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1、新环保技术调查报告姓名： 专业： 学号： 目录第一章绪论11.1环保技术研究现状11.1.1环保产业发展现状11.1.2交通土建的环保问题21.1.3环保技术在土木建筑工程中具体的应用2第二章 环保新技术介绍42.1世界首列商用氢燃料电池有轨电车42.1.1氢燃料电池有轨电车介绍42.1.2对氢燃料电池有轨电车的评价和展望52.2高速列车永磁同步牵引系统62.2.1永磁牵引系统简介62.2.2永磁同步牵引系统的特点72.2.2永磁同步牵引技术前景82.3污水源热泵技术82.3.1污水源热泵的原理82.3.1污水源热泵的前景92.4土壤重金属污染修复技术物理化学修复102.4.1物理修复102.
2、4.2化学修复112.5应用于铁路牵引供电的超导磁储能太阳供电方案112.5.1供电方案介绍112.5.2对该供电方案的评价和展望122.6微生物燃料电池122.6.1微生物燃料电池介绍122.6.2微生物燃料电池的评价与展望142.7一种可使二氧化碳全部利用的新技术152.7.1可使二氧化碳全部利用的技术介绍152.7.2该技术的评价与展望162.8空气动力车162.8.1空气动力车介绍162.8.2对空气动力车的评价和展望182.9超磁分离水体净化技术182.9.1超磁分离水体净化技术特点192.9.2超磁分离水体净化技术的应用192.9.3超磁分离水体净化技术的优点202.9.3总结21
3、2.10高效脱氮填料222.10.1高效脱氮填料介绍222.10.1高效脱氮填料特点242.11中空纤维膜核心技术242.11.1净中空纤维膜特点252.12斯瑞德移动式垃圾破碎机252.12.1移动式垃圾破碎机的应用情况262.12.2移动式垃圾破碎机的特点282.13生物质燃烧机282.13.1生物质燃烧机介绍282.13.1生物质燃烧机的特点29参考文献31第一章绪论1.1环保技术研究现状近几年节能环保技术成为了我国多行业领域的重点研究项目，所谓节能环保产业是指为节约能源、保护环境而提供装备、技术与服务支撑保障的产业。节能环保技术的发展有助于降低企业的生产成本，提高企业的市场竞争力。土木
4、工程在生产施工过程中常会产生严重的能源浪费和环境污染，节能环保技术在土木工程中的应用将有效促进土木工程的施工质量和安全性。1.1.1环保产业发展现状就环保设备（产品）的生产与经营看，上个世纪，环保设备的数量与种类都相当有限，主要是部分常规的除尘设备、基本的环境监测分析仪器与工业废水处理设备等。近年来，环境服务领域不断扩大，由过去以咨询与技术服务为主发展到工程总承包、专业化环保设施运营服务与投融资与风险评估领域，出现了很多专业的环保设施运营企业，环保产品的品种已经达到3000多种。一些性能优良的特殊环保材料、高精度在线环境检测仪器仪表、高效布袋除尘设备、城市污水处理设备等，近年来得到了快速发展。
5、拓宽了各种废弃资源的利用途径，不断增加产品品种，不断提高资源化产品附加值与质量。环境服务领域由过去以技术和自咨询服务为主发展到工程总承包、专业化环保设施运营服务和投融资与风险评估等领域。我国的环保产业主要包括环保产品生产和经营、废物循环利用、环境保护与服务三个领域。环保产品的生产经营主要指固体废弃物处理设备、大气污染治理设备、清洁生产设备、水污染治理设备、生态环境保护设备、环境监测分析仪器仪表、清洁生产设备、环保材料与药剂的生产和经营、“三废”综合利用。环境服务主要包含环境咨询、技术与信息服务，环境工程与污染治理设施运营服务等。1.1.2交通土建的环保问题（1）占用土地高速公路占地范围大致为宽
6、50m的带状地带，对土地资源的占有是永久性的，有些甚至是良田，据公路环评调查的中国公路占用耕地的统计，若以省为单位计算，一般不超过1%。但在农业发达的省份，有的村庄被占用的耕地可达20%30%。对土地占用比例较大的局部地区来说，对农业生产和对农民的影响是很大的。（2）改变了生态环境山区公路某些路段在施工时大填大挖，或取弃土处置不当，会改变原有的地形、地貌，造成植被破坏，局部地区引起水土流失。施工过程中有时会干扰地表和地下水流，破坏了生态平衡。（3） 对珍稀动植物的影响如果公路经过自然保护区的附近地区，有可能影响野生动物的生存环境，或损坏了某些珍稀植物，影响了生物多样性。（4） 空气污染行驶过程
