焦油渣和煤沥青焚烧处置实验研究

通过开展残渣与有机污染土壤的混合焚烧实验,分析了炉渣、烟气中多环芳烃和重金属的含量及浓度,明确了残渣焚烧的适用工艺及条件。结果表明,在一段炉焚烧温度600~900℃、二段炉出口温度≥1 100℃、烟气停留时间≥2s、急冷器出口温度≤150℃的条件下,炉渣中重金属含量较高,少部分进入到尾气中,多环芳烃含量极少,大部分被焚烧破坏和尾气净化设施去除。实验结果表明,在残渣掺入量为30%条件下,尾气排放能够满足标准要求。     

城市生活垃圾焚烧系统中二英的生成与质量平衡

基于一机械炉排式垃圾焚烧炉,调查了2种工况条件下二(噁)英(PCDD/F)在烟气、飞灰和底灰中的分布,并且计算了PCDD/F的质量平衡.在锅炉出口,工况1(RUNl)和工况2(RUN2)条件下烟气中PCDD/F的含量分别为2.602 ng·m-3和1.236ng·m-3.在酸气中和塔(SDS)和旋风除尘器(CP),PCDD/F有一明显的低温生成机制(260～180℃).与锅炉出口烟气相比,RUN1和RUN2条件下的CP出口烟气PCDD/F总量分别增加了82.2%和17.6%,并且增加的PCDDIF主要分布于PCDF.在布袋除尘器(BF)部分,约90%的PCDD/F被捕获进入BF灰.锅炉灰、CP灰、BF灰和各部分烟气中PCDD/F同系物的分布模式大致相同.高的烟气O2含量导致了较多的PCDD/F生成,但烟气中PCDD/F同系物的分布模式并不随O2含量的变化而改变.以四氯～八氯取代PCDD/F总量计算,RUN1条件下生成的PCDD/F分别有10.4%、3.2%、9.3%、64.1%和13.0%分配进入底灰、锅炉灰、CP灰、BF灰和排放到空气中的烟气,相应的值对于RUN2分别为8.6%、8.0%、9.4%、66.7%和7.3%.     

医疗废物焚烧厂周边环境空气中二英浓度分布及其健康风险评估

于2015—2018年冬季(12月—2月)对广东省某医疗废物焚烧厂排放烟气及焚烧设施周边2.5 km范围内6个采样点分别进行了4次烟气和环境空气样品采集,应用高分辨气相色谱/高分辨质谱(HRGC-HRMS)联用技术对二■英(PCDD/Fs)浓度水平进行监测并对其组成特征进行了分析,运用主成分分析法(PCA)对周边环境空气中二■英来源进行了初步解析,同时采用VLIER-HUMAAN模型评估其对人体的健康风险.结果表明该医疗废物焚烧厂烟气二■英毒性当量浓度为0.542～21.300 ng·Nm~(-3)(以I-TEQ计),排放水平较高;周边环境空气中PCDD/Fs质量浓度和毒性当量浓度变化范围分别为0.682～196.000 pg·m~(-3)和0.036～17.700 pg·m~(-3)(以I-TEQ计),周边环境空气中PCDD/Fs浓度明显受到排放源烟气落地点的影响.空气样品中二■英同族体及异构体分布指纹谱图与该焚烧设施排放烟气类似,空气质量浓度主要贡献单体以OCDD、1,2,3,4,6,7,8-Hp CDF、OCDF以及1,2,3,4,6,7,8-Hp CDD为主,主要毒性贡献单体为2,3,4,7,8-Pe CDF.PCA源解析结论与指纹谱图特征分析结论基本一致,该研究区域中环境空气二■英主要来源于医疗废物焚烧烟气排放.健康风险评估结果表明,该区域人群呼吸暴露风险总体处于较为安全的水平(0.0032～0.141 pg TEQ·kg~(-1)·d~(-1)),部分个体的呼吸暴露贡献率超过了评价限值,应引起重视.     

医疗固体废物集中处置的探索

采用组合式焚烧炉处置系统对杭州市医疗固体废物进行集中处置探索,结果表明,组合式焚烧炉处置系统二次燃烧室焚烧温度为1 000～1 100 ℃,烟气滞留时间2 s以上,各种污染物排放经检测均达到国家标准,并且运行成本低,操作简便,安全可靠.      

