粉煤灰、炉渣提高生物反应器垃圾处理性能研究

通过粉煤灰、炉渣和生活垃圾共置处理,研究粉煤灰、炉渣提高生物反应器垃圾处理性能的机理和效果。结果表明:粉煤灰、炉渣可以有效去除重金属离子,调节反应器内pH,使渗滤液停留时间延长4倍～5倍,产气量提高5.9倍～7.8倍,甲烷含量可提高2倍以上,共置处理效果显著好于生活垃圾单一处理。     

气体生物滴滤池载体性能比较实验研究

通过动态条件挂膜和静态降解曲线比较对丝网、ＡＣＯＦ、聚乙烯多面小球、炉渣等介质作为气体生物滴滤池生物载体材料的性能进行了研究．实验结果表明,４种材料都可用作生物载体材料,各材料的挂膜量比为：丝网ｖＡＣＯＦｖ多面小球ｖ炉渣＝ ７．１４ｖ９．５２ｖ２．０５ｖ１,半降解时间比大致为：丝网ｖＡＣＯＦｖ多面小球ｖ炉渣＝ ０．４３ｖ０．５ｖ０．７ｖ１,网状结构的丝网和ＡＣＯＦ挂膜量大、降解效果好,比表面积大的多面小球次之,炉渣最差．实验还表明：４种挂膜载体在闲置一段时间后,具一定吸附性能的ＡＣＯＦ的降解性能缓冲、恢复效果最佳,短时间的闲置（如２４ｈ）对挂膜载体降解性能损害不明显     

活性污泥法对松香废水的二级处理试验

采用活性污泥对经炉渣吸附后的松香废水进行二级生化处理。试验过程中对污泥进行驯化培菌;试验结果表明,经驯化的污泥对松香废水进行二级处理,COD_(Cr)、BOD_5的去除率分别达到65.5％和82.3％,色度由724倍降低到135倍,为开发松香废水治理的实用技术提供了途径。     

垃圾焚烧炉渣特性分析及制备免烧砖技术研究

炉渣制备免烧砖的技术作为固废建材化利用的手段之一,具有广阔的应用前景.基于炉渣基本性质,本文探讨了炉渣预处理、原料配比及养护方式等工艺条件对炉渣免烧砖的抗压强度和环保性能的影响,并提出了优化的工艺条件和参数.结果表明:炉渣的热灼减率为1.2%,物相组成与天然骨料相似,但水溶性氯离子含量为GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》标准限值的8倍,且存在重金属超标风险,需要在固液比1:3的条件下水洗3次,使得水溶性氯离子含量削减87.5%;免烧砖原料配比较养护方式对抗压强度的影响更大,不添加炉渣的普通免烧砖的最终强度为全炉渣免烧砖的2.23倍;养护方式的影响体现在高温养护初期抗压强度增长速度较自然养护更快,但最终差异在±3%以内;选取全炉渣的免烧砖进行高温养护或者炉渣河砂配比1:1的免烧砖进行自然养护可使产品最终强度达到10 MPa或20 MPa的要求,且水溶性氯离子含量最终削减90%,重金属浸出浓度削减50%~60%,可满足不同用途对砖的标准要求.研究显示,在不同抗压强度的要求下选取适当的配比与养护条件,可以达到炉渣消纳量大且能源耗费少的目的,并削减水溶性氯离子含量与重金属浸出浓度,具有环保效益.      

Fenton法预处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液的研究

采用Fenton法对垃圾渗滤液膜滤浓缩液进行预处理,探讨了pH值、FeSO4/H2O2用量及比例、以及反应时间对CODcr及色度去除率的影响.研究结果表明:当pH =4.0,FeSO4/H2O2用量0.75/7.5 (g/ml),反应时间2.5h,垃圾渗滤液膜滤浓缩液的CODcr浓度从4 416 mg/L降低至630.7 ml/L,CODcr去除率达85.7％;色度从1 250倍降低至200倍以下,色度去除率达84％.因此,本工艺对垃圾渗滤液膜滤浓缩液的CODcr及色度具有较好的去除效果,作为垃圾渗滤液膜滤浓缩液的预处理工艺具有可行性.     

