化工污泥焚烧灰渣基功能材料中Cr的溶出

研究自制稳定剂对化工污泥焚烧灰渣制备环保功能材料过程中Cr的物理封闭效应和化学稳定效应的影响,并通过BCR修正法和XRD对灰渣基功能材料中Cr形态进行了分析。结果表明,投加自制稳定剂并经高温处理后,Cr的残渣态含量高达98%,ZMN稳定剂加强了功能材料体系对重金属的物理封闭作用和对酸环境、氧化环境的缓冲能力,有助于保持重金属的稳定性,功能材料中生成了钙铬磷酸盐、镁尖晶石和钠钙长石等新物质,有利于降低Cr的溶出。     

污泥焚烧残渣制备水处理药剂研究

利用污泥焚烧残渣制备水处理药剂,这方面还未见报道.某市污水处理厂污泥焚烧残渣是以Fe2O3和CaSO4为主的无机矿物质,选用以盐酸为主、硫酸为辅的混酸体系(H 摩尔浓度在7 moL/L以上,每千克残渣用H 为21～25 mol,浓硫酸与浓盐酸体积比是7%～13%).研究结果表明,在反应温度为110～120℃、反应时间在2.5 h、液固比大于2.0 mL/g的情况下,1 kg污泥焚烧残渣能制备得到酸度较小、含铁量略大于28 g/L的水处理药剂10 L,该药剂能应用于该市污水处理厂的生化处理出水.     

不同焚烧温度下开发区污泥焚烧渣分析

在不同焚烧温度条件下采用可控温管式炉焚烧开发区干污泥,对污泥焚烧渣中微观形貌、元素分布、矿物组成以及重金属总量及其形态进行了分析研究。实验结果表明,污泥焚烧渣在焚烧温度为900℃出现明显的结焦现象,在焚烧温度为1 100℃时焚烧渣结焦的微观表面致密。XRD分析发现温度的升高使污泥烧渣中出现NaA lS iO4等性质相当稳定的物质。不同重金属在底渣中的总量分布及其形态特征受焚烧温度的影响程度不同。焚烧温度的提高使污泥中重金属的残渣态比例增高,使污泥焚烧对环境的影响减小。     

污泥焚烧灰免烧轻质骨料性能及重金属固化效果研究

焚烧技术能有效减少城市污泥(以下简称污泥)的有机污染物、细菌含量和污泥体积等,污泥焚烧后产生的污泥焚烧灰(SSA)大多采用填埋的方式处理,给生态环境和土地资源利用带来严峻挑战。以碱性激发剂制备SSA免烧轻质骨料(以下简称骨料),并探究了矿渣掺量对骨料物理力学性能的影响规律。结果表明：骨料的粒径主要集中在4.75～9.50 mm;骨料的密度等级和筒压强度分别介于700～900与1.86～4.20 MPa,符合《结构性轻骨料混凝土指南》(ACI-213R-03)和《轻集料及其试验方法 第1部分：轻集料》(GB/T 17431.1—2010)要求;扫描电子显微镜(SEM)、能量弥散X射线分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、全自动压汞仪(MIP)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测试结果表明,矿渣发生地质聚合反应生成的地质聚合物凝胶能包裹SSA颗粒,并相互黏结形成球状颗粒骨料,增加矿渣掺量能有效减少骨料中的有害孔隙,达到增强骨料结构致密性的效果;SSA中的离子态Mn浸出值超出了非危险固体废弃物排放限值(3 mg/L),而骨料中的重金属离子浸出值均满足要求。上述研究成果能为SS...     

危险废物焚烧灰渣熔融过程中重金属元素热力学平衡计算

熔融固化是目前危废焚烧灰渣处置的有效方法之一。为了能够有效地控制熔融过程中重金属元素的迁移,采用HSC Chemistry软件模拟研究了重金属元素As、Pb、Zn、Cu、Ni、Cr等在熔融过程中的物质变化历程,考察了不同气氛、温度、氯化物种类的影响。结果表明：在还原性气氛下,As、Pb几乎100%以AsS(g)和PbS(g)的形式挥发进入气相;Zn主要以气态金属挥发,1 500 ℃时90.8%的Zn进入气相;Cu、Ni、Cr与灰渣中的Fe2O3、Al2O3等形成不易挥发的化合物,几乎完全被熔渣固化。氧化性气氛有利于各重金属元素的固化,除46.47%的Pb 以PbCl2(g)、PbCl(g)、PbO(g)的形式挥发外,其余重金属元素均能被固溶在渣中。与灰渣中NaCl相比,CaCl2不影响As、Cr的平衡形态分布,但能促进Pb、Zn、Cu、Ni以气态氯化物的形式挥发进入气相,不利于重金属元素的固化。     

