污泥干化使重金属形态变向稳定的原因分析

在模拟条件下对不同类型污泥进行连续干化,研究了不同干化温度下污泥重金属存在形态的分布特征.同时,通过测定污泥含水率、密度、温度和电导率等物性参数,分析了污泥干化过程重金属形态向稳定态转变的原因.结果表明,污泥中重金属存在形态的分布特征因污泥类型及来源不同而具有明显的差异;污泥干化过程可以使酸溶态、可还原态和可氧化态重金属向残渣态重金属转变;干化过程中污泥物性的改变和部分有机质和硫化物的分解是引起污泥重金属存在形态发生变化的主要原因.研究结果对于深入了解污泥中重金属的环境地球化学行为具有重要的理论意义,同时还可为污泥无害化、减量化和资源化的最终处理提供科学依据.     

污泥干化过程中苯系物(BTEX)的释放及其致癌风险评价

在模拟污泥干化的条件下,研究了4种类型污水污泥苯系物(BTEX)的释放特征及其影响因素.结果表明,在50-300℃的干化温度范围内,4种污泥的BTEX释放总置在4.20～161.90μg·m-3之间;在温度高于150℃之后,各类污泥中的BTEX释放量大幅增加;而低于150℃的情况下,污泥中BTEX的释放量仅占总BTEX释放量的5.09%.不同温度下污泥的BTEX释放量与其在污泥中的含量之间存在显著的线性关系.不同类型的污泥其所释放的BTEX组分之间具有较大的差别,污泥中BTEX的含量决定其所释放的数量,而其释放强度则取决于干化温度.对污泥释放BTEX进行健康风险评价表明,各类污泥在150～300℃下所释放的苯对暴露人员存在一定的致癌风险,其中女性相对于男性致癌风险更高.控制污泥干化温度可以最大限度地减少BTEX释放,进而降低致癌风险.     

污泥中汞的存在形态及其在干化过程中的动态变化

在测定市政污泥、印染污泥和造纸污泥中汞含量及其存在形态分布特征的基础上,通过模拟实验,系统研究了不同类型污泥中汞存在形态在干化过程中的动态变化,同时分析了污泥中汞含量和各存在形态发生变化的原因.结果表明,市政污泥的汞含量依次大于印染污泥和造纸污泥;污泥中无酸溶态汞和可还原态汞,只存在可氧化态汞和残渣态汞;被试污泥在25~100℃干化时,含水率降低不会导致汞的析出;在100~200℃干化时,污泥中汞含量随温度的升高呈现出缓慢降低的趋势;当干化温度200~300℃时,随污泥中有机质和硫化物的分解,可氧化态汞消失;当干化温度达到400℃时,污泥中汞不复存在.     

颗粒状污泥的干燥特性及表观变化

对3种不同质量等级的污泥颗粒（2.5、5和10 g）在100、200、300、400和500℃下进行恒温干燥实验,通过观察污泥的失重特征和表观形态的变化,深入研究了污泥干燥过程、失重速率的变化规律.结果表明,污泥在100～200℃下的干燥过程分为加速阶段、恒速阶段和降速阶段,而在300～500℃下并没有真正的恒速阶段,...     

污泥干化过程氨的释放与控制

通过模拟试验,深入研究了污泥氨在自然状态和不同温度下的释放特征及其影响因素,并结合污泥低温干化工艺的特点,建立了污泥氨释放的收集与处理系统.结果表明,污泥在储存的四天时间内,氨在空气条件下自然释放的日平均释放量为0.11μg/(g·d),在污泥干化过程中,氨的主要释放量集中在0~30min的早期阶段,氨的释放与水的蒸发同步发生,干化温度决定了污泥氨的释放强度,控制污泥在低温下完成干化过程,是抑制污泥氨释放强度的有效措施.通过多级湿式除尘除气不但可以去除污泥干化时释放的绝大部分氨和其他有害气体(如硫化氢),而且几乎可以去除全部烟尘.     

