脱硝副产物硫酸氢铵在飞灰表面沉积与演化特性

空预器堵塞常来源于脱硝副产物硫酸氢铵(ABS)与飞灰的共沉积,通过模拟空预器内温度场,探究ABS与飞灰共存条件下的沉积与演化特性,以期为空预器堵塞防治提供指导.飞灰对烟气中生成的ABS存在捕集和吸附作用,提高了ABS沉积速率与初始生成温度.在100μL/L SO₃与50μL/L NH₃条件下,ABS的初始沉积温度在240～270℃之间.高温段反应篮内无明显的ABS液滴存在,飞灰存在结块现象;低温段反应篮壁面出现少量小液滴,飞灰呈现大颗粒状.ABS沉积将导致飞灰颗粒的积聚和粘附,并在飞灰表面转化为分解温度较高的各种硫酸盐类物质.与低温段硫酸滴在飞灰上演化形成的硫酸盐相比,ABS转化形成的硫酸盐具有较低的相对分解温度.     

基于EDX的飞灰元素组成及重金属分布研究

介绍了用于X射线能谱分析(EDX)的飞灰颗粒表面和断面样品的制作方法.对用EDX分析飞灰组成元素及重金属分布的实验方法(包括点(或面)分析、线扫描以及元素能谱图)和信息分析方法进行了探讨.168组的飞灰EDX分析结果表明:飞灰成分非常复杂,其中Si,Ca和Al是基本组成元素,Cl和S出现频率处于第2位,而作为盐基的Na,K和Mg出现频率处于第3位;在以Si,Ca和Al为主体的飞灰颗粒表面和断面重金属富集少,呈随机分布.推测重金属在飞灰上的吸附作用机理包括了物理吸附过程和自飞灰颗粒表面向内部的化学扩散过程.      

祁连山老虎沟12号冰川积雪中飞灰颗粒物的特征

冰川积雪中的飞灰颗粒物可指示由大气沉降的人类活动污染物.本研究基于2012年6月在青藏高原东北缘的祁连山老虎沟12号冰川夏季野外观测取样、实验室扫描电子显微镜与X射线能谱仪联用系统(SEM-EDX)分析了积雪粉尘中球形颗粒物的特征信息,以弄清冰川区沉降的球形飞灰颗粒物的理化特征及其环境意义.结果表明,在所选取的雪层不同深度的9个积雪样品中,都存在着一定数量的飞灰颗粒,这些颗粒物通常是人类生产活动中的化石燃料高温燃烧所形成的.基于EDX能谱分析了飞灰颗粒物的化学元素成分组成,认为沉积在祁连山冰川积雪中的飞灰主要分为3种类型,分别为"富Si类"、"富Fe类"和"富Ti类"颗粒物.总体上,"富Si类"和"富Fe类"颗粒占了球形飞灰颗粒的绝大部分.这些不同组分的飞灰代表了污染物的不同生产活动来源,其平均粒径要相对大于雪层中自然来源的所有矿物粉尘颗粒物,反映了大气传输远距离中密度对粉尘颗粒的重要性.结合NOAA Hysplit气团后向传输轨迹分析认为,中亚地区和我国新疆地区城市、及研究区周边的工业燃烧物通过大气传输是祁连山老虎沟12号冰川积雪中飞灰颗粒的主要可能来源.     

多相流中细长颗粒数值模拟研究综述

纤维干燥尾气中的飞灰含有大量的木质纤维、砂光粉和其他粉尘。从形状来看,木质纤维属细长颗粒,和研究较为成熟的球形颗粒在许多方面存在较多差异。目前,国内外学者们已对细长颗粒在多相流中的悬浮、沉降及流化方面开展了大量数值模拟研究,取得了一定的进展;在此基础上,继续完善木质纤维的运动特征、推导出其在换热器表面的碰撞沉积模型是下一步的主要工作。     

黔西南煤燃烧产物微量元素分布特征及富集规律研究

通过对黔西南高砷煤及燃烧产物(底灰、粗飞灰、细飞灰和烟气)中微量元素含量、水溶性及赋存状态的测定,分析了微量元素在燃煤产物中的分布特征及富集规律,探讨了燃煤过程中微量元素迁移转化机制.结果表明,As和Sb是黔西南高砷煤的主要危害元素,含量分别为(256±195)μg.g-1和(26±21)μg.g-1.根据元素在燃煤产物中富集程度的差异,将其分为4类:Ⅰ底灰富集型(Cr和W);Ⅱ均匀富集型(Cu和Ba);Ⅲ飞灰富集型(Mn和Mo);Ⅳ细飞灰超富集型(As、Cd、Sb和Pb).As的挥发性强于Sb和Pb.As在细飞灰上表现出强烈的富集;而Sb和Pb在原煤和燃烧产物中的分配具有明显的正相关关系(R2=0.990 1,P<0.05).亲石元素容易在底灰沉积或组成飞灰颗粒基质,亲硫元素燃烧后易于吸附在飞灰颗粒表面.而飞灰颗粒粒径越小,比表面积越大,所吸附的微量元素含量越高.     

