餐厨垃圾高温产甲烷的高盐度抑制及恢复性研究

为了研究餐厨垃圾高温(55℃)厌氧消化条件下,高浓度Na Cl对产甲烷的抑制及除盐后的产甲烷恢复情况,建立了4组血清瓶实验分别研究在较低Na Cl质量浓度(5 g/L,A组)、Na Cl质量浓度突然增加(20 g/L,B组)以及在不同的高浓度Na Cl抑制时间后采取除盐处理(C、D组)对餐厨垃圾产甲烷的影响。结果表明,当Na Cl质量浓度为5 g/L时,高温厌氧消化甲烷产量和浓度在前期逐渐上升,最高分别可以达到27 m L/d和71.3%;当Na Cl浓度升高至20 g/L后,甲烷产量在2 d之内迅速下降,之后逐渐降低,甲烷日产量低于1 m L/d,产甲烷抑制作用明显;而在Na Cl质量浓度由20 g/L降低至5 g/L之后,甲烷产量又有不同程度的恢复,其中在高浓度Na Cl条件下5 d之后降低其浓度的C组实验相比15 d之后才降低浓度的D组实验甲烷产量恢复效果要好;同时甲烷浓度的变化也受到Na Cl浓度变化的影响,Na Cl浓度增大会导致产气中甲烷浓度降至30%~35%,而减小Na Cl浓度之后,甲烷浓度可以恢复至50%~58%。     

不同氧浓度下脱脂餐厨垃圾燃烧特性及动力学研究

利用热重分析法和Coats-Redfern积分法,对不同氧浓度下脱脂餐厨垃圾的燃烧特性进行研究,得到了各试样的着火温度、燃烬温度及综合燃烧特性指数,并通过燃烧动力学分析得到各试样的活化能。实验结果表明,燃烧温度从室温升至1 000℃时,脱脂餐厨垃圾燃烧过程可分为3个失重阶段:水分析出阶段、挥发分析出及燃烧阶段和固定碳燃烧阶段;随着氧浓度的升高,脱脂餐厨垃圾最大失重率以及燃烧特性指数等燃烧特性参数都有显著变化。根据Coats-Redfern积分法计算得低温和高温阶段的活化能分别为83.76~91.2 k J/mol和95.25~141.7 k J/mol。     

合成条件对粉煤灰合成沸石除磷特性的影响

利用不同钙含量的3种粉煤灰采用碱熔融-水热法合成沸石,研究了不用合成条件对3种粉煤灰合成沸石除磷性能的影响,并分析了除磷机理。3种粉煤灰合成沸石中沸石的种类各不相同,低钙粉煤灰合成沸石主要以Na P1型沸石为主,中钙粉煤灰合成沸石主要以一种无名沸石为主,高钙粉煤灰合成沸石则主要以加藤石为主,沸石含量几乎为零。碱灰比、熔融时间、熔融温度、固液比、结晶时间等合成因素中,对3种粉煤灰合成沸石固磷能力影响相对较大的是碱灰比和熔融时间。3种合成沸石的除磷能力顺序依次为高钙粉煤灰合成沸石中钙粉煤灰合成沸石低钙粉煤灰合成沸石,并且3种沸石的固磷能力与初始原料粉煤灰中的Ca O含量成正比。固磷机理是合成沸石溶于水后向水中释放Ca2+,释放出来的Ca2+即可与磷酸根生成磷酸钙沉淀,从而达到固磷的目的。合成的沸石最大固磷能力为92.24 mg/g。     

