垃圾焚烧底渣协同固化市政污泥的工程特性

开展了不同含量垃圾焚烧底渣与固化剂共同作用下,固化市政污泥工程特性研究。测定了固化体的含水率、有机质含量、重度、pH值、无侧限抗压强度、增容比及28 d渗透系数等工程指标。结果表明:固化体有机质含量及含水率随垃圾焚烧底渣含量的增多而降低;重度随底渣添加量增加而增大,在12~15 k N·m-3之间;固化体pH值、无侧限抗压强度、增容比及渗透系数均随底渣含量增加而增大。底渣添加量为40%左右时,固化体满足填埋要求。垃圾焚烧底渣作为骨料,增强了污泥固化体工程特性、减少了固化剂用量、同时实现以废治废,降低污泥和垃圾焚烧底渣处置成本。研究成果为污泥及垃圾焚烧底渣填埋处置提供了参数及指导作用。     

不同粒径垃圾焚烧底渣对固化市政污泥工程特性的影响

在有膜标准养护和自然养护7 d和28 d的情况下,测定了固化体的含水率、有机质含量、抗剪强度、无侧限抗压强度及增容比等工程指标。研究结果表明,固化体含水率随垃圾焚烧底渣颗粒增大而增大;有机质含量则与颗粒大小没有明显相关性;粘聚力随垃圾焚烧底渣颗粒粒径增大而减小;内摩擦角随垃圾焚烧底渣颗粒粒径增大而增大;无侧限抗压强度随垃圾焚烧底渣粒径增大而增大;实验配比为100∶20∶20情况下的增容比均小于1.08。底渣中2 mm以上大颗粒对固化起到了更加积极的作用。垃圾焚烧底渣作为骨料,增强工程特性、减小固化剂用量、降低成本。研究成果拓展了污泥处理处置途径。     

垃圾焚烧底灰固化污水厂污泥的岩土工程性质实验

对污水处理厂污泥采用垃圾焚烧底灰进行固化处理,分别测试不同掺量和不同养护龄期时固化体的岩土工程性质,通过测试发现,固化体重度基本位于11～13 kN/m3之间,与垃圾焚烧底灰的重度相近;固化体含水率随着垃圾焚烧底灰掺量的增大而急剧减小;抗剪强度指标和无侧限抗压强度随垃圾焚烧底灰的掺量增加和养护龄期的增长而增大,其内摩擦角位于10°～30°之间。建立的固化强度预测模型,可对不同掺量和龄期的固化污泥强度进行预测。     

不同城市生活垃圾焚烧技术的综合评价

通过工程的经济性分析、工艺过程的能流分析以及工程的环境影响分析,综合分析了流化床、炉排炉、气化熔融和等离子体气化等不同城市生活垃圾焚烧技术。结果表明:(1)在零补贴的情况下,流化床焚烧技术的工程效益最佳,但从项目投产年算起,其投资回收期也需9年;炉排炉、气化熔融与等离子体气化焚烧技术要达到流化床焚烧技术零补贴情况下的经济效益,分别需补贴约70、140、500元/t。(2)各城市生活垃圾焚烧技术下区域的水体富营养化和全球变暖影响最显著,而人体毒性影响最小。气化熔融焚烧技术和等离子体气化焚烧技术的环境影响比其他两种焚烧技术小一个数量级。(3)考虑污染物排放的环境效益,在现行中国排放标准下,流化床、炉排炉与气化熔融焚烧技术的工程效益都将得到较大提升。随着排放标准的更加严格,流化床焚烧技术的年收益率下降最显著;气化熔融焚烧技术的工程效益相较最优。     

两种典型垃圾焚烧灰渣特性的试验研究

针对垃圾的炉排型和流化床型两种典型焚烧工艺,取焚烧底渣和焚烧飞灰样品若干,进行了样品的能谱分析(EDX)和X射线衍射(XRD)分析,并进行对比.研究结果表明,两种焚烧工艺产生的焚烧底渣元素组成均以C、O、Ca为主,而焚烧飞灰相对于焚烧底渣具有结构复杂和性质多变的特性.炉排型焚烧飞灰比流化床型焚烧飞灰含有更多的重金属,更具危险性.     

