电厂燃煤过程中汞的迁移转化及控制技术研究

讨论了近年来国内外电厂煤燃烧过程中汞的形态分布以及迁移转化规律研究的最新成果 ,并在此基础上评价了现有电站污染控制系统的脱汞性能 ,考虑到汞的排放控制 ,提出了对现有设备的可能优化措施。在分析中 ,注意到汞的易挥发性 ,认为汞排放控制应该充分考虑烟气中汞形态的迁移转化。由于氧化态汞在汞控制中有着重要作用 ,其研究将是控制电厂汞排放的关键。先进的汞排放控制技术的开发应以增强汞的氧化态为优先发展方向。     

湿法烟气脱硫系统的脱汞性能现场实验

分析湿法烟气脱硫系统的脱汞性能,对控制燃煤电厂的汞污染具有重要意义。利用安大略水法和吸附管法分别对某600 MW电厂湿法脱硫系统的进出口的烟气进行了采样,测量了烟气中各形态汞浓度,并分析了该系统对烟气总汞、气态氧化态汞的脱除效果以及对气态单质汞的影响。研究结果表明,安大略水法和吸附管法均能较为准确地测定湿法脱硫系统进出口烟气中的汞含量,测得入口和出口的氧化汞与平均值的相对误差的绝对值分别为3.5%和1.3%;入口和出口的单质汞与平均值相对误差的绝对值分别为16.6%和3.3%。其中吸附管法操作相对简单。通过湿法烟气脱硫系统后,烟气中氧化态汞的浓度可下降87.5%,其中约67.5%的氧化态汞被湿法脱硫系统脱除,约20%的氧化态汞在脱硫浆液的还原作用下被还原为单质汞,导致脱硫系统出口的单质汞浓度高于入口。     

燃煤电厂静电除尘器协同控制汞排放

对燃煤电厂静电除尘设备协同控制汞排放影响因素展开深入研究,主要分析除尘器前后烟气中汞形态浓度的变化情况、除尘器内部飞灰对烟气汞的吸附及SCR脱硝反应器对除尘器脱汞的影响。采用安大略法和Lumex汞分析仪分别对我国8家电厂烟气、煤和灰中汞含量进行了测试,并对某电厂SCR反应器前后飞灰汞含量进行了测试对比。     

第二松花江沉积物中汞的形态分布

河流水体中的汞,大部分积累在沉积物中。而汞含量高的沉积物,也向水和大气中释放汞。沉积物是汞迁移转化过程的一个重要环节。沉积物中汞的形态分布,决定着沉积汞的稳定性,同时对汞的迁移转化、河流对汞的自净能力,也有着十分重要的影响。化学浸提法,历来是汞形态研究的主要方法之一。近年来,国内一些单位对各种浸提法进行了研究和评价。在前人工作的基础     

成都东郊稻田土中汞的分布特征研究

选取成都东郊唯一的火力发电厂周围的稻田土为研究对象,对稻田土中各种形态汞的分布特征进行了调查与研究,探讨稻田土中汞的分布规律,为分析和判断稻田土中汞的迁移和转化行为及该区汞污染土壤的修复提供重要依据。结果表明,处于火力发电厂烟尘排污口下风向的1#、2#、3#、4#采样点土样受到了严重的汞污染,呈现出高含汞特征,总汞平均质量浓度在9～41mg/kg,平均值为24.546mg/kg,远远超出《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)二级标准所规定的限值(0.5mg/kg),而处于排污口上风向的5#、6#、7#、8#土样没有受到明显的汞污染,大部分土样的总汞含量与成都市土壤汞平均含量接近;1#、2#、3#、4#土样中5种形态汞的垂直分布均呈现出随着土壤深度增加而减少的特征;1#、2#、3#、4#土样中的各形态汞平均百分比为有机结合态汞>硝酸溶汞>残渣态汞>铁锰氧化态汞>水溶和可交换态汞,土壤中含有的大部分汞化学性质比较稳定,难以被植物吸收利用,而易被植物吸收利用的水溶和可交换态汞虽然仅占极小一部分,但含量还是高于成都市土壤中水溶和可交换态汞的背景值。     