生活垃圾焚烧炉渣中有价金属的形态与可回收特征

基于生活垃圾焚烧炉渣金属形态实验室分析与中试回收生产线的磁性分选和涡电流分选试验,对生活垃圾焚烧炉渣中有价金属铁（Fe）、铝（Al）和铜（Cu）的可回收特征进行了研究.结果表明:生活垃圾焚烧炉渣中有价金属磁选和涡电流分选回收产率分别为12.3%和1.14%,Fe的磁选回收率为14.8%,Al、Cu的涡电流回收率分别为73.1%和52.7%.生活垃圾焚烧炉渣中Cu和Fe的回收效率分别受其含量分布和赋存形态的影响,其中Cu的回收产率和回收率受Cu的含量与分布的影响,而Fe的回收率与产率则受炉渣中Fe的含量与形态的限制.在实践中,可通过调整涡电流运行参数、增大磁场强度、降低炉渣含水率等方式提高炉渣中金属的回收效率.      

炉渣在农村生活污水净化中的应用试验

人工模拟农村生活污水,通过添加炉渣和不添加炉渣,并设置不同温度(15℃、25℃和35℃)下静滞和摇动处理,探讨炉渣净化农村生活污水的条件和效果。结果表明,污水经过炉渣静滞净化吸附后,污水中的TN、NH3-N、TP以及COD都有一定的降低,且随温度的升高,炉渣去除污水中TN、NH3-N、TP以及COD的作用越大,在35℃下去除率分别达到了4. 9%、63. 2%、94. 5%和64. 7%。如果加炉渣的生活污水再以一定的频率摇动,能有效地提高炉渣对污水中NH3-N的去除,去除率达到了90. 0%,但对TN、TP以及COD的去除率有所下降。     

污水地下渗滤系统强化脱氮试验研究

构建了3套以5%炉渣+95%草甸棕壤为基质的地下渗滤系统室内模拟试验装置,在水力负荷为0.1m3/(m2·d)条件下进行了生活污水处理试验.结果表明,当分流位置位于系统内110cm处,分流比为1:1时,可提高地下渗滤对总氮的去除效率,总氮的去除率由59.37%提高至68.41%,且对COD和总磷的去除效果没有影响.     

炉渣与生物炭施加对稻田温室气体排放及其相关微生物影响

为了减少稻田温室气体排放通量,本研究对稻田土壤进行炉渣和生物炭单一施加和混合施加处理,并测定了早、晚稻拔节期和乳熟期CO_2、CH_4和N_2O排放通量及相关微生物(细菌、真菌、硝化细菌、反硝化细菌)的数量.结果表明,稻田施加废弃物可以减少温室气体的排放通量.在早、晚稻的拔节期,施加生物炭显著降低了CO_2和N_2O的排放通量(p0.05),混合施加显著降低了CO_2和CH_4的排放通量(p0.05),施加炉渣条件下3种温室气体的排放通量与对照组相比没有差异.施加炉渣或生物炭都显著降低硝化细菌的数量(p0.05),混施处理显著降低细菌、硝化细菌、反硝化细菌数量(p0.05),但显著提高了稻田土壤真菌/细菌比值(p0.05).在早、晚稻的乳熟期,炉渣、生物炭、混施处理能显著降低CH_4排放通量(p0.05),而生物炭处理显著降低N_2O排放通量(p0.05).炉渣处理显著降低细菌、硝化细菌、反硝化细菌数量(p0.05),生物炭处理显著降低细菌、反硝化细菌数量(p0.05),混施处理显著降低细菌、硝化细菌数量,并显著提高真菌/细菌比值(p0.05).温室气体排放与微生物数量之间的相关性分析结果表明,CO_2、CH_4排放通量与细菌数量呈显著正相关,与真菌/细菌比值呈显著负相关;而N_2O排放通量则与硝化细菌、反硝化细菌数量呈显著正相关.     

