導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇餐廚廢水處理方法，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號：X701文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2011）08-0168-03

收稿日期：2011-07-13

作者簡介：王 棚（1981―），男，四川人，工程師，主要從事環境監測工作。

1 引言

在高濃度有機廢水的處理過程中,通常采用物理或化學方法進行預處理,以去除水中部分難生物降解的高分子有機污染物,從而減輕后續生物處理工藝的負荷［1］。對于選用吸附劑做預處理介質的情況,預處理選擇吸附材料尤為重要。有的材料吸附效果好,但價格昂貴（如活性炭）,難以推廣應用,因此,開發高效低成本的吸附劑是吸附處理技術推廣應用的關鍵［2～5］。廢棄有機物經過生物發酵后,可轉化成大量腐植酸,對廢水中難分解的有機物有較好的去除效果［6］。如枯枝落葉等材料經生物發酵得到的產物,含有大量的纖維素、木質素等成分,對水中難生物降解有機物具有較好的滯留作用［7］。本試驗利用有機廢棄物的生物發酵制取生物吸附材料,設置不同的實驗條件,對高濃度有機廢水進行預處理,以期降低COD濃度,增加廢水的可生化性,提高后續處理效果,為探索高濃度有機廢水處理工藝提供理論參考。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

（1）生物吸附材料。由泥炭土、餐廚垃圾、垃圾衍生燃料（由垃圾焚燒產物制得）、樹皮、菇渣、枯枝落葉等,其中,餐廚垃圾、菇渣通及枯枝落葉均為經過生物發酵工藝制得的產物。

（2）高濃度有機廢水。取自城市垃圾壓縮站的高濃度有機廢水。由于原廢水COD很高,本實驗將其稀釋數倍作為進水進行處理,處理前用紗布過濾掉懸浮物。稀釋后的廢水pH值為4～5,CODcr為1 198.4～3 326.40mg/L。

2.2 實驗儀器與試劑

JB90-D型強力電動攪拌器;pHS-25型pH計;XJ-Ⅲ型COD消解爐;PB2002-N型電子天平;KXB-250A型生化培養箱;硫酸;硫酸亞鐵（AR）;重鉻酸鉀;硫代硫酸鈉（AR）。

2.3 試驗方法

在室溫下（20℃）,移取500mL水樣于1L燒杯中,投加一定量的生物吸附材料,在一定pH條件下,用機械攪拌機在180r/min的轉速下攪拌15min,靜止一定時間,取液過濾,對濾液進行COD、BOD5的測定。

2.4 實驗測定方法

COD:催化消解密封法;pH:pH計;BOD5:5日培養碘量法。

3 實驗結果分析

3.1 生物吸附材料的選擇

原水COD為1340mg/l,PH值為4.92,取4g過2mm篩的生物吸附材料泥炭土（c1）、餐廚垃圾（c2）、生活垃圾濕法分選系統有機物（c3）、椰殼樹皮（c4）、菇渣（c5）、枯枝落葉（c6）,加入到500mL廢水中,處理結果見圖1。

由圖1可知,在相同條件下,各種生物吸附材料對廢水COD的去除率不同,其中,以菇渣材料去除效果最好,去除率達到了30.85%。枯枝落葉材料對COD的去除率也有26.87%。泥炭土材料和樹皮材料的COD去除率相當。生活垃圾濕法分選系統有機物生物吸附材料對COD的去除率最低,只有3.98%。故選擇菇渣作為廢水處理的生物吸附材料。

同時,對處理后的廢水進行BOD5測定,結果如圖2。從圖2可以看出,廢水經生物吸附材料處理后,BOD5/COD較處理前都有不同程度的增加,其中以椰殼樹皮生物吸附材料處理后廢水的BOD5/COD變化最大,其值為0.43,較原水提高了0.15。這主要是因為生物吸附材料中小分子有機物溶解到廢水中,使得水中BOD5/COD的相對含量增加了。這說明廢水經生物吸附材料處理后,可生化性增強,有利于廢水的后續生化處理。

3.2 生物吸附材料用量對COD去除率的影響

原水COD為2448.00mg/l,在原水pH條件下,分別稱取3、4、5、6、7g過2mm篩的菇渣吸附材料,加入到500mL廢水中,處理結果見圖3。

本試驗采用的吸附材料本身是一種有機物,對增加廢水COD濃度有一定的貢獻。由圖2可以看出,COD的去除率隨著吸附材料用量的增加而增大,當用量大于5g時,COD的去除率有所下降,說明在用量為5g時,吸附材料的吸附能力已接近飽和,因此生物吸附材料的投加量以1%為宜。

3.3 不同粒徑的生物吸附材料對COD去除率的影響

將菇渣分別過0.45mm、2mm、3mm的篩子,得到3種不同粒徑的生物吸附材料對廢水進行吸附試驗,原水COD為2 544mg/l,在原水pH條件下,分別取5g 3種不同粒徑吸附材料,加入到500mL廢水中進行處理,結果表明粒徑為0.45mm的COD去除率為9.43%;粒徑為2mm時去除率為5.66%;粒徑為3mm時去除率為3.77%。可以看出,粒徑越小,對COD的去除效果越好,但實際處理中,為了便于吸附劑的沉淀分離以及操作方便,推薦以2mm粒徑為宜。試驗結果與上述結果相差較大,這可能是由于處理水樣的COD濃度及pH值不一樣造成的。

3.4 不同pH值對COD去除率的影響

取4份500mL的廢水,用石灰分別將pH調節至原水、5、7、9,投加5g菇渣進行處理。吸附結果如圖4所示。由圖4可知,隨著pH值的上升,COD的去除率有所下降,這可能是由于水中溶液中的氫離子影響了廢水中難降解有機物的離子化和生物吸附材料表面的性能［8］,從而有利于COD的去除。在原水pH值下,COD的去除率最高,為12.54%。

3.5 不同廢水濃度對COD去除率的影響

將原廢水稀釋不同的比例,在不調節pH的情況下（pH值在4～5之間）,投加5g過2mm的菇渣進行處理。測定COD。結果如圖5所示。由圖5可知,生物吸附材料對COD的去除率隨原廢水COD濃度的不同而有很大的變化。當原廢水COD濃度在1 515.7mg/L時,COD去除率最高,達32.02%。

3.6 廢水處理效果

選用上述最佳試驗條件,即將廢水稀釋到1 500mg/L左右,移取500mL的廢水,投加5g過2mm的菇渣,處理廢水的結果如下表1所示。由表1可知,經試驗條件優化,COD的去除率可達35.98%,處理后廢水pH為6.42。

表1 優化條件下廢水處理結果

4 結語

生物吸附材料由有機廢棄物經過發酵工藝制得,來源廣,處理廢水成本低廉,且能做到以廢治廢。對生物吸附材料處理廢水的研究表明:菇渣材料對廢水中COD的去除效果較其他幾種生物吸附材料要好。在粒徑為2mm,投加量為5g,處理COD濃度為1 478.40mg/L,pH值為4.92的廢水,其COD去除率可達35.98%。生物吸附材料處理高濃度有機廢水,能夠提高廢水可生化,有利于廢水的后續生化處理。

參考文獻：

［1］ 張自杰.排水工程［M］.北京:中國建筑工業出版社,1996.

［2］ 王 芳,王增長,侯安清.高濃度有機廢水處理技術的應用研究［J］.科技情報開發與經濟,2005,15（23）:139～141.

［3］ 楊 超,柯麗霞,龔仁敏,等.花生殼粉作為生物吸附劑去除水溶液中偶氮染料的研究［J］.生物學雜志,2005,22（2）:45～48.

［4］ 張 俊,王宏勛.菌糠過濾處理染料溶液研究［J］.環境科學與技術,2006,29（1）:77～78.

［5］ Gaballah I,Kibertus G.Recovery of heavy metal ionsthrough decontamination of synthetic solutions and industrialeffluents using modified barks［J］.J Geochem.Explor,1998（62）:241～286.

［6］ 周 桂,鄧光輝,何子平.腐植酸在糖蜜酒精廢液處理中的應用研究［J］.廣西輕工業,2001（4）:28～30.

［7］ 張 俊,王宏勛,羅 莉.菌糠過濾處理染料溶液研究［J］.環境科學與技術,2006,29（1）:77～78.