7、中引起的二次扬尘导致空气中TSP超标。此外，沥青拌合场的沥青和粉尘也造成了空气污染。（5）噪声污染公路建设对环境的各种污染中，运营期交通噪声是污染最严重、居民最难以忍受和反映最强烈的污染。由于最近几年来，许多交通量大、车速高的汽车专用公路陆续投入运营，使交通噪声扰民问题日益突出，全国80%左右的交通干线两侧环境噪声超过了国家规定的标准。（6） 水污染施工过程中的废水主要来源于挖沟渠产生的水泥浆、冲洗混泥土输送管道的水、工程排水以及员工生活用水排放。此外，由于一些工地疏忽而致使现场污水外泄，一些泥浆经常堵塞居民生活的下水道，影响居民日常生活。1.1.3环保技术在土木建筑工程中具体的应用（1） 太
8、阳能等新能源技术的应用在进行建筑施工时，需要使用到一些石化燃料，对环境造成了一定的污染，而太阳能应用于土木建筑施工，能有效避免对环境的污染问题，并且太阳能技术也具备好维护，技术容易使用等特点，因此并不存在因为技术因素导致无法使用太阳能技术。而在建筑工地中，多数工地都具备充足的阳光照射条件，这样将太阳能转化为电能，不仅能起到保护环境的作用，也降低了能源的浪费现象。（2） 新型节能环保材料的应用新型节能环保材料是结合一定的科学技术所生产的低碳环保材料，在生产过程中不会排出大量工业废水，材料本身还可以实现多次循环利用，因此在土木工程的施工中，利用绿色建筑材料可以保证人的身心健康，所需的投资成本也低，
9、更重要的是其不会对环境造成污染，符合国家倡导的可持续发展的总体理念。新型节能环保材料应具有安全性、环保性、节能性以及可循环利用性。安全性指绿色材料具有安全性能，在建筑使用时不会出现安全危害。环保性指建筑材料不会给周围的环境和人们的身心造成危害，节能指材料不造成资源的浪费。根据性能可以将其分为功能性、装饰性和结构性，功能性指建筑物完工后，可体现处某些方面的独特功能。结构性材料比如轻型钢材、防水木材、环保水泥等绿色建筑材料。装饰性材料包括涂料、保温材料、纳米除臭除菌材料等。（3）生产施工过程中的节能环保管理土木工程中主要使用的资源有电力、原材料及水资源等，故在施工过程中资源的节能管理工作包含以下方
10、面，一：对土木建筑施工现场的电力资源践行合理规划和管理；二：施工设备的选择应首选节能环保设备，还需实现对闲置设备电力资源消耗的减少；三：水资源应做到循环利用，减少施工过程中对水资源的浪费，提高水资源利用率；四：引进先进技术，积极创新技术，提升施工水平。第二章 环保新技术介绍2.1世界首列商用氢燃料电池有轨电车2017年10月26日，中车唐山公司研制的世界首列商用氢燃料混合动力100%低地板现代有轨电车，在唐山举办的中国工业旅游产业发展联合大会上首次投入商业载客运营。图2-1 唐胥铁路上的氢燃料电池有轨电车2.1.1氢燃料电池有轨电车介绍该线路运营全程13.84公里，有轨电车一次快速加氢只需15
11、分钟，可持续行驶40公里，最高运行时速70公里。车内设乘客座位66个，最大载客量336人。氢燃料混合动力有轨电车不仅可以最高速度持续运行，而且在制动、停站时，由燃料电池和制动能量回收系统为超级电容和蓄电池供电，能量回收效率达到30%以上。通过氢与氧的直接化学反应放电，能量密度高、噪音低、无污染、发电反应最高温度不超过100，唯一的排放物质只有水，是真正的零排放。而且无需假设接触网，不用沿途安装第三轨和充电桩，建设工期短。图2-2 氢燃料电池动力系统由于燃料电池直接将化学能转换成电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换，所以氢氧燃料电池的发电效率可以达到50%以上，能量转换率可以达到60
12、%-80%，提高了发电过程中的能量转换效率。图2-3 德国日本主要使用的型氢瓶型瓶为塑料瓶胆，表面完全碳纤维化，自重极小，压强容许值较大，为国外如德国日本等主要使用的氢瓶类型，大多储存压力为70MPa.2.1.2对氢燃料电池有轨电车的评价和展望首先是氢气的大规模制备成本高，现阶段氢气主要是电解水和化学副产品，商业电解水是不节能的。但是目前国外（德国等）已经开始了太阳能电解水或者其他新型能源电解水的研究和试运营，如果发展顺利的话，氢燃料有轨电车的燃料问题可以得到很好的解决。且现阶段燃料电池成本比内燃机高，因此燃料电池 广泛应用的关键在于降低氢气成本或者氢燃料生产绿色化。随着汽油成本的上升和氢气成