秸秆及配施工农业废弃物对茉莉种植园碳排放的影响

废弃物的农业资源化是当前研究的热点之一,但将其应用于环境效应评价还鲜见报道.通过实验测定,探讨了秸秆及秸秆分别配施石膏渣、生物炭、炉渣对福州茉莉园碳排放及其综合增温潜势的影响.结果表明:与对照相比,施加秸秆CH_4排放通量提高了20.05%;与秸秆处理相比,秸秆配施石膏渣和秸秆配施生物炭不同程度地提高了CH_4排放通量,而秸秆配施炉渣的CH_4排放通量则有所降低.与对照相比,施加秸秆CO_2排放通量提高了30.45%;与秸秆处理相比,秸秆配施石膏渣提高了CO_2排放通量,而秸秆配施生物炭和秸秆配施炉渣的CO_2排放通量均有所降低.CO_2对茉莉园碳排放和综合增温潜势贡献较大,碳排放和综合增温潜势均表现为秸秆配施石膏渣秸秆秸秆配施生物炭秸秆配施炉渣对照,秸秆处理的碳排放和增温潜势较对照分别提高了30.42%和30.18%,秸秆配施石膏渣较秸秆处理提高了碳排放和综合增温潜势,而秸秆配施生物炭和秸秆配施炉渣的碳排放和综合增温潜势均有所降低.从温室气体综合增温潜势来看,秸秆配施生物炭或炉渣可作为茉莉园固碳减排的有效配套措施.     

超低排放燃煤电站三氧化硫的迁移和排放特征

采用美国环保署(USEPA)method 8推荐的方法,对典型超低排放燃煤电站满负荷工况下的燃煤、烟气、飞灰、渣进行三氧化硫监测.实验结果表明:燃煤电站超低排放环保设备对三氧化硫的总脱除率为71.86%,大气三氧化硫排放浓度为1.5 mg·m~(-3)(气体体积为标准大气压下的体积,下同).选择性脱硝催化剂(SCR)前烟气中三氧化硫生成量为二氧化硫的0.46%,在SCR催化剂SO_2/SO_3的转化率为0.58%,空气预热器内气态三氧化硫浓度显著降低.低温电除尘(LLT-ESP)内三氧化硫与飞灰结合得到脱除,LLT-ESP细灰中三氧化硫含量为粗灰的1.38倍.湿法脱硫系统(WFGD)对三氧化硫的脱除率为48.45%.超低排放燃煤电站大气三氧化硫排放因子EF_煤、EF_电分别为17.13 mg·kg~(-1)、4.41 mg·kW~(-1)·h~(-1).估算2018年我国燃煤电站三氧化硫大气排放总量约为3.99万t·a~(-1).     

燃煤电厂和垃圾焚烧电厂燃烧产物中卤代多环芳烃的赋存特征和毒性风险

研究了燃煤电厂和垃圾焚烧电厂燃烧产物中卤代多环芳烃（HPAHs）的赋存特征、生成机制和毒性效应.结果表明,燃煤电厂和垃圾电厂飞灰中氯代PAHs （Cl-PAHs）的含量为1.06~1.67 ng·g^-1和2.76 ng·g^-1,溴代PAHs （Br-PAHs）的含量为26.4~44.2 ng·g^-1和6.31 ng·g^-1;垃圾电厂飞灰中Cl-PAHs的含量明显高于燃煤电厂,主要是因为生活垃圾中含有大量的聚氯乙烯为代表的塑料.来自煤粉炉的飞灰中Br-PAHs和Cl-PAHs的含量明显低于循环流化床燃煤飞灰,主要是因为煤粉炉具有更高的燃烧温度和燃烧效率.燃煤电厂飞灰中主要为7-BrBaA和9-ClPhe;垃圾电厂除尘器飞灰中Br-PAHs主要为9-BrPhe和2-ClAnt.7-BrBaA和9,10-Br₂Ant在燃煤电厂除尘器飞灰的含量远高于其在底灰和脱硫石膏的含量,但摩尔质量相对较小的2-BrFle在飞灰、底灰和脱硫石膏中的含量相近.垃圾电厂除尘器飞灰经过半干法脱酸后Br-PAHs的含量减少50%以上,但是经过螯合剂稳固化作用之后飞灰中Br-PAHs的含量明显升高.Pearson相关分析结果表明,燃煤电厂不同燃烧产物的HPAHs生成机制相同,而垃圾焚烧电厂不同产物中HPAHs具有不同的生成机制,飞灰螯合化过程导致HPAHs的二次生成.垃圾电厂除尘器飞灰中HPAHs的TEQs值（10.0×10^-3 ng·g^-1）与燃煤电厂相近（8.87×10^-3~15.0×10^-3 ng·g^-1）.对于垃圾电厂不同燃烧产物,脱酸工艺能够显著去除7-BrBaA从而降低飞灰的TEQ值,而飞灰螯合化后TEQ值达到螯合前的5.4倍.燃煤电厂的飞灰因年产量较大,且总HPAHs的TEQs值相对较高,对其处理和资源化利用应考虑HPAHs带来的生态风险.     