［8］ 郎咸明.爐渣吸附法處理硝基廢水的研究［J］.環境保護科學,2001,27（105）:18～41.

Experiment Study on Treating High Concentrations of Organic Wastewater

by Adsorption of Biological Materials

Wang Peng1，Li Junfei2

（1.Foshan Environmental Monitoring Station,Guangdong,Foshan 528000,China;

篇2

“河北是抗生素生產大省，產量占全國產量的1/4，大量抗生素菌渣實現無害化處理意義重大。”華藥集團環境保護研究所副所長王勇軍介紹說，這項技術為制藥企業廢棄物無害化處置和菌渣資源化處理開辟了新路徑。

菌渣為何被列為危險廢物？

高高的3座圓柱型發酵裝置緊密連接，工程技術人員正在緊鑼密鼓地對電器、儀表等進行檢查、測試。在河北省石家莊經濟技術開發區內，投資上億元的華北制藥集團抗生素菌渣無害化處理工程正在為正式運行做最后準備。

“抗生素菌渣之所以難處理，關鍵在于它含有殘留藥物。”王勇軍介紹說，根據檢測，菌渣中抗生素藥物殘留的平均含量要達到近1/1000。

2008年，菌渣被國家列為危險廢物。“這是因為如果不能進行安全處理，這些殘留藥物成分會通過環境進行轉移和累積，對環境安全構成較大風險。”王勇軍說，此外，還有可能通過食物鏈進入動物和人體內，使其產生耐藥性。由于菌渣中存在藥物殘留，國家規定只能進行焚燒和填埋處理。

“但是這兩種方式不但成本高昂，同時焚燒和填埋過程中的二次污染防治也很困難。”王勇軍介紹說，由于菌渣含有大量有機物，其中包括氮、硫、氯等元素，焚燒時會產生一級致癌物二Ⅱ惡英、氮氧化物等多種有害物質，如果尾氣處理不到位會產生很大危害。而采用填埋方式，菌渣中的有機物也會發酵，產生二次污染，而且浪費大量土地資源。

為何要對菌渣高溫處理？

“新的無害化過程首先采用高溫預處理技術。”王勇軍說，這是利用了抗生素化學結構在高溫水解作用下會被降解的原理。“科研人員通過反復實驗發現，菌渣和熱水混合后，菌渣中的大部分抗生素藥物成分會溶解于水。在一定高溫條件下，這些溶解于水的抗生素化學結構，會被破壞并分解成結構更小的物質。這些物質不再具備抗生素特有的殺菌作用，也不會再對環境和人體產生危害。”

“高溫處理的作用不僅在此，還會雙管齊下，對菌渣中產生藥物成分的工業發酵菌類進行滅活。”王勇軍表示，經過高溫水解這一步驟，菌渣中的大部分抗生素藥物殘留會被分解，但仍有少量未分解殘余。

如何啃掉這最后的“硬骨頭”，將菌渣藥物殘留徹底消化、降解？王勇軍介紹說，主要通過厭氧發酵，利用生物代謝的方法。“根據菌渣特性人工馴化的上千種微生物將發揮巨大作用。”

據介紹，在35～38℃的中溫環境和無氧條件下，這些微生物在長達20余天的厭氧發酵之后，把菌渣中抗生素殘留及其分解產物中的有機碳轉化為二氧化碳和甲烷，從而徹底消除菌渣中的藥物成分。

“通過多次檢測，菌渣處理后的沼渣中藥物殘留已微乎其微，不會給環境安全帶來危害。”王勇軍說，相關部門檢測發現，藥物殘留含量比食品標準中要求的0.05mg/kg還要低得多。對沼渣進行急性毒性、浸出毒性等檢測結果，也均遠低于國家《危險廢物鑒別標準》中規定的標準值。

菌渣資源化是否可行？

一方面，抗生素菌渣富含營養，含有大量的多糖、蛋白質和多種氨基酸及微量元素，是農業生產中的優質肥料；另一方面，卻因為含有殘留藥物對安全和環境產生較大風險。

據統計，我國2011年生產抗生素近130萬噸，由生產工藝決定，發酵生產1噸抗生素原藥會產生8～10噸濕菌渣。在消除菌渣污染危害的同時，如何將菌渣變為資源，一直是研究人員思考的問題。

“厭氧發酵的過程產生沼氣和沼渣，沼渣脫水可作為有機肥原料。”王勇軍說，由此找到了菌渣資源化利用的核心環節。

厭氧發酵是一項比較成熟的技術，農村沼氣池、城市污泥和餐廚垃圾消化都是此技術的應用。據介紹，菌渣的有機物含量高，是沼氣發酵的理想原料。其中含有大量含碳有機物，在厭氧發酵過程中被轉化成甲烷，而甲烷就是沼氣的主要成分。

“但是針對菌渣的厭氧發酵卻有其特殊的困難。”王勇軍說，這是因為其有機物含量和氮元素含量過高，其中干菌渣中有機物含量高達90%，會顯著影響微生物厭氧消化的速率。而氮元素含量甚至比餐廚垃圾中的含量還要高，在發酵過程中會轉化成帶有一定毒性的氨氮，對厭氧消化過程產生抑制。

“由此，提高厭氧發酵反應率的關鍵在于，如何控制有機負荷和降低高氮含量的影響。”王勇軍說，在這一問題上，項目組進行了大量探索，對相關工藝控制參數進行反復比較，最終掌握了溫度、固體濃度、消化時間、pH值、堿度、氨氮濃度等成套控制參數，實現了穩定的厭氧消化。“這些參數也是我們申請菌渣資源化處理國家發明專利的核心技術。”

“經過厭氧發酵這一步驟，菌渣就變成了沼渣，沼渣經過脫水處理，就可以作為生產有機肥的原料。”王勇軍介紹說，經過肥料指標檢測發現，處理后的沼渣總養分（氮十五氧化二磷+氧化鉀）為5.63%，各項指標基本達到農業部關于有機肥的標準要求，可用作生產有機肥的原料。

“目前菌渣轉化率可達到每公斤干物質產生450升沼氣，為華北制藥的環保和生產項目供熱。”王勇軍說，有機肥原料將會賣給肥料廠家，用于生產有機肥。“這樣不僅能為集團節省上億元的處理費用，還能給企業帶來一定經濟效益。”

為何在菌渣中混入污泥？

減量化優先，是菌渣綜合治理項目研發的一項重要原則。在菌渣中混入污泥的方法，就是在減量化排廢過程中的一次大膽創新。

篇3

古人言“未雨綢繆”，人類需要對新興污染物進行研究控制，否則日后它可能會對水源造成嚴重的污染后果。在廣州，有一位年輕的科學家正在進行這項研究，他就是劉有勝，中國科學院廣州地球化學研究所副研究員。

篤志環保

“苯并三唑主要是添加到冷凍液和防腐劑里。紫外吸收劑的使用比較多，主要是添加到防曬霜里和工程材料中。抗生素和耐藥基因主要來源于醫院和養殖業的廢水排放。”劉有勝向記者介紹起幾種新興污染物的來源。當被問及為什么要選擇這個研究領域的時候，他笑了笑，說那要從他的大學講起。

2005年，劉有勝于吉首大學畢業，獲環境科學學士學位。回憶4年的大學時光，劉有勝印象最深刻的就是期間的實習經歷。“那時，學校經常安排參觀電鍍廠等企業，我們親眼目睹了電鍍廠直接將工業廢水排進小溪之中，而小溪里一點生命跡象都沒有，這污水里含有大量的鉛、酸堿等物質，對水中生物造成了致命的傷害！”這一幕深深觸動了劉有勝，他從此立志于環境保護工作，做一名凈水人！

劉有勝深知知識是實現志向的基石，于是他繼續考取了湖南大學的環境科學與工程碩士。在學習期間，他參與了國家自然科學基金項目研究――“PCR-DGGE技術對城市餐廚垃圾堆肥中細菌種群結構分析”。

“細菌是堆肥處理系統中的主要功能生物，充分了解其種群結構能為改進堆肥處理工藝、提高堆肥處理效率提供理論依據。”劉有勝介紹說。該項目中，他們使用基于16SrDNA的PCR-DGGE(變性梯度凝膠電泳)技術對城市餐廚垃圾堆肥過程中細菌種群結構隨時間的變化進行了研究。