废气处理工艺条件对二噁英类污染物排放浓度的影响

通过对医疗废物焚烧炉不同处理工艺条件下二噁英排放浓度的比较,揭示了降低二噁英排放的关键因素。控制合适的一燃室炉膛及二燃室炉膛温度,烟气在二燃室内停留时间不低于2 s,保证焚烧炉的含氧量在6%～10%之间,从而达到控制二噁英类前驱物的多相催化合成;减少由于积灰导致受热面积降低,延长烟气的降温时段,从而导致二噁英类污染物的二次合成;采用透气性好、过滤效率高、反吹及清灰后不改变孔隙的布袋及有效的活性碳脱除二噁英。     

市政污泥热电厂循环流化床协同焚烧技术验证研究

以市政污泥为原料,利用某热电厂循环流化床锅炉进行协同焚烧验证研究.试验表明,循环流化床锅炉热电厂污泥协同焚烧的泥煤质量比可在0～0.3之间根据用户需求调节,炉膛燃烧温度〉850℃,烟气停留时间2.59s,符合《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485—2001）中850℃烟气停留时间〉2s的要求;脱硫塔烟气进出口NOx、SO2浓度低于锅炉未掺烧污泥前浓度,粉煤灰重金属含量低于《农用粉煤灰中污染物控制标准》（GB8173-87）中粉煤灰农用标准限值（在酸性土壤上：Cd5mg·kg-1,Pb250mg·kg-1）,粉煤灰烧失量满足掺混前Ⅱ级品质要求.因此,循环流化床锅炉污泥协同焚烧可有效解决当地城镇污水厂污泥出路,最终实现污泥妥善、安全处置需求.     

污泥焚烧过程中Pb的迁移行为及吸附脱除

在一维固定燃烧炉上进行了城市污水污泥层燃模拟实验,重点研究了不同焚烧工况条件下重金属Pb的迁移行为和形态转化特征,并利用4种固体吸附剂(CaO、Al2O3、粉煤灰和高岭土)对污泥焚烧过程中Pb的排放进行脱除,同时把结果与热力学模型计算进行了对比.热力学平衡计算得到污泥焚烧过程中Pb主要以PbO(g)形式挥发,当氯化物存在时,Pb主要以PbCl2(g)形式挥发,并且Cl有促进Pb挥发的趋势;当硫化物存在时,Pb主要以PbSO4(s)形式存在,阻滞了Pb的挥发;固体吸附剂Al2O3、SiO2、CaO的加入有稳定的(PbO)(Al2O3)(s)、PbSiO3(s)和CaPbO4(s)化合物生成,延缓了PbO(g)生成温度,并且Al2O3对Pb脱除效果优于SiO2和CaO.焚烧实验得到,随着焚烧温度的升高,焚烧底渣中Pb的残留量有减小趋势,并且底渣中Pb的易还原态比例逐渐增加,残渣态比例有下降趋势;焚烧时间的延长,对焚烧过程中Pb的挥发影响不大,但底渣中Pb的残渣态比例有所减小.焚烧过程中水分的增加导致Pb的氯化态向氧化态转变,阻滞了Pb的氯化物挥发,而空气过剩系数的增加,导致Pb的残留率下降.污泥焚烧过程中固体吸附剂CaO、Al2O3、粉煤灰和高岭土的加入有利于Pb的残留并固定在焚烧底渣中,从控制Pb挥发角度来看,CaO及Al2O3的效果要优于粉煤灰和高岭土.     

污泥焚烧过程中Pb的迁移行为及吸附脱除

在一维固定燃烧炉上进行了城市污水污泥层燃模拟实验,重点研究了不同焚烧工况条件下重金属Pb的迁移行为和形态转化特征,并利用4种固体吸附剂(CaO、Al2O3、粉煤灰和高岭土)对污泥焚烧过程中Pb的排放进行脱除,同时把结果与热力学模型计算进行了对比. 热力学平衡计算得到污泥焚烧过程中Pb主要以PbO(g)形式挥发,当氯化物存在时,Pb主要以PbCl2(g)形式挥发,并且Cl有促进Pb挥发的趋势;当硫化物存在时,Pb主要以PbSO4(s)形式存在,阻滞了Pb的挥发;固体吸附剂Al2O3、SiO2、CaO的加入有稳定的(PbO)(Al2O3)(s)、PbSiO3(s)和CaPbO4(s)化合物生成,延缓了PbO(g)生成温度,并且Al2O3对Pb脱除效果优于SiO2和CaO. 焚烧实验得到,随着焚烧温度的升高,焚烧底渣中Pb的残留量有减小趋势,并且底渣中Pb的易还原态比例逐渐增加,残渣态比例有下降趋势;焚烧时间的延长,对焚烧过程中Pb的挥发影响不大,但底渣中Pb的残渣态比例有所减小.焚烧过程中水分的增加导致Pb的氯化态向氧化态转变,阻滞了Pb的氯化物挥发,而空气过剩系数的增加,导致Pb的残留率下降.污泥焚烧过程中固体吸附剂CaO、Al2O3、粉煤灰和高岭土的加入有利于Pb的残留并固定在焚烧底渣中,从控制Pb挥发角度来看,CaO及Al2O3的效果要优于粉煤灰和高岭土.     