民用燃煤源中多环芳烃排放因子实测及其影响因素研究

民用燃煤是我国目前关注较多的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)排放源.根据我国民用燃煤所涉及的煤种、燃烧方式和炉灶类型,利用全流稀释采样系统对5种不同成熟度的煤种,分别以散块煤和蜂窝煤形式在3种炉灶类型中燃烧产生的烟气进行了采样和分析,初步获取了我国民用燃煤烟气中PAHs排放因子(EFPAHs)的实测数据.结果表明,烟煤的EFPAHs在块煤燃烧方式下的变化范围为1.1～3.9 mg.kg-1,在蜂窝煤燃烧方式下的变化范围为2.5～21.1 mg.kg-1,无烟煤的EFPAHs在块煤与蜂窝煤燃烧方式下分别为0.2 mg.kg-1与0.6 mg.kg-1.在民用燃煤的EFPAHs的各种影响因素中,煤的地质成熟度起主导作用,不同成熟度煤种的EFPAHs差异幅度高达1～2个数量级.其次是燃烧形态(块煤/蜂窝煤),主要表现为同一种地质成熟度的煤在蜂窝煤燃烧方式下排放的PAHs比块煤高2～6倍.炉灶类型的影响最小.     

污泥与煤在循环流化床混烧过程中的汞排放特性

在密相床截面积为0.23m×0.23m、高度为7 00m的循环流化床燃烧试验装置上进行了含汞污泥与煤的混烧试验.测试并分析讨论了污泥与煤混烧过程中汞的分布,探讨了Ca/S摩尔比、脱硫剂种类、过量空气系数等运行参数以及烟气成分对汞在烟气、飞灰和炉渣中形态分布的影响规律.结果表明,大部分汞进入烟气,且元素汞是混烧烟气中的主要存在形态.钙基脱硫剂对烟气中氧化态汞有较强的吸附脱除作用,CaO对汞的脱除效果要好于CaCO3.随着烟气中SO2、NOx浓度的增大,烟气中二价汞所占份额呈上升趋势.过量空气系数对烟气和灰渣中汞的浓度和形态分布有较大的影响.     

电厂烟气注入采空区封存的可行性

为了考察将电厂烟气注入采空区实现防火与气体封存的可行性,采用自制的煤大样量吸附装置测定了常温、常压条件下塔山烟煤对各种烟气成分的饱和吸附量,并对烟煤在空气和烟气氛围下对氧气的吸附行为进行了研究. 结果表明:将电厂烟气注入井下采空区,每t煤可封存约1.20 m3的CO₂,烟气中SO₂和NO₂可全部被烟煤封存;在物理吸附阶段,烟煤对CO₂的吸附量分别为对N₂吸附量的13倍,对O₂吸附量的41倍;在常温、常压条件下,烟煤对N₂和CO₂的吸附为物理吸附,12 h已基本达到饱和状态,但烟煤对O₂的吸附随着时间的增加逐渐由物理吸附转变为化学吸附,因此在较长时间内未能达到平衡状态. 通过不同气体氛围下烟煤吸附氧气量的数据分析发现,将电厂烟气注入到采空区,因烟煤对氧气的吸附量降低了29%,可有效抑制其自燃反应的进行. 研究显示,电厂烟气注入采空区可实现节能减排和灾害治理的统一.      

燃煤锅炉低氮氧化物燃烧特性的神经网络预报

大型燃煤电站锅炉的低NO_x燃烧技术日益受到关注,但NO_x的排放特性复杂,受煤种、锅炉设计结构和操作参数等多种因素影响.在对某台600MW四角切圆燃煤电站锅炉的NO_x排放特性和飞灰含碳量特性进行多工况热态测试的基础上,应用人工神经网络的非线性动力学特性及自学习特性,建立了大型四角切圆燃烧锅炉NO_x排放特性和燃烧经济性的神经网络模型,并对此模型进行了校验.结果表明,该模型能根据燃煤特性及各种操作参数准确预报锅炉在不同工况下的NO_x排放和飞灰含碳量特性,可为大型电站锅炉通过燃烧调整降低NO_x排放和提高锅炉燃烧效率提供有效手段.     

