生物质废物催化热解特性及多因素优化实验

生物质废物催化热解所得生物油中富含多环芳烃(PAHs)污染物,但其分布特征及相应影响因素尚缺乏深入探讨。以Co_3O_4为催化剂,采用管式炉反应器在不同温度下热解水曲柳木屑制备生物油,并分析其化学组分和16种PAHs污染物分布特征。结果表明,生物油中以酚类化合物为主,而PAHs污染物的种类与含量均随反应温度的升高而增加,PAHs总含量从389.60μg·g~(-1)(400℃)攀升至105 435.12μg·g~(-1)(700℃)。同时,将CO_2引入热解气氛,利用Box-Benhnken曲面响应法对催化热解过程的多个工艺因素进行优化。结果显示,在热解温度为511℃、停留时间为12.7 min、热解气氛的CO_2/N_2比例为88/12时,生物油产率达到最大值,约45%。研究结果对生物质废物的高效、低污染资源化利用具有参考价值。     

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。     

微波消解法测定铅锌冶炼厂废旧除尘布袋及其飞灰中重金属的应用研究

以广东某铅锌冶炼厂的废旧除尘布袋及其布袋上的飞灰为实验材料,以HNO3-H2O2-HF对布袋及飞灰进行微波全量消解,采用BCR三步浸提法提取飞灰中Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Cd 6种重金属,并利用火焰原子吸收仪器检测布袋及飞灰中6种重金属的含量及飞灰中各形态含量。结果表明,铅锌冶炼厂废旧布袋和飞灰中重金属含量较高,远大于《国家土壤环境质量标准》(GB 15168—1995)三级标准值。不同重金属在飞灰中的形态分布差异较大,Ni主要以残渣态和酸可交换态为主,Cu和Pb以残渣态为主,Zn的4种形态分布都较均匀,Cd、Zn潜在的迁移性最强。     

印染污泥固化及稳定化处理研究

采用水泥、粉煤灰和煤渣作为固化剂对印染污泥进行固化/稳定化处理,并探讨了固化/稳定化的最佳工艺条件.当水泥、粉煤灰和煤渣的掺量分别为0.15、0.02和0.08 kg/kg,养护天数为6 d时,印染污泥固化块抗压强度达到330kPa,含水率为44.6%,符合填埋场的进场标准.固化块浸出液中Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和...     

造纸污泥生物干化特性及其影响因素实验研究

采用自主设计的污泥生物干化实验装置,研究了造纸污泥生物干化特性及其影响因素。重点研究了物料配比和评价参数（温度、pH值、含水率、挥发性固体、ATP含量和淀粉分解菌数量等）的变化规律。结果表明：通过正交实验获得生物干化的最优物料配比为：淀粉（25g／500g）、锯末（40g／500g）、接种量（15mL／500g）和磷酸二氢钾（5g／500g）。造纸污泥生物干化过程中,物料温度、pH值、含水率、挥发性固体、ATP含量和淀粉分解菌数量等指标变化规律性强,效果指示性明显,均可作为污泥干化效果的表征参数。在最优工艺条件下,污泥温度达到47．8℃,经过7d生物反应后,含水率降低到50．3％,挥发性固体降低到49．5％,生物干化效果显著。     

水泥厂废旧除尘布袋热重分析及其形态特征

采用综合热重分析法,对水泥厂3种不同工段的废旧除尘布袋及相对应的同型号新布袋进行了热重(TG)分析实验研究.结果表明,废旧除尘布袋热重分析的升温过程中主要有3个失重峰,前两个失重峰与涤纶纤维的燃烧析出相对应,第3个失重峰主要是碳酸钙分解的结果.采用积分法(Coats-Redfern方程)计算得到各阶段燃烧反应的机理方程及相应的活化能参数.分析表明,在低温段废旧布袋中的灰尘对燃烧反应影响不大,而在高温段废旧布袋中的灰尘导致燃烧反应活化能升高,阻碍燃烧反应进行.从电镜扫描和能谱分析可知,废旧除尘布袋中的涤纶纤维几乎被焚烧殆尽,剩下的少量焚烧灰渣由C、O、Si、Ca等主要元素,以及Ti、Al、Mg、Mn、Fe等次要元素组成.这种灰渣与水泥成分类似,具有较高的回收利用价值.     

