污泥热干化和燃烧特性试验研究

分别在桨叶式干化机和热重仪上进行污泥干化和燃烧试验,研究了污泥干化特性和污染物排放特性,并对污泥的燃烧特性进行分析。结果表明,污泥干化过程分为黏稠区、粘滞区和颗粒区3个阶段。干化过程排放的污染气体有氨气、氯化氢、氟化氢、氰化氢、甲烷和挥发性有机酸等,其中氨气为主要污染气体。经冷凝吸收和活性炭吸附处理后,各种污染气体浓度均显著降低,其中氨气去除率最高,达97.04%。污泥干化冷凝液的BOD5和COD质量浓度分别为4 040、8 510mg/L,氨氮的质量浓度为1 025mg/L,pH为9.84,属于高浓度有机废水。污泥的燃烧过程可以分为3个失重阶段:水分析出阶段(50～150℃),挥发分燃烧阶段(150～450℃),固定碳燃烧阶段(450～650℃)。分别用Kissinger法和Ozawa法计算挥发分燃烧阶段和固定碳燃烧阶段的活化能和动力学方程,挥发分燃烧阶段的活化能低于固定碳燃烧阶段,表明挥发分燃烧阶段污泥更易燃烧。污泥的燃烧过程在650℃时基本完成,因此实际工程应用中,设计干化污泥的焚烧温度在750℃比较合理。     

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。     

不干胶废弃物热解与燃烧动力学特性

采用热重分析方法对不干胶废弃物(PSAs)进行了热解和燃烧失重分析,并采用Doyle法拟合计算了PSAs热解和燃烧动力学参数。结果表明:当温度低于200℃或高于600℃,PSAs的热解和燃烧失重过程具有性;300~600℃时,PSAs热解过程具有3个失重峰,而其燃烧过程具有2个失重峰。动力学分析结果表明:PSAs的热解是由多阶段复杂的热裂解反应组成,其热解过程可用4个一级反应来描述,随着升温速率的提高热解阶段第1峰区表观活化能降低;而第2、3峰区以及半焦深度裂解阶段的第4峰区活化能逐渐升高;PSAs燃烧过程可用3个一级反应来描述,随着升温速率的提高,PSAs燃烧过程的表观活化能均逐渐降低,并且燃烧表观活化能均低于热解表观活化能。     

利用同步热分析仪研究碱解污泥的燃烧特性

利用TGA/DSC同步热分析仪对碱解污泥的燃烧特性和热动力学特性进行了分析和研究。结果表明,碱解污泥的失重过程主要有3个阶段；碱的加入使得污泥着火温度降低，燃烬温度升高；随着碱量增加，污泥第2阶段燃烧热增加，第3阶段燃烧热降低，总燃烧热降低；污泥第2失重阶段峰前活化能随着碱量增加而不断增加，峰后活化能不断降低。本研究为...     

工业废水污泥的热解及升温速率对热解的影响

利用热重分析法对印染、中药和废水处理厂3种典型工业废水污泥进行了热解动力学实验研究。结果表明,工业污泥是一种高挥发分、低固定碳和低热值的劣质燃料。经过消化处理的污泥灰分含量较高,挥发分含量变小。热解过程中有3个失重速率较高的阶段,以挥发分的析出为主。升温速率对热解的最终失重率有重要影响。升温速率增加,热解更剧烈,但最终失重率的变化趋势与污泥种类有关;为使热解效果更好,不同种类的污泥应选择不同的升温速率。不同种类的污泥具有不同的热解特性,印染污泥挥发分析出阶段有2次热解。中药污泥活化能最小,印染污泥挥发分第2次热解的活化能比第1次大幅增加。     

造纸工业污泥燃烧特性及动力学实验研究

在不同升温速率及与其他污泥不同混合比例条件下，利用热重法对造纸污泥和含工业污水污泥进行了实验研究。结果表明，造纸污泥与含工业污水污泥表现出不同的DTG曲线形式，其中造纸污泥固定碳燃烧峰失重较为明显。随着升温速率的提高，造纸污泥的燃烧速率加大，燃尽时间缩短，提高了其综合燃烧特性；加入含工业污水污泥后，造纸着火性能及燃尽性能均得到改善。采用积分法（Coats-Redfern方程）计算得到各阶段燃烧反应的机理方程及相应的活化能参数，表明活化能的大小与试样的燃烧阶段是相对应的。     