牛刀小試后，劉有勝愈發堅定了科研信念，在碩士畢業后走進中國科學院廣州地球化學研究所攻讀博士學位，期間，在“中國教育部―澳大利亞聯邦科工組織聯合培養博士生項目”資助下，前往澳大利亞聯邦科工組織（CSIRO）水土部阿德萊德實驗室環境污染物研究中心學習了16個月。2011年年底，劉有勝榮獲“中國科學院院長優秀獎”，為博士生涯畫上了圓滿句號。“這個獎，是對我博士時期的一個肯定，同時也增強了我博士畢業后繼續做科研的信心。”帶著這股信心，劉有勝真正踏上了科研之路。

去“污”達人

博士畢業后，劉有勝留在中國科學院廣州地球化學研究所工作，任助理研究員。在工作中，他逐漸明確了自己的研究方向，即水中的新興污染物領域。

“新興污染物有潛在的生態毒理效應，我們應用魚體做了大量的實驗，發現有些污染物甚至會讓魚的性別變異。”劉有勝說。他研究工作主要有三方面：首先，探究這些污染物來源于人類的哪些活動，并檢測它們進入環境的數量；其次，研究新興污染物的環境歸趨，即這些污染物在環境中存在的時間和變化的情況；最后，研究新興污染的危害，并且試圖找到理想的辦法來去除其危害性。

劉有勝與合作者在廣東東江流域做了大量的野外調查工作。檢測污染物包括抗生素、激素、藥物、紫外吸收劑、殺生劑以及抗性基因等數百種。為東江流域污染物風險評價和環境管理提供了基礎數據。

“我們查出東江流域水環境受到5種抗生素抗性基因的污染，這是個大問題。”他表示，抗生素抗性基因的存在是細菌耐藥性產生的根源，可以使原本沒有抗生素抗性的細菌獲得耐藥性，最終通過食物鏈進入動物及人體。這會導致抗生素治療效力下降，使許多疾病的救治越來越困難，對畜禽養殖及人類健康構成潛在威脅。

此外，劉有勝還參與了“東江優控污染物動態控制管理技術體系研究”項目。

“東江干流水質雖然良好，但是還是存在各種污染輸入。在研究中我們通過對毒害污染物的全面篩查，在東江流域廣泛檢測出多種毒害物。”劉有勝與合作者篩選出東江流域優控污染物清單（27種），這些優控污染物除國控指標外，還包括一系列新型污染物。

劉有勝與合作者一同篩選出東江流域優控污染物清單，初步集成一套優控污染物的分析方法和檢測規范、風險評估方法體系、源匯模擬技術的技術體系，為“十二五”重點開展污染源研究打下基礎。

還民清水

做好水污染，科研人員是需要到戶外采樣的，劉有勝就經常為工作東奔西走。2013年，他們要去長江采樣，開車從廣州出發，先抵達三峽，再途徑荊州、武漢、南京，最后到上海的長江入海口。一路之上，免不了風餐露宿。“那時氣溫很高，我們車上的空調還壞了。為了避暑，我們盡量選在早晨和晚上采樣。”劉有勝說。

這不過是他科研生涯中的一個縮影。目前，劉有勝多個項目齊頭并進，他要面對的挑戰還有更多。

近年來，由于個人護理品的廣泛使用，其中起防曬作用的紫外吸收劑引起的環境污染問題開始受到人們的關注。“紫外吸收劑經由城市污水處理廠排放到自然環境，而大量集中的排放造成了受納水環境中紫外吸收劑的污染。目前國內外研究主要集中于它們的環境監測和生態毒性，而對于水環境中紫外吸收劑的環境歸趨缺乏系統的研究。”

國家自然基金項目“東江流域典型河流中紫外吸收劑的污染過程與環境歸趨研究”就是在填補這一領域的空白，劉有勝將在前期研究基礎上以東江流域典型河流為研究區域，開展代表性紫外吸收劑的源匯過程與環境歸趨研究。重點研究14種紫外吸收劑在城市污水處理廠的污染特征、去除規律及其對受納水體的輸入貢獻，闡明其在受納水環境介質中的分配和生物富集機制。“我們還會在實驗室條件下進一步研究典型紫外吸收劑在水-沉積物體系好氧和厭氧條件下的微生物降解規律。通過野外調查和實驗室研究相結合，探討紫外吸收劑從源到匯的污染過程及其環境歸趨，為評價其生態健康風險提供基礎科學數據。”他說。

此外，劉有勝還主持了廣東省自然科學基金“典型分散型污水處理系統中新型有機污染物去除的微生物學機制研究”。

篇4

中圖分類號 G717 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219（2013）32-0071-03

收稿日期：2013-10-06

作者簡介：吳春芳（1964- ），女，江蘇溧陽人，江蘇理工學院后勤服務總公司品質部經理，助理研究員。

一、問題提出的背景

改革開放35年來，我國高等教育的辦學思路、格局和規模發生了根本性變化。進入新世紀后，我國高等教育逐漸由精英化向大眾化轉變，邁入了快速發展時期，《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》提出，高等教育應當優化結構、辦出特色且增強社會服務能力。在此背景下，應用技術型大學得到了蓬勃發展，到2010年底，全國共有本科高校1114所，改革開放以來新建的應用技術型大學有700多所，在校生近千萬人，占本科院校總數的近70%。這些應用技術型高校承載著人才培養、科學研究、社會服務和文化傳承創新等重任，但廣大師生在日常工作、學習和生活中所產生的各類廢棄物（包括餐廚廢棄物、實驗室廢棄物、辦公廢棄物和其他廢棄物）的數量同樣是驚人的。2012年，中央提出全社會要厲行勤儉節約、反對鋪張浪費。為深入貫徹這一精神，教育部印發了《關于勤儉節約辦教育建設節約型校園的通知》，要求各級各類學校要在廣大師生員工中大力開展艱苦奮斗、勤儉節約的宣傳教育活動，使師生員工牢固樹立節約光榮、浪費可恥的思想觀念，自覺做到艱苦樸素、勤儉節約，自覺抵制奢侈浪費行為，努力形成“崇尚節約、摒棄浪費”的校園文化風尚。

教育資源是社會資源的重要組成部分，應用技術型高校對自身產生的各類廢棄物進行科學合理的處置，制定好相應的校園環境規劃并進行環境管理，建設節約型校園，不僅是學校自身發展的需要，更是學校培養合格人才，提高學生綜合素質，履行高校社會責任的需要。

二、節約型校園管理面臨的環境問題

一是校園的環境規劃和管理問題。相對于學校校園面臨的校內外治安問題、網絡安全問題、學生心理問題等，校園環境規劃和管理問題往往被高校管理層所忽視。大部分學校所采用的校園環境管理方式是將校園內的環境規劃和廢棄物處理處置交由后勤服務部門處理，對如何處理和處理的效果關心較少。當前，許多學校已經意識到校園環境管理的重要性，已逐步從自辦后勤服務向后勤服務社會化轉變，正逐步引入ISO9000系列的質量管理體系和ISO14000系列的環境管理體系對校園環境進行管理[1]。二是廢棄物的處理處置問題。各校由于學科和專業門類不同，所產生的廢棄物種類和數量差異較大，其中，餐廚廢棄物、辦公廢棄物是各類學校面臨的共性廢棄物。盡管各校均在采用“提倡節約，反對浪費”的方式進行廢棄物的減量化，但是在后續的無害化處置和資源化利用方面做得不夠。對于化學類、材料類等學科和專業所產生的危險廢棄物，往往與生活垃圾混在一起，運出校園就算處理處置完畢，存有一定隱患和危害。三是大學管理中的環保和資源意識問題。高等教育的理念和管理模式與保護環境和節約資源之間往往是矛盾的，而且往往不是單個高校自身能夠解決的。以考試用紙的浪費問題為例，考試的目的是為了檢查和督促學生學習，是否需要用紙質考試，各高校均在探索，收效甚微。原因在于傳統的課程考試模式就是出卷考試，而且需要將學生考試卷保存到學生畢業后一年以上，教育行政主管部門和第三方評估機構對高校的評估中將此看得很重要，機考和網絡考試在許多高校難以實行。