污泥焚烧灰固化处理技术研究

研究了硅酸盐水泥、高铝水泥、高岭土和β-萘系减水剂在污泥焚烧灰固化技术中的应用效果。考察了污泥焚烧灰固化块(以下简称固化块)的抗压强度,测定了固化块的重金属浸出毒性,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析固化块组成和微观结构。结果表明,4种物质对提高固化块的抗压强度均具有较好的效果,硅酸盐水泥、高铝水泥、高岭土和β-萘系减水剂的适宜掺量分别为10、30、20、1.0g(以100g污泥焚烧灰中掺加的质量计)。XRD和SEM分析结果显示,经固化处理后制得的固化块结构密实,存在石英(SiO2)、水化硅铝酸钙(CaAl2Si2O8)和水化硅酸铝钙(Ca2Al2SiO7)等物质,其中水化硅铝酸钙等凝胶物质有利于提高固化块的抗压强度。     

化工污泥基轻质填料的制备及其应用

将化工污泥焚烧灰渣掺入粘土、干燥化工污泥为原料,添加自制无机重金属稳定剂S01,经烘干、预热、焙烧等工艺过程,制备了粒径为10~20 mm的水处理填料。通过单因素实验考察了干污泥添加量、污泥焚烧灰渣添加量、S01添加量、预热时间、烧结温度等工艺条件对填料性能(堆积密度、吸水率)的影响,确定了填料的最佳制备条件:干污泥添加量20%,焚烧灰渣添加量40%,S01添加量5%,预热时间30 min,烧结温度1150℃。此时,填料的堆积密度为569.11 kg/m3,吸水率为9.84%,重金属浸出浓度远远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别(GB5085.3-2007)》的浓度限值。采用扫描电镜观察了填料表面和内部孔隙特征,发现最佳制备条件下制得的填料表面粗糙多孔,内部具有发达的孔道结构。开展了填料的生物挂膜研究,结果表明,在挂膜启动13 d后,化工污泥基填料滤池的COD和氨氮去除率均趋于稳定,分别达到95.6%和71.8%,该处理效果略优于市售填料。验证了化工污泥基填料应用于生物滤池的可行性。     

市政污泥焚烧过程中重金属迁移转化行为研究进展

焚烧已成为市政污泥处置或资源化利用的重要手段.焚烧过程会改变市政污泥中重金属的化合态和价态,从而影响其迁移转化行为.目前,国内外已对市政污泥焚烧过程中重金属的迁移转化行为开展了大量研究.梳理和归纳了市政污泥特性以及焚烧炉炉型、焚烧温度、停留时间、反应气氛和添加物等工况对重金属迁移转化行为影响的研究进展,并提出了未来仍需...     

城市下水污泥焚烧过程中二次污染物排放特性的试验研究

在0.15 MWt循环流化床燃烧试验台上进行了城市下水污泥与煤的混烧试验,分析了烟气中的二次污染物排放特性.分析结果表明,利用循环流化床焚烧城市下水污泥时,添加辅助燃料(如煤)及改变焚烧条件,不仅可以达到稳定燃烧的目的,而且有利于抑制焚烧中二次污染物(如CO及二恶英等有机污染物)的生成.分析了焚烧污泥污染物的排放特性,为采用焚烧方式处理城市下水污泥提供了基础性试验数据.     

城市污泥及其焚烧灰混合料烧结陶粒的实验研究

通过实验考察了直接利用城市污泥及其焚烧灰作为原料,采用2步烧结法工艺,烧结制取陶粒的可行性,并分析了工艺条件和物料配比对陶粒产品的吸水率和密度等性能指标的影响。实验结果表明,在不添加其他任何添加剂的情况下,城市污泥及其焚烧灰可以直接用于烧结制取陶粒。在物料配比为(1:1~2:1)和烧制条件(900~1 050 ℃)下焙烧5~20 min,可以获取不同性能的陶粒产品(吸水率为45.32%~4.11%、密度为1.67~0.84 g/cm3)。物相分析进一步表明,1 050 ℃是污泥灰物相发生变化的主反应温度。这为实现采用一种原料源(污泥及其污泥灰渣)制备陶粒的资源化利用方式提供了尝试。     