生活垃圾焚烧飞灰中元素分布与二噁英的关联性分析

以国内不同地区的14个生活垃圾焚烧炉的布袋除尘器飞灰为研究对象,对飞灰中主要元素的分布和二噁英(PCDD/Fs)含量进行测定,并采用因子分析研究不同炉型飞灰特性及其与PCDD/Fs分布之间的关联性。结果表明:在生活垃圾焚烧飞灰中,Si、Al、Fe、O和Na、K、Cl、S两组元素分布各自呈明显的两两正相关性。流化床炉飞灰中Si、Al、Fe、O的含量明显高于炉排炉飞灰,而Na、K、Cl、S的含量则与之相反。飞灰中PCDD/Fs为0.17~94.49ng/g,毒性当量为0.02~2.53ng I-TEQ/g,不同飞灰差距较大。炉排炉飞灰通常含有高氯代的多氯代二苯并-对-二噁英(PCDDs),PCDDs、多氯代二苯并呋喃(PCDFs)的质量比(PCDDs/PCDFs)均大于1;流化床炉飞灰含有的PCDFs多于炉排炉飞灰,PCDDs/PCDFs均小于1。流化床炉飞灰中Cu、Ca与PCDD/Fs含量有明显的线性关系,相关系数(R)分别为0.86、0.90。     

生物沥浸污泥深度脱水后自然干化与焚烧处置效果及影响因素

脱水污泥的干化效果对污泥后续焚烧处置及资源化有重要影响。比较了生物沥浸处理后深度脱水污泥与常规脱水污泥的水分蒸发速率差异，以评价其干化效果。在此基础上，对城市污泥生物沥浸示范工程中得到的有机质含量为44％（干物质计），干基高位热值为9250kJ／kg，含水率≤32％，颗粒粒径≤8mm的污泥样品，采用小型循环流化床焚烧炉（内径600mm，高度6500mm，污泥给料量200kg／h）进行焚烧处置初步研究。结果表明，在同样干化时间下，生物沥浸后脱水污泥相对于常规脱水污泥有较快的水分蒸发速度。在保证污泥颗粒在流化床炉内达到较好的流化状态前提下，该生物沥浸污泥可以在流化床炉内实现自持焚烧，相应流化床炉温可以被恒定维持在850℃左右。焚烧后残渣热灼减率为2．36％。同时发现，污泥有机质含量、污泥含水率、污泥的颗粒破碎度、流化床布风板风量等因素共同决定着城市污泥的自持焚烧效果。此研究将为城市污泥生物沥浸后期焚烧资源化应用提供必要的参数支持及合适的运行建议。     

城市垃圾焚烧底灰资源化处理的可行性研究

对天津某城市垃圾焚烧发电厂的垃圾焚烧底灰进行采样,测试评价了不同粒径焚烧底灰的工程特性及环境风险,并以焚烧底灰为骨料制备混凝土平板试件,分析了焚烧底灰中杂质组分对再生建筑材料的工程特性影响.研究发现,焚烧底灰的颗粒级配分布、主要元素成分及含量、砂当量、压实强度与天然建筑骨料相似,且不同粒径的焚烧底灰在使用过程中无毒性重...     

湿污泥在流化床中干燥特性

在鼓泡流化床干燥器内,床料采用0～1 mm的石英砂,以热空气作为干燥介质,对城市污水污泥的流态化干燥特性进行实验研究。通过控制送风温度、流化风量、加料量、污泥粒径等参数,研究在不同工况条件下床温以及干污泥含水率的变化情况。结果表明,随着送风温度的升高,床温升高,干污泥含水率下降,最终趋向于一个稳定值8%。床温随流化风量的增加先是减小而后升高,干污泥的含水率随流化风量的增加先是降低而后增大。当加料量从11 kg/h增加到13kg/h时,干污泥的含水率基本没有变化,当加料量超过13 kg/h时,干污泥的含水率从8.1%开始呈递增趋势。随污泥粒径的增大,床温升高,干污泥含水率也随之升高。     