脱脂餐厨垃圾和玉米秸秆混合燃烧特性及灰熔融特性分析

探究了玉米秸秆(CS)和脱脂餐厨垃圾(DKW)混合的燃烧特性和灰熔融特性,对DKW、CS及其混合样品进行了热重分析,对混合灰样进行了X射线荧光分析、X射线衍射分析以及扫描电子显微镜观察。结果表明:总体而言,随着CS掺混量的增加,混合样品着火温度升高,燃尽温度降低,CS掺混量为90%(质量分数)时燃烧特性最佳;混合灰样中莫来石和硅线石会随着CS掺混量的增加逐渐降低直至消失,而白榴石会逐渐增加,同时混合灰样由絮状结构逐渐结块,然后出现孔隙,碱酸比和硅铝比逐渐增大,而硅比逐渐减小,导致混合灰样熔融特征温度逐渐降低。从处理DKW的实际目的出发,在CS足够的情况下,CS掺混量为90%是最佳焚烧掺混量。     

餐厨垃圾废水制备液态固氮菌肥

探讨餐厨垃圾废水用作发酵基质生产液态褐球固氮菌肥的可行性。结果表明,餐厨垃圾废水培养的褐球固氮菌在第4~5天活菌数达到最大(Ⅰ类废水3.0×1012CFU·m L~(-1),Ⅱ类废水3.3×1012CFU·m L~(-1)),餐厨垃圾湿热处理对褐球固氮菌生长的促进作用十分有限。废水的pH和盐分对褐球固氮菌的生长代谢影响极为显著:Ⅰ类废水褐球固氮菌生长的最佳pH为7,Ⅱ类废水最佳pH为7.5,其他pH将对褐球固氮菌的生长代谢活性造成不同程度的抑制;随着Na Cl含量的增加,固氮菌活菌数先升高后快速降低,最利于菌种培养的Na Cl浓度为3 g·L~(-1)。温度、摇床转速和接种量对菌株培养的影响不显著,正交实验确定的较优培养条件为pH=7、T=28℃、转速150 r·min-1、接种量2%(体积分数)。餐厨垃圾废水制备的固氮菌肥可提高土壤总氮水平(线性相关性R2=0.979),施用0.025‰~2.5‰质量比例固氮菌剂的土壤生长的黄豆苗干重可达到按照5‰质量比例施加无机复合肥生长的黄豆苗的55.2%~67.2%。     

茅草添加与温度变化对餐厨垃圾厌氧水解产酸的影响简

比较了茅草添加在温度变化条件下对餐厨垃圾厌氧水解过程小分子有机酸产量的影响,提出一种新型餐厨垃圾的资源化方式。研究结果显示,餐厨垃圾在55℃条件下厌氧水解主要产物为乳酸,达到25.7 g/L,其干物质转化率可以达到32.1% （g TS）,而餐厨+茅草处理在同样条件下的乳酸产量为20.1 g/L,干物质转化率为25.1%。温度下降为37℃后继续进行的的厌氧水解,得到的主要产物是乙酸、丙酸和丁酸,餐厨处理和餐厨+茅草处理这两者的峰值分别为6.5、2.8、8.0和6.1 g/L、2.7 g/L和5.9 g/L。结果显示茅草添加可以在一定程度上调节水解产物的比例,而温度变化可以调控小分子有机酸的产量。本研究结果表明,厌氧水解是一种有潜力的小分子有机酸生产与餐厨垃圾资源化处理途径。     

危险废物焚烧灰渣熔融过程中重金属元素热力学平衡计算

熔融固化是目前危废焚烧灰渣处置的有效方法之一。为了能够有效地控制熔融过程中重金属元素的迁移,采用HSC Chemistry软件模拟研究了重金属元素As、Pb、Zn、Cu、Ni、Cr等在熔融过程中的物质变化历程,考察了不同气氛、温度、氯化物种类的影响。结果表明:在还原性气氛下,As、Pb几乎100%以As S(g)和Pb S(g)的形式挥发进入气相;Zn主要以气态金属挥发,1 500℃时90.8%的Zn进入气相;Cu、Ni、Cr与灰渣中的Fe2O3、Al2O3等形成不易挥发的化合物,几乎完全被熔渣固化。氧化性气氛有利于各重金属元素的固化,除46.47%的Pb以Pb Cl2(g)、Pb Cl(g)、Pb O(g)的形式挥发外,其余重金属元素均能被固溶在渣中。与灰渣中Na Cl相比,Ca Cl2不影响As、Cr的平衡形态分布,但能促进Pb、Zn、Cu、Ni以气态氯化物的形式挥发进入气相,不利于重金属元素的固化。     