全球最大的汞污染源是燃煤电厂

联合国环境规划署 ( U NEP)今年 2月在内罗毕举行管理委员会会议 ,提出控制汞排放的各种方案和制定一项控制汞排放的国际条约。汞是生物累积物质 ,对人类健康威胁较大。虽然原煤中汞的含量低达 0 .0 12～ 0 .0 3 3 mg/kg,但由于煤的大量燃放 ,全世界仅燃烧电厂每年排放的汞就达到 14 70 t,其中亚洲燃煤电厂每年排放汞 860t。北美排放 10 5 t。 U NEP报告认为 ,上述估计数据还是偏低的。排放汞的其他工业污染源有汞生产厂家 (排放 2 0 0 t) ,水泥生产厂家(排放 13 0 t) ,废物处置 (排放 110 t)和黄金开采 (排放 3 0 0 t)。美国对燃煤电厂…     

热解吸对污染土壤中不同形态汞的去除作用

选取贵州省万山矿区的汞污染土壤样品进行不同形态汞的热解吸去除行为研究。研究了热解吸过程中∑Hg的去除效果及动力学,以及温度和时间对污染土壤中不同形态汞的去除作用。结果表明,热解吸修复技术可有效去除土壤中的汞,土壤中∑Hg的热解吸过程符合二级动力学方程。固定热解吸时间在10 min时,随着热解吸温度的升高,土壤中水溶态汞、盐酸溶态汞和碱溶态汞含量呈现先下降后上升再下降的趋势,王水溶汞和盐酸溶态汞始终呈现下降趋势,说明不同形态的汞之间发生了转化。热解吸温度为250℃时,随着热解吸时间的增加,环境风险大的水溶态汞、盐酸溶态汞、碱溶态汞和硝酸溶态汞的去除率大幅增加,土壤的有机质损失较少,说明在低温下,延长热解吸时间,对生物毒性强的形态汞有良好的修复效果,且此温度下处理后的土壤更容易恢复农田耕作。     

海水中微量汞的损失及保存试验

在海洋污染调查中,通常要分析海水中的汞含量,在研究汞在海洋环境中迁移转化规律时,亦要测定它的存在形态。因为海水中汞的含量一般很低,即使有微小的损失,都会影响到分析结果的可靠性,因此,研究海水中汞的     

江苏省城市垃圾焚烧电厂烟气中重金属排放研究

通过对江苏省现有垃圾焚烧电厂进行资料统计,分析了江苏省目前垃圾焚烧电厂规模及分布情况。选择典型垃圾焚烧电厂烟气进行现场采样监测,对垃圾焚烧电厂烟气中重金属铅、汞、镉含量进行分析。根据垃圾焚烧电厂相关信息,结合烟气中重金属含量及相关参数,估算江苏省垃圾焚烧电厂3种重金属年排放量,其中铅为2 010.50kg/a,汞为9.16kg/a,镉为424.63kg/a。根据垃圾焚烧电厂区域分布状况,引入地学模型,对垃圾焚烧电厂重金属区域分布特征进行了分析,结果显示江苏省东部明显高于西部,苏南高于苏北地区,其中苏南地区重金属排放量最大,铅、汞、镉分别占到垃圾焚烧排放总量的48%、51%、60%。通过重金属地学分析和数据统计,确定了江苏省垃圾焚烧重金属排放重点防控区域为苏南地区。     

氯化铜改性石墨相氮化碳吸附剂的脱汞性能

针对燃煤电厂汞污染物排放控制的问题,以尿素为前驱体,通过直接热聚合法制得绒毛状石墨相氮化碳(gC_3N_4),并用于低温条件下吸附脱除单质汞(Hg~0)。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)等手段对吸附剂进行表征。结果表明:未改性g-C_3N_4具有良好的低温脱汞活性,在120°C时其脱汞效率可达84.7%;CuCl_2改性可以有效提高g-C_3N_4的脱汞性能,其脱汞效率在40～200°C范围内均可达到97%以上;温度对吸附剂脱汞效率的影响较小。XPS表征测试结果表明,铜离子和共价态氯原子均参与了单质汞的吸附脱除反应,Hg~0被Cu~(2+)离子和共价态Cl原子氧化成了Hg~(2+)离子,再吸附于g-C_3N_4表面而脱除。CO_2、SO_2和水蒸气对吸附剂脱汞效率影响较小,但水蒸气可提高汞吸附量。     