典型建筑固体废弃物再生骨料对环保砖性能的影响

随着我国城市化和工业化进程的快速推进,城市建设产生大量的建筑废弃物,燃煤电厂产生大量炉底渣,建筑固废的处置在城市可持续发展过程中备受关注。以建筑垃圾再生骨料、炉底渣和石粉等区域特色的骨料制备环保砖,系统考察了骨料对环保砖力学性能的影响。实验结果表明,再生骨料的种类对环保砖抗压强度的影响显著。再生骨料中混凝土的增加,环保砖抗压强度逐渐增加;而再生骨料中粘土砖含量的增加,环保砖抗压强度明显降低。环保砖抗压强度随炉底渣的含量增加而降低,石粉对环保砖抗压强度有提升作用。     

垃圾填埋场污泥坑原位修复工程实践

垃圾填埋场内污泥坑的存在严重影响填埋场竖向扩建和填埋堆高。对某垃圾填埋场内污泥坑进行现场勘察取样、原位测试与室内实验,获得污泥的分层及沿深度变化的物理、力学特性,并针对不同分层的污泥,提出表层垃圾清除、污水抽排、泥水混合污泥土工管袋脱水、流塑、软塑污泥原位固化综合处理方法。对污泥坑抽排污水过程中垃圾堆体边坡进行渗流稳定分析,发现渗滤液水位快速下降将导致污泥坑垃圾边坡滑移失稳,在污泥坑治理过程中应采取相应措施。根据污泥坑上覆80~120 m垃圾堆体沿原位固化污泥滑移稳定分析,获得污泥坑原位固化处理强度指标,不排水抗剪强度Cu为40 k Pa。     

控制酸性矿山废水的污泥屏障压缩特性

污泥屏障通过物理拦截以及化学作用可以有效控制重金属离子迁移,采用污泥屏障处理酸性矿山废水(AMD)已被证明具有可行性.作为尾矿渣处置场屏障的主体材料,研究污泥压缩特性很有必要.实验结果表明,对于含水率相同的压实污泥试样,孔隙比随干密度增大而减小,最终趋于1;干密度相同的试样,最优含水率的孔隙比随应力增大减小最快.试样压缩系数随干密度增大而减小,随含水率增大先增大后减小,最优含水率的压缩系数为0.8 MPa-1.AMD溶液作孔隙液能提高试样压缩系数.通过对比分析有机质土的压缩特性,为以后的深化研究提供相关参数支持.     

火电厂协同资源化处理城市污泥二次污染控制

控制循环流化床锅炉掺烧城市污泥二次污染物的排放,实现污泥的减量化、无害化处置和资源化利用。方法:利用循环流化床锅炉烟气余热干燥污泥,干化污泥与燃煤掺配燃烧,污泥干燥系统与锅炉DCS控制系统对接,依据机组负荷自动化控制锅炉耗煤量、床温和污泥给入量等运行参数,有效抑制二恶英的形成。结果表明,污泥自动化掺烧系统投运后,烟气中二恶英的排放浓度小时均值不高于0.011 0 ng TEQ·(Nm)-3,飞灰中二恶英含量不高于2.802 2 ng TEQ·kg-1、底渣中二恶英含量不高于0.659 6 ng TEQ·kg-1,符合国家污染控制标准要求。火电厂协同资源化处理城市污泥过程中,污泥自动化掺烧系统投运能够有效控制二次污染物的排放,实现了城市污泥的减量化、无害化处置和资源化利用。     

