螯合电镀污泥的基本理化特性及燃烧特性

在研究某园区螯合电镀污泥基本理化特性的基础上,针对其含有一定量的有机物及高金属含量的特点,利用红外-热联用技术(TGFTIR)对污泥在空气气氛下的燃烧特性和燃烧过程释放的气体组成进行了研究.结果表明,污泥中的有机物在空气中的燃烧经过4个阶段,其中,有机物的热解、燃烧发生在230~431.01℃范围的第2和第3阶段;燃烧过程会释放CO2、水蒸气和微量NH3、SO2,燃烧温度和控氧量决定释放气体的组成;另外,燃烧过程存在重金属的挥发,可采用有机高分子重金属捕集剂的碱性水溶液喷淋烟气,捕集挥发出的金属,净化焚烧过程释放的酸性气体.考虑到污泥中有机质的充分燃烧、金属铬、铁和铝等金属氢氧化物的分解及部分金属的挥发,污泥焚烧温度应控制在450~500℃左右.研究结果可为此类污泥焚烧热处理提供理论和技术支持.     

离子交换纤维对金属氰络合物吸附性能的研究

采用强碱性离子交换纤维对含氰废水中主要离子铜氰络合物、锌氰络合物的吸附性能进行了研究。实验结果表明：含氰废水的pH在8—11范围内，纤维材料对金属氰络合物具有良好的吸附性能；纤维对铜氰络合物、锌氰络合物的吸附速率很快，4min左右就可达吸附平衡；温度对铜氰络合物、锌氰络合物吸附影响不大，纤维的这些吸附特点对工业应用非常有利。     

深度脱水污泥焚烧过程中调理剂的热转化行为及其对重金属挥发的影响

采用化学热力学平衡分析方法,应用污泥实测数据模拟计算了深度脱水后污泥焚烧过程中调理剂的热转化过程及逸出产物,并预测了含Cl调理剂与CaO耦合作用对重金属迁移转化及排放的影响.研究结果表明,污泥添加单一调理剂Al_2(SO_4)_3、Fe_2(SO_4)_3、FeSO_4、AlCl_3及FeCl_3后,Fe和Al在高温下主要以Al_2O_3(s)和Fe_2O_3(s)存在,主要气态产物是HCl和SO_2.调理剂CaO和FeCl_3共存且含量增加时,焚烧过程中HCl(g)逸出过程变慢,并且Fe_2O_3(s)易于和CaO(s)作用导致Fe_2O_3(s)存在温度区间变窄.污泥未添加调理剂焚烧过程中,重金属Cd、Pb、Cr、Tl、Hg、As易于以Cd(OH)_2(g)、PbO(g)、CrO_2(OH)_2(g)、AsO(g)、Hg(g)、Tl(g)形式挥发,而Cu、Zn、Ni以其氧化物形式存在而难挥发.调理剂FeCl_3及CaO添加到污泥后,重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg、Tl)的分布受FeCl3的影响大于CaO,导致其形成重金属氯化物而挥发,而Cr和As与CaO作用生成CaCr_2O_4(s)、Ca_3(AsO_4)_2(s)热稳定化学物,抑制了Cr、As的挥发.当脱水污泥与含硫化物掺烧时,重金属(Pb、Cu、Zn、Ni)挥发受到Cl的影响大于S,在低温区间其主要以硫酸盐为主,在中高温区间以氯化物存在,而Hg和Tl不受硫化物影响.     