13、本的降低，届时对氢燃料的选择将更乐观。开发燃料电车有轨电车摆脱了上面的电线，这样既减少了基建，也提升了市容市貌，还增加了车辆的灵活性。但是现在还没有做到燃料电池单驱动，为列车提供动力的来源是混合的，目前使用的组合方案是燃料电池+锂电池或燃料电池+锂电+超级电容，互补优劣。2.2高速列车永磁同步牵引系统2.2.1永磁牵引系统简介永磁牵引系统是列车的动力系统，由变流器和电机两大部分组成，其中变流器相当于列车的心脏，电机好比是列车的肌肉，电机主要负责传达动力，完成电能到机械能转变，带动列车平稳行驶。牵引传动系统在业内被称为“列车之心”，其性能在某种程度上决定了列车的动力品质、能耗和控制特性，也影响着
14、列车的经济性、舒适性与可靠性，是节能升级的关键。永磁电机与异步电机的最大区别在于它的励磁磁场是由永磁体产生的。异步电机，需要从定子侧吸收无功电流来建立磁场，用于励磁的无功电流导致了损耗的增加，降低了电机效率和功率因数，所以永磁电机比异步电机要节能。图2-4 永磁同步电机世界轨道交通车辆牵引系统技术，经历了直流系统、交流系统、永磁系统三大阶段。永磁同步牵引系统因其高效率、高功率等显著优势，正逐步取代传统牵引系统，将成为下一代列车牵引系统主流研制方向。2.2.2永磁同步牵引系统的特点（1）牵引车减少至少省电10%高速列车采用永磁同步牵引系统，一方面可以充分利用永磁电机高功率密度的特点，降低列车的动
15、拖比（指一列固定编组的列车中，动力车与无动力车的比例）；另一方面通过提高列车牵引效率，可节省大量电能，降低列车的全寿命周期成本。图2-5 永磁同步牵引系统特点虽然单个的高铁用永磁电机成本比交流异步电机成本增加约10%，不过通过节省动拖比，比如一辆原来需要6动2拖的列车，可以只采用4动4拖，节省的2辆动车的牵引系统会使得安装永磁电机的整列车成本反而降低20%。一般来说，牵引系统能耗约占轨道交通系统总能耗的40%50%，永磁同步牵引系统相比于异步牵引系统可实现节能9.61%。（2）电机全封闭噪音低维护少永磁电机与异步电机的最大区别在于它的励磁磁场是由永磁体产生的。异步电机需要从定子侧吸收无功电流来
16、建立磁场，用于励磁的无功电流导致了损耗的增加，降低了电机效率和功率因数，所以永磁电机比异步电机要节能。为了通风冷却，地铁用异步发电机是将线圈暴露在外的，需要定期将每台电机的滤网进行一次清洁，如果不清洁，滤网堵塞会影响电机的散热。而永磁发电机则使用全封闭式设计，更加安全可靠，永磁发电机其绝缘技术结合了大功率机车和高铁牵引电机绝缘结构的优点，具有更高的绝缘可靠性，而全新的封闭式通风设计，则有效确保电机内部冷却系统清洁干净，相对异步牵引电机维护更少，噪音低。由于永磁牵引电机结构和电磁方面的特点，其在地铁现场应用过程中在低速时系统噪音明显比异步电机低。整个系统噪音大概降低了3分贝左右。没有滤网清洁这样
17、繁琐的工作，系统的寿命周期成本也大大地降低了。2.2.2永磁同步牵引技术前景牵引系统技术是机车的核心技术，永磁技术在国内高铁动力应用上的突破，将使中国高铁在世界舞台上更具核心竞争力。永磁同步牵引系统因其高效率、高功率密度的显著优势，代表了当前提倡节能减排、绿色环保的技术发展趋势，成为各大发达国家竞相研究的技术热点。中国中车株洲电力机车研究所成功自主开发了高速列车永磁同步牵引系统，使我国成为世界上少数几个掌握高铁永磁牵引系统技术的国家之一。该永磁同步牵引系统的电机额定效率达到了98%以上，将电机损耗降低至原来的三分之一，显著降低了高速列车的牵引能耗。在我国能源日益紧张，社会迫切需求“绿色交通”的
18、大背景下，永磁同步牵引系统成为了我国高速铁路技术升级的一个典范。2.3污水源热泵技术污水源热泵系统是我国当前各类热泵技术中发展和应用前景最被看好的一种。它主要以城市污水作为提取和储存能量的冷热源，借助热泵机组系统内部制冷剂的物态循环变化且仅仅消耗少量电能，就可以达到制冷制暖的效果，为城市污水的资源化、低品位清洁能源的利用开辟了新途径。这项技术工作原理是利用城市污水量大、温度适宜稳定、季节变化幅度小、冬暖夏凉等突出特点，将其作为冷热源，根据污水冬季温度高于室外温度、夏季温度低于室外温度的特性，用换热器将污水中难以直接利用的热能提取出来送入中介设备，再传递给热泵主机形成高温水用以冬季供暖。与此同时