城市污泥掺混水煤浆燃烧特性的热重分析

通过热重实验,分析了污泥、水煤浆的单一燃烧特性以及水煤浆中掺混不同质量比的城市污泥后混合浆的燃烧特性.结果表明,混合浆着火温度因污泥的掺入比水煤浆高约50 ℃,但随掺混比例的升高,最大燃烧速率、可燃性指数及综合燃烧特性指数均增加,且提高了污泥的燃尽率.混合浆热分析曲线出现两个挥发分析出燃烧峰(分别对应250～380、380～570 ℃)与1个固定碳燃烧峰(570～680 ℃),燃烧特性总体表现为污泥与水煤浆的共同作用,在某些方面优于污泥或水煤浆的单一燃烧.总之,利用湿污泥直接掺混水煤浆从燃烧性能来说是可行的.     

石灰调质污泥的燃烧特性及动力学分析

采用热重-差示扫描量热同步分析仪,在空气气氛下对石灰调制污泥进行燃烧失重实验.通过分析获得的曲线,可以将调质污泥的热反应过程分为4个阶段:自由水和化学结合水析出阶段;易挥发有机质析出和燃烧阶段;难挥发有机质析出分解和燃烧阶段;无机质的分解阶段.添加石灰后,污泥的着火温度小幅上升,综合燃烧特性指数随添加量增加而减小.采用Coats-Redfern积分法对挥发分析出和燃烧阶段进行了热反应动力学求解,发现添加量小于30％时,石灰可以减少污泥燃烧的活化能,促进污泥挥发分的析出和燃烧.     

垃圾衍生燃料(RDF)的燃烧过程

垃圾衍生燃料技术是目前解决生活垃圾问题有效途径,然而RDF应用仍存在一定问题,如因对RDF燃烧产物未知,使RDF在应用中可能对热设备造成不良影响,因此需对RDF的燃烧过程及产物进行研究。采用热重分析仪对RDF的燃烧特性、燃烧动力学进行了研究,并同时采用热红联用技术与热质联用技术对RDF的燃烧气体成分进行了研究。研究结果表明:与煤比较,RDF灰分、挥发分含量高,而固定碳含量少,因此RDF着火点、最大燃烧速度对应温度及燃尽温度低,但最大燃烧速度小。RDF的燃烧分为3个阶段:挥发分析出与燃烧,伴随着羧酸、CO_2、H_20、NH_3、NO_2、HCl、SO_2及Cl_2气体的释放,活化能约为24 kJ·mol~(-1);挥发分的析出与燃烧,但伴随有部分固定碳燃烧,有C0_2、H_20、NH_3、N0_2、HCl及Cl_2气体释放,活化能约为27 kJ·mol~(-1);RDF碳化后的固定碳燃烧,放出较大量C0_2,活化能约为92 kJ·mol~(-1)。     

污水污泥流化床空气气化焦油的燃烧特性

利用热重分析法,研究了气化温度(650、750和850℃)和污泥性质对污泥流化床气化焦油燃烧特性的影响变化规律。结果表明:6种污泥气化焦油的燃烧过程均分为轻质有机物挥发和燃烧、重质有机物分解和燃烧以及微量残炭燃烧3个阶段;其中第一阶段失重率均明显高于第二阶段,且第一阶段和第二阶段的失重率随气化温度的升高而分别呈现为升高和降低的变化趋势。来自于活性污泥法工艺未消化污泥气化焦油在第一阶段的失重率高于消化污泥的,而A2/O工艺未消化污泥气化焦油在第一阶段的失重率则低于消化污泥的。6种气化焦油的机理函数不完全相同,但反应级数均在1~2.5之间,且第一阶段的表观活化能均低于30 k J·mol-1。污泥流化床空气气化焦油的着火点和表观活化能均比其固定床空气气化焦油的低。     

