污泥掺烧对焚烧后固体废物污染物排放的影响

在佛山某生活垃圾焚烧发电厂开展生活垃圾掺烧市政污泥工业试验,分析5%、10%、15%的市政污泥掺烧对电厂焚烧后固体废物中重金属和二噁英排放的影响。结果表明,掺烧污泥使Cd在飞灰中的分布提高了40%以上,但其他重金属的分布特征仍主要受各自沸点的影响。焚烧固废中重金属含量受污泥的引入影响普遍不显著,飞灰中Cu浸出质量浓度上升20%,Ni、Pb、Hg、Cr的浸出质量浓度波动下降;炉渣中重金属浸出质量浓度波动较大。焚烧飞灰中总二噁英含量与污泥掺烧比例成负相关,且与投料中的Cl质量分数成正相关,与S质量分数成负相关。因此,低于15%的污泥掺烧比例不会显著提升焚烧固废中污染物排放浓度。     

十六烷值添加剂对乙醇柴油发动机燃烧与排放影响的研究

为降低柴油机的碳烟颗粒排放,配制了乙醇体积分数分别为10%、20%和30%的乙醇柴油混合燃料,利用与0#柴油临界互溶温度优化高碳醇助溶剂的添加比例.同时为改善发动机的燃烧,在混合燃料中添加了十六烷值添加剂.在2102QB型直喷式柴油机上进行试验.结果表明,由于乙醇的掺入使混合燃料十六烷值下降,着火延迟期增加.十六烷值添加剂可以提高混合燃料的十六烷值,恢复发动机的压燃着火特性,但十六烷值添加剂对混合燃料发动机的排放影响较小.柴油机燃用乙醇柴油混合燃料后,烟度大幅下降.ESC十三工况下颗粒比排放减少超过60%,氮氧化物排放相当,碳氢和CO的排放总量有所下降.研究表明,柴油机燃用比例不超过30%的乙醇柴油混合燃料时,在保持其动力经济性的基础上,可大幅降低碳烟颗粒排放.     

城市污泥用作水泥行业替代燃料的可行性分析

采用X射线荧光光谱仪、全自动数显量热仪和原子吸收分光光度计等检测手段测定3种不同来源的干化城市污泥及煤粉的成分、热值和重金属毒性,对比分析了污泥用作水泥工业部分替代燃料的可能性,通过热重(TG)试验研究了污泥掺比对混合燃料燃烧效果的影响。结果表明:3种干燥污泥发热量较高,最高可达16.02 MJ/kg,且主要成分与煤粉相似,均为CaO、SO_3、Al_2O_3和SiO_2,比例之和超过65%,可部分替代水泥生产燃料;污泥灼烧后,剩余灰分中重金属质量比满足GB 50295—2008《水泥工厂设计规范》标准限制,不会对水泥熟料产生影响;干燥污泥的加入可促进煤的燃尽,混合燃料TG曲线随污泥比例增加向低温段移动;部分混合燃料固定碳燃烧阶段放热量低于5 000 J/g,污泥掺量以不超过40%为宜。     

无害化污泥对沙性土即时团聚体稳定性及黏聚力影响的研究

为了解决我国土壤沙化严重以及大量污泥处理处置的问题,研究了不同种类与比例的无害化污泥对沙性土团聚体稳定性及土壤黏聚力的影响.通过将堆肥污泥(CSS)、干化污泥(DSS)、炭化污泥(BSS)分别以质量分数为5％、10％、15％、20％、25％和30％的添加量与沙性土复配,并测定土壤的pH值、电导率、有机质、水稳性大团聚体和抗剪强度,来探究3种无害化污泥对沙性土团聚体稳定性及土壤黏聚力的影响.结果表明:无害化污泥的颗粒粒径分布和保水性为改善沙性土的结构与持水性能提供了有利条件,即随污泥添加量增加,土壤pH值降低,电导率、有机质增加;添加污泥使得水稳性大团聚体含量增加,水稳性来自于稳固的颗粒大小和污泥的团聚作用;添加污泥使得土样黏聚力增加,污泥添加质量分数为30％时,CSS复配土黏聚力为10.97 kPa,改良效果最佳.综上,添加无害化污泥能有效改善沙性土的团聚体稳定性与黏聚力,其中CSS复配土最接近种植土的水平,改良效果显著.无害化污泥的投加比例要根据目标土壤的需求来进行优化,其有效性和对土壤可能造成的其他影响需要通过长期试验来进一步探究.     