重庆金佛山降雪中飞灰单颗粒特征及来源解析

大气降雪能够保存大气环境信息,是研究区域环境的良好介质.位于渝黔交接带的金佛山海拔2 251.1 m,冬季降水以降雪的形式出现,周边区域人类活动强烈.关于该区域大气气溶胶中的飞灰单颗粒特征的研究比较缺乏.本研究采集了金佛山5个降雪样品,运用扫描电镜及X能谱分析联用系统(SEM-EDS)对样品中的132个飞灰进行单颗粒形貌、化学组成分析.结果表明,研究区降雪中存在大量球形飞灰,包含光滑颗粒、粗糙颗粒及聚合体颗粒3种形态,分别占统计颗粒的80.31%、14.39%和5.30%;平均粒径1.64μm,平均环度1.09.按主导化学元素分为富硅类、富碳类、富铁类、富铝类及富钛类5种,所占比例分别为34.09%、49.24%、12.88%、2.27%和1.52%.结合气象资料、气团后向运移轨迹和飞灰性质,推测富碳类飞灰可能主要来自于生活排放源和工业活动;富硅类飞灰可能来自于渝西、黔北、湘中、浙赣一带及粤西的火力发电厂等高温燃煤工业;富铁类及富钛类飞灰则可能来源于渝西和黔北、湘中的钢铁厂、轧钢厂等金属冶炼活动.     

大气中SO2的固相氧化研究

研究了MgO、CaO、Al_2O_3、Fe_2O_3、V_2O_5、SiO_2、Mno_2颗粒和工业燃煤、民用燃煤、冶金工业和建材飞灰以及四川部分城市实际大气颗粒物对SO_2的固相氧化作用。实验结果表明,7种单组分颗粒对SO_2的氢化能力顺序为:MnO_2>MgO>CaO>Fe_2O_3>Al_2O_3>V_2O_5>SiO_2;污染源飞灰的氧化能力与该颗粒中所含强氧化剂和碱性成分有关,其氧化能力大小为:冶金工业飞灰>民用燃煤飞灰>建材飞灰>工业燃煤飞灰;四川不同城市实际大气颗粒物的氧化能力为:宜宾>自贡>重庆>蛾眉山>乐山>成都。该研究结果为弄清四川酸雨成因和研究防治对策提供了科学依据。     

坡地黑土有机碳分布特征与土壤碳损失量计算

利用飞灰和137Cs示踪技术,研究坡耕地黑土近100年来土壤再分布过程,校正农田土壤有机碳(SOC)的损失量.结果表明,坡上部位始终遭受侵蚀,坡脚沉积部位137Cs和飞灰分布深度分别达到30cm和60cm,而在坡足部位分别达到70cm和80cm,说明沉积区目前耕作层下截留了相当数量的有机碳.坡脚部位飞灰分布深度与原始埋藏层的表面正好吻合,表明研究区在蒸汽机车使用前已经被开垦.考虑土壤再分布累积在沉积区的SOC后,研究区沉积部位的SOC表现为大气CO2的局地碳汇,整个研究区SOC损失量远低于常规方法计算的结果.     

垃圾焚烧飞灰中重金属的污染特性

以广西和重庆某生活垃圾焚烧厂的焚烧飞灰为研究对象,研究了飞灰中重金属的化学形态、不同粒径下飞灰中重金属含量及浸出毒性。结果表明:广西垃圾焚烧飞灰中含有5种重金属,且都是以残渣态为主要存在形态;重庆垃圾焚烧飞灰中Cr以残渣态为主要存在形态,Zn、Cu和Cd以醋酸可提取态为主要存在形态,具有较大的潜在毒性,毒性较强的Pb只以醋酸可提取态和可还原提取态两种形态存在,危险性非常高,Mn以可还原提取态为主要存在形态。两地飞灰中含量较高的重金属元素都表现出向小颗粒富集趋势。随飞灰颗粒粒径的减小,各重金属浸出量基本呈增加趋势。相比之下,重庆的垃圾焚烧飞灰中Zn、Cu、Pb和Cd的含量和浸出量都高于广西飞灰。广西飞灰中各粒级的飞灰中各元素浸出量均不超标,而重庆飞灰各粒级的飞灰中Zn、Pb和Cd的浸出量严重超标,表明重庆飞灰属于典型危险废物。     