典型危险废物的工程力学特性

掌握填埋废物的工程力学特性是确保危险废物填埋堆体稳定性的重要前提条件,因此,针对6种典型危险废物的工程力学特性开展了调查研究.研究结果表明,污泥类危险废物的含水率和有机质含量远高于非污泥类危险废物,而前者的比重则显著低于后者.污泥类危险废物的渗透系数相对较小,比污染土壤和飞灰炉渣混合物的渗透系数小1个数量级,比滤池填料的渗透系数小2个数量级.不同危险废物的无侧限抗压强度排序为:飞灰炉渣混合物(314.3 kPa)和滤池填料(278.9 kPa)＞污染土壤(124.9 kPa)＞杭州氧气厂污泥(68.6 kPa)、锌铬污泥(71.4 kPa)、油泥(58.4 kPa).不同危险废物的粘聚力排序为:飞灰炉渣混合物(40.8 kPa)、滤池填料(31.1 kPa)＞污染土壤(20.9 kPa)＞杭州氧气厂污泥(1.94kPa)、锌铬污泥(3.10 kPa)、油泥(1.81 kPa).此外,不同危险废物的内摩擦角差异相对较小,其变化范围在18.8°～35.0°之间.综合分析可知,飞灰炉渣混合物和滤池填料的工程力学特性较好,而污泥类危险废物的工程力学特性则较差.     

面向矿山废弃地复垦的炉渣污泥人工土壤的理化特性

通过添加不同比例的燃煤电厂粉煤灰和炉渣对城市污泥进行钝化,配制成不同灰渣比例的人工土壤,对人工土壤的pH、电导率、养分含量、重金属含量以及持水、渗水性能进行了研究。结果表明,污泥人工土壤pH介于7.5～8.0之间,属于弱碱性土壤;电导率变化范围为2.93～3.71 mS/cm,表明盐分含量较高。污泥人工土壤中有效态养分含量随炉渣比例提高而增加,所有配比人工土壤有机质和有效磷、速效钾的含量达到高肥力水平。人工土壤中Cd、Ni、Pb、Cu、Zn含量均明显低于国家农用标准(GB 4284-84、GB 8173-87)。粉煤灰渣对污泥中有效态Cd、Ni、Pb和Cu有钝化作用,使其向无效态转化,对Zn则有活化作用。炉渣对Cd、Ni的钝化作用要优于粉煤灰,而粉煤灰对Pb、Cu的钝化作用要优于炉渣。添加炉渣提高了污泥人工土壤水分的蒸发量,减弱了人工土壤的持水能力,但加入炉渣使人工土壤的渗透系数显著增加,提高了其渗水性能。     

污水厂污泥流变特性变化规律

污泥流变特性是影响其传质效果的重要因素,对污泥管道输送、搅拌、混合以及热交换等处理处置单元的设计和运行均起到重要作用。本研究利用旋转黏度计测定了污水处理厂含水率分别为90%、93%和96%时污泥的流动曲线和黏度曲线,并分析了污泥含水率、温度对污泥流变特性的影响。实验结果表明,污泥属于典型的假塑性流体,其流变特性可以用Ostwald de Vaele模型,即幂律模型τ=K(D)n来拟合。污泥黏度随含水率的减小而增加,且剪切速率越小,这种增加趋势越明显;污泥黏度随温度升高呈现降低趋势,且这种趋势在低剪切速率时表现的比较明显,在高剪切速率时变化幅度很小。     

不同粒径垃圾焚烧底渣的特性和PAHs含量及毒性浸出

研究了不同粒径垃圾焚烧底渣的质量分布、物质成分(XRF)、晶体结构(XRD)、PAHs含量、酸反应特性、PAHs含量以及在2种浸出液中的毒性浸出情况。在比较国内外相关研究的基础上,实验得出垃圾焚烧底渣主要分布在粒径大于0.28 mm范围内,相比一些地区的研究结果要偏细;主要的物质成分为Si O2、Ca O、Al2O3、Fe2O3、Mg O、Na2O和K2O,而主要的晶体结构则分别为Ca CO3、Si O2、Ca(OH)2和Mg0.3Ca0.97CO3,都与其他地区的研究结果基本相同;PAHs含量为0.043 4~0.247 mg/kg,与一些研究欧洲地区底渣中PAHs的含量的结果基本相近,且PAHs同类物的含量也随着底渣粒径的减小而增大;同时,实验还得出底渣中8种重金属在2种浸出液中的浸出浓度都未超出危险废物浸出毒性鉴别标准值(GB5085.3-2007),但当底渣粒径大于0.6 mm时,其对环境中酸性物质的缓冲能力变弱。通过比较国外的一些研究结果,得出如将底渣作为建材利用时,需采用相应防范措施以防止其所含的重金属对周围土壤和水体的影响。希望能为进一步认识、处理和利用垃圾焚烧底渣提供一定的理论参考。     