西南地区新型干法水泥生产中的二(口恶)英大气排放

采用现场监测方式调查了西南地区6家干法水泥窑废气中PCDD/Fs排放情况.结果表明,未协同处置废物的水泥生产企业PCDD/Fs排放浓度范围(以TEQ计)为0.002 9~0.006 2 ng·m-3,平均0.004 3 ng·m-3;添加污泥作为原料和燃料的水泥企业的PCDD/Fs排放水平为0.028 ng·m-3.所有水泥窑的二英浓度都明显低于我国水泥工业大气污染物排放标准(0.1ng·m-3).6家水泥企业PCDD/Fs排放因子为0.008 9~0.084μg·t-1,接近或低于UNEP发布的水泥行业最低排放因子(0.05μg·t-1);其中协同处置污泥水泥窑的最高,约为其他5家平均排放因子(0.011μg·t-1)的7.6倍.另外,两类水泥窑废气PCDD/F异构体分布特征存在明显差异.结果表明,采用现代预热干法工艺的水泥企业的二英排放水平较低,可进一步开发我国水泥企业协同处置废物的能力.     

医疗废物焚烧厂周边环境空气中二英浓度分布及其健康风险评估

于2015-2018年冬季（12月-2月）对广东省某医疗废物焚烧厂排放烟气及焚烧设施周边2.5 km范围内6个采样点分别进行了4次烟气和环境空气样品采集,应用高分辨气相色谱/高分辨质谱（HRGC-HRMS）联用技术对二（口恶）英（PCDD/Fs）浓度水平进行监测并对其组成特征进行了分析,运用主成分分析法（PCA）对周边环境空气中二（口恶）英来源进行了初步解析,同时采用VLIER-HUMAAN模型评估其对人体的健康风险.结果表明该医疗废物焚烧厂烟气二（口恶）英毒性当量浓度为0.542~21.300 ng·Nm^-3（以I-TEQ计）,排放水平较高;周边环境空气中PCDD/Fs质量浓度和毒性当量浓度变化范围分别为0.682~196.000 pg·m^-3和0.036~17.700 pg·m^-3（以I-TEQ计）,周边环境空气中PCDD/Fs浓度明显受到排放源烟气落地点的影响.空气样品中二（口恶）英同族体及异构体分布指纹谱图与该焚烧设施排放烟气类似,空气质量浓度主要贡献单体以OCDD、1,2,3,4,6,7,8-HpCDF、OCDF以及1,2,3,4,6,7,8-HpCDD为主,主要毒性贡献单体为2,3,4,7,8-PeCDF.PCA源解析结论与指纹谱图特征分析结论基本一致,该研究区域中环境空气二（口恶）英主要来源于医疗废物焚烧烟气排放.健康风险评估结果表明,该区域人群呼吸暴露风险总体处于较为安全的水平（0.0032~0.141 pg TEQ·kg^-1·d^-1）,部分个体的呼吸暴露贡献率超过了评价限值,应引起重视.     