19、，这套系统还可逆向使用，使之夏季制冷。2.3.1污水源热泵的原理首先，污水源热泵技术主要来源为城市污水，污水具备水处理量大，水源稳定，冬暖夏凉等特点。调查表明，城市污水中具有较大的热量，冬天污水温度在10至16，高出日常气温。夏天污水水温为22至25，又比日常气温低。热泵机组依靠内部制冷剂的物态循环变化，冬季从污水中吸收热量经热泵机组升温后对建筑供热，夏季通过热泵机组把建筑物中的热量传递给污水从而实现供冷的新技术。图2-6 制热过程图2-7 制冷过程2.3.1污水源热泵的前景原生污水源热泵是利用了城市废热作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统，污水经过换热设备后留下冷量或热量返回污水干渠，污水
20、与其他设备或系统不接触，污水密闭循环，不污染环境与其他设备或水系统。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，环境效益显著。污水源热泵与传统空调相比具有节能和环保的优势，我国作为一个能源消耗大国，能源压力和由此产生的环境问题日益突出，而污水源热泵作为一项节能技术，不仅能节约能耗更能减少污染，减轻和缓解我国目前面临的能源和环境压力，还将实现能源结构的优质化转变。因此开发利用城市污水作为热泵冷热源为建筑物供暖空调前景广阔。图2-8 合肥高铁西站使用污水源热泵技术2.4土壤重金属污染修
21、复技术物理化学修复土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。随着工业、城市污染的加重和农用化学物质的施用，土壤重金属污染日益严重，几乎威胁着每个国家。2.4.1物理修复（1） 电动修复通过电流使土壤中的重金属离子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和无机离子以电透渗和电迁移的方式向电极运输，再集中收集处理。该方法适用于低渗透的粘土和淤泥土，可以控制污染物的流动方向。在沙土上的实验，土壤中Pb2+、Cr3+等重金属离子的除去率也可达90%以上。电动修复不搅动土层，修复时间短，是一种经济可行的原位土壤修复技术。（2） 电热修复利用高频电压产生的电磁波对土壤进行加热，使污染物从
22、土壤颗粒内解吸出来，加快一些易挥发性重金属从土壤中分离，从而达到修复的目的。该技术可以修复被Hg和Se等重金属污染的土壤。（3） 土壤淋洗利用淋洗液把土壤固相中的重金属转移到土壤液相中去，再把富含重金属的废水进一步回收处理。该技术要求寻找一种既能提取各种形态的重金属，又不破坏土壤结构的淋洗液。目前用于淋洗土壤的淋洗液，包括有机或无机酸、碱、盐和螯合剂。2.4.2化学修复化学修复就是向土壤投入改良剂，将重金属吸附、氧化还原、拮抗或沉淀，降低重金属的生物有效性。常用改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸盐和促进还原作用的有机物质，不同改良剂对重金属的作用机理不同。化学修复简单易行，但它只改变了重
23、金属在土壤中的存在形态，金属元素仍保留在土壤中，容易再度活化危害植物。2.5应用于铁路牵引供电的超导磁储能太阳供电方案 这个方案由太阳能电池组件、超导储能装置和电力输送装置三部分构成分布式太阳能供电铁路牵引供电系统中，利用超导磁储能装置储存的由可再生能源产生电能，再利用超导储能装置无损耗地存储电能，通过交流电力牵引供电系统为沿线基础提供动力。整个系统可以作为一个分布式发电系统，低碳环保的为电车可靠供电。图2-9 一种应用于铁路牵引供电的超导磁储能太阳能供电方案2.5.1供电方案介绍工作方式如下所述：由太阳能电池板产生电能，利用串联充电将产生的电能存储于一定容量的多个超导磁储能装置中，当容量达到
24、一定值，超导磁储能装置进入储能模式，当列车到达区段则启动超导磁储能装置进入并联放电运营模式，这时电能将经过导游一定控制策略的变流器完成超导此题的受控放电过程，释放三相交流电，由超导磁储能体释放的电能经过三相牵引变压器变为列车可使用的902V工频单相交流电输入接触线，经过四象脉冲整流器直流铝箔电容器、逆变器为车载电动机供电，列车驶离该供电区段，整个装置停止输电，进入充电运行模式。2.5.2对该供电方案的评价和展望随着太阳能电池的发展，太阳能电池产业在快速增长，发电成本逐渐减小，但是，目前太阳能电池的转换效率仍然较低，常规储能的损耗又相对较大，所以引入超导利用其零电阻特性制成超导储能装置在超导体线
