市政污泥掺烧对生活垃圾焚烧设施烟气中污染物排放的影响

与生活垃圾协同焚烧是污泥处置中最有前景的处置方式,但其对焚烧烟气污染物排放的影响尚未明确。利用生活垃圾焚烧炉开展生活垃圾协同处置市政污泥的试验,研究掺烧5%、10%和15%的市政污泥时焚烧烟气中酸性气体、烟尘、重金属和二噁英等的排放特征。结果表明:与单独焚烧生活垃圾的对照组相比,在各掺烧比例下,烟气中SO_2、HCl、NO_x及烟尘有一定程度的增加,但均未超过GB18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》限值;Cu、Hg排放质量浓度明显下降,Cr、Cd波动下降,Pb在高掺烧比时仍远低于限值,Ni增长幅度小于15%;二噁英总量升高,但仍符合标准限值。因此,在掺烧比例不超过15%的情况下,焚烧烟气中污染物排放仍在安全可控范围。     

燃煤电厂掺烧市政污泥工程大气污染分析

市政污泥与燃煤掺混在电厂锅炉内焚烧,实现污泥无害化、减量化、资源化处置是较好的方式。利用电厂做过功、不经处理无法直接利用的低品质蒸汽为热源,对污泥进行间接干化,干化后的污泥在燃煤锅炉内进行焚烧处理。污泥掺烧比率的增大会对大气污染物排放浓度产生一定的影响。在7.35%的污泥掺烧率内,随着污泥掺烧率的增大,SO2的排放浓度变化不大,NOx的排放浓度逐渐降低,烟粉尘的排放量有增大趋势,但是最终的排放浓度均在排放限值内。污泥与燃煤掺烧,重金属排放浓度并无较大改变,符合排放标准。     

生活垃圾焚烧飞灰重金属在浸出柱中的浸出规律

通过浸出柱实验,研究生活垃圾焚烧飞灰中重金属的动态浸出规律.结果表明,浸出液中各种重金属的质量浓度均随浸取剂与飞灰比值(L/S)增大而减小,并在L/S＞2后趋于稳定.除Pb外,浸出质量浓度均低于污水综合排放标准(GB 8978-1996)限值.对比原灰与浸出残留物重金属多级提取结果表明,飞灰的重金属在浸出柱实验中释放能力由强到弱依次为:Cd、Ni、Cu、Pb、Zn和Cr.受浸取剂pH值和固液接触方式影响,浸出柱重金属累计浸出量都小于国家标准(GB 5086.2-1997)浸出量(Cd除外),尤其Cr、Hg和Pb的浸出柱累计浸出量分别是国标浸出量的23.25%、1.29%和14.29%     

垃圾焚烧飞灰中重金属的浸滤特性及影响因素

以重庆市生活垃圾焚烧飞灰为研究对象,分析飞灰浸滤的初始pH值、液固比(L/S)及浸出时间对飞灰中重金属浸滤特性的影响.同时,采用分级提取法(BCR法)对浸滤进行形态分析.结果表明,飞灰浸滤呈弱碱性(飞灰浸滤pH值未超过腐蚀性鉴别标准pHi≥12.5或≤2.0,不具有腐蚀性);但Pb的浸出质量浓度(5.19 mg/L)超过国家限定标准(5 mg/L),具有浸出毒性,属危险废物.飞灰中Cr、Ni和Mn主要以残渣态为主,而Cd和Cu主要以弱酸提取态为主.重金属的浸出量与初始pH值密切相关,易在酸性条件下浸出.重金属的浸出量基本上随液固比和浸出时间的增加而增加,且在浸出时间为24 h时达到最大浸出量(Cd除外).本研究为焚烧飞灰的污染防治与合理处置提供了依据.     

TTF型分解炉协同处置市政污泥数值模拟研究

对河北省某日产量为4 500 t水泥厂中TTF型分解炉建立模型。采用ANSYS FLUENT软件研究了不同市政污泥添加比例对TTF型分解炉内流场、温度场及组分场分布变化规律并进行综合优化。研究过程设置了市政污泥质量分数为0、5%、10%、15%、20%、25%共6个试验条件，在验证模型正确的条件下，结果表明：市政污泥具有良好的燃烧稳定性，采用市政污泥代替部分燃料不影响分解炉正常运行。分解炉中产生了3次喷腾效应，与TTF型分解炉炉型特点吻合，燃烧室具有明显的高温区，模拟反应结果与实际工况吻合较好。随着市政污泥比例的增加，燃料的燃尽率从78.33%升至89.67%,水泥生料分解率由84.99%升至88.85%。当污泥添加质量分数为15%时，NO与CO₂排放相对较少。研究结果可为水泥厂污泥燃烧优化提供依据。     