三、節約型校園環境管理的特殊性

盡管各應用技術型高校對校園環境管理重要性的認識有所差異，但是渴望校園整潔美麗是相同的，所采用的管理部門和管理手段也是類似的。在應用技術型高校環境管理上，引入ISO14000系列的環境管理體系是行之有效的做法。ISO14000系列環境管理體系是由ISO/TC207（國際環境管理技術委員會）負責制定的一個國際通行的環境管理體系標準，包括環境管理體系、環境審核、環境標志、生命周期分析等國際環境管理領域內的許多焦點問題，目的是指導各類組織（企業、公司、學校等）實施正確的環境行為[2]。ISO14000系列環境管理體系不僅適用于制造業和加工業，而且適用于包括應用技術型高校后勤服務企業在內的服務業。

對應用技術型高校而言，校園內的環境質量管理主要由后勤服務部門負責，主要原因在于生活后勤服務過程等所產生的廢棄物是學校廢棄物的主要產生源，同時，為師生提供良好的環境和服務是后勤服務部門義不容辭的職責。對照ISO14000系列環境管理體系，應用技術型高校后勤服務過程中應該制定和實施的內容可以歸納為五個方面：后勤服務的環境方針、后勤服務的環境規劃（策劃）、環境方針和規劃的實施與運行、生活后勤服務和條件后勤服務中的環境檢查與糾正措施、環境管理評審等。這五個方面在邏輯上連貫一致、步驟上相輔相承，共同保證了應用技術型高校環境管理體系的有效建立和實施，并持續改進，呈現螺旋上升之勢。

應用技術型高校育人環境的特殊性，決定了其后勤服務部門在制定環境管理方針時必須考慮以下幾點：一是制定環境質量管理的指導原則和實施宗旨時，除了要得到后勤服務部門最高管理者的承諾和認可外，還必須得到學校最高管理部門（校務會或黨委會）的承諾和認可，成為師生的共識；二是環境管理的重點領域，不僅包括后勤服務企業本身，還包括校園內師生工作、學習和生活的各個角落；三是環境目標和指標的實現，不僅依靠后勤服務企業員工，更應該緊緊依靠廣大師生。應用技術型高校后勤服務企業在確定貫徹落實企業的環境方針和環境目標時，應充分考慮師生工作學習時間的特殊性，然后確定實施方法和操作規程，確保重大的環境因素處于受控狀態。同時，為保證體系的適用和有效，應建立監督、檢測和糾正機制。應用技術型高校后勤服務企業在ISO14000系列環境管理體系的審核與評審中，更應該將師生的反映和滿意度作為促進體系進一步完善和改進提高的依據。

四、節約型校園建設中廢棄物處理處置對策

（一）餐廚廢棄物

餐廚廢棄物是校園內產生量最大的廢棄物種類之一，對其減量化是處理處置的第一要務。除了進行有效宣傳，開展類似“光盤行動”的活動外，后勤服務部門必須在飯菜質量上多下功夫，讓師生買之則吃之。其次是對餐廚廢棄物的無害化處置和資源化利用問題。由于高校后勤社會化已經普遍推行，一個校園內從事餐飲服務的企業和個體工商戶數量眾多，如何保證所有經營者均能夠按照無害化和資源化的要求處理處置好餐廚廢棄物，是應用技術型高校后勤服務部門應該重點關注的問題。

（二）辦公廢棄物

高校辦公廢棄物數量最多的是各類廢紙和電子廢棄物。對于各類廢紙的處理處置，最有效的辦法是由后勤服務部門進行分類收集，然后交給相關機構進行資源化利用。容易被忽視的是，各類辦公用電器及其配件，一般的做法是集中存放和集中報廢。這里的集中報廢僅僅是一個報廢手續，而不是真正意義上的電子廢棄物處理處置。事實上，單個的廢舊辦公用電器及其配件并不屬于危險廢棄物，但是一旦集中存放并集中處置時，必須作為危險廢物進行管理。應用技術型高校集中報廢的電腦、電池、打印機和油墨等，必須按照有關環境保護規定交由具備相關資質的企業處理。一個可借鑒的案例是，江蘇省常州市政府，考慮到政府用辦公電器的危險廢物屬性和保密性，專門出臺了相關文件，規定相關設備報廢時必須交由環保部定點拆解回收企業進行處理處置，否則不得使用財政經費購買新的辦公用電器。

（三）實驗室廢棄物

應用技術型高校各類實驗室均會產生大量的廢棄物，包括紙質廢棄物、機電類廢棄物、化工類廢棄物等。紙質廢棄物和機電類廢棄物可以參照辦公廢棄物進行處理，化工類廢棄物必須按照有關危險廢棄物的管理規定進行處置。一是對于化學化工和材料類實驗室的各類廢液的處理處置，必須遵循分類收集、源頭處置與集中處置相結合的方式進行，嚴禁將實驗室廢液排入生活污水或雨水系統。對于沒有條件將實驗室廢液接入工業污水處理管網的應用技術型高校，應該建設獨立的化學化工實驗室廢水處理系統。二是對于實驗室廢氣的處理處置，必須遵循源頭處置和達標排放的原則。三是對于各類試劑的包裝容器、報廢的化學試劑、易燃易爆劇毒類化學品的管理，各應用技術型高校沒有給予高度重視，各類試劑的包裝容器進入生活垃圾箱、報廢的化學試劑隨意處置和易燃易爆劇毒類化學品管理不善等現象普遍存在，對此高校環境管理部門應給予高度重視。

參考文獻：

[1]吳春芳.ISO質量管理體系與應用技術型高校后勤服務企業文化建設[J].現代企業教育，2012（18）：54-55.

[2]祖赤，文建林，趙紅艷.IS014000環境管理體系在我國企業中的建立及實施[J].湖南林業科技，2005（2）：76-77.

Discussion on Conservation-oriented Campus Management of Applied Technology-typed Colleges and Universities under the Perspective of Cyclic Economy

WU Chun-fang

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《固體廢物處理》是教育部高等學校環境工程專業教學指導分委員會在制定專業規范中確定的環境工程專業必修專業課之一，是一門實踐性和工程性很強的課程，而其相關的實驗是教學工作中的一個重要環節，是理論和實踐相結合的連接點，因此在很大程度上需要通過實驗教學來加深學生對專業知識的理解，提高對理論知識的掌握程度，促進理論與實際應用的緊密結合。由于近年來高等教育規模的擴張，實驗教學的資源日趨緊張，如何改革實驗教學方法、內容及授課方式成為我們面臨的重要問題。為進一步提高實驗教學效率，我們對固體廢物處理與資源化實驗教學進行了改革探索。

1 改革之前實驗教學中存在的主要問題

1.1實驗基礎設施

通過近些年的實驗基礎設施的建設，我校環境工程專業有了一定的實驗資源，所需的固體廢物實驗核心設備已購置完畢，基本具備必要的實驗室條件，如固體廢物預處理所需的破碎機、球磨機、篩分設備、壓濾（過濾）機、磁選機，處理和處置部分的生化反應器、小型垃圾焚燒爐、造粒機、干燥機等。但是在傳統教學模式下，缺乏對設備的系統性和綜合性應用，造成部分設備的閑置，浪費了有限的教學資源。

1.2實驗教學內容和方法

傳統實驗主要以固體廢物性質測定和簡單處理為主，教學項目單一、內容單調而生硬，整體安排缺乏系統性。教學方式主要以教師為主、學生為輔開展簡單性實驗。實驗準備完全由教師完成，學生僅寫份預習報告，課后整理數據提交報告而已，實驗操作過程簡單，缺乏能動性。學生雖然能接觸實驗設備，但是受設備種類、數量的局限，實際上學生的操作往往只占整個實驗較少的比重。實驗教學內容與教學方法缺乏創新、呆板，不利于學生創造能力的培養，既不能調動學生學習積極性和主動性，也無法提高學生動手能力、工程實踐能力及設計能力。