25、圈内无损耗地储存电能。可以长期无损耗循环储能，转换效率高达95%，储能线圈响应速度快，可以快速充放电，装置的体积小，重量轻，建造不受地点限制，储能密度大。我国太阳能资源主要分布在北纬22至35，青藏高原为资源的最高值中心，并且西藏地区铁路分布少，列车次数少，架设长距离的牵引供电系统耗材耗力，同时没有有效利用当地丰富的太阳能资源，因此若成功建造实施这种系统可以合理利用资源，保护环境。2.6微生物燃料电池美国研究人员在能源通讯杂志上报告说，他们开发出一种新技术，可用纸制造微生物燃料电池的电极，与过去的方法相比这能让微生物燃料电池更为廉价和高效。 微生物燃料电池是一种利用微生物来产生电能的装置，一个
26、重要应用场景是废水处理，微生物在去除水中污染物的同时，还能产生电能。2.6.1微生物燃料电池介绍微生物燃料电池（Microbial Fuel Cells，简称MFC)是一种以微生物为催化剂产生电能的新方法，可以利用细菌通过生物质产生生物电能。它是一种将化学能在微生物的作用下直接转化为电能的装置。其问世于20 世纪初，但在此后很长的一段时期内，其研究陷入停滞。20 世纪末，由于能源危机的巨大压力以及化石能源的环境污染，MFC 研究再度受到人们关注。二十世纪八十年代以后，电子中介体的使用，使得微生物燃料电池的电流密度和功率密度有较大提高，但因为其性能不稳定性且成本较高，使其不能广泛应用。近年来，高
27、活性微生物及无氧化还原介体方式的发现，极大促进了微生物燃料电池的发展。图2-10 微生物电池下图是微生物燃料电池工作原理简易示意图。在微生物燃料电池中，可降解有机质在细胞内被微生物代谢分解，此过程中产生的电子通过呼吸链传输到细胞膜上，然后电子进一步从细胞膜转移到电池的阳极上。阳极上的电子经由外电路到达电池的阴极，最终，电子与电子受体（氧化剂）在阴极表面上相结合。而有机质代谢分解过程中产生的质子则在电池内部通过阳离子交换膜从阳极区扩散到阴极区。电子和质子的移动完成了整个微生物燃料电池的电子传递过程。图2-11 微生物燃料电池工作原理示意图2.6.2微生物燃料电池的评价与展望MFC 在理论上具有很
28、高的能量转化效率，其具有以下优势：（1）燃料来源多样化:可以利用一般燃料电池不能利用的有机物，无机物、微生物呼吸的代谢产物、发酵的产物，以及污水等作为燃料。（2）电池的操作条件较温和:由于使用微生物作为催化剂，电池常温常压下即可运行，这与现有的发电过程不同，使得电池维护成本低、安全性强。（3）生物相容性好:利用人体血液中的葡萄糖和氧气作燃料，可为植入人体的一些人造器官提供电能。（4）无需能量输入:微生物本身就可以进行能量转化，把燃料能源转化为电能，为人类提供能源。（5）由于微生物燃料电池的唯一产物是水，所以该技术无污染，可实现零排放。（6）能量利用率高，能量转化过程无燃烧步骤，可直接将化学能转
29、化为电能，能量利用效率较高微生物燃料电池技术在许多方面已经取得了重大突破，但依然没有解决处理废水速率慢、功率低的问题。目前，微生物燃料电池废水处理面临的主要问题包括:（1）微生物细菌与电极之间的电子传递过程缓慢，产电功率密度低。（2）对于细菌本身的呼吸方式和电子传递到电极机理研究不够，没有建立起完善的体系。（3）使用价格不菲的碳纸、载铂碳纸等材料作电极等因素导致了电池的造价成本高，增加了MFC 技术在废水处理领域的应用成本。而MFC 多以间歇操作为主，且反应器容积过小，这些结构上的缺陷也严重制约了MFC 技术的发展和废水处理领域的大规模实际应用。（4）研究的阳极底物一般仅为有机养料和模拟废水的
30、混合物，对高有机物浓度废水的MFC 技术研究较少，针对废水处理的MFC 基础研究较少。2015年全国城镇生活污水排放量为485.1亿吨，大约是10年前的2倍;近10年来工业废水排放量基本保持在200亿吨。截至目前为止，我国城市污水的处理率平均达到80%左右。微生物燃料电池废水处理技术代表了未来水处理技术的发展方向。近几年时间来，MFC 技术分别在微生物、系统构型与材料方面取得了重大发现。但是在改善电极电化学性能、提高电池输出功率密度及降低电池成本等方面还需进行深入探索。相信随着MFC 研究的不断深入,MFC 的工业化应用将为期不远。2.7一种可使二氧化碳全部利用的新技术将化石燃料碳氢化合物在一
