垃圾焚烧飞灰熔融过程重金属的迁移特性实验

对垃圾焚烧飞灰的熔融处理过程中重金属的迁移特性进行了实验研究.在自行设计的实验台上研究熔融温度、时间、气氛、冷却方式等条件对几种重金属固化特性的影响.结果表明,熔融可以固化大部分重金属,同时飞灰中重金属在熔融过程中的固化特性因种类不同呈现显著差异,Cd、Pb属于易挥发金属,而Ni、Cr和Zn不易挥发;飞灰成分、温度、气氛和冷却方式对各种重金属的影响程度各不相同.     

浅层小尺度隐伏断层地表勘探的正演模拟及应用

采用二维声波方程有限差分法对浅层小尺度隐伏断层地质模型的地震波场响应进行数值模拟,分别从震源位于断层下降盘顶、断层上升盘顶及断层顶三个不同位置进行正演模拟,对地震波场在断层模型中的传播规律及其地震记录变化特征进行了详细分析。结果表明多个单炮记录的变化对比不仅可以对断层进行快速有效的判断,而且为分析断层几何类型、估计断裂带范围与宽度等方面提供重要的依据。同时将模拟结果应用到实际生产中,取得了较好的应用效果。该方法能有效辅助实际野外工作中对断层的判断,为合理设计观测系统及采集参数设置提供指导,对提高浅层地震勘探现场工作效率和精度具有重要作用。     

生物炭负载硫化改性纳米零价铁去除水中的Cr(Ⅵ)

为研发治理地下水Cr(Ⅵ)污染的可行除铬材料,以碳热法制得生物炭负载纳米零价铁（BC-nZVI）,并通过对BC-nZVI硫化改性制备得到改性材料（M-BC-nZVI）,采用除铬容量、铬铁比（Cr/Fe）、反应活性分析M-BC-nZVI的除铬优势,通过模拟柱试验建立失效速率模型,从而推算M-BC-nZVI完全失效的除铬容量,最后与相关文献数据进行对比,分析M-BC-nZVI除Cr(Ⅵ)的应用可行性。结果表明：M-BC-nZVI材料的除铬容量、Cr/Fe、拟一级反应速率常数（k_obs）分别是BC-nZVI的1.86倍、1.95倍和3.00倍,因此相对于BC-nZVI来说M-BC-nZVI更具除铬优势;各模拟柱在运行过程中无明显堵塞情况,且随着进水浓度的升高,M-BC-nZVI的失效速率常数变大。当失效除铬速率为初始除铬速率的1.0%、进水Cr(Ⅵ)浓度为5 mg/L时,除铬容量最高,可以达到12.70 mg/g;对比M-BC-nZVI与其他文献报道的铁基材料及铁基改性材料的Cr/Fe可知,M-BC-nZVI的Cr/Fe为其他文献的1.06~42.06倍,故从材料的除铬性能来看,M-BC-nZVI应用于可渗透反应墙处理地下水Cr(Ⅵ)污染可行。

     

异波折板水解酸化-A2O一体化反应器实验研究

设计了异波折板水解酸化-A2O一体化反应器,进行生活污水处理的实验研究。10个月的实验结果表明,系统的最佳水力停留时间（HRT）为8 h时,最适COD进水浓度为240-100mg/L,最佳混合液回流比（r）-污泥回流比（R）为250%-100%。控制反应器于以上运行参数下,25±2℃所对应的COD、TN和TP去除率分别为96.84%、67.55%和81.92%。当温度降至7℃时,其COD、TP和TN分别降至86.35%、50.25%和65.68%。基于实验分析结果,阐明了一体化反应器高效性的机理在于异波折板水解酸化段具有高效传质特性和A2O段具有复合式活性污泥-接触氧化好氧池的特点。     

矿物演化行为对垃圾焚烧飞灰熔融特性的影响

以焚烧飞灰为主要原料,采用灰熔点测试、差示扫描量热法、X射线衍射、扫描电子显微镜等方法,研究了掺加SiO₂(以w计)对焚烧飞灰熔融特性的影响,并利用CASTEP模块模拟计算生成矿物的反应活性. 结果表明,当w(SiO₂)为29.14%时,焚烧飞灰流动温度为1 355 ℃,比原灰降低了近200 ℃,熔融特征温度随w(SiO₂)增加而上升. 将焚烧飞灰熔融并热处理后得到微晶玻璃,其矿物质组成为硅灰石、假硅灰石、钙铝黄长石、钙铁榴石、硬石膏和三型钾霞石等. 分子模拟计算结果表明,假硅灰石、钙铝黄长石和钙铁榴石形成能高,属耐熔矿物,而硅灰石、硬石膏和三型钾霞石等助熔矿物的低共熔会导致灰熔融温度降低. SiO₂/CaO(质量比,下同)<1时,过量的Ca2+易与活性氧发生集聚反应,形成热稳定性好的假硅灰石;SiO₂/CaO接近于1时,生成以硅灰石为主晶相的助熔矿物,硅灰石形成能为-41.67 eV,低于其他矿物,并且晶体氧原子中活性氧比例达到77.78%;当SiO₂/CaO>1时,大量无定形SiO₂及方石英(非活性氧)的存在致使灰熔融温度升高. 硅酸盐矿物熔体中非活性氧(Si—O—Si)和活性氧(Si—O,自由氧)占氧原子比例的变化是焚烧飞灰熔融特性改变的内因.      