菜场有机垃圾压缩脱水特性实验研究

为优化菜场垃圾压缩及脱水机械设计参数,获取最佳的压强值和垃圾在压缩仓内的保压时间,进行了菜场有机垃圾压缩脱水特性实验研究。通过压缩实验及对数据的分析,提出了有机垃圾压缩转运时的合理压缩强度范围为1.5～2.4 kg/cm2;通过压缩脱水实验及对数据的分析得到:压强一定时,保压时间越长,出水量越大;而保压时间一定时,压强增大,脱水率也增加,但2组数据变化均为非线性。对大白菜的实验表明,其合理的脱水压强和保压时间分别为2.4 kg/cm2和30 s左右。     

UTILIZATION OF AGRICULTURAL WASTE CORN COB FOR THE PREPARATION OF CARBON ADSORBENT

In the present study, a series of activated carbons were prepared from agricultural waste corn cob by chemical and physical activations with potassium hydroxide (KOH)/potassium carbonate (K₂CO₃) and carbon dioxide (CO₂). The effect of process variables such as impregnation ratio, impregnation time, activation temperature and soaking time of CO₂ was studied in order to relate these preparation parameters with the physical properties of final carbon products. The resulting activated carbons were characterized by nitrogen adsorption[ch-[chdesorption isotherms at 77 K. The surface areas and pore volumes of carbons were estimated by the BET equation, the Langmuir equation and the t-plot method. Under the experimental conditions investigated, the main parameters in the activation of corn cob were found to be the impregnation ratio and activation temperature. The soaking time of CO₂ is another important variable, which had a strong effect on the pore volume development. The BET surface area and total pore volume were as large as about 2000 m²/g and about 1.0 cm³/g, respectively. This study showed that the activation of agricultural waste corn cob with KOH/K₂CO₃ and CO₂ was suitable for the preparation of large-surface-area activated carbons.     

2株乙酰甲胺磷降解菌的分离鉴定及降解特性研究

利用富集及驯化培养方法,从长期生产农药企业的废水处理系统、厂房周边污染的土壤和池水中,分离筛选出2株能够高效降解乙酰甲胺磷的菌株Y3、Y6。在形态特征和生理生化鉴定的基础上,对其16S rDNA序列进行了分析,并重点研究了它们对乙酰甲胺磷及其他农药的降解特性和抗性。结果表明,Y3、Y6分别为寡养单胞菌(Stenotrophomonas)和假单胞菌(Pseudomonas)。Y3、Y6在乙酰甲胺磷浓度分别为500 mg/L和1 000 mg/L,培养温度30℃,初始pH8,接种量为2.5%条件下,一周内可以将80%左右的乙酰甲胺磷矿化为磷酸根。外加葡萄糖及酵母膏对降解效率的研究表明,当酵母膏含量为1 g/L时,降解效果最理想;而外加葡萄糖的量,能相对抑制其对农药的降解。抗性实验显示,Y3、Y6均可在较高浓度的其他有机磷类及氨基甲酸酯类农药的普通培养基中生长,对其他农药的抗性也比较广泛。植物侵染实验显示,Y3、Y6对实验中的豆科、禾本科、十字花科及葫芦科植物不具备致病性,说明Y3、Y6环境安全性较强。     

UniTank工艺流程氨氮浓度的动态特征

利用基于ASM2D的数学模型对上海石洞口污水厂UniTank工艺内氨氮浓度的动态特性进行了仿真研究,发现该流程反应器氨氮浓度具有非稳态特征.反应器内氨氮浓度的变化规律与曝气时间设定及进水时间设定有关.增加曝气强度,能降低边池及中池的氨氮浓度,相应增大边池及中池的硝态氮浓度.     