粉煤灰对阴离子水溶性混合染料的吸附动力学

以燃煤废弃物粉煤灰作为吸附剂,对活性红23与活性蓝4、活性黄4、酸性黑1、酸性蓝193的混合染料溶液进行吸附性能研究.结果表明,在不同的混合体系中,活性红23的脱色率基本保持在60%~70%;体系中酸性染料的脱色率均超过90%;活性蓝4的脱色率高达85%;活性黄4的脱色率仅为50%.准二级吸附动力学能够更好地描述粉煤灰对水溶性混合染料的吸附过程.染料在溶液中的外扩散系数均为10-4cm·s-1数量级,染料在粉煤灰颗粒的内扩散系数为10-8cm2·s-1数量级.根据BN数,水溶性染料在粉煤灰上的竞争吸附是外扩散控制的吸附过程.     

Alkaline ameliorants increase nitrous oxide emission from acidified black soil in Northeastern China

Lime and plant ash are common management used to achieve optimum pH for plant growth and improve soil properties in agricultural soils. Laboratory incubation was conducted to assess N₂0 emissions as influenced by different soil amendments (lime and plant ash) in a slightly acidic arable soil (pH 5.34). The experimental treatments consisted of CK, lime and plant ash fertilized with NH₄⁺-N or N0₃^?-N as nitrogen resource. The results show that lime and plant ash dramatically increases the soil pH and N₂0 emission. For N0₃^?-N fertilization, the cumulative N₂0 emissions from CK, lime and ash are 421, 1669 and 921 μg N₂0-N/kg, respectively. For NH₄⁺-N fertilization, the cumulative N₂0 emissions from CK, lime and ash are 361, 576 and 559 μg N₂0-N/kg, respectively. N0₃^?-N addition leads to more N₂0 emission than that of NH₄⁺-N addition, and lime increases more N₂0 emission than that of plant ash. After incubation, N0₃^?-N content decreased largely. The findings suggested that alkaline ameliorants increase N₂0 emissions due to enhancement of soil denitrification.     

Mercury removal from coal combustion flue gas by modified fly ash

Fly ash is a potential alternative to activated carbon for mercury adsorption. The effects of physicochemical properties on the mercury adsorption performance of three fly ash samples were investigated. X-ray fluorescence spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and other methods were used to characterize the samples. Results indicate that mercury adsorption on fly ash is primarily physisorption and chemisorption. High specific surface areas and small pore diameters are beneficial to efficient mercury removal. Incompletely burned carbon is also an important factor for the improvement of mercury removal efficiency, in particular. The C-M bond, which is formed by the reaction of C and Ti, Si and other elements, may improve mercury oxidation. The samples modified with CuBr2 , CuCl 2 and FeCl3 showed excellent performance for Hg removal, because the chlorine in metal chlorides acts as an oxidant that promotes the conversion of elemental mercury (Hg0) into its oxidized form (Hg2+). Cu2+ and Fe3+ can also promote Hg 0 oxidation as catalysts. HCl and O2 promote the adsorption of Hg by modified fly ash, whereas SO2 inhibits the Hg adsorption because of competitive adsorption for active sites. Fly ash samples modified with CuBr2 , CuCl2 and FeCl3 are therefore promising materials for controlling mercury emissions.     

煤粉细度对一次颗粒物特性的影响研究

以3种不同细度的煤粉在沉降炉中做燃烧实验,利用8级Andersen粒子撞击器分级并捕集燃烧后的一次颗粒物.研究煤粉细度对煤粉燃烧后一次颗粒物特性的影响.结果表明,煤粉越细,燃烧后生成的颗粒物也越细, PM_i的排放量均随着煤粉细度的减小而增大,PM₁₀的量由粗煤粉和中煤粉的13 mg/g左右增大到了细煤粉的21 mg/g;PM_2.5的量由粗煤粉的2 mg/g增大到了细煤粉的8 mg/g.煤粉细度对煤粉燃烧后生成的总灰成分及含量影响不大,但对分级颗粒物的外观形貌影响较大.煤粉细度减小,痕量元素的R_EE增大.R_EE值大小的排列顺序依次为Pb>Cr>Zn>Cu>Ni.细煤粉生成的颗粒物中有毒痕量金属元素的含量更高.元素的挥发能力不受煤粉细度影响,但其挥发程度受煤粉细度影响却不同.细煤粉燃烧比粗煤粉燃烧具有更大的环境危害性.