基于污泥掺烧的某生活垃圾焚烧厂烟道气、飞灰及炉渣中的二(口恶)英特征

以我国南方某生活垃圾焚烧厂掺烧10%市政污泥的生活垃圾为研究对象,对前/后口废气、飞灰、炉渣及用于掺烧的污泥中17种二(口恶)英的含量进行了测定,并分析了其指纹分布特征.结合焚烧工况及处理设施,从生成机理角度探讨了二(口恶)英的排放特征、毒性当量浓度主成分特征及主要单体的排放因子线性关系.结果表明：掺烧10%的市政污泥后,废气中二(口恶)英的去除率为99.4%,低于国家排放标准;固体废物中二(口恶)英含量为飞灰 > 炉渣 > 污泥.这说明采用高温焚烧和"活性炭喷射+布袋除尘"装置不会影响掺烧10%污泥的达标排放.指纹分布特征表明,前口废气以1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和OCDD为主,后口废气以OCDD和OCDF为主;飞灰、炉渣及污泥中的主要单体为OCDD、1,2,3,4,6,7,8-HpCDD、OCDF、1,2,3,4,6,7,8-HpCDF.主成分分析显示,前口废气和飞灰中的二(口恶)英毒性分布特征相似;炉渣和污泥的毒性分布特征相似;后口废气有自身的特征.这说明在相同工况条件下,经同一设施处理的废物中二(口恶)英排放特征相似.排放因子分析表明,2,3,4,7,8-PeCDF和1,2,3,6,7,8-HxCDF、1,2,3,6,7,8-HxCDD和1,2,3,7,8,9-HxCDD与总毒性排放因子具有较强的线性关系,且呋喃类（PCDFs）强于二(口恶)英类（PCDDs）.     

垃圾焚烧中硫化合物对重金属Pb迁移分布影响

采用管式炉和模拟垃圾对垃圾焚烧中硫化合物(包括S、Na2S、Na2SO3、Na2SO4)、焚烧温度、重金属初始加入浓度以及焚烧停留时间对Pb迁移分布的影响进行了研究.使用ICP-AES分析技术(美国EPA消解方法)对重金属浓度进行测量.结果表明,垃圾焚烧中4种硫化合物的加入均使得Pb在底渣中的分布比例比未加入硫化合物时的分布比例降低.Pb在底渣中的分布比例随加入S和Na2S含量的增加而减少,相应地在飞灰中的分布随S和Na2S加入量的增加而增加,而Pb的迁移分布比例受Na2SO3和Na2SO4含量变化的影响不显著.温度的升高使得Pb向飞灰中的分布比例逐渐增加,整个试验温度范围内Pb在烟气中的分布均为0.初始浓度的增加也使Pb在底渣中的分布比例逐渐升高,飞灰中的分布比例逐渐下降.停留时间的增加会使得Pb在底渣中的分布比例降低,相应地在飞灰中的分布比例会增加.     

我国生活垃圾焚烧发电过程中温室气体排放及影响因素 ——以上海某城市生活垃圾焚烧发电厂为例

以上海某城市生活垃圾焚烧发电厂为例,采用上游-操作-下游(UOD)表格法,分析了生活垃圾焚烧发电过程中不同环节的温室气体排放贡献,及影响其排放的主要因素.结果表明,目前我国生活垃圾焚烧发电过程是温室气体排放源,以吨垃圾净CO2排放量计,达166~212kg.生活垃圾中自含化石碳对温室气体排放的贡献最大,CO2排放量为257kg/t;因焚烧发电上网而获得的净减排量为120kg/t;垃圾收运、辅助物料消耗及焚烧灰渣处理等引起的排放量总计为27~45kg/t.生活垃圾沥出渗滤液后续处理过程的温室气体排放量为7.7kg/t.节省焚烧过程辅助物料使用和改变焚烧灰渣处置方式能够减少温室气体排放量,但是减排效果有限.我国各地区电能基准线排放因子存在差异,对焚烧过程温室气体排放的影响为0~13%.降低生活垃圾含水率、提高垃圾可发电量是我国生活垃圾焚烧发电过程温室气体排放源汇转换的关键途径.     

煤直接液化残渣掺烧的燃烧特性及其苯系物的排放特征

为分析煤直接液化残渣(液化渣)燃烧处置技术的可行性和环境安全性,采用热重分析仪分析了液化渣、煤和掺烧物料的燃烧特性,并且通过管式炉模拟燃烧试验,研究了不同温度下掺烧过程中苯系物的排放特征. 结果表明:煤和液化渣的燃烧特性及二者在燃烧过程中苯系物的排放特征存在较大差异,液化渣主要失重过程的温度区间为560~820 ℃,明显高于煤的主要失重过程温度区间(230~625 ℃). 从燃烧过程苯系物的排放规律上看,液化渣在700 ℃燃烧时苯系物排放量达到最大值,明显高于煤的燃烧温度(500 ℃). 2种物料由于燃烧特性的差异,在掺烧过程中相互影响,使得掺烧过程苯系物的排放规律发生变化. 掺烧物料在500 ℃下燃烧的苯系物排放量为23.5 mg/kg,远小于燃烧理论值;而当温度高于700 ℃,苯系物排放量为172.6 mg/kg,远大于燃烧理论值. 总体上看,液化渣无论是单独燃烧还是掺烧,低温条件下其燃烧过程中苯系物排放量远大于高温(≥850 ℃)条件下,因此液化渣的燃烧处置或燃料化利用应选择高温炉型.      