污泥热干化过程中重金属Pb、Cu、Zn的形态转化及稳定特性

基于不同干化工艺条件下,对城市脱水污泥在不同的温度下进行干化预处理研究,对干化后污泥中重金属的量及不同形态进行定量分析,研究污泥干化过程前后影响污泥中重金属含量及形态变化的条件因子。结果表明,污泥中不同重金属的含量差异较大,在不同工艺温度干化作用下,不同重金属形态含量发生了明显的变化,且不同重金属在干化过程中各形态含量变化差异较大。污泥在高温干化作用下,可使一部分重金属的交换态、可还原态和可氧化态向残渣态转化。高温对污泥中重金属形态有较好的稳定作用。研究结果对城市污泥热处理过程中重金属的污染迁移及控制有重要指导意义。     

红树林沉积物汞、砷形态分布研究——以东寨港为例

研究了东寨港红树林湿地潮间带沉积物中汞(Hg)、砷(As)的化学形态组成、垂直分布及理化性质对其形态转化的影响。结果表明:分别有80%和25%的沉积物样品中Hg和As超过背景值;YF采样点沉积物中Hg和As相对较高,XB采样点沉积物样品中Hg和As相对较低。Hg和As随深度的增加总体呈降低趋势。沉积物中Hg形态累积质量分数大致为:残渣态可氧化态可还原态酸溶态,As主要以残渣态存在。沉积物中Hg污染指数和迁移系数远大于As,受人类活动影响较大。YF采样点沉积物中Hg和As污染指数和迁移系数较其他采样点高,环境风险相对较大。不同采样点Hg和As形态与理化性质相关程度不同,无污染或轻度污染采样点沉积物中两种元素在一定程度上受沉积物pH、有机质及盐度影响,污染相对较重的YF采样点沉积物中Hg、As形态与沉积物pH、有机质及盐度的相关性较弱。     

水溶液中苯酚电离形态表征及电渗析过程迁移特征

建立了紫外全波长扫描水溶液中苯酚电离形态的表征与定量分析方法,在此基础上,阐明了不同电离形态苯酚在电渗析过程中的迁移特征。结果表明:离子态、分子态和混合态(离子态和分子态的混合物)苯酚紫外全波长扫描在220~260 nm特征区间存在不同形状的特征峰,其浓度分别与特征波长258、236和236 nm处的吸光度有显著的线性定量关系;在电渗析过程中,离子态苯酚迁移特征为电渗迁移,分子态苯酚与酸协同迁移,混合态符合电离平衡控制迁移;离子态、分子态、混合态苯酚的迁移率分别为42%、4%和13%,在电渗析水处理过程中,有机污染物分子态和混合态的迁移也是重要的研究内容。     

锰掺杂SnO2复合材料对烟气零价汞的去除研究

燃煤电厂烟气是中国最重要的人为汞排放源之一,如何控制燃煤烟气汞排放关系着中国履行《关于汞的水俣公约》的成效。通过共沉淀法制备了锡-锰二元金属氧化物(MnO_x-SnO_2)复合材料,对其结构进行了表征,并考察了其对烟气零价汞(Hg~0)的吸附性能。结果表明,在200℃时Hg~0的去除率最高,能达到86.0%;烟气中的O_2能促进Hg~0的去除,而SO_2则抑制Hg~0的去除。MnO_x-SnO_2去除Hg~0的机理是烟气Hg~0首先被吸附在复合材料表面,被MnO_x催化氧化成Hg~(2+),一部分被表面的吸附氧捕捉从而形成HgO,一部分与锡结合形成锡汞齐。     

燃煤锅炉脱汞技术研究进展

燃煤锅炉是主要的烟气汞排放源,汞大多存在于亚微米级颗粒中,其对环境和人类造成的影响不容忽视。综述了现阶段燃煤锅炉汞排放控制技术的研究进展,并对各项技术的脱汞效率、影响因素、投资成本、优缺点及应用可行性进行了分析比较。分析表明,利用现有污染物控制设备(除尘装置、脱硝装置、脱硫装置)协同脱汞比较经济有效,也是当前研究的重点;洗煤技术、燃烧方式的改进和添加燃烧附加物可作为辅助措施使用。     