接触式污泥干化过程中SO_2吸收率的动态变化

根据接触式污泥干化工艺的实际运行参数,通过模拟试验,研究了污泥在干化过程中对烟气中二氧化硫(SO2)吸收率的动态变化及其影响因素,并对导致吸收率变化的原因进行了理论分析.结果表明,污泥对SO2的吸收率随干化温度的升高和气体流速的增大而减小,含水率为55%和75%的污泥对SO2的吸收率分别从干化温度80℃的16.0%和25.0%降至干化温度160℃的6.0%和7.0%,这是因为干化温度升高和气体流速增大,促使污泥水分加速蒸发,从而影响SO2从气相通过气膜向气液界面传递和扩散的过程,最终导致污泥对SO2吸收率的下降;污泥对SO2的吸收率随SO2浓度的增加没有明显的变化;污泥吸收SO2后,pH值降低表明了污泥吸收SO2发生了酸碱中和反应,污泥红外光谱证明污泥对烟气中SO2的吸收是一个化学吸收过程.     

污泥硫酸盐还原菌(SRB)与硫化氢释放

根据污泥低温干化工艺的特点,通过模拟试验,深入研究了不同类型污泥硫化氢在不同状态下的释放特征及其影响因素.同时,通过培养法,分析了不同类型污泥中SRB的生活量和活性及其与硫化氢释放量的对应关系.研究结果表明：污泥SRB的生活量越大、活性越强,硫化氢释放量就越大;中偏酸性污泥硫化氢的释放量大于碱性污泥,碱性污泥不仅能够中和硫化氢,而且可以抑制SRB的生长,减少因微生物作用而产生的硫化氢;污泥硫化氢释放量随干化温度的增高而增加,硫化氢的最大释放量发生在污泥干化的前期.上述研究结果为污泥干化过程中有效地控制硫化氢提供了科学依据.     

二段式污泥低温干化的原理与水汽热量平衡

在深入研究污泥成分和通过模拟实验分析污泥干化特性的基础上,首次建立了利用烟气余热的二段式污泥低温干化技术,同时给出了该技术的工作原理和计算了污泥干化过程的水汽、热量、物料平衡.结果表明,利用烟气余热的二段式污泥低温干化技术不仅能在不增加新能耗的情况下使污泥得到有效地干化,而且能使污泥自然形成质地坚硬并保存原始污泥90%以上热值的颗粒;污泥干化成粒装置内的螺旋板、扬料板和链锤等辅助设备可以明显提高污泥干化效率;烟气量为1.5×105m.3h-1,烟温为155℃,经污泥干化后降温50℃,可使100.td-1污泥从含水率78%干化至40%.这为污泥的无害化、减量化、资源化处理提供了理论依据和技术支撑,对开辟以废治废和废弃物循环利用的污泥处理新途径具有重要的实践指导意义.     

污泥苯酚的释放特征及其风险评价与控制

在测定不同类型污泥中苯酚含量的基础上,通过模拟试验,研究自然状态和不同干化温度下污泥苯酚的释放特征及其影响因素,同时对污泥释放苯酚进行致癌风险评价,并提出收集与控制措施.结果表明,被测污泥中苯酚的含量范围在0.17～3.22μg/g之间,污泥中苯酚含量呈现出随暴露在空气下时间的增加而降低的趋势;污泥在低温干化时,苯酚释放量较低,主要来源于污泥中原有的苯酚,当污泥在较高温度下干化时,释放的苯酚主要来源于污泥的热解作用;杭州市政污泥在350℃干化时的苯酚释放量,对男、女性暴露人员均存在较高的致癌风险.降低污泥干化温度,控制苯酚的释放与扩散,并通过综合处理措施,可以有效地防治污泥干化过程苯酚污染对人体健康造成的威胁.     

不同形状污泥干燥特性的差异性及其成因分析

通过对100~300℃恒速干燥条件下饼状污泥和球状污泥的失重速率、干基质量变化的测定,系统分析了不同形状污泥干燥特性的差异及造成这种差异的原因.结果表明,饼状污泥在干燥过程中会产生裂缝,并分裂成若干小块,而球状污泥仅仅会产生体积收缩,形状并未发生变化.由于表观形态变化的差异,导致了污泥干燥过程的差异,饼状污泥的干燥过程分为升速和降速2个阶段,而球状污泥的干燥过程则分为升速、恒速和降速3个阶段;饼状污泥的平均干燥速率大于球状污泥.在150℃以上干燥时,饼状污泥的有机物在水分蒸发的同时即开始分解,而球状污泥则在水分蒸发完后才开始发生有机物分解.