电镀污泥中镍的浸出过程动力学研究

以硫酸为浸镍剂,从某表面处理工业园电镀废水处理污泥中提取镍,通过单因素优化试验探讨了影响镍浸出效率的主要因素,如污泥粒径、硫酸质量分数、固液比、浸出时间、浸出温度等,并对硫酸浸镍过程的动力学机理进行了研究。结果表明:当污泥粒径为147μm、硫酸质量分数为20%和固液比为1∶7(g∶m L)时,在常温条件下反应60 min,污泥中镍的浸出率可达96%以上;硫酸浸出镍的过程符合收缩未反应核模型,其动力学方程为1-23η-(1-η)23=KDt,浸出反应级数为1,浸出活化能Ea为3.127 k J/mol,指前因子A为0.011 7,反应速率常数为K=0.0117e-3.127RT,根据该模型可知,硫酸浸出镍的决定步骤为固体膜扩散。     

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。     

高含固污泥厌氧消化中甲硫氨酸分解抑制特性

高含固污泥热水解-厌氧消化条件下,沼气中硫化氢体积分数较常规含固率污泥厌氧消化低。沼气中硫化氢主要来源于污泥中含硫氨基酸的降解,而硫化氢体积分数下降与甲硫氨酸分解抑制相关。在测定高含固厌氧消化过程中含硫氨基酸分解中间产物分布的基础上,以甲硫氨酸为基质对高含固厌氧消化污泥进行富集,分析富集后微生物种群结构特性及甲硫氨酸分解过程中挥发性有机硫分布,探讨高含固厌氧消化环境对甲硫氨酸分解过程的抑制特性。结果显示：高含固厌氧消化环境下,甲硫氨酸厌氧分解含硫产物包括甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫和硫化氢。常规含固率及高含固率环境下,甲硫氨酸分解批次试验中硫化氢积累体积分数分别约为2 417×10^-6和1 418×10^-6,表明高含固厌氧消化过程中硫化氢生成量下降可能由甲硫氨酸厌氧分解时中间产物积累导致。高含固污泥采用甲硫氨酸富集培养时,结果显示Pseudomonas相对丰度为26%,分解产物包括氨氮、甲硫醇和二甲二硫等。其中,二甲二硫先于甲硫醇达峰值,体积分数分别约为267.7×10^-6和164.9×10^-6,推测反...     

四面火墙作用下中心油盘燃烧速率研究

为解决在实际溢油事故处理过程中，油膜、燃料、溢油范围及特征将限制就地燃烧法使用的问题，利用多油池火燃烧试验模拟就地燃烧法现场燃烧速率变化特征。首先，利用火旋风发生装置与多油池火模型建立四面火墙燃烧模型；然后，搭建火焰燃烧试验平台，利用现场试验法研究中心油盘高度、燃料体积(油膜厚度)及相邻火墙间距h对中心油盘燃料燃烧速率的影响，最后对所得数据进行拟合分析，探究燃烧速率变化特征。结果表明：相比于单一油池火燃烧，四面火墙条件下中心油池火火焰燃烧更为剧烈；平均燃烧速率与油盘高度呈负相关，与燃料体积呈正相关，相同条件下油盘高度每增加1倍，平均变化率约减小20%;燃料体积每减少一半，平均燃烧速率约减小25%;相邻火墙间距h=16 cm时对中心油盘燃烧速率的促进作用最强，最大可达32.4%。     

醇类对甲苯燃烧烟尘的影响研究

甲苯作为重要的化工原料和有机溶剂,在日常生活中有着广泛的应用。甲苯燃烧时会产生大量黑烟,对环境造成污染;而醇类作为清洁燃料,对甲苯燃烧烟尘的生成具有抑制作用。围绕常见的甲醇和乙醇,借助模拟燃烧试验,利用烟密度计、TEM、电子称等设备,通过分析不同混合体积比例下甲苯燃烧烟气的消光系数、烟尘的微观组织及混合燃料的质量损失速率,发现甲醇和乙醇两种醇类对甲苯燃烧烟尘的产生具有抑制作用;这种抑制作用随醇类比例增加而增强。将甲苯-甲醇、甲苯-乙醇两种混合燃料的烟气消光系数和质量损失速率进行比较,发现甲醇的添加比乙醇的添加对甲苯燃烧烟尘产生的抑制作用更加明显。     

