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。     

电镀污泥中无定型铝的选择性浸出

针对电镀污泥加碱、石灰焙烧灰渣水浸过程铝浸出率较低的问题,在分析电镀废水处理工艺的基础上,根据污泥中铝、铬、锌、铜等金属的存在相态以及焚烧过程所发生的化学反应,拟采用低浓度氢氧化钠溶液先选择性浸出污泥中的铝。研究了稀氢氧化钠溶液浸出铝的工艺条件,结果表明,电镀污泥用2 mol·L~(-1)氢氧化钠在90℃浸出60 min,铝的浸出率可达95%以上,而铬、锌和铜等金属则大部分进入浸出渣,基本上达到铝与其他金属的初步分离的目的。研究结果为混合电镀污泥中铝的回收以及铝及其他金属的选择性分步分离工艺流程的选择提供理论与技术支持。     

铅冶炼污染防治技术评价指标体系的构建

从铅冶炼工艺入手,根据铅冶炼整个过程中的重污染环节,对铅冶炼污染防治技术评价指标体系的构建进行了探讨.首先根据铅冶炼过程中的重污染环节,采用生命周期法(LCA)确定了从备料至铅锭产出的全过程的评价范围,在此基础上进行了污染物质流分析.再结合污染物质流分析结果,提出了铅冶炼污染防控的关键工序,包括冶炼工序、“三废”治理工序.最后,以《有色金属产业调整和振兴规划》、《铅锌行业准入条件》、《清洁生产标准》、《铅、锌工业污染物排放标准》等为依据,在遵循针对性、客观性等原则下,构建了目标层、子目标层、指标层三层结构的铅冶炼污染防治技术评价指标体系,目标层为铅冶炼污染防治技术水平,子目标层包括环境管理、冶炼工艺与装备、烟气制酸程度、“三废”处理情况、余热利用情况、周边环境整治情况等六大污染防控因子,指标层包含24项具体指标,并给出了每个指标的明确涵义或计算方法.     

电镀污泥的热处理特性以及对金属回收的影响

焙烧-酸浸法可有效回收电镀污泥中的有价金属,而污泥的热处理特性是决定能否采用焙烧预处理的重要因素。研究了氧化焙烧和还原焙烧对污泥成分和金属浸出性的影响,并对焙烧前后的污泥进行了金属形态分析和X射线衍射(XRD)分析。结果表明,焙烧预处理实现了污泥减量和金属富集;ES1经氧化焙烧后金属浸出率接近原泥,Cu的浸出率达99%;ES2的还原焙烧效果优于氧化焙烧,特别是Cu的浸出率超过97%,XRD分析发现,还原焙烧过程中金属Cu被还原为铁铜合金;2种焙烧均造成了ES3中目标金属Ni的浸出率的降低;金属浸出性的下降与残渣态的形成有关。     

钢铁厂冷轧废水污泥中铬回收实验研究

钢铁厂冷轧废水污泥中含有10%以上的铬、20%以上的铁和1.5%以上的锌(均以质量分数计).为了从污泥中回收铬,首先研究了污泥中铬的形态,确定为Cr(Ⅲ);然后以碳酸钠为氧化助剂,将污泥与碳酸钠按一定比例混合后焙烧,再用水浸取.研究了碳酸钠的添加量、焙烧温度和时间、浸取时间和浸取方式对铬回收率的影响.研究表明,每克干污泥中添加0.6 g或以上碳酸钠,在固定床上700 ℃焙烧4 h以上,可实现60%以上的总铬浸出率,残渣为Fe2O3基脱硫剂原料.     

给水厂与污水厂污泥制陶粒技术研究

对天津凌庄自来水厂的给水厂污泥和天津东郊污水处理厂的污水厂污泥的成分进行了分析,在此基础上根据焙烧陶粒的原理,设计了以2种污泥为原料焙烧陶粒的工艺流程。通过实验,研究了其工艺过程中的影响因素并确定了工艺参数。性能检验结果表明,添加量为30％的混合污泥陶粒,在1 140℃焙烧5 min,可得到强度标号为40 MPa的高强陶粒。因此,以2种污泥为原料烧制陶粒的处置方法可行,并能带来一定的经济效益、社会效益和环境效益。得到的产品符合国标中高强陶粒的要求,可广泛应用于建筑行业中的承重结构。     

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.     

污泥与煤、木屑燃烧过程中重金属排放特性研究

为了考察燃料燃烧过程中重金属的迁移转化规律,对污泥、煤与木屑及其混合物在不同温度下氧气中燃烧灰渣中的重金属元素进行分析。结果表明,燃料中重金属在高温燃烧时表现出不同的挥发特性,大部分元素随着温度的升高挥发率增加,其中Cd、Pb和Zn元素挥发性较强,Cr、Cu和Ni挥发性较弱。污泥与木屑混合燃烧灰渣仍以污泥灰为主,重金属含量与污泥灰相近,污泥中混入煤后使灰中大部分重金属含量有所降低。燃烧过程会改变重金属存在形态,污泥与煤原料中以酸溶态和可还原态存在的重金属含量较高,具有较强的生物有效性和迁移性,而燃烧灰渣中酸溶态和可还原态含量显著下降,混合燃烧灰渣中除As外的其他重金属几乎全部以残渣态存在,其含量达到90％以上,焚烧过程有效降低了燃料灰渣中重金属的生物毒性。     