污泥干化焚烧联用系统最佳运行工况研究

污泥干化焚烧联用系统将污泥焚烧产生的能量用于污泥干化,可实现污泥处理的节能降耗。对于污泥干化焚烧联用系统的运行,进厂污泥负荷、初始含水率、热值、污泥干化目标含水率是最大的影响因素。为实现污泥干化焚烧联用系统的低能耗和安全稳定运行,结合国内某污泥干化焚烧处理工程,建立了污泥干化焚烧联用系统能量和物料平衡模型,在此基础上研究了变工况条件下污泥干化焚烧联用系统的运行模式,分析了运行负荷、污泥热值、进厂污泥含水率、入炉污泥含水率发生波动时,对污泥干化单元和污泥焚烧单元所产生的影响,并提出了对应的运行策略。     

微生物调理后脱水污泥与秸秆混合共焚烧的技术探讨

污泥脱水是污泥处理处置的瓶颈.对目前国内外污泥处置方式进行了概括总结,提出了一种新的污泥处理处置技术.该技术利用微生物酸化方式实现污泥中的微生物细胞破壁,细胞破壁后采用压滤脱水,污泥含水率可从80%以上降低至55%～65%,然后将脱水污泥与秸秆混合,通过共焚烧方式可以实现脱水污泥的无害化和资源化利用.     

污泥焚烧中Cd形态转化的热力学平衡模拟

采用热力学平衡分析方法,结合典型污泥成分和焚烧条件预测了污泥焚烧过程中重金属Cd的转化和迁移规律。模拟计算中考虑了主量矿物质与Cl、S对Cd的形态转化的影响。研究结果表明,污泥焚烧过程中,在低温的条件下Cd主要以固体碳酸盐形式存在,随着温度升高,碳酸盐分解为固态CdO,随后有气态Cd(OH)2、Cd和CdO生成,并且在较高温度主要以气态Cd存在。焚烧体系中,矿物质SiO2对Cd的形态转化影响大于其他矿物质,SiO2能与Cd结合生成稳定的CdSiO3,从而可有效抑制含Cd气态污染物的排放。焚烧体系中Cl较易与Cd结合形成CdCl2而导致Cd的挥发,Cl含量的增加促进了Cd在焚烧体系中的挥发。在低温阶段,Cd易与S结合形成固态硫酸盐,抑制了金属的挥发;在高温阶段,金属的形态转化基本不受S的影响,但是可以影响气态金属Cd的生成温度。根据污泥在不同焚烧温度、Cl含量、S含量条件下Cd的不同产物形态,可以对Cd的污染进行有效控制。     

污泥焚烧底灰中重金属残留特性的实验研究

利用原子吸收分光光度计和程序控制温升炉研究了沈阳市污水处理厂污泥在不同焚烧工况下重金属Cu、Cr、Cd、Zn、Ni和Pb在焚烧底灰中的残留特性。考察了升温速率、焚烧温度、含水率以及停留时间等因素对重金属在污泥底灰中的残留特性的影响。实验表明 ,Pb、Cd和Cu在灰渣中的残留率随着温度和停留时间的增加而降低。大部分的重金属元素Zn、Cu和Cr残留在灰渣中 ,Cd、Pb和Ni部分残留在灰渣中     

焚烧对印染污泥中铝含量及形态分布的影响

采用ICP等离子体发射光谱法对印染污泥焚烧前后主要金属元素进行了分析,结果表明,风干后的印染污泥中铝含量达157 mg/g;焚烧后,除Pb外,污泥中其他主要金属元素在焚烧过程中得到了富集,铝的含量显著增加,为未焚烧前的1.6倍.同时,采用化学浸提法对某印染厂污水处理剩余污泥进行铝形态分布研究,实验结果表明:焚烧前后,酸...     