添加牛粪对蚯蚓处理污泥的影响

采用4个相同的塑料装置,将等量的污泥、EM菌、蚯蚓及不同量的牛粪装入其中并混匀后,通过60 d的培养实验,借助对污泥含水率、pH、TP、TOC和TN的监测及蚯蚓生存状况的考察,探究添加牛粪对蚯蚓处理污泥的影响。结果表明:添加牛粪可以抑制污泥含水率的增加,但不同牛粪添加量对污泥含水率的影响无一定规律性;与初始TP相比,1#~4#中污泥TP增长率分别为81%、97%、56%和102%,除3#外,污泥TP增幅随牛粪添加量的增加而增大;因生物作用,1#~4#污泥TOC均呈下降趋势,1#~4#中污泥TOC分别下降了13.6%、22.4%、21.7%和16.1%;1#~4#污泥TN变化与牛粪添加量的变化之间无明显规律。污泥中添加牛粪,对蚯蚓健康有益。     

Fe(Ⅱ)活化过硫酸盐改善污泥脱水性能

针对污水处理厂剩余污泥脱水困难的问题,采用Fe~(2+)活化过硫酸钾高级氧化法提高剩余污泥脱水性能,使用污泥含水率和污泥比阻对调理前后污泥脱水效果进行分析;研究了过硫酸钾投加量、Fe~(2+)投加量、pH和反应时间对污泥调理效果的影响;探究了过硫酸盐调理污泥过程中溶解性有机物质和胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)的变化特性。结果表明:过硫酸钾调理的最佳反应条件为pH=7.5,反应时间为20 min,过硫酸钾和Fe~(2+)的最佳投加量分别为15 mmol·L~(-1)和18 mmol·L~(-1),在此条件下,污泥含水率和污泥比阻值分别可达78.89%和0.3×10~(12) m·kg~(-1);污泥含水率和比阻的变化可能与污泥调理后絮体结构形态变化有关;调理污泥后,上清液中溶解性有机物质含量与过硫酸钾投加量呈显著正相关关系,而EPS不同组分中蛋白质和多糖含量在Fe~(2+)投加后均减少,表明Fe~(2+)的投加可以破坏污泥絮体,分解胞内物质;利用Fe~(2+)激活过硫酸钾所生成的硫酸根自由基可极大改善污泥的脱水性能。     

影响滩涂淤泥早期固化强度的多因子正交分析

选取南通某滩涂疏浚淤泥,实验研究初始含水率、含盐量、初始pH和有机质含量等4个关键物化因子对滩涂淤泥的水泥固化早期无侧限抗压强度(UCS)的影响,并对影响机理进行了分析。结果表明,淤泥初始含水率越高,固化土的UCS相应越低;Cl-和SO_4~(2-)含量对早期UCS的影响存在临界值,分别为13.55 g·kg~(-1)和8.71 g·kg~(-1),在对应临界值内,3d和7 d UCS均随着离子含量的增加而升高,具有早强效果,超过临界值后,UCS均随着离子含量的增加而降低;淤泥初始pH的升高有利于早期固化强度的增长;有机质含量对早期UCS的影响并不显著。五因素四水平正交实验分析表明,各因素对早期强度的影响大小为:初始含水率Cl-含量初始pHSO_4~(2-)含量有机质含量,初始含水率的影响最为显著。该研究结果对淤泥的进一步快速固化研究具有重要的意义。