31、定工艺条件转化为CO2(二氧化碳)和H2，将H2利用燃料电池发电; CO2进行封存利用(CCUS)，被认为是化石燃料对环境友好的能源路线。将化石能源转变为清洁能源的氢能进行利用，同时将产生的二氧化碳直接封存利用做成产品，这样可形成环境友好的能源工业路线。2.7.1可使二氧化碳全部利用的技术介绍传统能源利用方式有两大缺点，一是化石燃料中的化学能必需先转变成热能再转变成机械能或电能，但受材料的限制获得的能量效率只有3335%。另一个是传统能源利用方式给人们的生活环境造成了巨量的废水、废气、废渣、废热和噪声的污染。新的低碳工业材料路线是将二氧化碳封存产品继续开发成高分子材料，替代一部分高耗能高排放的
32、材料工业。山东大学提出了利用一部分H2与N2反应成NH3， NH3与CO2在一定工艺过程条件下得到CO2含量最高的稳定固体产品三嗪醇，三嗪醇是白色无味热稳定好的固体，可发生加成、取代、缩合等反应，能够生产甲醛树脂、环氧树脂、消毒剂、抗氧剂、粘合剂和农药等。剩余的H2再去发电的新技术。这项由山东大学开发的CO2化学利用新技术，可以在现有燃气电厂或燃煤电厂、煤制天然气及煤制油领域进行全部或部分二氧化碳的封存利用。由CO2经三嗪醇/胺，进而合成密胺树脂类高分子材料， 这也是一条利用CO2生产各种功能材料易于实现路线，。按照设计的材料工业路线，将化石燃料在空气和水的参与下，通过一定工艺过程就可以得到密
33、胺树脂类高分子材料，生产1吨产品只需要消耗化石燃料1吨标煤左右，这是一条符合绿色、低碳、可持续发展的生态工业路线。密胺树脂材料具有无毒无味，耐腐蚀、耐高温、耐低温、阻燃、质轻，有很强的耐用性等综合性能，在全球范围内的建筑装饰、交通车辆、水上船舶、航空航天、机电设备、工业吸音保温等领域中获得广泛使用。2.7.2该技术的评价与展望化石燃料清洁利用提出了一种封存利用CO2的有效方法。CO2高值封存利用技术是高碳资源低碳利用，是化石燃料利用最节能减排的方式，是最可行的低碳技术。氢燃料发电是具有能源革命意义的新一代能源动力，是一种可持续发展的能源，具备能量转化率高，使用效率高，环保等优点，而二氧化碳在封
34、存中还得到了增值，形成了CO2利用的循环经济产业链，易于实现并实现了化石燃料的清洁利用。2.8空气动力车迫在眉睫的能源危机促使了关于使用各种新能源代替传统石油的研究，目前有很多车企在研发空气动力汽车，这些汽车靠压缩空气来获得动力。下图为世界上第一台空气动力汽车。图2-12 世界上第一台空气动力汽车2.8.1空气动力车介绍目前空气动力车概念主要集中于使用压缩空气（或其他气体）来推动车辆前进，首先，气体被以极大的压力压缩进储气罐，根据车辆行驶所需的速度，将储气罐中的气体通过可控阀门模块放出，推动气体马达转动，进而推动车辆。图2-13 空气动力车的气缸气动发动机与传统内燃机相比，由于在气缸里没有高温
35、高压的气体燃烧过程，只通过单纯的气体膨胀做工来达到功率输出的目的，因此不需要有复杂的冷却系统，机体也可以选用较低强度、轻质的材料和简单的结构，所以结构简单、尺寸小、重量轻、造价低。2013年日内瓦车展上亮相了雪铁龙C3空气混合动力汽车，它采用的是一套密封的气体压缩和释放系统，不需要从外界压缩气体，只需要从内部来循环使用缸内的氮气。因为外界空气的水分和尘埃会影响汽车动力系统稳定，而且但其也相对稳定。图2-14 空气混合动力汽车的示意图空气动力车与太阳能汽车类似，可实现绝对的“零排放”状态，其运行噪音可以被控制在一个合理的范围，不像燃油车一样发出巨大的噪音。启动装置的成本不高，运行使用费用比较低，
36、适合作为日常代步车。不用像太阳能车一样照顾到天气的影响。2.8.2对空气动力车的评价和展望尽管空气动力车比起其他的新能源汽车对环保方面有着无与伦比的优势，但是它的缺点是很明显的，压缩空气里的“单位体积能量密度”较低，比汽油等燃料小很多，要存储保证汽车长途行驶时的能量需要占用较大的空间。像纯电动车一样，空气动力车尚达不到足够的行驶里程，不能满足长途行驶的需要。它可以适用于以下的情况：应用于污染严重的城市内部短途交通运输，如公交车、城市上班私家车、室内小商品运输车、观光旅游车以及工厂运输车等。一些对空气质量、电磁辐射以及火灾防范要求较高的精密企业和高危企业，可能会是空气动力车的潜在客户例如面粉厂，