用于气态零价汞转化的催化剂研究

零价汞的高效去除是燃煤烟气汞污染控制过程中的关键环节。为了促进烟气中的零价汞转化为易于去除的氧化态汞,分别考察了在有HCl存在时,几种过渡金属氧化物(Cu、Fe、Mn、Co和Zr)对零价汞氧化的催化作用,以筛选出性能较好的催化组分;为提高催化剂的抗SO2性能,分别尝试了利用几种金属元素(Sr、Ce、W和Mo)对催化剂进行掺杂改性的方法。结果表明,锰氧化物的催化作用最好,其最佳使用温度在573 K左右;SO2对零价汞的催化氧化有明显抑制作用,在无SO2及1 400 mg/m3SO2时锰催化剂对零价汞催化氧化效率分别为93%和78%。而Mo改性的锰氧化物催化剂的抗硫性能大幅提高,在1 400 mg/m3SO2存在的情况下其对零价汞的催化氧化效率可达到90%以上,较其他改性元素高。     

优化化学浸提法对造纸白泥中汞形态的分析

《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ 557—2010)中规定的固体废物中各形态汞的逐级化学浸提周期较长,制取浸提液时的浸提时间为搅拌后恒温振荡8h,静置16h。对美国环境保护署提出的相关方法(US EPA Method 7471B,固体和固体废弃物中汞的测定(冷原子蒸汽技术))进行了改进,将水溶态汞、酸溶态汞测定的浸提液制取时间设定为搅拌后恒温振荡30min,静置2h(其他2种形态汞测定时未做优化),采用优化的化学浸提法来测定2种造纸白泥样品中不同形态汞的含量。测定结果表明,按照国标方法和优化方法测得的浸提液中水溶态汞、酸溶态汞含量的偏差均小于6%,在可接受的范围(小于10%)内,优化方法的测定结果可靠;不同种类的造纸白泥中各形态汞的分布趋势是相同的,含量分别为水溶态汞酸溶态汞过氧化氢溶态汞残渣态汞;2种造纸白泥样品中所含水溶态汞的比例均较高,这也为造纸白泥的安全资源化利用提供了有利条件。     

环境样品中甲基汞的气相色谱分析

五十年代末期,震惊世界的“水俣病”爆发以来,环境汞污染问题引起了世界各国的普遍重视,相继开展了大量的汞污染调查,汞污染毒理学研究和迁移转化研究。经大量研究表明.环境中的无机汞可以通过各种途径转化为剧毒的甲基汞,进而通过食物网链累积危害人体健康。 甲基汞比较广泛地分布在各化学地理环境中,特别是受汞污染的水生生态系和土壤中。二者具有环境“汞库”之称,又     

微生物处理含锑重金属废水的研究进展

锑及其化合物是全球性污染物和优先控制污染物,其在水环境中呈现的环境危害已引起了国际科学界的高度关注和忧虑。微生物吸附除锑是目前最安全、经济、环境友好、选择强、避免二次污染的除锑方法与技术。对主要藻类、细菌和真菌等微生物除锑的特性、机理、等温吸附模型与吸附动力学等方面的研究进行了总结与分析,旨在为水体中锑污染控制与治理提供参考。建议今后在以下几个方面加强研究:(1)吸附除锑微生物与锑氧化菌的筛选与鉴定,并基于此进行微生物吸附剂制备及改性制备;(2)锑在微生物吸附剂与水环境体系中的赋存形态、价态转化、迁移转化、去除控制方法等有待进一步研究;(3)微生物吸附材料吸附除锑机理有待借助先进的表征技术进行定性与定量解析,实现优先吸附位点和官能团的优化调控。     

超积累植物东南景天热解过程中Cd的迁移转化规律及炭产物安全利用研究

在管式炉对Cd超积累植物东南景天(Sedum alfredii)进行热解,研究热解过程中Cd的迁移和形态转化,并在最佳温度条件下探究制备的东南景天生物炭对Cd的吸附作用。结果表明,随着温度上升,生物炭产率下降,挥发分增加;温度能影响Cd在气、液、固三相中的分布,温度升高能明显促进重金属由固相向气相迁移;生物炭中Cd形态受温度影响,随温度升高,对环境影响较大的水溶态和酸溶态Cd含量呈现出降低趋势,在700℃以上时,大部分Cd是以稳定的可氧化态、可还原态以及残渣态形式存在;800℃热解得到的东南景天生物炭对Cd具有一定的吸附效果,最高吸附量达到28.7mg/g。通过合理控制热解温度能够实现炭产物的稳定化,并可安全利用到重金属污染水体或者农田污染治理中。