水热炭化餐厨垃圾制备纳米铁/炭复合材料

以餐厨垃圾中有机组分作为碳源,通过添加铁盐水热炭化制备铁/炭纳米复合材料。考察了不同铁盐(Fe-SO4,FeCl3,Fe(NO3)3)对餐厨垃圾水热炭化物的形貌,以及氮、磷元素的迁移转化的影响;并研究了负载铁的物理、化学性质。实验结果表明,铁盐在水热炭化过程中促进了餐厨垃圾转化生成多种纳米结构。铁的价态是影响复合物形貌的主要影响因素:三价铁离子对大分子有机物的水解和炭化过程有催化作用,从而促进壳核式结构的纳米线及微米球复合物的生成;而亚铁离子则导致可溶性有机物炭化形成空心纳米球结构。负载铁的化学形态主要受阴离子的影响:硝酸铁体系中铁主要以氢氧化物形式沉积、其他阴离子体系则以磷酸盐为主要形态负载。     

茅草添加与温度变化对餐厨垃圾厌氧水解产酸的影响

比较了茅草添加在温度变化条件下对餐厨垃圾厌氧水解过程小分子有机酸产量的影响,提出一种新型餐厨垃圾的资源化方式。研究结果显示,餐厨垃圾在55℃条件下厌氧水解主要产物为乳酸,达到25．7g／L,其干物质转化率可以达到32．1％（gTS）,而餐厨＋茅草处理在同样条件下的乳酸产量为20．1g／L,干物质转化率为25．1％。温度下降为37℃后继续进行的的厌氧水解,得到的主要产物是乙酸、丙酸和丁酸,餐厨处理和餐厨＋茅草处理这两者的峰值分别为6．5、2．8、8．0和6．1g／L、2．7g／L和5．9g／L。结果显示茅草添加可以在一定程度上调节水解产物的比例,而温度变化可以调控小分子有机酸的产量。本研究结果表明,厌氧水解是一种有潜力的小分子有机酸生产与餐厨垃圾资源化处理途径。     

餐厨垃圾厌氧消化中硬脂酸钙的形成及作用

在稳定运行的餐厨垃圾单相厌氧消化体系中,出现白色颗粒状物质,且随着负荷的提高,其数量和粒径不断增加。利用能谱技术分析白色颗粒的元素组成,结合傅里叶红外光谱和13C核磁共振技术分析白色颗粒中的官能基团。经过研究分析认为,该白色颗粒的主要成分为长链羧酸钙盐,具体为硬脂酸钙。同时,对其形成过程进行了分析。该物质的形成对餐厨垃圾中油脂的去除提供了新的思路和途径。     

模拟陈腐垃圾掺烧过程中P/Cl/S对6种重金属迁移特性的影响

通过管式炉焚烧实验,探究了在陈腐垃圾与城市生活垃圾(MSW)掺烧过程中,P/Cl/S对6种重金属(Cd、Zn、Ni、Cu、Cr、Pb)迁移规律的影响,并考察了陈腐垃圾掺混比例、含特征元素的添加剂种类及焚烧温度对6种重金属挥发率的影响.结果 表明,当陈腐垃圾掺烧比例与温度相同时,NaH2PO4和Na2SO4的协同作用对C...     