不同稳定剂对污泥蛋白发泡特性的影响研究

污泥含有蛋白质,经过高温水解可产生水解蛋白液(简称污泥蛋白),该蛋白具有发泡特性,经通风搅拌可产生泡沫;由于污泥蛋白所产生的泡沫具有不稳定、易破裂的特点,因此,设计了不同稳定剂对污泥蛋白发泡特性的影响研究实验,解决污泥蛋白所产生泡沫的稳定性问题。结果表明,在测定污泥蛋白的基本发泡特性实验中,10 mL污泥蛋白稀释10倍时,初始泡沫量较大,达到2 153 mL,但泡沫半衰期相对较短,时间为27 min;在10 mL污泥蛋白中分别加入0.2 g十六烷基三甲基溴化氨(CTAB)、羧甲基纤维素钠(CMC)、GP-1,并用水稀释10倍,制成泡沫后的初始泡沫量分别为1 380、1 400和1 248 mL,相对降低了773、753和905 mL;泡沫半衰期分别为31、76和509 min,相对提高了4、49和482 min,尤其是GP-1作为稳定剂时,泡沫的半衰期与不加稳定剂时相比提高了15倍;在10 mL污泥蛋白中加入0.2 g十六烷基三甲基溴化氨与0.2 g GP-1的复配稳定剂,用水稀释10倍,制成泡沫后的初始泡沫量为1 525 mL,相对降低了628 mL;泡沫半衰期为95 min,相对提高了68 min。因此,GP-1是污泥蛋白最好的泡沫稳定剂。     

广西城镇污泥掺烧利用组分特性的分析

对广西城镇污水处理厂污泥进行元素分析、组分分析、工业分析和热重分析,探讨污泥掺烧应用特性,为广西的污泥资源化利用提供数据。结果表明,污泥的元素组成与煤差别较大,如污泥中的氮元素含量为4.627%,高于煤的1.628%;污泥焚烧灰含有高达15%的Si O2;污泥的挥发分为34.6377%比煤的25.089%略高;污泥的焚烧可分为3个阶段,分别为水分析出阶段(室温~160℃)、挥发分析出燃烧阶段(160~500℃)、固定碳及剩余可燃物燃烧阶段(510~950℃),升温速率升高,挥发分析出阶段提前了约50℃,粒径对析出温度影响不大,但粒径小更利于干污泥燃烧。因此,广西污泥是一种低热值,燃烧剧烈的燃料,可以用于掺烧,焚烧灰分具有较高的建材价值。     

Y型内混双级雾化喷嘴流量特性研究

对自行设计的 Y 型内混双级雾化喷嘴进行了实验研究,分析了不同喷嘴尺寸对喷嘴流量特性的影响.对比了压缩空气与过热蒸气做雾化介质的不同.通过测量喷嘴内混室压力,拟合出了供气压力-内混室压力曲线,并通过实验测量和校核,得到工质流景系数的表达式,对喷嘴设计有指导作用.     

危险废物分级管理方法研究

危险废物因具有毒性、易燃性、腐蚀性和反应性等多种危害特性,如果暴露于环境中将会对人类健康和生态环境造成很大威胁.深入分析了欧美等一些国家对危险废物进行分级管理的方法,针对中国目前危险废物的产生现状和管理现状,提出了综合考虑危险废物的产生量和活性大小等各个方面,借助风险评价对危险废物进行分级管理的方法和原则,以及相应的分级管理程序的建议,为完善中国的危险废物管理体系提供参考.     

介质特性对DBD降解苯的影响

为了提高介质阻挡放电（dielectric barrier discharge，DBD）等离子体的处理效率，研究了内外介质组成分别为：（1）石英＋石英；（2）陶瓷＋石英；（3）陶瓷＋陶瓷这3种情况下苯的降解情况。试验结果表明，在处理低浓度含苯废气时，陶瓷＋陶瓷效果最好；陶瓷（内管）＋石英（外管）在处理高浓度含苯废气时显示出优势。通过对气相产物和固相结焦产物的分析验证了DBD能有效降解苯，降解产物不会带来新的污染。进一步分析了实验条件和介质材料的变化对DBD降解苯的影响机理。     

固体废物在固定床内热解焦油的实验研究

在小型固定床热解炉内对部分固体废物进行的热解实验 ,目的是研究所得的热解产物中焦油 (含水 )的产量及其物理化学特性。结果表明 ,物料挥发分和水分含量越高 ,焦油 (含水 )的产量就越多 ;焦油 (含水 )的产率随热解终温的升高呈先升后降的趋势 ;焦油 (含水 )密度很大 ,但其随热解终温的升高而下降 ;同时 ,部分废弃物的焦油 (含水 )热值较高 ,饱和烃的含量很高 ,有很高的利用价值。