矿物成分对超细化煤粉燃烧过程中氮转化的影响

选用超细化鹤岗、铁法、准葛尔3种脱灰煤(HCl/HF脱灰),分别添加NaOH、MgO、CaO、Al2O3和Fe2O3矿物成分制成试验样品.采用DTG(热重/差热连用仪)和GCMS(气相色谱质谱连用仪)对不同样品进行燃烧实验,设定气体流量为50mL·min-1,氧气体积分数为20%,升温速率为20℃·min-1,研究矿物成分对煤粉燃烧时氮转化的影响.结果发现,经脱灰处理的超细化煤粉在氧气体积分数为20%时燃烧过程中NO的释放曲线是单峰曲线;NaOH、Al2O3对NO的还原反应均表现出不同程度的催化作用,NaOH的催化能力最强;Fe2O3、CaO和MgO对还原反应有催化或抑制作用,其作用的类别和大小与煤的种类和矿物质的含量有关,超细化可促进NO的还原.     

北京平原区夏垫断裂的多源遥感影像特征

1679年9月2日三河—平谷8.0级地震在地表形成总体走向N40°~45°E,倾角60°~70°,长达10 km的破裂带。该文采用Landsat-8、SPOT-5、SAR、GDEM、Google Earth多源遥感影像研究夏垫断裂的遥感影像特征。利用ERDAS软件,对Landsat-8影像按7∶4∶2依次为R、G、B分量作彩色合成增强处理,突出影像的线性构造特征;对Landsat-8和SPOT-5影像、Landsat-8和SAR影像分别进行融合处理,丰富影像的光谱信息;对GDEM与SPOT影像进行三维叠加,突出影像的三维特征;对SAR影像进行斑点压缩、方向滤波处理,突出影像平行断裂方向的线性特征。文中分析、对比了Google Earth和SPOT-5影像上地震陡坎的特征,陡坎在SPOT-5影像上表现较明显,但在影像上表现不出较低陡坎,同时,在两种影像上容易将绿色植被、狭窄道路或其它地物误认为陡坎;SAR滤波后的影像表现出暗色的线性条带;Landsat-8和SAR融合后的影像表现出较宽的异常条带,该条带指示断裂带所在位置。     

注含氧氮气油藏产出气的爆炸极限与临界氧含量研究

西部某碳酸盐岩缝洞型油藏,在注入氮气的过程中,存在着氮气源内含有氧气的问题,这对油田的实际生产产生很大的安全威胁。为了研究该油藏注气的可行性,在室内进行了氮气不同含氧量条件下注入过程、生产过程以及处理过程中的安全性评估实验,得到不同含氧条件下注氮气驱的评价效果。研究表明:在高温高压油藏内部,氧气不会因分子质量较大等原因发生沉积;含氧氮气在油藏内部会与原油发生氧化反应,氧气含量越高,氧化反应越强;氧化产生的CO2对油藏的抽提作用明显,会使油藏流体变稠,气油比降低。文中用化学法和作图法对产出气体的临界氧含量作出简单确定,化学法确定临界氧含量为12%左右,作图法为16%,考虑到安全系数等因素,建议实际生产过程中氧气含量应低于8%。     

滁州市一次持续性臭氧污染过程气象与传输特征分析

2019年6月8日至17日,安徽省滁州市发生一次持续性臭氧(O₃)污染过程,O₃浓度值超过国家二级标准浓度限值3%~45%。基于滁州市老年大学监测站点空气质量数据、滁州市气象站及全球资料同化系统(GDAS)气象数据,运用HYSPLIT后向轨迹模型、潜在源贡献因子(PSCF)和浓度权重轨迹(CWT)分析方法,研究污染发生时段的气象和区域传输特征。结果表明:①在此次O₃污染过程中,日最高温度的变化范围为25.5~34.7 ℃,风速整体小于4 m/s,风向以偏东风为主,午后的相对湿度在40%左右。在该时段内,滁州市基本处于均压场的控制之中,且受到锋面气旋外围下沉气流的影响,大气层结稳定。②O₃污染发生期间,滁州市主要受东南方向气流的影响,但来自山东省、安徽省北部和江苏省北部的气流的影响也不容忽视。6月9日夜间至10日上午的O₃浓度异常高值,与9日下午的气压异常低值及9日夜间的大气边界层高度异常高值密切相关。上述气压及大气边界层高度异常值的出现使得上风向高浓度O₃被输送至滁州。③此次污染过程的潜在贡献源区主要分布于安徽省东南部、江苏省中西部和浙江省北部等地。上述区域的加权潜在源贡献因子(WPSCF)值大于0.4,加权浓度权重轨迹(WCWT)值超过了100 μg/m³。今后,滁州市在O₃污染防控工作中应加强与上述区域的联防联控。     

高钙特征焚烧飞灰的加速碳酸化处理及对重金属浸出特性的影响

针对生活垃圾焚烧飞灰的高钙含量特征,在室温下采用CO2对焚烧飞灰在液固比(L∶S)为0.25∶1的条件下进行加速碳酸化处理,考察加速碳酸化处理对焚烧飞灰中重金属(As、Cd、Cu、Zn、Sb、Pb)浸出特性的影响.焚烧飞灰XRD分析表明,加速碳酸化处理后飞灰中的Ca(OH)2和CaClOH衍射峰消失,而CaCO3的衍射峰增多,且强度增加.加速碳酸化处理后飞灰中铅的形态发生了改变,并且能够检测到铜的化合物.TG/DTA分析表明,焚烧飞灰在440℃之前增重达到5.70%,SEM-EDS分析证实了Ca(OH)2(s)+CO2(g)→CaCO3(s)反应的发生.焚烧飞灰加速碳酸化处理后的TCLP浸出实验表明,碳酸化时间在2 h内,重金属的浸出浓度除Cd保持不变外都显著下降;而当碳酸化时间超过50 h后,重金属的浸出浓度除Pb外普遍高于飞灰未经碳酸化处理时的浸出浓度.