垃圾焚烧重金属迁移特性及其影响因素

综述了城市固体垃圾（MSW）焚烧过程中的Hg、Cd、Pb、Cu,Zn,As和Cr等几种主要重金属污染源在焚烧过程中的迁移特性及其主要影响因素。将重金属在焚烧过程中的迂变归结为：蒸发、气相和表面反应、冷凝成核团聚和飞灰吸附等4个主要过程；而垃圾中重金属的初始浓度、原始垃圾的基体盐分（如Al、Si和K、Na等的存在形式）、垃圾中的C1（PVc和NaCl）和S的含量、垃圾的含水量以及焚烧过程中的运行参数（温度、滞留时间、氧化一还原气氛）等都会对焚烧过程的迁移规律产生影响。     

生物炭加速餐厨垃圾厌氧消化的机理

为考察生物炭对餐厨垃圾厌氧消化的影响并探究其影响机理,采用批次实验,以餐厨垃圾为基质,设置污泥空白组、餐厨垃圾对照组和生物炭实验组。检测系统的甲烷日产量、甲烷浓度、渗滤液pH、电导率、挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)和氨氮浓度,并对生物炭进行了表征(pH、表面元素、表面形态和官能团)。结果表明,生物炭的添加使体系的最大日甲烷产量提高24.09%,并保持较高的pH,乙酸、丙酸、丁酸峰值分别降低了10.46%、9.96%和13.79%。生物炭丰富的孔结构为微生物提供了生长位点;生物炭的表面金属元素(K、Ca、Mg)和官能团(-OH、C≡C、-NH、C=O(C-O)、CO_3~(2-))使其具有较高的碱度,从而提高厌氧消化系统的缓冲能力和产甲烷菌活性,进而提高产甲烷速率。     

不同调理剂对微生物降解餐厨垃圾的影响

为了探索不同调理剂对微生物降解餐厨垃圾效果的影响,本实验选取了木屑(桦木)、米糠、泥炭、花生壳、稻壳等材料分别作为主要调理剂,以餐厨垃圾的重量减量率作为评价降解效果指标,测定实验过程中的温度、含水率、pH值、微生物生物量及重量的变化。实验结果表明,影响餐厨垃圾降解效果主要因素有温度和含水率;以木屑和米糠为主要调理剂的保温性能最优,其余材料热量散失较快;以50%木屑处理的调理剂含水率适宜,能达到最适含水率要求(50%);同时,以50%木屑(桦木)为主要调理剂处理的减量率最高。     

上海市某垃圾焚烧厂渗滤液膜浓缩液回喷焚烧后的固相物质转化特性

为探究生活垃圾焚烧发电厂渗滤液膜浓缩液回喷炉膛对焚烧系统的影响,以上海市某垃圾焚烧厂的膜浓缩液为对象,利用马弗炉模拟回喷过程的不同温度条件,通过对烧干后固相物质的粒度测定和成分分析,研究其理化特性及物质转化规律,并分析Cl、S等产生腐蚀性气体的主要元素的变化规律。结果表明:850℃烧干浓缩液后形成的固体颗粒粒径主要集中在30～365μm,质量分数达74.53%,粒径小于30μm和大于365μm的颗粒分别占24.89%和0.58%。浓缩液烧干后的固体几乎都是盐分,它们的结晶相以氯盐、钙盐(CaCl_2、MgCl_2、CaSO_4)为主,且随着焚烧温度的升高,CaSO4的结晶度明显增高。浓缩液烧干后的固相物质中以O、Na、S、Cl、Mg、Ca、K等元素居多,元素含量变化趋势的转折点主要发生在900℃。研究表明,烟气系统的负荷设计上应充分考虑浓缩液回喷所带来的增量,设备维护上应注重对Cl腐蚀的防护,最佳的回喷温度应控制在900℃左右。     

垃圾焚烧飞灰中不同粒径的毒性特性

对广州市某垃圾焚烧发电厂的焚烧飞灰进行粒径分级毒性分析研究。主要研究了粒径在35～1 000μm范围内的飞灰的腐蚀性和短期浸出毒性,包括Cr、Cd、Mg、Pb、Mn、Fe、Cu、Zn、Ni、Co等重金属,SO24-,Cl-,NO3--N和NO2--N,同时也研究了飞灰的物质组成和矿物特性。研究结果表明,所有粒径飞灰的浸出液pH值在12.3～12.5之间,属于有腐蚀性的危险废物,重金属Mg、Pb、Zn的浸出浓度最高,分别为168.78、53.94和86.40 mg/L。飞灰浸出液和含量最高分别达到8.87g/L和1.38 g/L,同时浸出液中测出一定量的硝态氮和亚硝态氮,证明飞灰吸附了垃圾焚烧过程中产生的氮氧化物气体。另外,研究得出飞灰的基本组成元素为Ca、Si、Cl、K、Na、S、Al、Mg和Fe,而重金属则以Zn、Pb、Mn、Cu、Cr等为主。矿物相主要为含硅和钙的化合物及NaCl和KCl等氯化物。     