两种垃圾焚烧炉灰渣的重金属成分与放射性检测

对8种重金属As、Hg、Mn、Cr、Cu、Cd、Co、Ni和Pb在两种垃圾焚烧炉灰渣中的浓度分布,浸出毒性及放射性进行检测.样品(炉渣和飞灰)分别取自北京(循环流化床焚烧炉CFBI)和深圳(炉排焚烧炉)两台不同燃烧方式的垃圾焚烧炉.研究表明,CFBI炉渣及飞灰中的重金属As、Mn、Cu、Cd、Co含量在炉渣中含量最低,中灰次之,飞灰中含量最高.重金属Hg在炉渣和飞灰中的含量相当,在中灰中的含量最低;Cr和Ni在炉渣中的含量也偏高,在中灰和飞灰中的含量相当Pb含量依中灰、炉渣和飞灰的顺序逐渐升高.浸出毒性检测结果显示,循环流化床垃圾焚烧后炉渣及飞灰中的重金属浸出毒性远低于国家标准1～2个量级,重金属总体排放量较低.炉排炉垃圾焚烧的炉渣及飞灰中的重金属含量却高很多,尤其是Cr、Pb、Cd和Cu.放射性检测结果表明,两种焚烧所产生的灰渣放射性均低于国家标准.在排放时无需作任何放射性方面的处理.最后,对焚烧灰渣的稳定化技术进行了讨论.     

医疗垃圾焚烧飞灰中重金属浸出的影响因素

以四川某城市为例,对医疗垃圾焚烧飞灰进行了重金属的浸出特性实验,探讨了不同液固比、初始pH值及浸取剂对飞灰中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Ni的浸出影响.结果表明,重金属的浸出率随着液固比的增加而增加;重金属在酸性条件下较易浸出,而在碱性条件下渗滤较少;不同的浸取剂对重金属的浸出也有一定影响.     

垃圾焚烧飞灰中重金属的分布规律及化学形态分析

研究了重庆市垃圾焚烧发电厂焚烧飞灰的粒径分布,分析了焚烧飞灰中重金属的含量、浸出特性和形态分布特征,讨论了不同粒径飞灰中重金属的分布特性.结果表明,大部分飞灰粒径集中在38～250 μm,其中粒径为38～100μm飞灰占总量的49.49%.飞灰浸出液中Pb和Zn的浓度均超出了<危险废物浸出毒性鉴别标准>(GB5085.3-2007),因此该焚烧飞灰被认定为危险废物.在＜250μm粒径范围内,Cd、Cr、Cu、Mn和Pb普遍表现出向小颗粒富集的趋势;Zn的粒径分布则与上述5种元素表现出相反的趋势;Ni的分布与粒径的相关性不大,在各粒径上的分布较均匀.除Ni元素外,用BCR法分析所得的其他6种重金属形态分析结果和总量测定的结果基本吻合.飞灰中Cr、Ni、Zn和Mn主要以稳定态存在,而Cd、Pb和Cu则主要以不稳定态存在.     

废物焚烧及工业金属冶炼烟气中二噁英的排放水平及同系物分布

为掌握二噁英(PCDD/Fs)排放重点行业的二噁英排放特性与工艺影响因素,为相关行业的二噁英排放治理提供基础性数据支持,采用同位素稀释高分辨气相色谱质谱法对生活垃圾焚烧(MWI)、危险废物焚烧(HWI)、再生有色金属冶炼(SNP)和铁矿石烧结(SNT)烟气中的二噁英的排放特征进行比较,并讨论了物料组成、含氧量、含氯量、催化离子、尾气处理装置及处理量对二噁英排放特征的影响。结果表明,生活废弃物焚烧排放烟气质量浓度最低,危险废弃物燃烧、再生有色金属冶炼次之,铁矿石烧结烟气的二噁英质量浓度最高。危险废物焚烧、再生有色金属冶炼和铁矿石烧结三者烟气中二噁英的同系物分布吻合度较高,均以PCDFs为主,推断二噁英的合成机理均以从头合成为主。4种烟气来源的氯化度均高于6,主要为高氯代产物。物料来源与组成的复杂性为二噁英提供了良好的合成环境。高含氧量及使用水幕除尘装置会增加二噁英的生成,但含氧量约高于18%时可抑制PCDD/Fs的产生。而高含氯量和高含量的催化金属离子则有助于PCDFs的生成。     