2實驗教學改革的主要內容

經過教學團隊的共同調研和摸索，對原有實驗條件和內容進行了優化改革，主要內容如下：

2.1加強實驗室建設，優化實驗條件

為了順利進行實驗準備工作和開設合理的實驗項目，我們對原有的實驗設備和儀器進行了詳細的整理和檢查，并在項目調研階段對設備進行補充配置，增加了必要的零件、備件，進行全面的維修和保養，還根據需要購買或改造一部分儀器。優化后的實驗條件基本上可全面覆蓋固體廢物的預處理、三大處理方法（焚燒、堆肥、填埋）和資源化的實驗內容。例如，為保證生物處理裝置的正常運轉，增加了溫控和攪拌部分；焚燒爐結合使用了預處理、后續的爐渣和廢氣的收集與處理設備等。通過對原有實驗資源的整合、合理利用和適當設計開發，降低了設備閑置率，也為開設系統性、綜合性實驗創造必要的實驗條件。

2.2完善實驗教學內容，改革教學方法和手段

在原有實驗內容基礎上，全面梳理固體廢物處理與資源化的實驗項目，增設了綜合性、設計性實驗項目。本課程教學是在大三下學期進行的，學生已具備一定的理論知識和實驗技能，所以在實驗內容上，適當增加了一些具有一定深度和廣度、內容典型的綜合性實驗項目。在教學內容中安排了從固體廢物收集開始到最終處置的一系列連續的綜合實驗，將過去獨立的、互不相關的實驗改為連續性的、探索性的大實驗。如餐廚垃圾的生物降解資源化處理的全過程實驗，將采樣、樣品分析、預處理、發酵、產品分析等工序組合形成了一個整體實驗。由于教學大綱指定的實驗學時有限，我們同時開設了多個系列的實驗項目，學生可以根據自身的愛好和需要自由選擇。通過實驗教學體系的重新構建，豐富了內容、增大綜合性和設計性實驗項目比例。

傳統的實驗課程教學方法是由實驗教師幫助學生完成很大一部分準備工作，學生只是按照教師的講解和實驗手冊上的步驟進行操作。為改變這些現象，我們要求學生先復習并寫出實驗計劃（包括實驗目的、原理、儀器、材料、步驟等），然后通過小組討論進行修改，再由教師審核后，學生方可進行實驗。實驗的每一步幾乎都是由學生自己動手，教師只起檢查和輔導示范作用。由于是學生自己動手進行實驗，使學生進一步加深了對實驗的目的、原理、方法、步驟的理解。采用學生自主，教師引導和輔導的實驗教學方式，促使學生更好地掌握基本理論，同時對提高學生思考問題和解決問題能力有很大幫助，大大提高了學生自主研發的能力，為以后的學習和工作打下必要的基礎。實驗成績考核由預習成績（包括實驗設計成績）、實驗操作成績、實驗報告成績組成。由于實驗是小組形式進行，所以還要參考小組組長和同組人的評價。

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（二）主要目標。到2015年，全市化學需氧量排放總量比年下降9.2%，其中工業加生活8.1%、農業10.7%；氨氮排放總量比年下降10.2%，其中工業加生活9.2%、農業11.5%；全市氮氧化物排放總量比年下降23.3%；二氧化硫排放增量控制在15.0%以下。其中，2013年各項減排比例要達到2015年減排目標比例的60%以上。

二、分解目標任務，強化減排責任

（一）合理分解減排指標。綜合考慮區域社會經濟發展水平、產業結構、減排潛力、環境容量等因素，市政府以責任書的形式將全市減排指標合理分解到各縣（市、區）、開發區。各地要將污染減排目標納入本轄區經濟社會發展規劃，將總量減排指標、重點任務、重點減排項目分解到各有關部門和重點企業。

（二）健全減排統計、監測和考核體系。完善減排統計和核查核算辦法，統一標準和分析方法，實現監測數據共享。加強化學需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物排放統計監測，建立農業源和機動車排放統計監測指標體系。完善減排考核辦法，做好全市和各縣（市、區）、開發區主要污染物排放預警通報和考核工作。

（三）加強目標責任評價考核。各縣（市、區）人民政府，、常山、古雷開發區管委會、臺商投資區管委會每年要向市政府報告主要污染物減排目標完成情況。有關部門每年要向市政府報告減排措施落實情況。市政府每年組織開展減排目標責任評價考核，考核結果向社會公告。強化考核結果運用，將減排目標完成情況和政策措施落實情況作為領導班子和領導干部綜合考核評價的重要內容，納入政府績效管理，實行問責制和“一票否決”制，對成績突出的地區、單位和個人給予表彰獎勵。

三、嚴格控制增量，優化產業結構

（一）抑制高耗能、高排放行業過快增長。嚴格控制高耗能、高排放和產能過剩行業新上項目，進一步提高行業準入門檻，強化節能、環保、土地、安全等指標約束，依法嚴格節能評估審查、環境影響評價、建設用地審查，嚴格貸款審批。建立健全項目審批、核準、備案責任制，嚴肅查處越權審批、分拆審批、未批先建、邊批邊建等行為，依法追究有關人員責任。嚴格控制高耗能、高排放產品出口。

（二）加快淘汰落后產能。落實國務院《關于進一步加強淘汰落后產能工作的通知》（國發〔〕7號）以及省政府提出的落后產能淘汰有關要求，分年度制訂淘汰落后產能任務目標，將任務目標分解落實到各地。完善淘汰落后產能檢查及公告制度，建立落后產能退出機制，各地淘汰落后產能和生產工藝技術改進形成的水污染物削減量要占工業水污染物新增削減總量的20%以上。對未按期完成淘汰任務的地方，嚴格控制新上投資項目，暫停辦理重點行業建設項目審批、核準和備案手續；對未按期淘汰的企業，依法吊銷排污許可證、生產許可證和安全生產許可證；對虛假淘汰行為，依法追究企業負責人和地方政府有關人員的責任。

（三）推動傳統產業改造升級。嚴格落實《產業結構調整指導目錄》。加快運用高新技術和先進適用技術改造提升傳統產業，促進信息化和工業化深度融合。加大企業技術改造支持力度，重點支持對產業升級帶動作用大的重點項目和重污染企業搬遷改造。對造紙、印染、皮革、合成革、火電、建材等重點排污行業，實行全行業排污總量控制，新上項目所需污染物排放總量指標應在企業或行業內新增削減量中調劑，確保行業增產減污，促進行業改造升級。

四、控制排放總量，推進重點領域減排

（一）加大工業廢水深度治理力度。省級以上經濟開發區（工業園區）要在2012年底前實現污水集中治理，其他由縣（市、區）設立的工業園區要在2013年底前實現集中治理。進一步完善工業園區管網，實現園區污水全收集、全處理。開展造紙、皮革、化工、食品飲料以及其他重點排污行業廢水深度治理和清潔生產，提高水回用率。

（二）提高城鄉生活污水處理率。及時新、擴建并投運城鎮污水處理廠，加大管網配套力度，完善雨污分流系統，提高進水濃度和負荷率，并加強運行管理，確保達標排放。加快推進重點鄉鎮污水集中處理設施建設，九龍江流域沿岸1公里范圍內建制鎮、其他地區鎮區人口在3萬人以上的建制鎮、省級綜合改革試點鎮、列入農村連片整治的鄉鎮，要分期分批在2015年底前因地制宜實現污水集中處理，兩城區、龍海市基本實現轄區內所有建制鎮污水集中處理。

（三）大幅度削減畜禽養殖排放量。科學控制畜禽和江河湖庫水產養殖總量。大力推進專業養殖戶整合，加快實施綜合治理或者改進養殖方式。2013年底前，所有規模化畜禽養殖場、養殖小區完成全過程綜合治理或者實現生態種養，廢棄物綜合處置利用，廢水達標排放或農田回用零排放；或者通過改進養殖方式減排，采用生物發酵床、墊草墊料養殖且墊料還田利用或生產有機肥。

（四）落實電力行業脫硫脫硝。新建燃煤機組必須同步采用低氮燃燒工藝并建設脫硫脫硝設施，不設置煙氣旁路。現役燃煤機組華陽電業要穩定運行低氮燃燒和現有脫硫脫硝設施，并分批于2014年底前完成脫硝設施改造。采用循環流化床爐內脫硫的企業自備電站，2012年底前全部實施自動添加脫硫劑或建設爐外脫硫設施。

