纸基复合包装中铝塑分离的湿法工艺条件研究

纸基复合包装中的纸基部分通过水力碎浆分离后可直接用于生产再生纸. 其铝塑部分由1层0.02～0.03 mm厚的铝箔和2层0.03～0.08 mm厚的低密度聚乙烯膜层压复合而成,主要对铝塑的湿法分离进行研究.比较了甲酸、乙酸、盐酸3种剥离剂的分离效果; 用甲酸作为铝塑剥离剂时, 考察了剥离剂的浓度、反应温度、液固比及破碎尺寸对铝塑分离的影响; 根据铝塑分离时间、分离率、铝的损失率等指标,通过正交试验及方差分析优化铝塑分离的工艺条件. 结果表明,甲酸分离铝塑的最优条件: 剥离剂浓度为4 mol/L, 反应温度为60 ℃,液固比为60 L/kg, 破碎尺寸为5 cm×5 cm. 在该条件下, 铝塑的分离率达到100%.      

低温热处理生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的降解机理

生活垃圾焚烧飞灰中二噁英类污染物会对人体健康和环境造成严重的危害,有必要了解固相中二噁英的降解机理从而帮助其降解至环境可接受的水平. 本研究将理论和试验相结合探究低温热处理法降解飞灰中二噁英的机理. 以八氯代二苯并对二噁英（OCDD）作为目标污染物附着在模拟飞灰〔m_CaO∶m_Ca(OH)2=3∶1〕上,利用密度泛函理论（DFT）对固相中OCDD的低温热处理降解机理进行分析,并进行模拟飞灰降解试验. 首先对降解前的模拟飞灰进行热重（TG）分析,然后采用红外光谱（FTIR）和透射电子显微镜（TEM）测试对固体产物进行表征,并对反应气相进行收集和检测从而验证反应机理. 结果表明:①从室温到400 ℃模拟飞灰共有三段失重过程,失重率为9.61%. ②—OH是低温热处理降解OCDD的关键官能团. ③结合FTIR和TEM分析结果可知,当多个—OH取代OCDD上的Cl后会氧化OCDD生成大量CO₃2?,这是OCDD转化的主要路径. OCDD转化的次要路径是在降解过程中会形成小部分C—O—结构,该结构可能与其他降解后的OCDD分子相结合形成大分子有机物. ④结合气相检测可知,Cl转化的主要路径是整个—OH完全取代Cl,取代后的Cl会脱离出反应体系形成Cl₂. 次要路径是仅—OH上的—O—会取代Cl形成C—O—,该结构由于自由基未完全配对而不稳定,Cl和H相结合生成HCl脱离反应体系. CO₂平均含量仅有0.008 5%,说明几乎没有碳酸盐分解或与HCl发生反应. 研究显示,低温热处理降解生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的关键基团为—OH,二噁英的主要物质归趋为碳酸盐,Cl的主要物质归趋为Cl₂.      

利用油基岩屑制备水泥路面基层的力学性能及重金属浸出特性研究

油基岩屑是石油开采时产生的危险废物,随着我国石油勘探开发能力的不断提升,因油基岩屑造成的环境污染和资源浪费问题已不容忽视.资源化利用油基岩屑将对油气行业环境保护和可持续发展起到重要促进作用.为探明利用油基岩屑制备水泥道路结构的可行性,制作11种不同配合比的水泥路面基层试件,通过无侧限抗压、劈裂抗拉以及抗压回弹试验,探寻符合相关力学性能要求且岩屑掺加量最大的试件,随即对其开展浸出试验以研究重金属浸出规律,并通过浸出动力学模型拟合重金属长期浸出量.结果表明：(1)随着油基岩屑掺加量的提升,水泥路面基层试件的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗压回弹模量同时呈下降趋势.当岩屑掺加量为12%时,试件相关力学指标满足《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20—2015)和四川省农村公路基层材料设计参数要求,此时岩屑掺加量达到最大.(2)Ba、Mn、Pb、Zn为油基岩屑中的特征污染物. Ba、Mn、Pb累积浸出量的变化趋势较为一致,在第64天时基本达到浸出平衡;而Zn的累积浸出量在第64天时仍持续增长. 4种重金属在全浸出阶段的浸出行为都受到扩散控制影响.(3)Ba和Pb的浸出规律符合Elov...     

烧结机共处置过程中重金属Cd、As的挥发特性研究

选取优级纯化学试剂Cd Cl2和As2S3来模拟危险废物中的重金属,按一定比例将其与烧结矿原料均匀混合后进行共处置煅烧。主要研究了在煅烧过程中Cd和As的挥发规律,同时对煅烧所得烧结矿进行消解实验求得固化的重金属量。实验结果表明,Cd的挥发率随着温度的升高和时间的增加而不断增大,直到达到一个平衡而不再继续增大,对Cd的挥发进行动力学模拟得到挥发率α与煅烧温度T和煅烧时间t的关系式为α=1-exp(-0.669exp(-3567.6/T)t)。而As则呈现出温度越高挥发率越低的规律,当温度为1 200℃时,煅烧75 min后As的挥发率仅为9.8%,即共处置过程中As与烧结矿原料发生化学反应而固化下来,挥发较少,可认为对人体健康和环境造成的危害较小。     