典型电解锌冶炼废渣重金属形态及环境效应研究

电解锌冶炼废渣收集、转移、贮存与利用处置过程的环境管理是困扰铅锌冶炼行业的瓶颈问题之一.对典型电解锌冶炼各工艺段废渣及原矿中的重金属组成与赋存形态进行了研究,并在此基础上研究了废渣的环境效应和生物有效性.结果表明,典型电解锌冶炼原矿中存在高含量的Zn、Pb等重金属元素,各工艺段废渣中Zn、Pb、Cd和M n等元素含量较...     

改良Fenton工艺用于化工园区污水深度处理的小试

针对传统Fenton工艺产泥量大,处理成本高等问题,开发了一种基于含铁污泥再生回用的改良Fenton工艺。改良Fenton工艺主要包括Fenton水处理和含铁污泥再生两部分,其中含铁污泥再生工艺包括酸化过程和还原过程。实验结果表明,酸化反应的加酸量和上清液总铁浓度可根据含铁污泥浓度进行估算;还原反应铁粉投加量与酸化后溶液中总铁浓度1∶1时最优,生成的Fe2+浓度约为原溶液总铁浓度1.5倍,剩余铁粉可重复利用。含铁污泥再生催化剂用于Fenton工艺,降解COD的效果与Fe SO4作为催化剂的效果一致。利用改良Fenton工艺对化工园区污水进行深度处理,出水COD低于60 mg·L~(-1)。与传统Fenton工艺相比,改良Fenton工艺能减少60%的含铁污泥排放,降低运行成本40%以上。     

工业废水污泥的热解及升温速率对热解的影响

利用热重分析法对印染、中药和废水处理厂3种典型工业废水污泥进行了热解动力学实验研究。结果表明,工业污泥是一种高挥发分、低固定碳和低热值的劣质燃料。经过消化处理的污泥灰分含量较高,挥发分含量变小。热解过程中有3个失重速率较高的阶段,以挥发分的析出为主。升温速率对热解的最终失重率有重要影响。升温速率增加,热解更剧烈,但最终失重率的变化趋势与污泥种类有关;为使热解效果更好,不同种类的污泥应选择不同的升温速率。不同种类的污泥具有不同的热解特性,印染污泥挥发分析出阶段有2次热解。中药污泥活化能最小,印染污泥挥发分第2次热解的活化能比第1次大幅增加。     

还原焙烧-酸浸回收电镀污泥中的铜

采用还原焙烧—酸浸工艺处理电镀污泥,可以实现对铜的选择性回收.研究了不同焙烧条件下,电镀污泥的失重率和金属含量,并探索了焙烧温度、焙烧时间、煤粉用量、CaCO3投加量对金属浸出率的影响.结果表明,还原焙烧有利于污泥减量和金属富集;并且经还原焙烧污泥中金属的浸出效果明显优于直接焙烧;在电镀污泥中添加10％(质量分数)的煤...     

电镀污泥的还原焙烧-酸浸

将电镀污泥作为一种重要的重金属资源加以回收利用,逐渐成为了国内外研究的重点。以电镀污泥为研究对象,在不同的温度及不同的焙烧时间下进行直接焙烧和还原焙烧,并对焙烧底渣进行酸浸,分别研究了污泥减量率以及Cu、Ni、Zn和Cr 4种重金属的含量和浸出率,并探索了还原剂(煤粉)和催化剂(CaCO3)投加量的影响。实验结果表明,原始电镀污泥中,Cu含量最高,达到10.05%,因此,电镀污泥中Cu具有回收价值;焙烧后电镀污泥得到了减量化,同时污泥中的金属得到了富集;还原焙烧比直接焙烧更有利于Cu的选择性浸出,当煤粉投加量为10%,CaCO3投加量为0.5%,在700℃下焙烧20 min时,Cu的浸出率达到98.73%,Cu的含量达到15.07%。     

中温焙烧/钠化氧化法回收电镀污泥中的铬

采用中温焙烧/钠化氧化法从电镀污泥中回收铬.结果表明,影响铬浸出率的最主要因素为焙烧温度.电镀污泥与碳酸钠质量比、焙烧时间、水浸时间对铬浸出率的影响较接近,在水浸水固比为10.0 ; 1.0(质量比)、室温、焙烧温度为650℃、焙烧时间为2.0h、电镀污泥与碳酸钠质量比为1:1、水浸时间为60 min的最佳浸出条件下,铬浸出率为99.3%;去除氢氧化铝、氢氧化锌的最佳反应温度和pH分别为90～95℃和7.5;去除硫酸钠晶体的最佳pH为4.0,在最佳试验条件下,铬回收率为90.57%.     