城市干污泥与水葫芦的混燃特性分析

对广州城市干污泥与水葫芦的单一及混合样进行了热重实验,通过TG-DTG曲线计算了不同焚烧条件下其混燃特性指数,建立了其掺烧的动力学方程.结果表明,污泥单独燃烧曲线分为水分析出、挥发分的析出和燃烧、次挥发分及固定碳的燃尽、残留物的燃烧和分解4个过程,其中,挥发分的析出和燃烧是污泥燃烧的主要控制阶段;水葫芦的燃烧则分为水分析出、挥发分析出燃烧、固定碳燃烧、残留物质的燃烧和分解.污泥添加10%~40%水葫芦后,其燃烧性能得到改善,其中,着火点Ti有所升高,挥发特性指数D及综合燃烧特性指数S分别增加了0.22~1.06、0.10~0.92倍.随着水葫芦的添加量增加,污泥挥发分析出及燃烧更加激烈,污泥和水葫芦混燃过程中出现较强的协同交互作用.相对于空气气氛,在富氧(V(CO2)/V(O2)=8/2)条件下,混合试样的燃烧受到抑制.采用积分法(Coats-Redfern方程)计算得到污泥的质量平均表观活化能(Em)在32.09~34.70 k J·mol-1之间,水葫芦的Em在30.56~51.63 k J·mol-1之间,而混合试样的Em在22.44~28.40 k J·mol-1之间,污泥与水葫芦混燃其Em有所降低,与燃烧特性指数的增加是相对应的.第一挥发分峰前取n=0.5、第一挥发分峰后及其他峰取n=2可描述各燃烧阶段的反应机理.     

微电解-Fenton对印染污泥破解及脱水性能研究

分别采用微电解、微电解联合Fenton对印染污泥的破解效果及脱水性能进行研究,考察了印染污泥中胞外聚合物(EPS)、污泥破解率(DDSCOD)、沉降速率(SV30)、毛细吸水时间(CST)等指标的变化情况.结果表明,微电解反应时间为20 min,初始pH为2.5,铁碳比(Fe/C)为1/1,铁粉量为2.50 g/L时,印染污泥絮体破解效果最佳.该条件下,添加H2 O22.00 g/L反应40 min,污泥上清液的多糖、蛋白质、DDSCOD较原污泥分别增加了49.09%、69.20%、4.33%,CST、SV30较原污泥分别减少了70.46%、20.41%.     

微生物菌剂对畜禽粪便好氧堆肥过程中重金属钝化与氮转化的影响

本研究探讨了以黄孢原毛平革菌（p）、黑曲霉（a）和地衣芽孢杆菌（b）组合的一系列微生物复合菌剂对猪粪好氧堆肥效果、重金属钝化以及氮转化的影响.研究结果表明,在促进堆肥进程和腐熟程度的效果上,菌剂（b+p+a） > 菌剂（b+p） > 菌剂（p）.当b：p：a=1：5：5时（处理D）,种子发芽率指数（GI）在第16 d即达到80%,且C/N降低至11.4,效果最佳.在重金属钝化方面,钝化效果为：菌剂（p） > 菌剂（b+p+a） > 菌剂（b+p）.重金属Cu和Zn钝化效率在仅添加菌剂（p）时最高,钝化率分别达到69.7%和59.4%.在固氮效果方面,菌剂（b+p） > 菌剂（b+p+a） > 菌剂（p）,当b：p：a=1：8：0时（处理E）,固氮效果最优,与处理B（CK）相比,总氮和有机氮损失分别减少了17.3%和18.5%.由此可见,微生物菌剂配比对猪粪堆肥化进程、重金属钝化和氮素保持等具有重要影响.     

印染污泥对蚯蚓的毒性效应研究

以珠三角地区4种印染污泥(textile dyeing sludge,分别记为TDS1、TDS2、TDS3、TDS4)为研究对象,首先采用化学分析方法评价印染污泥中多环芳烃(PAHs)的生态风险,进一步采用蚯蚓作为受试生物,研究了印染污泥的实际生态毒性效应.化学分析结果表明印染污泥进入环境后具有一定的生态风险,4种印染污泥中PAHs的平均含量为(2.233±1.868)ng·kg~(-1).蚯蚓毒性试验表明4种印染污泥对蚯蚓的半数致死浓度(14 d)分别为TDS1:185.7 g·kg~(-1)、TDS2:247.7 g·kg~(-1)、TDS3:177.6 g·kg~(-1)、TDS4:297.5 g·kg~(-1);TDS3印染污泥对蚯蚓体腔细胞溶酶体中性红停留时间抑制率在污泥浓度为100 g·kg~(-1)时达到25.4%,在400 g·kg~(-1)时达到96.8%;蚯蚓行为回避试验对4种印染污泥的回避阈值分别为TDS1:80 g·kg~(-1)、TDS2和TDS4:120 g·kg~(-1)、TDS3:40 g·kg~(-1);印染污泥对蚯蚓生态毒性与污泥中PAHs有关.本研究对印染污泥进入环境后的生态风险评估具有指导意义.