超声强化好氧堆肥结合蚯蚓处理污泥过程中有机碳的动力学研究

有机碳的变化能反映好氧堆肥及蚯蚓处理这两个过程中污泥有机物的分解情况。将城镇污水处理厂剩余污泥通过超声强化10 min,研究4种不同的污泥混合比例,在蚯蚓放养密度为80 g/kg的条件下,好氧堆肥结合蚯蚓处理污泥过程中有机碳的变化规律。结果显示:经过超声强化的污泥,有机碳的分解率高于未经超声强化的污泥;有机碳随着反应时间的增加而逐步下降。好氧堆肥阶段的有机碳分解率高于蚯蚓处理阶段。经超声强化的实验组别有机碳平均分解率为43.36%,其平均降解速率常数k值为0.007 3 d-1。从有机碳的变化趋势来看,使用超声强化好氧堆肥结合蚯蚓处理剩余污泥系统,宜选择的工艺参数是,超声处理时间10min,蚯蚓放养密度是80 g/kg,混合超声强化污泥量60%。     

油田含油污泥掺煤资源化试验研究

为使含油污泥和煤混烧在实际工程中得到应用,实现含油污泥资源化,对含油污泥和煤进行工业分析、元素分析,并对含油污泥的重金属浸出液特性进行分析,同时研究了含油污泥的燃烧特性.结果表明,含油污泥燃烧过程主要分为2个阶段,其中第1阶段为脱水干燥和挥发分析出阶段,在差热分析曲线(DSC曲线)上存在1个吸热峰和1个放热峰,含油污泥减少质量可达75％;第2阶段为挥发分燃烧和固定碳燃烧阶段,在DSC曲线上有1个放热峰,含油污泥的总失重率为92.86％,充分实现了减量化.探讨了掺煤量、粒径和煤种等因素对型煤燃烧性能的影响,发现与含油污泥直接燃烧相比,污泥与大同煤按1∶4质量比混合制得的粒径为15 mm的污泥型小球在马弗炉中燃烧时,起燃时间早,燃烧时间较长,且火焰长度适中稳定,黑烟产生量少,燃烧性能明显改善,同时能够满足在链条炉中燃烧的要求,使含油污泥资源化利用效果更好.     

聚磷酸铵对糖粉火焰传播特性的影响研究

为明确聚磷酸铵(APP)对糖粉粉尘火焰燃烧特性的影响,采用竖直开口方管道燃烧试验平台,研究不同质量分数APP对糖粉粉尘爆燃火焰特征、火焰速度、火焰温度等参数的影响,并采用热分析仪对糖粉及其APP混合物的热解行为进行了分析。结果表明:随着APP质量分数的增加,糖粉粉尘火焰的亮度逐渐降低;添加质量分数为6%的APP后,糖粉火焰在管道中的最大传播速度由17. 3 m/s降低到2. 8 m/s,火焰最高温度降低了46. 46%,糖粉热解残余量由0. 71%提高到16. 06%; APP对糖粉火焰抑制作用包括物理抑制和化学抑制,APP热分解反应可吸收燃烧反应中的热量,分解产物可捕捉提燃烧反应中的自由基,从而达到抑制糖粉火焰传播的目的。     

微波高温热解污水污泥各态产物特性分析

将SiC及污泥本身的热解固体残留物分别添加到污泥中,实现污泥在微波场中的快速升温及高温热解,并对其液、气、固3态产物的特性及再利用价值加以分析.实验表明: 添加SiC及固体残留物的污泥微波高温热解液态产物的热值可以达到37 MJ/kg以上,多环芳烃(PAHs)含量低于5.37%; 气态产物中H2和CO的体积分数在54%以上,热值达到9 420 kJ/m3; 添加热解固体残留物的污泥微波热解固态产物的比表面积达到305 m2/g.污泥微波热解产物的特性为其用作燃料和吸附剂提供了可能.     

基于NO_x的平焰燃烧加热炉最佳过剩空气系数的数值研究

采用数值模拟的方法,对不同过剩空气系数下平焰燃烧加热炉火盘直径、炉膛温度标准差系数和出口NO质量分数进行了研究。结果表明:随着过剩空气系数的增加,火盘直径减小,炉膛温度标准差系数先减小后增大再减小,出口NO质量分数先增大后减小,研究炉型的最佳过剩空气系数为1.075。     

型煤自适应脱硫脱硝特性的实验研究

为了减少民用炉灶和小型工业锅炉燃烧污染,开发了一种自适应脱硫脱硝的型煤,主要由煤、造纸黑液和脱硫脱硝剂混合压制而成,研究该型煤的燃烧过程自适应脱硫脱硝作用。结果表明,造纸黑液可提高型煤的燃烧性能,添加质量分数为20%的造纸黑液,型煤燃尽时间可以缩短25%。同时,造纸黑液还可以脱硫脱硝。当造纸黑液质量分数为10%时,其脱硝效率达到40%,脱硫效率为24%。     