水泥窑共处置污染土壤的污染排放研究

以被DDT和六六六污染的土壤为研究对象，开展了利用水泥窑进行共处置的工程试验研究，分析了共处置过程对尾气排放的影响。结果表明，水泥窑共处置对农药污染物的焚毁去除率很高，DDT达到99.99991%，六六六达到99.99964%，均高于我国危险废物焚烧炉规定99.99％的焚烧效率；与空白处理相比，尾气排放中有机污染物（包括二恶英/呋喃，简称PCDD/F、多氯联苯PCB、六氯苯HCB、挥发性有机物VOC）、酸性气体和重金属的排放在共处置过程中没有显著增加，且都低于相应的规定限值。试验结果表明，水泥窑共处置固体废物不会导致污染负荷的增加。     

借鉴国际经验助推我国汞污染场地修复

汞污染问题已经成为国内外关注的环境热点问题。我国是汞的生产、使用和排放大国,涉汞行业众多,汞污染场地问题突出。发达国家在汞污染场地治理方面有着丰富的经验。本文通过借鉴美国和英国的相关经验,从完善法规标准、健全管理制度、增强科技支撑和完善投融资政策四个方面为我国未来开展汞污染场地修复工作提出政策建议。     

水泥窑协同处置过程低温段铅和镉的吸附/冷凝动力学研究

对铅、镉两种重金属的氯化物(Pb Cl2、Cd Cl2)开展了吸附/冷凝实验研究。利用管式回转炉和控温立式炉联用装置研究了铅、镉在水泥生料上的吸附冷凝特性。结果表明:在水泥窑共处置的低温段水泥生料对重金属铅、镉的吸附冷凝作用主要以冷凝为主。进入吸附冷凝炉的重金属可以分为三部分,第一部分冷凝在管壁上,该部分Pb含量占进炉总铅的60%左右,Cd占进炉总镉的60%;第二部分吸附/冷凝在生料上,该部分Pb含量占总铅比例低于30%,Cd为20%~30%;第三部分随烟气释放到空气中,该部分Pb比例低于20%,Cd占10%左右。水泥生料对Pb、Cd的吸附冷凝量随时间的增加而增加,随温度的升高而降低。水泥生料对Pb、Cd的吸附冷凝特性可用双常数速率方程拟合,拟合效果较好,得到Pb的活化能为5.013 k J/mol,Cd的活化能为5.07 k J/mol。     

有机危险废物在惰性气氛中热降解动力学特征

为研究有机危险废物在惰性或还原性高温工业窑炉(如炼铁高炉、炼焦炉、煤气化炉、煤液化炉等)中的协同处置效果,分别选择热稳定性在第1~2等级中的典型有机物——苯和氯乙烯,在氮气气氛高温管式炉进行热降解试验. 将定量的气态苯或氯乙烯分别与氮气混合后通入高温管式炉中,采用GC-MS检测煅烧后尾气中苯和氯乙烯的浓度,以分析其热降解特性. 结果表明:苯在500~1 100 ℃时热降解率(a)随温度(T)升高而快速增加,增幅达70%;在1 100 ℃以上时,苯热降解率缓慢增加,最终达到完全降解.氯乙烯在300~900 ℃时热降解率快速增加,增幅在55%左右,900 ℃以上热降解率增加缓慢直至完全降解.苯和氯乙烯的热降解率均随煅烧时间(t)增加而升高.苯和氯乙烯的热降解动力学模型分别为a=1-exp[-743.3exp(-12 930/T)t]和a=1-exp[-3.90exp(-4 307.8/T)t].通过苯的热降解动力学模型,可预测热稳定性高于氯乙烯的有机物的热降解率;而通过氯乙烯的热降解动力学模型,可预测比其热稳定性低的有机物的热降解率.      

水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰过程中二英的迁移和降解特性

为了解生活垃圾焚烧飞灰中的二英在水泥脱氯预处理过程中的迁移特性以及在水泥窑内的热降解特性,依托北京市琉璃河水泥有限公司的生活垃圾焚烧飞灰水泥窑协同处置示范线,开展了生活垃圾焚烧飞灰的水洗脱氯预处理和水洗后飞灰向水泥窑投加的工程试验研究.结果表明:烘干烟气中和水泥窑窑尾烟气中二英排放浓度低于GB 30485-2013《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》中所规定的标准限值（以I-TEQ计）为0.1 ng/m3,结晶氯盐中二英含量（以I-TEQ计）仅为2.8 ng/kg;以每h进入水洗罐的原飞灰中所含二英量为100%计,经过水洗处理后,99.97%的二英仍留在脱氯飞灰中,仅有0.08%和0.14%的二英分别通过烘干废气和结晶盐排出;以每h投入水泥窑窑尾烟室的飞灰所含二英为100%计,仅有0.82%、0.13%和0.002%的二英分别随窑灰、熟料、烟气排出,飞灰中的二英在水泥窑内的消减率达到了99%以上,实现了较为彻底的降解.      

分离剂甲酸溶液浓度和温度对于铝塑湿法分离的影响研究

主要针对无菌复合包装废弃物中去除了纸浆后的铝塑部分的湿法分离工艺进行研究,选用甲酸作为分离溶剂,分析其反应机理。并着重对分离过程的影响控制因素进行实验研究,就不同的分离剂浓度、不同反应温度以及不同液固比条件下铝塑分离的效果及反应速率的变化分别进行分析研究,寻找铝塑片分离各影响因素之间的关系,为工业化生产应用提供参考,以提高无菌复合包装废弃物的再生利用率。