（五）實施非電鍋爐（爐窯）減排。新建新型干法水泥窯要同步采用低氮燃燒技術并配套煙氣脫硝設施；新建玻璃窯爐要同步配套脫硫設施或采用LNG等清潔能源，采取采用低氮燃燒技術并配套煙氣脫硝設施；新建鋼鐵燒結機必須同步配套脫硫、脫硝設施，鋼鐵冶煉企業球團豎爐、鋼鐵壓延加工企業煤氣發生爐同步實施脫硫。現有鋼鐵燒結機必須于2012年底前、鋼鐵壓延煤氣發生爐必須于2013年底前建成投運脫硫設施。旗濱玻璃、臺玻光伏玻璃公司現有生產線要穩定運行脫硫設施2012年底前建成脫硝設施。其他非電燃煤（重油）鍋爐（爐窯）也要實施脫硫或者改用清潔燃料。

（六）強化機動車尾氣減排。加大老舊機動車淘汰力度，對達到國家規定機動車強制報廢年限的舊機動車全部予以報廢，做好報廢汽車回收及拆解的監督管理。強化機動車環保年檢管理，加強已到報廢年限、但未到強制報廢年限的機動車輛的定期檢測，全面開展機動車環保標志核發工作，加快淘汰不達標車輛。積極推進國三、國四機動車油品替代工作，實現機動車氮氧化物減排。

五、發展循環經濟，大力促進污染減排

（一）全面推行清潔生產。編制清潔生產推行規劃，實施重點行業、重點區域清潔生產推行方案，實施清潔生產示范工程，鼓勵企業自愿組織實施清潔生產審核，從源頭和全過程控制污染物產生和排放，降低資源消耗。重點圍繞主要污染物減排和重金屬污染治理，公布清潔生產強制審核企業名單，依法對污染物超標或超總量排放的企業以及使用有毒、有害原料進行生產或者在生產中排放有毒、有害物質的企業實施強制性清潔生產審核，促使企業制定和實施切實可行的清潔生產方案。

（二）推進資源綜合利用。加強共伴生礦產資源及尾礦綜合利用，建設綠色礦山。推動煤矸石、粉煤灰、工業副產石膏、冶煉和化工廢渣、建筑和道路廢棄物以及農作物秸稈綜合利用、農林廢物資源化利用，實現廢棄物就地消化，減少轉移。到2015年，工業固體廢物綜合利用率達75%以上。

（三）促進垃圾資源化利用。健全城市生活垃圾分類回收制度，完善分類回收、密閉運輸、集中處理體系。鼓勵開展垃圾焚燒發電和供熱、填埋氣體發電、餐廚廢棄物資源化利用。鼓勵在工業生產過程中協同處理城市生活垃圾和污泥。

六、構建推廣平臺，推進減排技術開發

（一）加快減排共性和關鍵技術研發。將節能減排技術研發納入地方科技計劃，完善節能減排技術和循環經濟創新體系。繼續推進節能減排科技專項行動，組織高效節能、廢物資源化以及小型分散污水處理、農業面源污染治理等共性、關鍵和前沿技術攻關。支持企業與高校、科研機構共建企業技術中心、海外研發中心、工程實驗室等創新平臺，鼓勵組建節能減排和循環經濟產學研技術創新戰略聯盟，創新產學研合作研發機制，推動重大的節能減排和循環經濟技術聯合攻關研發。

（二）加大減排技術產業化示范。實施重點行業節能減排共性、關鍵性及重大技術裝備產業化示范。重點支持生物脫氮除磷、燒結機煙氣脫硫脫硝一體化、水泥和玻璃爐窯脫硝、高濃度有機廢水處理、污泥和垃圾滲濾液處理處置、廢棄電器電子產品資源化、金屬無害化處理等關鍵技術與設備產業化，加快產業化基地建設。通過6•18中國海峽項目成果交易會等平臺，促進節能減排和循環經濟技術成果的轉化與推廣。

（三）加快減排技術推廣應用。加強環保重點技術、裝備的推廣應用，積極推廣具有自主知識產權的煙氣脫硫、電袋復合除塵、高效節能電除塵、有機廢氣凈化、廢水污染防治和城鎮生活垃圾焚燒爐等裝備。加強與國際組織、政府間雙邊、多邊以及民間渠道在節能環保領域的國際合作和交流，積極引進、消化、吸收國外先進節能環保技術。

七、落實經濟政策，發揮減排導向作用

（一）落實價格和環保收費政策。在國家規定基礎上，按程序加大差別電價、懲罰性電價實施力度。嚴格落實脫硫電價政策以及鋼鐵燒結機和玻璃爐窯差別電價政策，按照國家政策規定和工作部署適時落實脫硝電價政策，適當增加脫硝機組發電利用小時。進一步完善污水處理費政策，將污泥處理費用逐步納入污水處理成本。積極利用水費、電費等收費平臺，改進垃圾處理收費方式，加大征收力度，降低征收成本。

（二）落實財政激勵政策。積極組織符合中央預算內投資補助和節能減排財政獎勵要求的示范項目，爭取國家資金支持。各級地方政府要整合相關財政性資金，不斷加大對減排統計、監測、考核“三大體系”支持，切實承擔城鎮污水處理設施和配套管網建設的主體責任，嚴格城鎮污水處理費征收和管理。推行政府綠色采購，落實強制采購和優先采購制度，逐步提高節能環保產品比重，研究實行節能環保服務政府采購。

（三）落實稅收優惠政策。落實國家支持節能減排所得稅、增值稅等優惠政策。對企業從事符合條件的環境保護、節能節水項目的所得，按照國家規定減免企業所得稅；購置并實際使用《環境保護專用設備企業所得稅優惠目錄》中規定的環境保護企業，依法抵免企業所得稅。

（四）強化金融支持力度。引導各類金融機構對節能減排和循環經濟發展的重點項目給予優先貸款等信貸支持。鼓勵不同經濟成分和各類社會投資主體及民間資本參與節能減排和循環經濟項目建設。提高高耗能、高排放行業貸款門檻，將企業環境違法信息納入人民銀行企業征信系統和銀監會信息披露系統，與企業信用等級評定、貸款及證券融資聯動。推行環境污染責任保險，重點區域涉重金屬企業應當購買環境污染責任保險。

八、加大執法力度，強化減排監督管理

（一）嚴格環境影響評價制度。把污染物排放總量指標作為環評審批的前置條件，對年度減排目標未完成、重點減排項目未按目標責任書落實的地區和企業，實行階段性環評限批。對未通過能評、環評審查的投資項目，有關部門不得審批、核準、批準開工建設，不得發放生產許可證、安全生產許可證、排污許可證，金融機構不得發放貸款，有關單位不得供水、供電。加強環評審查的監督管理，嚴肅查處各種違規審批行為。

（二）加強重點污染源和治理設施運行監管。加強排污許可證管理。強化重點流域、重點行業污染源監管，適時主要污染物超標嚴重的重點企業名單。列入國、省控的電力、鋼鐵、造紙、印染等重點行業的企業，要安裝運行管理監控平臺和污染物排放自動監控系統，積極推進污染源自動監控委托第三方管理，推動數據聯網共享。加強城市污水處理廠監控平臺建設，提高污水收集率，做好運行和污染物削減評估考核，考核結果作為核撥污水處理費的重要依據。對城市污水處理設施建設嚴重滯后、收費政策不落實、污水處理廠建成后一年內實際處理水量達不到設計能力60%，以及已建成污水處理設施但無故不運行的地區，暫緩審批該城市項目環評，暫緩下達有關項目的國家及省建設資金。

（三）加強減排執法監督。各級人民政府要組織開展減排專項檢查，督促各項工作落實，嚴肅查處各類違法違規行為。加大對重點污染源的執法檢查力度，對嚴重違反環保法律法規，未按要求淘汰落后產能、減排設施未按要求運行等行為，公開通報或掛牌督辦，限期整改，對有關責任人進行嚴肅處理。實行減排執法責任制，對行政不作為、執法不嚴等行為，嚴肅追究有關主管部門和執法機構負責人的責任。

九、推進新機制，加強減排能力建設

（一）推進排污權交易試點。適時開展主要污染物排污權有償使用和交易試點，以污染物排放總量控制和環境質量為前提，通過改變污染物排放指標分配方法和排污權使用方式，逐步建立排污權交易市場，實現環境資源的優化配置。