垃圾焚烧飞灰物理化学性质的实验研究

应用激光粒度粒形分析仪、灰熔融性测定仪、原子吸收光谱仪和XRD等仪器手段对国内2种垃圾焚烧飞灰的密度、颗粒特性、熔点、成分和晶相结构等物理化学性质进行了详细的研究。研究发现，2种灰样颗粒直径的数量积分分布非常接近，其中基本没有超过40／μm的颗粒。由于垃圾焚烧飞灰在化学成分上存在的差异导致了其熔点有很大的不同。此外，XRD结果显示不同来源的飞灰其晶相结构存在较大的差别，这可能与垃圾的来源和焚烧工艺以及烟气处理方法有关。实验结果为飞灰无害化低温烧结工艺的选择和运行参数的制定提供了依据。     

大气污染沉降监测方法研究进展

系统回顾了大气污染沉降监测方法的研究进展,探讨主要面临问题及未来发展方向.现有大气污染沉降监测技术主要包括地面监测、遥感反演等,并在全球、区域与局地等不同尺度上取得系列初步成果.然而,大气沉降成因机制复杂、时空异质性规律显著,现有方法均难以兼顾精度与时空代表性等多方面监测需求,发展新一代监测技术以及多技术集成融合是未来大气沉降精准监测的潜在趋势.深刻了解大气污染沉降监测的研究现状与瓶颈问题有助于进一步系统构建大气污染监测体系、精准感知大气污染多维时空演化的本质规律,为环境治理提供科学的理论支持.     

膜生物反应器污染及防控方法研究进展

膜生物反应器因其在工业废水处理领域的技术优势已引起人们的广泛关注。但由于工业水体中繁杂污染物形成的复杂膜污染,以及对应高能耗的运行模式,制约了MBR在工业废水处理中的应用。因此,从MBR的污染机制和防控方法角度,综述了近年来国内外关于MBR膜污染形成的影响因素以及相关污染机制。并在污染机制的基础上,探讨了对应的防控方法,重点阐述了改善活性污泥性质促进膜污染防控的相关研究。     

ABR耦合间歇曝气MBR工艺处理生活污水研究

为降低膜生物反应器(MBR)运行能耗和延缓膜污染,以厌氧折流板反应器(ABR)-MBR工艺处理生活污水为例,采用间歇曝气和添加颗粒填料两种方式对工艺脱氮除磷运行条件和膜污染问题进行研究.结果表明,增大间歇曝气时间有利于提高氮磷的去除效果,对COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别为91%、95%、84%和92%(工况4),而添加颗粒填料对氮磷的去除没有显著影响.双重好氧-缺氧交替环境强化了工艺对磷的去除.添加颗粒填料比间歇曝气更能有效延缓膜污染,同时改变了膜污染的形成过程,膜内部污染物含量显著增多,与泥饼层相比,多糖成为了膜污染的主要因素,不会对膜组件本身构成危害,增强了MBR反应器的实际应用性能.     

高压膜表面性质对膜污染的影响机制

围绕纳滤膜和反渗透膜在水处理应用中的膜污染问题,论述了膜表面亲疏水性、荷电性、官能团和粗糙度4种关键性质对包括有机污染、无机污染、结垢污染和生物污染在内的不同污染类型的影响,分析了研究中由膜表面性质耦合性和污染物性质差异所导致的不同结论,并总结了膜表面各性质对膜污染的影响机制以及存在不确定性的原因,可为针对膜表面性质与膜污染相关性的研究和抗污染膜的研发提供建议。     

珠江三角洲大气颗粒物研究进展

珠江三角洲地区大气颗粒物污染严重,本文对该地区大气颗粒物的研究进展进行了综述。该地区大气颗粒物具有区域性污染特征。不同采样点不同时间离子浓度有明显差异,它们的形成和转化与大气化学过程有关。OC中的烷烃和多环芳烃多存在于细粒子中,并且二次OC含量较高。珠江三角洲地区大气颗粒物的污染源主要包括工业点源的排放、城市建设、机动车尾气等。     