37、超精密电子实验室或生产线，核电站等等。如果面粉厂粉尘浓度较大，内燃机汽车的排气管回火或者是电动车的短路故障有可能导致粉尘爆炸发生，所以空气动力车是厂区通勤的最佳选择就算储气罐爆炸也不属于明火爆炸。一些超精密电子实验室或生产线，对空气质量以及电磁辐射有着极高的要求，不能容忍汽油车的尾气和电动车的电磁辐射污染，所以也只能选择空气动力车。2.9超磁分离水体净化技术由四川环能德美科技有限公司自主研发的超磁分离水体净化技术具有高效的混絮凝反应、磁分离效率高、占地面积小、出水水质优、运行费用低、自动化程度高等优势，现已应用于污水直排口截污应急净化处理、合流制溢流污染净化、生态景观补给水、过境断面水质改善、
38、封闭水体富营养化防治等工程，并取得了较好的处理效果。2.9.1超磁分离水体净化技术特点超磁分离水体净化技术处理污水，其前提是污水中的颗粒需具有一定的磁性。对于含有非磁性或弱磁性污染物的污水，一般通过投加磁种，然后利用絮凝技术使非磁性物质与磁种结合在一起，再单独利用超磁分离技术或絮凝沉降联合高梯度磁分离技术分离净化废水。其技术原理见下图：图2-15 超磁分离技术原理2.9.2超磁分离水体净化技术的应用应用一：北京市清河河北村排污口污水未经处理直接排入清河，不仅影响周围居民的生活环境，还对河道周边的土壤以及地下水造成污染。本工程采取建设临时治污工程措施，主要是以去除黑臭、提升感官指标为主，采用超磁
39、净化处理工艺，初步改善了城区河道水环境质量。本工程于2013年建成，主要接纳城中村生活污水，系统处理规模为2000m3/d，站区总占地面积为500m2（含站区道路、绿化、功能房等所有设施），SS去除量153t/a、COD去除量75t/a、TP去除量1t/a，运行费用约为0.48元/m3（含取水系统）。系统进、出水水质见下图。图2-15污水处理站进、出水水质应用二：深圳后海片区土地面积约一半为填海造地形成，由于区域内部分市政污水管网建设近期无法完成，需重点解决污水直接排入深圳湾的问题。为此采用临时应急治理措施，对深圳湾直排口进行截污净化，避免污水直排进入深圳湾。截至2015年，共建成应急处理站5
40、个，总处理量达10104m3/d，平均进、出水水质指标详见下表图。图2-16应急处理站进、出水水质2.9.3超磁分离水体净化技术的优点一、弥补污水厂产能不足例：北小河再生水厂一级强化水处理工程北小河再生水厂原工艺出水不达标，面临升级改造，采用超磁分离技术以弥补改造期间产能不足的问题，出水部分指标优于城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）一级B排放标准，系统处理规模为30000m3/d，运行费用约为0.21元/m3。二、封闭水体富营养化防治例：北京市大兴新城滨河森林公园湖水生态水确保工程大兴新城滨河森林公园位于埝坛水库周边，埝坛水库原是一座用于农田灌溉的农业生产型水库，伴随城市的
41、快速发展，大兴新城规划将其转变为一处以风景观赏为主的城市景观湖泊。为综合改善湖区水体水质环境，采用“超磁体外透析+生物浮岛+人工湿地”构建水处理系统，以提高水体透明度、完成水质净化。处理规模为25000m3/d，运行费用约为0.21元/m3。该工程是全球第一个使用“超磁分离水环境治理成套技术”的湖泊景观水环境治理示范工程。处理效果实景对比见下。图2-16处理效果实景对比三、合流制溢流污染净化（含初期地表径流 ）例：北京延庆县妫水河溢流雨污水处理工程该溢流口位于妫水河边，在雨量较大时，会有大量雨污水从河边井口溢出直排入河，对妫水河的水质产生较为严重的影响。为此，在该井口附近建设处理规模为1000
42、0m3/d的超磁分离应急处理系统，在雨污水外溢时及时处理，使水质得以净化后排入妫河。四、过境断面水质改善例：北京顺义区张镇排口临时应急处理工程北京顺义区张镇排口的大量污水未经处理直接排入河道中，造成河水发黑、发臭，严重影响了附近居民的生活环境和整体环境美观。为此新建一套临时应急污水处理设施，对该河段下游进行拦截取水，出水排至河道上游，以改善整个河段过境断面的水质。采用集装箱模式的超磁水体净化站，处理规模为2000m3/d，总占地面积为300m2。工艺流程：污水格栅集水池超磁分离系统清水排河。根据最新监测数据，系统出水部分指标优于城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）二级排放标准