市政污泥与含氟污泥的环境土工特性比较分析

通过试验研究了市政污泥和含氟污泥的环境土工特性,并进行了对比分析,得出结论为:两种污泥的含水率、液限、塑限、液性指数、孔隙比、有机质等都很高,除了比重、密度外,市政污泥的各项指标较含氟污泥高;市政污泥溶液为酸性,含氟污泥为碱性;市政污泥中的重金属含量以Cu、Zn居多,而在含氟污泥中污染物为Cr、Sr、Zn、F;市政污泥中Cu的残渣态比例较高,Zn酸溶态比例较高;Cu、Zn的迁移性随溶液碱性增强而降低;含氟污泥中Sr的迁移性随溶液碱性增强而降低;含氟污泥中的氟元素以残渣态为主。Cr主要形态亦为残渣态,Cr的迁移性随着pH值的升高而降低。两种污泥的抗剪强度和渗透性都很低,其中含氟污泥略高,均不能满足填埋要求;两种污泥压缩性都很高,且市政污泥略高;两种污泥的压实性均差,压实效果不佳。     

含油污泥压榨处理的中试研究

以辽河石化公司浓缩污泥为研究对象,考察了含油污泥添加煤作为助滤剂的压榨处理工艺的技术可行性和经济合理性。通过测试分析,油泥原样含水率为97.1%,油质量浓度3 516.3 mg/L,固含量2.5%,pH值为7.2。考察了工艺条件对油泥压榨效果的影响。实验表明,煤粒度范围0.25~0.42 mm、过滤压力0.4 MPa、煤添加量32 g/L、空气吹脱时间10 min为最佳工艺条件。在最佳工艺条件下对油泥压榨处理工艺进行分析,发现C对油的截留率可达96.2%,滤液经沉降后可以达到返回污水处理系统的要求;滤饼含水率降至48.2%,热值可达12 958.2 kJ/kg(自然干化24 h后为14 613.7 kJ/kg),可用于锅炉燃烧,达到回收利用油泥中可燃物质的目的。对油泥压榨工艺进行经济效益分析,在中试条件下,每处理1 t油泥约有2.1元的收益。     

基于油罐区火球事故的热辐射危害研究

为了研究油罐区火球事故热辐射危害，基于火球燃烧模型和热辐射传播原理，结合丙烷火球案例研究，并用FDS软件模拟验证。根据参与反应燃料的质量，确定火球燃烧参数：火球最大直径、燃烧时间、最大上升高度以及表面热辐射能。通过改进观测因子和大气透射率公式，建立关于受辐射目标高度的火球危害模型函数。用MATLAB计算结果，对照热辐射通量准则，确定罐体热毁伤等级。理论计算结果与模拟结果吻合度较好，监测点位置越高，接受热辐射通量越大，罐体受损越严重。相较于传统火球危害模型忽略受辐射目标高度，导致低估油罐受损程度，改进后模型分析油罐区火球事故热辐射危害更加安全、可靠。     

蛤蜊壳在膨胀型防火涂料中的阻燃和抑烟作用

为提高膨胀型防火涂料的阻燃与抑烟性能,以聚磷酸铵-季戊四醇-三聚氰胺为膨胀阻燃剂、蛤蜊壳生物填料作为协效剂制备膨胀型防火涂料,通过小室法、模拟大板法、烟密度试验、热重分析(TGA)法、扫描电镜(SEM)和元素分析等,研究蛤蜊壳生物填料的含量对膨胀型防火涂料的阻燃和抑烟性能的影响。结果表明:添加蛤蜊壳生物填料可以有效提高膨胀型防火涂料的阻燃和抑烟性能,表现出较好的协效阻燃和抑烟作用;但过量的生物填料会降低其在膨胀型防火涂料中的协效作用,添加质量分数为2%的蛤蜊壳生物填料表现出最优的协效阻燃和抑烟性能;蛤蜊壳生物填料的加入可以促进膨胀阻燃体系在燃烧过程中形成更多的交联结构以增强炭层的致密性和隔热性能,进而使涂层显现出较高的热稳定性和成炭率,添加质量分数为2%蛤蜊壳生物填料的涂层在800℃下的残炭量高达33.7%。     

回转窑能量配置的研究

在某水泥厂的实际生产条件下,结合热工标定现场采集的生产数据,采用试验分析和理论计算的方法讨论了回转窑内的能量配置情况。结果表明,回转窑系统内收入能量大于支出能量,能量为590.25 k J/kg,回转窑存在用煤量富余的情况,从能量角度说明了该水泥厂产量高的原因(设计产量为2 500 t/d,实际产量为3 180 t/d)。从生产整体分析,若将回转窑多余的用煤量用于分解炉内,不仅能为分解炉提供更多的热量,使入窑生料分解率得到提高,从而提高生产效率,还能在一定程度上降低回转窑的热负荷,延长回转窑的使用周期。