污泥掺烧过程中Cl/S/P/矿物质的热交互作用对Cd迁移转化行为的影响

采用化学热力学平衡分析方法,应用污泥实测数据模拟计算了污泥掺烧过程中Cl/S/P与矿物质的交互作用,重点模拟研究了Cl/S/P/矿物质交互体系对Cd迁移转化的影响.研究结果表明,污泥掺烧过程含Cl、S及P逸出气体以HCl(g)、SO_2(g)及(P_2O_5)_2(g)形式排放.污泥掺烧含有CaO-SiO_2-Al_2O_3体系中,CaO可以抑制S以SO_2(g)释放,而SiO_2及Al_2O_3对SO_2(g)逸出有促进作用,同时CaO及Al_2O_3可以抑制P的挥发.污泥掺烧过程中SiO_2及Al_2O_3对Cd挥发都有一定抑制作用,但CaO及Fe_2O_3对Cd基本无影响;当Cl存在时,Ti O2和SiO_2对Cd吸附作用减弱,并使Al_2O_3吸附剂失效;当S存在时,可导致吸附剂对Cd中毒,而P可导致Al_2O_3吸附剂失效;Cl-S-P耦合体系中,单一矿物质对Cd迁移转化影响主要受Cl和S控制.SiO_2+CaO+Al_2O_3共存体系中,Cl的存在可导致固体吸附剂SiO_2和Al_2O_3失效;S、S+Cl、S+P、S+Cl+P的存在受控元素为S,并且可以抑制Cd的挥发;P、Cl+P的存在对Cd影响受控元素为Cl,可促进Cd挥发.     

离子交换纤维对金属氰络合物吸附性能的研究

采用强碱性离子交换纤维对含氰废水中主要离子铜氰络合物、锌氰络合物的吸附性能进行了研究.实验结果表明:含氰废水的pH在8～11范围内,纤维材料对金属氰络合物具有良好的吸附性能;纤维对铜氰络合物、锌氰络合物的吸附速率很快,4 min左右就可达吸附平衡;温度对铜氰络合物、锌氰络合物吸附影响不大,纤维的这些吸附特点对工业应用非常有利.     

电镀污泥钠钙化焙烧过程金属的矿相转化及平衡分布

电镀污泥钠化焙烧过程,由于Al、Cr和Zn的氧化物易与Fe_2O_3反应生成铁酸盐及其他复杂含铁盐类,导致灰渣水浸过程其浸出率较低。在添加剂CaO作用下,采用FactSage软件模拟污泥焙烧过程金属的矿相转化规律,找到提高Cr、Al和Zn浸出率的方法。研究结果表明,污泥钠化焙烧过程,添加剂CaO易与Fe_2O_3反应生成2CaO·Fe_2O_3,阻止Fe_2O_3与Cr、Al和Zn的氧化物反应生成铁酸盐及其他复杂盐类,一定程度上提高了Cr、Al和Zn的浸出率。但高温下,Al_2O_3也易与Cr、Al和Zn的氧化物反应生成难溶性铝酸盐,所以浸出率提高幅度不大。可采用稀碱先脱除污泥中的铝,铝的浸出率达95%以上,脱铝渣再拌苏打和CaO焙烧,灰渣水浸脱铬率达95%以上。通过分析可知,污泥在焙烧之前脱铝和在焙烧过程铁转化成2CaO·Fe_2O_3,阻止了难溶性铝酸盐、铁酸盐以及其他复杂盐类的生成,同时Cr和Al得到分离,且灰渣中铜、镍和锌以游离氧化物和极少部分结合氧化物形式存在,有利于后续金属的浸出和分离。     

铜、锌氰配合物在离子交换纤维上的扩散、吸附机理

运用Boyd液膜扩散公式和范山鹰等提出的扩散模型,考察了碱性溶液中铜、锌氰配合物在离子交换纤维上的扩散行为;通过分析吸附前后纤维上官能团的位置变化以及解吸前后纤维上元素含量的变化,研究铜、锌氰配合物在纤维上的吸附机理。实验结果表明,离子交换纤维对铜、锌配合物的吸附在反应初期,以液膜扩散为主控制步骤,反应后期,以空隙扩散为主控制步骤。并运用离子交换纤维在水溶液中具有类似胶体型物质的双电层结构解释了不同控制阶段吸附速率不同的原因,虽然各阶段吸附速率有所不同,但纤维对铜、锌氰配合物的吸附均为离子交换机制。