温度对污泥焚烧残渣中重金属形态分布及残渣综合毒性的影响

通过实验考察了干污泥在固定床焚烧炉中停留20 min,温度分别为500 ℃、700 ℃和900 ℃的焚烧残渣中重金属(Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Cd)的残留特性及形态分布规律.在实验温度范围内,重金属的残留率因元素和焚烧温度而异,Cu的残留率最高在80%以上,Cd的最低,900 ℃时仅为3.4%;焚烧残渣中各重金属在稳定态的分布比例均较干污泥中有显著提高.提出了用于重金属毒性定量分析的指标--重金属综合毒性指数,并采用该指数对污泥和残渣中重金属的综合毒性进行了评价.结果显示,单位质量污泥焚烧后的各残渣中重金属综合毒性均较干污泥小且随焚烧温度升高而降低,焚烧能够实现一定程度的无害化; 并且,单位质量残渣中重金属的综合毒性也随焚烧温度的升高而降低.     

城市生活垃圾焚烧灰渣熔融特性的分析

分析了城市生活垃圾焚烧灰渣熔融过程中CaO、SiO2、Al2O3等主要成分以及实验气氛对熔融特性的影响,并分析了熔渣的物理化学性能.实验结果表明,灰渣中CaO含量的高低决定了灰渣的酸碱度和灰渣的熔点.当CaO的质量分数占灰渣总量的33%左右,灰渣的熔融温度最低;而灰渣中总碱性氧化物的质量分数低于48%时,生活垃圾焚烧灰渣熔点随碱性氧化物质量分数的增加而降低;而当碱性氧化物质量分数大于48%时,碱性氧化物对生活垃圾焚烧灰渣熔点的影响则相反.以SiO2、Al2O3等氧化物为代表的酸性氧化物,其含量在生活垃圾焚烧灰渣中已经饱和,硅铝氧化物的添加,则会升高灰渣的熔点.为了降低灰渣的熔点,应将灰渣的酸碱度控制在1左右,并在弱还原性的气氛下进行熔融处理.熔融处理后的熔渣因具有性能稳定,重金属浸出量低,几乎不含有二噁英类毒性有机物,完全可以直接成为可利用再生资源.     

垃圾焚烧厂对环境空气中二噁英影响研究

本文通过对垃圾焚烧炉废气和周边环境空气采样,采用同位素稀释-高分辨气相色谱/高分辨质谱(HRGC-HRMS)法分析样品中二噁英浓度。废气样品中二噁英总浓度为0.919~1.152 ng TEQ/m^3,总毒性当量为0.071~0.100 ng TEQ/m^3,环境空气样品中二噁英总浓度为1.194~2.268 pg TEQ/m^3,总毒性当量为0.100~0.200 pg TEQ /m^3。比较废气与环境空气中各PCDD/Fs单体浓度的占比,得出该农村区域范围内环境空气中二噁英污染物主要来源于该垃圾焚烧炉。     

A general kinetic law for heavy metal vaporization during municipal solid waste incineration

Metal emissions from waste incineration plants become a great environmental concern because of their toxicity for both human health and environment. Metals are not destroyed by high-temperature thermal treatment and some vaporized metals may be emitted. It is thus essential to understand the release mechanism of metals during high-temperature waste treatment, in order to improve the understanding of their behavior and the control of their emission. The objective of this study is to identify the kinetic law for metal release from realistic artificial waste. The vaporization of three metals of most concern (Cd, Pb and Zn) during municipal waste incineration was studied. The vaporization rate at the particle level was determined from the experimental concentration profile in the outlet gas of a fluidized bed reactor, by using the inverse method that was previously developed and validated by our team. As a first step, the kinetic parameters were determined thanks to experiments carried out at several temperatures. Specific laws, for each studied metal, were thus obtained as a function of temperature. Nevertheless, it is very useful to identify all the experimental kinetic curves (all studied metals at all temperatures) to one single mathematical law. Therefore, a general kinetic law, expressing the solid matrix influence on the metal vaporization dynamic, was determined as a second step. It permits to predict the vaporization characteristic time and the time course of the metal concentration in the waste.     