43、。2.9.3总结超磁分离技术具备占地面积小、施工周期短、工艺技术运维难度小、容积负荷高的技术特点，但同时也具有出水指标覆盖能力不完整、缺乏生化能力等弱点。将超磁分离技术放大到整体水环境和水资源管理的尺度看，合理使用超磁分离技术，可以成为很多场景下的最终处理处置方案，如封闭水体富营养化防治、合流制溢流污染净化等。但当区域环境进一步改善时，超磁分离技术可能会演变成为系统处理方案中的一个中间环节，与其他技术进行配套组合。另一方面，磁分离技术本身的发展也需要在产品和技术上的进一步优化，以保证更高的污染指标覆盖能力，以及更具弹性的污水来源适应能力。2.10高效脱氮填料生物脱氮是生物法控制氮的一个重要分类
44、。其主要原理是经硝化反硝化处理，把污水中的氮变成无害的N2排除体系。硝化是污水中的有机氮在生物处理过程中被异氧型微生物氧化解，转化为氨氮，然后由自氧型硝化细菌将其转化为NO3和NO2的过程；反硝化是反硝化细菌经厌氧呼吸将NO3和NO2还原转化为N2的过程，从而达到脱氮的目的。2.10.1高效脱氮填料介绍由苏净环保博士后科研工作站同济大学博士后领衔的科研团队历经3年时间研发而成的高效脱氮填料备受瞩目。反复试验证明，高效脱氮填料克服了国内传统填料的缺点。高效脱氮填料采用特殊材质，具备亲微生物性和亲水性，比表面积大、挂膜速度快和操作简便。在有硝化菌的前提下，挂膜仅需72个小时，系统投入正常运营的时间
45、也至多不超1个月。在填料材质方面，苏净环保按照脱氮原理，以微生物的结构组成为蓝本研制的高效脱氮填料，以满足良好稳定的亲水亲微生物性。基于亲和微生物性，填料对专性菌的选择固定化作用好，尤其是参与脱氮过程的硝化菌和反硝化菌。从经济效益来看，一方面，苏净高效脱氮填料微生物浓度可高达1520g/L，普通填料挂膜量的56倍，由此形成了其负荷高、占地少的优质特性。另一方面，苏净填料可以实现污泥减量化，对比传统活性污泥法，剩余活性污泥量的减量化可以达到50%以上。生物项丰富，有水质良好的指示生物原后生动物出现。使用苏净填料后发生短程和同步硝化反硝化作用，减少碳源和碱度投加，回流比大大减小，比传统节省运行费用
46、1/2。图2-17固定型填料图2-18悬浮型填料图2-19水草型填料图2-17填料安装2.10.1高效脱氮填料特点 一、有机和无机复合材质，具有亲微生物和亲水性，比表面积大、挂膜速度快操作简便；二、比传统填料挂膜量大，微生物浓度可高达15-20g/L，是普通填料挂膜量的56倍。负荷高，节省占地面积25%-50%。三、填料材质适合专性菌附着，按照脱氮原理，以微生物的结构组成为蓝本研制的高效脱氮填料，亲水亲微生物性好，基于亲和微生物性，填料对专性菌的选择固定化作用好，尤其是参与脱氮过程的硝化菌和反硝化菌。四、减少土建费用，填料挂膜量大，负荷面高，比传统填料停留时间短，可节省池子体积25%-50%。
47、2.11中空纤维膜核心技术由苏净集团和天津工业大学联合开发的膜产品，采用国际先进、国内领先的制膜技术及国外进口原料研制出亲水型聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜，膜产品种类包括压力式超滤膜、帘式和柱状MBR膜。采用质量控制系统，从源头保证产品质量。通过对膜材料的不断研发，提高和改善了膜的各项性能，使产品具有长久的亲水性，优良的抗污染性，水通量大、分离效率高、过滤性能衰减小等优点。图2-18亲水型PVDF中空纤维膜电镜照片2.11.1净中空纤维膜特点一、化学稳定性好，耐腐蚀，膜寿命长。二、双皮层设计，抗污染性强。三、单位膜面积水通量大。四、耐酸碱性，抗氧化性强。五、分离效率高，出水水质好。六、过滤压力低，能源消耗少。图2-19柱式超滤膜、帘式MBR膜与柱式MBR膜组件2.12斯瑞德移动式垃圾破碎机城市固体废物的处理，是世界范围内的难题，特别是前期垃圾的收集和破碎。多年以来，各国政府倾尽全力，研究并投入使用了各种垃圾破碎机去处理固体废物。前些年，移动式垃圾破碎机在国外固废行业已经稍露苗头并逐渐兴盛，然而当时国内对于移动式垃圾破碎机的研究还是处于空白阶段。随着中国政府在固废处理行业的
