实上,经生物处理后出水COD中绝大部分为难生物降解的惰性有机物,即使排入受纳水体也不会耗氧。正因如此,欧美等发达国家一般并不对COD过分控制(甚至不控制),只对耗氧的BOD5和NH+4严格控制。此外,臭氧深度处理工艺投资、运行成本远远高于传统工艺,易对总环境造成负面影响。
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- 关键词：臭氧氧化氨氮
- 污水处理过程水温变化模型构建与验证被引量：3
- 2022年
- 污水处理是一个复杂的生物、物理及化学反应过程.污水水温直接影响到污染物生物处理效果,并对污水处理运行能耗产生重要影响.另一方面,污水中也蕴含着相当热能,是潜在可以回收的低品位能源,加以利用则有望实现污水处理碳中和运行.然而,现有研究很少涉及污水处理厂污水进、出水水温变化及其影响因素;工程中也只强调冬季保温,并无法从微观角度认识处理过程水温变化规律.为此,研究尝试构建污水处理过程水温变化热量衡算模型,涵盖污水生化反应、机械传热、环境热传递和水蒸发热损失等4个主要涉热过程.与此同时,收集北京某污水处理厂实际水温、气温数据,借助热量平衡图来模拟污水处理过程中水温变化,并对理论模型参数进行校验和修正.通过参数敏感性分析,可以评价不同参数对水温热量的影响程度.基于这些工作,一个污水温度变化模型被构建成功,可用于指导实际污水处理厂水温控制或余温热能回收过程,可助力污水处理厂节能降耗、甚至实现碳中和目标.
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- 关键词：污水处理热量衡算生化反应传热系数
- 国际上主要污水磷回收技术的应用进展及与之相关的政策措施被引量：2
- 2022年
- 欧洲、日本等国家和地区率先开启从污水及固体废弃物中回收磷的技术研发与工程应用,在政策/法律等层面也相继出台或修订了一系列有利于磷回收产品顺利进入市场的法规/条例。从磷的源分离、浓缩液沉淀、污泥分离以及污泥焚烧灰分提取几类技术,梳理分析了全球已研发并应用的污水处理磷回收技术的主要案例,并对比了各类技术的适用条件。分析了磷回收产品进入市场并获得竞争力的软性障碍,并从政策、法律及税收、补贴等层面介绍了个别国家和地区所采取的具体管理措施,以期为污水磷回收技术的应用与推广提供参考。
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- 关键词：磷回收
- 排水管道甲烷产生影响因素及其估算方法被引量：4
- 2022年
- 排水管道甲烷(CH_(4))释放属于“自然”现象,是一种容易被忽视的隐形碳排源。污水中的有机物(COD)、排水管道的厌氧环境为产甲烷细菌(MA)的滋生创造了必要条件,导致非控条件下排水管道中会不可避免地产生CH_(4)。定量估算排水管道CH_(4)生成量既有简单系数估算法,也有模型预测方式,无论哪种估算方法,我国排水管道CH_(4)年排放量都在2000×10^(4) tCO_(2)-eq/a左右,其值已经接近我国污水处理厂碳排总量(3985×10^(4) tCO_(2)-eq/a)的1/2。因此,排水管道CH_(4)排放量不可小觑。从技术角度,可通过人工干预方式对CH_(4)的生成与释放进行控制,如源头抑制(投加高铁酸盐、游离氨、亚硝酸,调节pH)、过程控制(管道设计和运营管理)、末端处理(尾气处理)等方式。
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- 关键词：排水管道甲烷有机物厌氧环境源头控制
- 甲烷氧化耦合污水脱氮研究进展
- 2023年
- 污水处理厂厌氧池或污泥厌氧消化系统存在着溶解态甲烷(DCH_(4))外溢风险,不仅会造成直接碳排放,也形成资源/能源的浪费.另一方面,污水处理厂常常需要外加碳源来满足脱氮需要,导致运行成本增加和间接碳排.若转换思路,利用CH_(4)作为脱氮碳源,则有可能一箭双雕地解决问题.基于此,首先综述了好氧与厌氧甲烷氧化形式、发现/发展路径,并剖析它们的代谢途径及相关微生物.以此为基础,重点总结以NO_(3)^(-)、NO_(2)^(-)、甚至强温室气体N_(2)O作为电子受体的厌氧甲烷氧化途径,并从经济性和碳减排等方面论述甲烷厌氧氧化耦合反硝化(DAMO)工艺的潜在应用前景.最后,从接种微生物、培养环境等方面剖析DAMO工程应用的技术限制与瓶颈.综述表明,好氧甲烷脱氮技术功能微生物所需生存环境相左,致使工艺在实践中难以应用;相形之下,厌氧甲烷反硝化技术则较具应用潜力,但仍需深入研究,以提高功能微生物的鲁棒性.
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- 关键词：甲烷好氧氧化厌氧氧化
- 腐殖酸抑制及解抑制厌氧消化机理深探
- 污水处理碳中和运行将成为污水处理厂未来普遍追求的目标,这就使得传统污泥厌氧消化重获新生。然而,污泥厌氧消化转化能源首先取决于进水有机物（COD）含量,而转移至污泥中的COD又受细胞破壁以及木质纤维素、腐殖质等限制往往使能...