不同添加剂下污泥堆肥化处理氮素变化研究

研究采用了高温好氧堆肥的方法,将城市生活污泥与不同比例花生壳、干污泥混合,在密闭反应器中堆肥,研究堆肥过程中氨气挥发量以及各种形态氮素含量的变化情况。结果表明,初始含水率调整在60%左右,综合堆体温度、含水率下降、氨气挥发量及氮素转化损失量,在污泥处理中添加8.3%花生壳+41.7%干污泥的处理效果最佳,其单位时间氨气挥发量为对照处理的1/5,全氮损失8.9%。在实际生产中,可以将堆肥产物干污泥循环使用,再辅以少量花生壳等干物料进行污泥堆肥,可达到降低成本的效果。     

微生物强化MBR工艺剩余污泥的好氧消化过程

为了考察原位污泥减量技术产生的长污泥龄污泥好氧消化可能性,以某污水处理厂MBR工艺产生的剩余污泥为研究对象(污泥龄为60 d),将实验筛选得到的强化效果最佳的3种菌种(分别为B4、H4和N2)分别投加到MBR剩余污泥好氧消化反应器中。经过58 d的好氧消化后,投加B4、H4和N2的3个反应器MLSS消解率分别比污泥对照提高了13.2%、11.7%和6.2%,其中投加B4菌种MLSS消化效率提高最多。MLVSS消解率分别比污泥对照提高18.8%、20.0%和11.0%。研究表明原位污泥减量技术产生的长污泥龄污泥具有污泥好氧消化的可能性,同时筛选出来的3种菌种在消化过程中有明显的强化效果。随着消化反应的进行到52 d,反应器中出现大量的硝酸盐氮和总磷的积累。观察反应过程中氨氮、硝酸盐氮、p H和总磷的变化,大量的硝酸盐存在时诱导以硝酸盐为电子受体的反硝化除磷的进行。在消化过程中,磷溶出情况取决于污泥的水解程度,投加菌种加速了总磷溶出和提高了污泥的水解程度。同时投加菌种强化好氧消化显著降低污泥的SVI,投加菌种在强化好氧消化过程中能更多地消耗污泥中有机物,进而提高消化效率。     

CaCl2氯化焙烧回收铁尾矿中的重金属Cu、Pb、Zn

针对铁尾矿资源化利用问题,通过添加CaCl_2对铁尾矿进行氯化焙烧。使用X射线衍射仪、热重分析法对CaCl_2进行了分析,采用原子吸收光谱法、X射线荧光分析对焙烧渣和收集物进行了分析;探究了氮气和干空气条件下CaCl_2的作用机理;研究了焙烧气氛和温度对铁尾矿中Cu、Pb、Zn的挥发效果的影响及不同方法对挥发物的收集效果。结果表明:在氮气条件下,CaCl_2在反应后生成了CaClOH且释放Cl;在空气条件下,CaCl_2分别与H_2O和O_2反应释放Cl;重金属Cu、Pb、Zn的挥发率次序为PbCuZn,且随着温度的升高而增大;在氮气条件下,Pb的挥发效果优于干空气条件,Zn与之相反,而焙烧气氛对Cu的挥发效果影响较小;氮气条件下的烟气中重金属更易于被冷凝收集,干空气条件下的烟气中重金属更易于被湿法洗涤吸收。氯化焙烧处理后,铁尾矿中Cu、Pb、Zn均实现了很大程度的挥发。     

水泥窑协同处置过程中Pb、Cd的挥发特性

对铅、镉2种重金属的氧化物开展了热重实验、熟料煅烧以及熟料消解实验,以重金属的挥发率为主要指标,研究了水泥窑协同处置过程中铅、镉在等温条件下随时间的挥发特性。结果表明,2种重金属的挥发率均是随温度的升高,时间的增加而增大。Pb的挥发率为96%,Cd的挥发率达到98%,根据等温动力学及阿累尼乌斯方程,对Pb,Cd的挥发率随时间变化的规律进行动力学模拟,得到较好的线性拟合效果,其中,Pb挥发反应的表观活化能E为88.73 kJ/mol,Cd挥发反应可以分2个部分：1 200℃以下的表观活化能E为61 kJ/mol;1 250℃以上的表观活化能E为184.6 kJ/mol。     

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。     

赤子爱胜蚓处理污泥对其性质变化的影响

用赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)直接处理脱水污泥,以不加蚯蚓为对照,研究了蚯蚓生物量、污泥理化性质(pH、电导、灰分、总有机碳)、营养物质(氮、磷、钾)以及重金属(铜、锌、铅、铬)的变化。结果表明:蚯蚓能很好地适应直接投加污泥的生存环境,蚯蚓平均增重0.7 g/d,产卵4.81个/d。随着时间的增加,接种蚯蚓的污泥理化性质和营养物质以及重金属含量均有显著的变化。蚯蚓处理后,污泥的pH由7.83显著降低至7.03;电导由0.46 S/m显著增至2.23 S/m;灰分从43.89%显著增至57.53%;TOC由32.32%显著降低至23.59%;污泥中的营养物质N、P、K含量显著增加,N、P、K分别提高了37.48%、19.96%和20.14%;同时蚯蚓活动显著降低了污泥中的重金属含量,降低次序为CuZnCrPb。蚯蚓处理后污泥小团粒性状明显,无臭味,不生蛆。