（二）推行污染治理設施建設運行特許經營。完善市場準入機制，規范市場行為。鼓勵采用多種建設運營模式開展城鎮污水垃圾處理、工業園區污染集中治理，確保處理設施穩定高效運行。實行環保設施運營資質許可制度，推進環保設施的專業化、社會化運營服務。

（三）強化減排監督管理能力建設。增強減排監管能力，加強減排統計、監測和考核體系建設，落實監測體系建設計劃和經費保障，推進環境監測監察標準化建設，提高機動車和農業源污染檢測和減排監管能力，將通過有效性審核的自動監測數據應用于環境執法、排污收費、總量核算，為減排工作提供有力保障。

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中圖分類號 X75 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）09-0189-04

Abstract This paper designed a set of ecological circulation system for restoration of mining area land based on biogas engineering technology. Through the anaerobic digestion process，the biogas produced by municipal waste could be used as life gas，and redundant biogas could be used for electricity generation. The biogas residue could be used to make solid organic fertilizer for the development of the ecological agriculture. In addition，the biogas slurry could be used to make liquid organic fertilizer，and the redundant liquid fertilizer could be purified through the purification system and used for irrigation water，thus achieved zero emission.The organic agricultural products could serve the residents in this area，to establish a sustainable agricultural ecological circulation system. This paper introduced the design scheme，theoretical design and calculation method of the system，and analyzed the benefits of the system，in order to provide references for the land restoration in the mining area.

Key words ecological circulation system；biogas engineering technology；eco-agriculture；land restoration；energy saving and emission reduction；mining area

由于礦產資源開采會帶來許多生態問題，開采以后的礦區多數變成廢地等難以利用的土地，因而如何恢復和利用這些因礦變廢的土地是目前需要解決的問題[1-2]。世界上發達國家礦區治理的土地面積基本上可以達到因開礦變廢土地的1/2以上，甚至有的國家可以達到3/4。我國在這方面的工作遠遠落后于發達國家，但近年來也有了較大的進步，自恢復2%達到2012年復墾15%，但依然遠遠落后于發達國家的復墾率，特別是近年來礦區荒廢地的面積依然在持續增加，總面積達到200萬hm2 [3-6]。

在礦區荒廢地持續增加的同時，我國的人口也在持續增加，人均耕地面積僅0.1 hm2 [7]，特別是近年來，全國耕地面積逐年減少，逼近1.2億hm2耕地紅線[8]。因此，礦區廢棄土地的治理與改善，能夠補充當地農耕地的不足，保障糧食安全[9]。

同時，隨著城鎮化的不斷推進，城市廢棄物處理的問題呈現兩大特點，即數量龐大和處理效果不佳。如果建立以沼氣工程為紐帶的礦區土地恢復生態循環系統，實現城市廢棄物的資源化利用，利用所產生的沼肥替代化肥農藥，發展現代化的可持續農業，實現礦區土地的恢復是非常有必要的，不但恢復了礦區土地，解決了糧食危機和食品安全，而且解決了城區的環境問題[10-11]。

1 設計方案

將城市居民所產生的廢棄物（如公廁糞便、餐廚垃圾、生活污水）收集到預混加熱池，通過以太陽能、空氣源熱泵、沼氣發電余熱為基礎的熱電聯產加熱系統加熱后，把廢棄物加入自行設計的氣液聯合攪拌新型CSTR反應器。經過厭氧消化后，所產生的沼氣一部分用作礦區土地恢復園區的生活燃氣，多余沼氣用于發電，為園區提供電能，并對發電余熱進行回收；將產生的沼渣制作成固態有機肥，用作園區發展生態農業所需肥料；將產生的沼液，一部分制作成液態有機肥，用作園區發展生態農業所需液肥，剩余部分利用光伏水泵打入到高位水池，依次通過自流的方式進入自行設計的軟硬雙床AF和雙填料好氧凈化器，實現達標排放，用作園區的灌溉用水。園區可以建設采摘園、發展休閑農業和旅游觀光，為居民提供有機食品，實現了物質循環和能量流動，建立了一套完整的礦區土地恢復生態循環系統（圖1）。

2 理論設計及計算

本作品設計400 hm2的礦區恢復土地，其中66.67 hm2用于屋舍的建立，主要包括4層多功能綜合樓（一層展示廳、二樓會議室、三樓辦公室、四樓研發實驗室）、冷庫、接待賓館、小型休閑娛樂公園、特色餐廳、產品交易大廳、園工宿舍、露天活動場所、道路景觀等；剩余333.33 hm2用于發展現代化生態有機農業。

2.1 礦區土地恢復工藝設計

本作品設計用于發展農業的有效土地面積為333.33 hm2，以平均1 hm2土地每年約需150 t沼肥計算，每年需要沼肥5萬t。本作品擬建立5 000 m3的氣液聯合攪拌CSTR反應器，采用中溫30 ℃發酵，水力滯留時間為15 d，每天可處理大約300 t的城市廢棄物，年產沼渣約5 000 t（15 t/d），用于農業發展所需基肥，年產沼液約10萬t（285 t/d），其中5萬t用于農業發展所需追肥，剩余5萬t通過軟硬雙床AF和雙填料好氧凈化器處理（其中軟硬雙床AF為300 m3，HRT=2 d；雙填料好氧凈化器為150 m3，HRT=1 d），實現達標排放，用于發展農業及其園區綠化的灌溉用水，年產沼氣約120萬m3（3 500 m3/d），每天平均約1 500 m3的沼氣用于生活燃氣（餐廳和有機肥加工所用），2 000 m3的沼氣用于發電，為園區設施提供電能。

2.2 礦區土地恢復熱電聯產加熱系統的設計

本作品設計以太陽能、空氣源熱泵、沼氣發電余熱為基礎的熱電聯產加熱系統，由于云南當地有較好的光照條件，所以選擇以太陽能與沼氣發電余熱回收加熱為主、熱泵為輔的加熱方式。每天加熱約300 m3的物料，配備循環水箱為60 m3，對于沼氣工程，由能量守恒定律可知，輸出（損失）的能量和輸入（獲得）的能量應相等，才能保證整個系統的溫度恒定。沼氣工程每天損失的能量主要是厭氧消化罐及管道散熱和每天新增投料所需熱量，發酵產生的生物化學熱量相對于外加熱量小得多，故忽略不計[12]。

2.2.1 每天沼氣發酵所需熱量的計算。

（1）厭氧消化罐投料損失的熱量[12]。厭氧消化罐投料損失的熱量計算公式：

Q1=cm（TD-TS）

式中：c―料液的比熱容（新鮮料液質量分數為4%～6%，可近似取水的比熱容），為4.2 kJ/（kg?℃）；m―每天進入沼氣池的新鮮料液量，為300 t；TD―沼氣發酵罐內料液的溫度，為30 ℃；TS―新鮮料液的溫度，為5 ℃。經計算，Q1=315 000 00 kJ。

（2）厭氧消化罐散熱損失的熱量。氧消化罐散熱損失的熱量計算公式：

Q2=24×（TD-TA）/[∑bi/（λi×Si）+1/（α×S0）]

式中：Q2―罐內向罐外散發的熱量，即罐體散熱損失，單位為kJ；Si―罐頂、罐壁和罐底散熱面積分別為314、1 256、314 m2；S0―罐頂和罐壁散熱總面積，為1 570 m2；TA―罐外介質溫度，10 ℃；α―罐外壁熱轉移系數，為10 W/（m2?℃）；bi―罐體各部結構層，保溫板厚度為100 mm，罐底基礎為鋼筋砼，厚度為1 000 mm；λi―罐體各部結構層，保溫板導熱系數為0.042 W/（m?℃），鋼筋砼導熱系數為1.3 W/（m?℃）。經計算，Q2=240 000 kJ。

（3）循環水箱及其管道散熱損失的熱量。循環水箱散熱損失的熱量計算公式：

Q3=24×（TN-TA）/[∑bx /（λi×Sx）]