- 李季
- 关键词：剩余污泥厌氧消化腐殖酸酶活性金属离子
- 文献传递
- 污水处理出水电解制氢可行性分析
- 2023年
- “双碳”目标下,氢气(H2)已被定义为无污染、无碳排的“终极”能源。在众多制氢方法中,电解水制氢是最具潜力的制氢路线之一。该技术一是取决于清洁能源或谷电,再就是持续的水源供应。从全球来看,目前化石能源仍然占据主导地位(>60%),而在我国化石能源占比更是高达80%。因此,电解水制氢能源转化率以及相应的碳排放是首先需要考虑的问题。对于电解水制氢的水源问题,与地下水、地表水、海水相比,污水处理厂出水具有较大的水源优势。所以,在城市中原位建设制氢站不无可能,关键取决于电的来源。从能源结构、水源供应、经济成本和环境影响多个角度对电解水制氢进行了全方位分析。尽管电解水制氢能源转化效率仅为74.5%~83.0%,但若有夜间谷电或“弃风”“弃光”能源场景,利用污水处理出水发展电解水制氢则有可能。否则,约20%的制氢能量损耗将得不偿失。
- 郝晓地闫颖颖李季刘然彬
- 关键词：电解水制氢清洁能源水源选择
- 污泥EPS作为阻燃剂的机制归纳与潜力分析被引量：2
- 2021年
- 高附加经济价值回收产物胞外聚合物(EPS)提取可以有效推动剩余污泥资源化目标.EPS除可替代传统藻酸盐应用于食品、医药、纺织、印染、造纸和日化等行业外,它在阻燃方面独特的性能已展现出用作高端航空器防火涂层的诱人潜力.这得益于EPS本身复杂的化学结构与物质成分,其优异的相容性、黏附性和生物合成性等优势使它的阻燃与环保性能可能优于市场目前已应用上各种阻燃剂.因此,系统分析和总结EPS的阻燃特性机制对其广泛应用极具现实意义.首先,在总结市售现有各类阻燃剂之优缺点基础上,对比分析EPS阻燃特性以及应用潜力.其次,在阐述EPS中磷(P)元素与类藻酸盐(ALE)物质阻燃原理的情况下,厘清EPS胞外蛋白的协同阻燃过程,以揭示EPS阻燃性能的可能机制.以此为基础上,随之综合评价EPS阻燃特性,并与其他阻燃剂横向对比,总结EPS作为阻燃剂的优势所在.最后,为进一步提高EPS用作表面涂层阻燃材料性能,提出增加EPS磷元素含量、提高和纯化EPS中ALE以及优化EPS与基质的修饰策略.
- 郝晓地赵梓丞李季时琛吴远远
- 关键词：阻燃特性胞外蛋白
- 污水处理厂的能源与资源回收方式及其碳排放核算:以芬兰Kakolanmäki污水处理厂为例被引量：34
- 2021年
- 探索切实可行的资源与能源回收方案、实现污水处理的碳中和运行,是污水处理领域的重要发展方向。北欧国家一些污水处理厂已凭借污泥厌氧消化产甲烷(CH4)并热电联产(CHP)、以及余温热能利用等技术实现了能源的回收利用。以芬兰Kakolanmäki污水处理厂为例,结合该厂的污水处理工艺流程分析其能源回收方式,并运用碳足迹模型核算了其污水处理工艺与能源回收环节的碳减排量,以确定其整个运行中的碳足迹。分析结果表明,该厂污水处理工艺不仅可以满足严格的出水水质排放标准,还可通过回收出水余温热能等方式实现能源中和与碳中和运行,并向社会供热。其中,该厂的总回收能量(电能+热能)大于其自身能耗的6.4倍。出水余温热能回收潜力最大,约占全部可回收能量的90%;厌氧消化并热电联产所回收的化学能不足10%。回收能源不仅使该厂实现碳中和(碳中和率333%)运行,而且剩余碳汇(以CO_(2)当量计)达24931 t·a^(−1)。该厂的实践表明,污水处理实现碳中和运行的关键在于重视出水中大量的余温热能回收。芬兰Kakolanmäki污水处理厂的案例可为国内污水处理厂探索高效能源利用、并实现碳中和运行提供参考。
- 郝晓地赵梓丞李季李爽江瀚
- 关键词：水源热泵
- 污水处理行业实现碳中和的路径及其适用条件分析被引量：6
- 2022年
- 节能降耗、厌氧消化产甲烷、工艺相关的能源利用等策略可有助于碳减排,但这些常规方法的潜力距碳中和目标仍有相当距离。国外诸多案例表明,污水余温热能利用技术是污水处理领域实现碳中和运行的可行方案。在总结污水处理领域碳减排策略的基础上,评价分析其对碳中和的贡献。通过对国内案例计算分析余温热能潜力并与有机(COD)能转化率进行比较发现,污水中蕴含的余温热能潜力为有机能的9倍。余温热能利用可使污水处理厂达到碳中和目标,还可将剩余热能(约75%~85%)向外以供热/制冷形式输出,或用于原位低温干化污泥,实现污水处理厂向“能源工厂”的转型。
- 郝晓地李季张益宁李爽王征戍
- 关键词：污水处理节能减排