污泥干燥焚烧工程系统质能平衡分析

通过建立污泥干燥焚烧系统质能平衡模型对污泥干燥焚烧工程进行质能平衡分析,由模型结果可得,系统污泥最佳入炉含水率为65%,此时系统具有最低总能耗和总烟气量,且污泥恰好能够自持燃烧。之后,对污泥干基低位热值和初始含水率波动对系统运行的影响进行了研究。当初始含水率在研究范围内波动时,需保证入炉污泥含水率基本不变,以保证系统最低能耗。而当污泥热值下降（上升）时,需使入炉污泥含水率随之线性下降（上升）以保证系统最低能耗。总之,在运行参数波动过程中,当污泥被干燥至其入炉应用基热值在波动过程中恰好能支撑自持燃烧时,系统总辅助燃料消耗最低。     

污水厂出水回用于污泥焚烧烟气的净化

开展了污水处理厂出水回用于污泥焚烧烟气净化的实验研究。生化出水净化吸收污泥焚烧烟气的效果与气水比、进气浓度、进水pH、进水碱度和水温等因素有关。研究结果表明,气水比10∶1,进水pH为7条件下,生化出水能够有效吸收污泥焚烧烟气中的各种污染物质,出气中气体污染物低于《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）的排放限值要求,吸收后出水各指标均低于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中污染物排放限值的要求。该工艺脱硫效率可达90%,具有系统简单可靠、以废治废、不产生二次污染等优点。     

基于化石碳的污泥干化焚烧处置碳排放分析

通常认为,污泥焚烧产生的CO₂是生物成因,不计入碳排放核算清单。但石油加工化学品的广泛使用会导致污泥化石碳质量分数增加。为符合实际情况,采用放射性碳测年法测定污泥化石碳质量分数。基于浙江省某2 500 t·d⁻¹污泥能源化利用热电联产项目运营数据,以1 t干基污泥 (DS) 为核算对象,构建碳排放及碳补偿核算方法,得出污泥干化焚烧-灰渣综合利用路径的碳排放因子,并与深度脱水-应急填埋路径的理论碳排放水平比较。结果表明,污泥有机碳中化石碳质量分数为64.94%,并非100%的生源碳。因此,污泥焚烧时计入碳排放核算清单的直接碳排放会增大,同时数据准确性和可靠度也有所增加。干化焚烧-灰渣综合利用路径中,1 t干基污泥的碳排放为0.32 tCO_2eq,约为深度脱水-应急填埋路径的1/6,更具减排潜力。本研究结果可为污泥低碳化处理处置提供参考。     

印染污泥制备活性炭对亚甲基蓝的吸附

以印染活性污泥为原料,氯化锌为活化剂制备污泥活性炭,并将其用于吸附水中的亚甲基蓝。通过扫描电镜和X射线粉末衍射仪对污泥活性炭进行表征分析,结果表明,污泥活性炭以中孔为主,该孔隙结构更适合于对大分子染料的吸附。详细研究了锯末添加量、初始pH、吸附温度及初始浓度对污泥活性炭吸附亚甲基蓝的影响。结果表明,1%锯末的添加有助于提高活性炭的吸附能力,而过量的锯末添加会影响活性炭的孔隙结构。活性炭对亚甲基蓝的吸附容量随pH的增加而减小,酸性条件较碱性条件更利于对亚甲基蓝的吸附去除。在5~45 ℃的范围内,亚甲基蓝吸附量随温度升高而增加,温度为45 ℃时达到最大吸附量。从热力学角度研究了污泥活性炭对亚甲基蓝溶液的吸附行为,热力学研究表明,污泥活性炭对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir 等温吸附方程。研究结果可为印染污泥的资源化利用提供一定的技术支持。     

600 t/d新型污泥喷雾干化-焚烧 示范工程污染物去除效果

新型污泥喷雾干化-回转窑焚烧工艺是将脱水污泥通过雾化喷嘴形成滴雾后与高温烟气并流接触达到干化后再进行焚烧的集成技术.干化过程中湿污泥中有机物的挥发及该新型工艺的运行工况和污染物减排效果成为污泥处理处置领域关注的焦点.在对污泥喷雾干化焚烧工艺原理分析基础之上,对我国600 t/d新型污泥喷雾干化焚烧示范项目进行封闭式现场取样监测,通过成分分析、毒性监测等重点对污染物去除效果进行了研究,结果表明,该工艺通过自动控制可将出口烟气温度和干化污泥温度保持较稳定的状态,分别为(96±10)℃和(72±8)℃;喷雾干化塔内不存在粉尘爆炸危险,TVOC＜0.025 mg/m3;直接干化热利用率＞80％,优于间接干化;烟气排放口各指标均满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)的要求.