硫化物对城市污泥中重金属的形态分布与生物有效性影响

以合肥市某污水处理厂污泥为研究对象,研究了Na_2S、(NH_4)_2S改良剂对污泥重金属形态、生物有效性的影响。结果表明:硫化物改良剂可以提高污泥pH值,添加Na_2S和(NH_4)_2S改良剂后的污泥pH值比对照pH值最大升高分别为3.1和1.0;改良剂对污泥中重金属Cu、Zn、Cd、As均有显著钝化作用,利用Tessier连续提取法分析污泥重金属化学形态,2种改良剂均有效降低了污泥中重金属可交换态的质量比,使其向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态等稳定态转化,可交换态Zn、Cd比对照最大降低程度分别达98.8%和98.6%;硫化物处理显著降低了污泥中重金属有效态质量比,硫化物添加量越多,重金属有效态降低幅度越大,其中对有效态Cu、Cd的作用效果更为明显,Cu、Cd有效态最大降低幅度分别为87.3%、52.6%;T3型发光菌发光量试验表明,添加硫化物改良剂后污泥中重金属毒性降低;盆栽试验结果显示,硫化物钝化污泥后青菜地上部和根部重金属积累量大大降低,地上部As、Cd、Cu、Zn最大降低量分别为51.6%、31.2%、17.5%、20.7%,根部As、Cd最大降低程度分别为19.5%、58.1%。     

西安市城市生活垃圾无害化综合处理工艺

对西安市城市生活垃圾无害化综合处理厂的工艺选择进行了探讨,指出了西安市城市生活垃圾无害化综合处理厂在前分选、发酵堆肥、后分选、焚烧、有机复混肥生产、建材生产等工艺选择时所考虑的各种因素,为其他城市生活垃圾的处理工艺选择提供参考。     

LFX-20型逆燃式医疗废物焚烧炉二恶英实测分析

概述我国目前医疗废物焚烧处置中的主要炉型,着重介绍LFX-20型逆燃式焚烧炉焚烧处置医疗废物的实际运行工况。在1燃室、2燃室平均温度分别为869.5℃和898.7℃条件下,对医疗废物焚烧烟气进行检测。各项常规指标均低于国标限值,二恶英检测中其质量浓度实测值为15ng/m3,相应毒性当量为0.46ngTEQ/m3,同时对医疗废物焚烧后产生烟气中二恶英和灰渣的检测结果进行了分析,焚烧后底渣体积约为焚烧前医疗废物体积的1/10,重量为原来的12%～18%,飞灰热灼减率为34.6%,并给出分析结果。     

低繁殖量蚯蚓养殖法处理剩余污泥的可行性研究

针对城市剩余污泥饲养蚯蚓需要发酵预处理,以及繁殖的含重金属的蚯蚓利用难的问题,进行了不同种类污泥直接饲养蚯蚓实验,并考察了投料方式、投料厚度对蚯蚓的生长影响.结果显示,新鲜的城市剩余污泥直接饲养蚯蚓可行,与投料方式无关.发臭污泥块状投放适宜蚯蚓生长,密实投放不适宜蚯蚓生存.采用定时引出成蚓,改变泥中蚓卵的生存环境,控制卵发育的养殖方法,对污泥中重金属转移规律进行了研究.结果表明,饲养过程中蚯蚓体内的重金属质量比随饲养时间上升.饲养120 d左右,蚯蚓体内质量比达到极限,且处理后的污泥中重金属质量比明显下降.该养殖法处理剩余污泥是方法可行,且具有蚯蚓产量低,利于蚯蚓处理和处置的优点.     

广州市生活垃圾处理设施的调查、监测与分析

通过对广州市城市生活垃圾处理设施的调查及其排放污染物的监测和分析,阐述了广州市城市生活垃圾处理设施的特点,并提出了规范城市生活垃圾填埋场建设、加强垃圾填埋场管理、减少其对周围环境的影响和发展生活垃圾焚烧发电技术等建议.     

有机垃圾热解生物碳的研究进展

生物碳是有机垃圾热解的产物。生物碳具有多孔性、高比表面积、高度芳香化结构,充当土壤活性调理剂能增加土壤微生物吸附性能,保水、保肥,促进作物生长,同时还具有贮碳功能。综述了近年来有机垃圾热解及热解生物碳的研究进展,着重介绍了生物碳的形成条件、特征结构、在土壤中的生物与非生物氧化过程,以及对全球气候变化和土壤环境效益等研究动态。展望了有机垃圾热解生物碳技术用于城镇有机垃圾处理的发展前景,提出应重点加强的几个研究方向:1)实现不同混合垃圾制取相似结构的生物碳;2)垃圾热解过程中污染物的控制;3)有机垃圾生物碳的土壤环境行为与环境效益。