超积累植物伴矿景天的焚烧处置及重金属浸出毒性研究

利用流化床焚烧炉与热重分析仪,研究镉(Cd)、锌(Zn)超积累植物——伴矿景天的焚烧失重与飞灰中重金属分布规律.同时,研究不同焚烧温度工况下旋风灰、布袋灰的基本特性和浸出毒性差异,以期为修复植物焚烧产物的进一步处置和资源化利用提供支持.结果表明:伴矿景天焚烧失重可分为水分蒸发、快速裂解和固定碳燃烧3个阶段;旋风灰和布袋...     

硫酸铵和尿素对废物焚烧过程中多种途径生成氯苯类的抑制作用

氯苯类(CBz)是废弃物焚烧等过程中产生二英的前驱物,也被认为是实现二英在线检测的良好指示物,同时五氯苯(PeCBz)和六氯苯(HxCBz)也是持久性有机污染物(POPs).但氯苯在废物焚烧过程中的排放和控制尚没有受到足够重视,为此开展了模拟焚烧过程中硫酸铵和尿素对3种氯苯合成途径的抑制作用研究,包括飞灰合成,1,2-二氯代苯(1,2-DiCBz)转化高氯代苯等过程.结果表明,硫酸铵和尿素对氯苯的3种合成途径均有抑制作用,如1%尿素与废物混合焚烧对四氯苯、五氯苯和六氯苯的抑制效率分别达到了66.8%、57.4%和50.4%.比较硫酸铵和尿素对3种过程的抑制作用,认为尿素对氯苯具有更稳定的抑制能力.     

中国危险废物和医疗废物焚烧处置行业二（口恶）排放水平研究

通过调研全国危险废物和医疗废物焚烧处置设施,对包含二噁英排放水平的设施按处置对象、炉型和处理量分类,并作系统分析和研究.结果表明现有危险废物焚烧设施烟气中二噁英的浓度比医疗废物低,达标率为74.19%;危险废物选用回转窑处置效果较好,达标率为66.67%;而医疗废物选用回转窑或热解炉,要综合考虑处置规模、生产成本和二英排放总量等因素;危险废物介于10~30 t·d-1和医疗废物介于10~20 t·d-1的处置设施要尤其注意二噁英的排放问题;医疗废物焚烧飞灰中二噁英的均值浓度为危险废物6倍以上,仅有16.67%满足填埋要求.二者烟气中二英的浓度分布以1,2,3,4,6,7,8-HpCDF、2,3,7,8-TCDF和OCDD为主.     

Effect of temperature and oxygen on the formation of chlorobenzene as the indicator of PCDD/Fs

Sampling and analysis of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans(PCDD/Fs) are both time-consuming and expensive. In principle,real-time monitoring of chlorobenzene(CBz) as an indicator for PCDD/Fs could be useful to control and optimize incinerator operating conditions.To test this strategy,CBz was analyzed together with PCDD/Fs in flue gas samples collected from a hospital waste incinerator.Moreover,lab experiments were conducted to investigate the eect of temperature and oxygen on CBz formation from fly ash from the same incinerator.The experimental results demonstrate that chlorobenzene(in particular PeCBz) correlate well with PCDD/Fs,in line with previous research.The optimum temperature of CBz formation is in a range of 350 to 400°C and CBz yield increases significantly with oxygen,in line with PCDD/Fs formation.This study is useful for confirming the de novo mechanism and defining correlations between CBz and PCDD/Fs.     

垃圾焚烧飞灰中二噁英削减技术研究

二噁英(PCDD/Fs)是多氯代二苯并二噁英和多氯代二苯并呋喃的总称,因具有生物蓄积性、高毒性、难降解等特点而备受关注。垃圾焚烧是二噁英的重要来源,而其中超过50%的二噁英以飞灰形式排出。文章综述了热分解法、光降解法、机械化学法、生物降解法等飞灰二噁英毒性削减技术的国内外研究进展,并在此基础上对飞灰二噁英削减技术研究和管理提出了建议。