垃圾焚烧重金属迁移特性及其影响因素

综述了城市固体垃圾(MSW)焚烧过程中的Hg、Cd、Pb、Cu、Zn、As和Cr等几种主要重金属污染源在焚烧过程中的迁移特性及其主要影响因素。将重金属在焚烧过程中的迁变归结为:蒸发、气相和表面反应、冷凝成核团聚和飞灰吸附等4个主要过程;而垃圾中重金属的初始浓度、原始垃圾的基体盐分(如A l、S i和K、Na等的存在形式)、垃圾中的C l(PVC和NaC l)和S的含量、垃圾的含水量以及焚烧过程中的运行参数(温度、滞留时间、氧化-还原气氛)等都会对焚烧过程的迁移规律产生影响。     

自然堆存下的飞灰污染物浸出毒性研究

测定了飞灰的主要组成成分和重金属元素含量。生活垃圾焚烧飞灰在2年期的自然堆存下,通过分析不同时期污染物浸出特性,以研究飞灰污染物自然老化特征。结果表明：飞灰的主要组成元素有Ca、Si、Al、S、K、Na、Fe、Mg和Cl等,其重金属元素含量大约占1%。飞灰自然老化后,Pb 、Zn 、Cr^6＋、Hg和氰化物的迁移性大大降低;Cu 、As和Cd变化不明显,Cr的浸出略有增加;飞灰中的重金属元素在低pH下仍不具有长期稳定性,因而具有较大的环境风险。     

玻璃抛光废渣理化特性研究

为处置和利用一种玻璃抛光废渣,用XRF、ICP、XRD、SEM、灰熔点炉、粒度分析和浸出毒性等实验手段对其化学成分、浸出毒性、颗粒径和比表面积等理化性质进行了系统研究。结果表明,玻璃抛光废渣虽然主体是Si、Al、Fe、K、Na、Ca和Mg的硅酸盐,但含一定量的Pb、Ba、Cr、Mn、Zn、V、Cu和As等重金属元素,80%的粒径小于15μm,平均粒径为6.31μm,比表面积为480 m2/g,是一种细粉状浸出毒性较高的有害固废;烧结能有效地固封和固溶其中的重金属,可作为控制其污染和处置利用的有效措施。     

玻璃减薄蚀刻液中氟硅酸的选择性脱除方法

光电玻璃减薄蚀刻液中氟硅酸(H2SiF6)的累积,是导致蚀刻液无法连续使用而转化为废液的主要原因。尝试对蚀刻废液中氟硅酸进行选择性脱除工艺,探索刻蚀液循环利用的有效处理方法。鉴于氟硅酸的碱金属盐具有溶解度较低的特点,研究考察了利用钠盐或钾盐为沉淀剂,将废液中的H2SiF6以氟硅酸盐的形式沉淀去除,为实现蚀刻液的循环利用提供可能。结果表明,KCl相比NaCl对H2SiF6处理效果更好,但生成的K2SiF6的结晶颗粒过细,难以自然沉降,过滤效果较差;而Na2SiF6结晶沉降特性较好,且使用NaCl为沉淀剂具有价廉易得等特点,可作为氟硅酸的理想沉淀剂。H2SiF6去除率与碱金属盐H2SiF6摩尔计量比正相关,当摩尔计量比NaCl/H2SiF6=2,H2SiF6含量10%的模拟废液,其H2SiF6去除率可达到90%以上。