膜生物反应器中膜污染机理和控制研究新进展

膜生物反应器(MBR)相比于传统活性污泥法具有出水水质好、设备占地面积小、剩余污泥产率低和便于自动控制等诸多优点,在污水处理和回用方面极具发展前景。然而膜污染是制约MBR广泛应用的最大障碍。文章着眼于总结MBR中膜污染机理和控制的研究新进展。介绍了MBR中膜污染的分类、污染机理和膜污染影响因素的研究概况,在此基础上,综述了MBR膜污染控制方法方面的进展,并对MBR中的膜污染机理和控制的研究发展方向做了展望。     

pH值对有机物(BSA)膜污染的影响

选用BSA(牛血清蛋白)代表有机污染物,使用QCM-D技术考察了BSA在PVDF膜面的吸附行为及吸附层结构随pH值的变化特征,并采用原子力显微镜定量测定了相应pH值条件下PVDF-BSA及BSA-BSA之间作用力,结合膜污染试验,解析pH值对有机物污染膜行为的影响机理.结果发现,在BSA的等电点,PVDF-BSA及BSA-BSA之间的静电排斥力最小,导致BSA迅速吸附累积于膜面,形成密实的BSA污染层,引起超滤膜通量大幅度衰减.当pH值偏离BSA等电点后,BSA间静电排斥力的增强有效削弱了BSA在膜面的吸附量,相应BSA污染层松散度增大,膜污染减弱.在实际的水处理中,通过适当的pH值调节,针对性将超滤膜及污染物调整至带有相同电性、并增大二者所带净电荷量,是减缓超滤膜污染的有效手段.     

柴油机微粒捕集器技术发展现状

颗粒物是柴油机排气主要污染物之一,微粒捕集器能够将排气中的颗粒物过滤,实现90%以上的净化效率,是国际应对未来机动车排放法规的必然选择。文章通过分析近几年国际的研究成果,阐述了颗粒物的组成以及在微粒捕集器中的燃烧过程,并介绍了微粒捕集器的净化机理、材料技术和再生技术。国际研究表明:(1)颗粒物主要由固体碳、可溶性有机成分和硫酸盐三部分组成,在燃烧过程中,可溶性有机物、官能团、高度结晶碳随着温度升高依次燃烧;(2)壁流式微粒捕集器通过扩散、拦截、重力和惯性四种形式将颗粒物拦截过滤;传统的堇青石、碳化硅材料各有优缺点,可能被新型钛酸铝材料取代;过滤体通过增加入口通道体积的方式增加对颗粒物和灰分的容纳能力;(3)微粒捕集器再生技术种类繁多,被动再生技术由于对燃油硫含量由较高要求,因此主要在国外采用;国内主要应采用主动再生技术,同时使用燃油添加剂进行辅助再生。     

多孔膜过滤的颗粒输移模型研究现状及展望

多孔膜过滤应用于水处理时,进水中的颗粒物可能会在膜表面吸附,使水流通道逐步缩小甚至完全堵塞,造成严重膜污染。因此,重点关注了水体颗粒物在多孔膜过滤系统中传质所引发的多层吸附和通道阻塞现象,并对描述污染过程的数值模型进行了综述。按照模拟尺度,现有模型可分为宏观、介观和微观模型3类。由于膜污染是颗粒-水流、颗粒-膜表面和颗粒-颗粒3种作用相互竞争的结果,因此完备的颗粒输移模型需要能够同时详细描述这3种相互作用。然而对于实际膜法水处理系统,现有模型还难以达到要求。据此,对未来膜污染模型和实验验证工作的发展需求作了简要概述,以期为水厂膜污染的控制提供参考。     

电控膜生物反应器技术回顾与展望

电控膜生物反应器（Electrical membrane bioreactor，eMBR）在膜生物反应器中引入电极反应、电场效应，将膜分离技术、微生物降解以及电化学水处理技术有机结合，提升出水水质、减缓膜污染、强化产生物气，对构建"碳中和"型污水处理技术模式具有重要科学意义和应用价值.近年来，膜材料科学和反应器设计不断发展，推动eMBR技术进步，在强化污染物去除、电化学控制膜污染和微生物电化学响应原理方面取得重要进展；对eMBR的研究出现新态势：注重导电膜/膜电极材料研制与应用、回收污水中资源与能源、短流程-无药剂的反应器构造和工艺设计.本文总结回顾了国内外相关研究，分析了eMBR的基本特征和优势功能，重点关注膜污染电控原理以及微生物的电场响应机制，并展望了eMBR的发展趋势，以期推动电驱动膜分离技术的研究与应用.