式中：Q3―箱內向箱外散發的熱量，即箱體散熱損失，單位為kJ；Sx―箱頂、箱壁和箱底散熱面積，分別為12、63、12 m2；TN―箱內水體溫度，為35 ℃；TA―箱外介質溫度，為10 ℃；bx―箱體保溫板厚度，為100 mm；λi―箱體保溫板導熱系數，為0.042 W/（m?℃）。經計算，Q3=22 000 kJ。

水管的熱量損失較小，可忽略不計。因此，每天沼氣發酵罐總的熱損失為Q=Q1+Q2+Q3=31 762 MJ。

2.2.2 以太陽能、空氣源熱泵、沼氣發電余熱為基礎的熱電聯產加熱系統的設計。

（1）沼氣發電余熱回收的計算[13-14]。沼氣發電余熱利用是指在沼氣熱電聯產過程中，通過回收發電余熱中的熱量來加熱發酵料液。本作品設計每天大約有2 000 m3的沼氣用于發電，如果采用國產沼氣發電機組，1 m3沼氣大約可發電1.5 kW?h，則每天可產生電能3 000 kW?h，按55% CH4含量計算，1 m3沼氣燃燒放熱為20 MJ，則沼氣燃燒可產生熱量Q熱=40 000 MJ，沼氣發電與煙氣回收所產生的余熱利用率為50%左右，則每天發電余熱回收為Q余=0.45×Q熱=20 000 MJ。

（2）太陽能加熱循環水的計算[15-17]。每天沼氣發酵罐所需熱量為31 762 MJ，沼氣發電余熱回收熱量為20 000 MJ，所以還需太陽能提供11 762 MJ的熱量，本作品設計利用太陽能加熱時間為4 h。太陽能熱管加熱系統日均集熱量公式：

式中：A―集熱器采光面積（m2）；I―集熱面上日平均輻射強度，為22 MJ/（m2?d）；ηj―集熱器全日集熱效率，取0.55；ηs―管路及儲水箱熱損失率，取0.1。經計算，A=2 200 m2。

（3）空氣源熱泵加熱循環水的計算[18-19]。由于太陽能熱水系統受平均日輻射量、日照時間、氣溫、氣象特點、氣候等因素影響較大，不能全天候工作，須設置其他熱源聯合或輔助加熱裝置。本作品采用空氣源熱泵輔助加熱，實現高效節能的新型熱水系統。一旦太陽能熱水器受到天氣影響，則空氣源熱泵啟動，代替太陽能熱水器工作，需要輸出11 762 MJ的熱量，即3 293 kW?h。一般情況下，2 200～2 600 W都可稱為1匹。本作品擬設定空氣源熱泵的工作時間為5 h，2.2 kW為1匹，由以下公式計算：

N=Q/（T?W）

可得N=300。故空氣源熱泵應匹配300匹。

2.3 以沼氣發電和光伏水泵為基礎的聯合進料泵系統的設計

本系統擬設計軟硬雙床AF的日進料量為150 t，每天的有效光照時間為8 h。因此，在內至少要抽水150 m3，擬配備8 h內抽水200 m3的泵系統，即每小時25 m3，總揚程為8 m，以預防天氣影響，需有150 m3的蓄水池，擬建高位蓄水池為180 m3，如果出現連續陰天或低溫天氣，則利用沼氣發電系統輔助。

提水系統水功率的計算公式[20-21]：

式中：Npf―提水系統水功率（W）；Q―水泵所需流量（m3/h）；H―系統總揚程（m）；g―重力加速度（m/s2）；ρ―水密度（kg/m3）；k1―流量修正系數；k2―提水機具形式修正系數；k3―電力傳動形式修正系數。經計算，得Npf=968 W≈1 kW。

光伏陣列容量計算公式：

N=k4k5Npf

式中：N―光伏陣列的容量（W）；k2―太陽能資源修正系數；k3―光伏陣列跟蹤太陽方式修正系數。經計算，得N=800 W。

相關工藝模型見圖2。

3 效益分析

3.1 礦區土地恢復工藝系統的效益分析

本作品擬建立氣液聯合攪拌新型CSTR反應器5 000 m3，軟硬雙床AF 300 m3，雙填料好氧凈化器150 m3，年產沼氣約120萬m3，年產沼渣約5 000 t，年產沼液約10萬t，其中5萬t用于農業發展所需追肥，剩余5萬t通過軟硬雙床AF和雙填料好氧凈化器處理，實現達標排放，用作發展農業及其園區綠化的灌溉用水。

本作品采用自行研發的氣液聯合攪拌新型CSTR反應器，避免了傳統的CSTR反應器葉輪易腐蝕、維修費用高、氣密性差等問題，在沼液的凈化上采用自行設計的軟硬雙床AF和雙填料好氧折流溝，利用高位差，實現自流凈化，可達到二級排放標準。具體工藝處理效率見表1。

厭氧消化工藝減排符合清潔發展機制CDM“可再生能源替代化石燃料”和“甲烷回收”2個規定項目[22]。其減排量是“替代煤炭的減排”“回收甲烷的減排”和“燃用沼氣的排放”三者之和，即CDM減排量計算公式：E1+E2-E3=E。計算如下[23]：

（1）替代煤炭的減排E1。本作品年產沼氣約120萬m3，沼氣的折標煤系數為0.714 kg/m3，即相當于856.8 t的標煤。根據《京都議定書的三機制及其方法學》標煤―2.658二氧化碳排放系數計算：標煤856.8t×2.658=2 277 t二氧化碳。

（2）回收糞便自然分解釋放甲烷而形成的減排E2。以厭氧消化工藝的產氣量直接計算甲烷的回收量。厭氧消化工藝總產氣量為120萬m3，其中甲烷含量為60%，即72萬m3、518 t（甲烷密度0.72 kg/m3），按甲烷21倍碳當量計算，本作品回收甲烷每年減排二氧化碳10 878 t。

（3）燃用沼氣產生的二氧化碳排放E3。燃燒72萬m3甲烷產生72萬m3、1 420 t二氧化碳（二氧化碳密度1.972 kg/m3）；另外，120萬m3沼氣中還含35%、42萬m3、830 t的CO2。因此，燃燒120 m3沼氣共排放二氧化碳1 420 t+830 t=2 250 t/年。

由此，每臺沼氣池每年形成的二氧化碳減排量：2 277+10 878-2 250≈1萬t。

本作品設計年產沼肥5.5萬t，可供333.33 hm2土地施肥1年，可以替代333.33 hm2土地1年所用的化肥、農藥，有效解決了食品安全問題。本作品年產灌溉用水5萬t，節約園區5萬t的水資源。

3.2 礦區土地恢復熱電聯產加熱系統的效益分析

本作品設計以太陽能、空氣源熱泵、沼氣發電余熱為基礎的熱電聯產加熱系統，其中沼氣發電余熱回收熱量為20 000 MJ/d，以空氣源熱泵輔助的太陽能加熱系統產生的熱量為11 762 MJ/d。

蒲小東等[24]通過一個豬場廢水處理沼氣工程，研究3種不同加熱方式的經濟效益，發現沼氣發電余熱利用加熱方式明顯優于其他加熱方式。因此，本作品優先采用沼氣發電余熱回收的熱量對沼氣工程系統進行加熱。因為云南具有得天獨厚的太陽能資源，所以剩余所需熱量由以空氣源熱泵輔助的太陽能加熱系統進行加熱。本文對劉榮向等[25]統計的加熱系統的效益數據進行了分析總結，所得具體參數見表2。

由表2可知，從運行費用上看，使用燃煤熱水鍋爐和空氣源熱泵熱水+太陽能兩者運行費用很接近，最為經濟，但是從環保角度考慮使用空氣源熱泵熱水+太陽能最為環保。綜合考慮，以空氣源熱泵熱水輔助太陽能加熱系統最為經濟、環保。

3.3 以沼氣發電和光伏水泵為基礎的聯合進料泵系統的效益分析

本系y以光伏水泵進料為主，在出現連續陰天或低溫天氣，并導致輻射強度較弱時，采用沼氣發電輔助進料。光伏水泵系統一般由光伏陣列、控制逆變器和水泵3個部分組成，其中光伏陣列由多個光伏組件串并聯而成，其作用是將太陽光輻射能轉換成直流電；控制逆變器的作用則是將直流電變為交流電，并對水泵進行自動化控制；而水泵的作用是將水從低處提到高處，它一般為三相交流水泵[26]。