水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰过程中Pb和Zn的迁移转化特性

对某水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰系统进行采样分析,研究飞灰中的Pb、Zn在水洗脱氯预处理及水泥窑协同处置过程中的迁移转化特性。结果表明,水洗预处理过程中,飞灰中0.15%Pb和0.015%Zn进入结晶盐,94.05%的Pb和93.17%的Zn留存在水洗灰中,且赋存形态基本不变。水泥窑协同处置飞灰过程中,进入窑内的Pb和Zn少部分在窑内和预热器系统形成内循环,93.84%Pb和81.38%的Zn进入水泥熟料,0.002 7%的Pb进入窑尾烟气,0.001 4%的Pb和0.001 1%的Zn进入窑灰。热力学平衡计算表明,水泥熟料中Pb的主要存在形态是PbO、PbSiO₃,Zn的主要存在形态是ZnO、ZnFe₂O₄、ZnAl₂O₄。窑尾烟气排放指标和水泥熟料性能指标均满足相关规范要求,这说明Pb和Zn在水泥窑中实现了良好的固化,环境风险可接受。本研究结果可为水泥窑协同处置飞灰工艺系统设计优化提供参考。     

不同粒径垃圾焚烧底渣的特性和PAHs含量及毒性浸出

研究了不同粒径垃圾焚烧底渣的质量分布、物质成分(XRF)、晶体结构(XRD)、PAHs含量、酸反应特性、PAHs含量以及在2种浸出液中的毒性浸出情况。在比较国内外相关研究的基础上,实验得出垃圾焚烧底渣主要分布在粒径大于0.28 mm范围内,相比一些地区的研究结果要偏细;主要的物质成分为SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO、Na2O和K2O,而主要的晶体结构则分别为CaCO3、SiO2、Ca(OH)2和Mg0.3Ca0.97CO3,都与其他地区的研究结果基本相同;PAHs含量为0.043 4~0.247 mg/kg,与一些研究欧洲地区底渣中PAHs的含量的结果基本相近,且PAHs同类物的含量也随着底渣粒径的减小而增大;同时,实验还得出底渣中8种重金属在2种浸出液中的浸出浓度都未超出危险废物浸出毒性鉴别标准值(GB 5085.3-2007),但当底渣粒径大于0.6 mm时,其对环境中酸性物质的缓冲能力变弱。通过比较国外的一些研究结果,得出如将底渣作为建材利用时,需采用相应防范措施以防止其所含的重金属对周围土壤和水体的影响。希望能为进一步认识、处理和利用垃圾焚烧底渣提供一定的理论参考。     

熔盐法处置高熔点垃圾焚烧飞灰重金属的浸出特性

对熔盐法处置高熔点垃圾焚烧飞灰重金属离子浸出特性进行了实验研究。结果表明,熔盐物料组成、熔盐温度和热处理气氛对重金属离子的热挥发特性具有重要影响。在还原性气氛条件下,热处理温度为900～1 000 ℃,添加质量分数为10%～50%的CaCl2的氯化钠熔盐中处理2 h后,垃圾焚烧飞灰渣中Pb、Cd、Cu和Zn等重金属浸出浓度降低90%以上,可以完全达到生活垃圾填埋场填埋标准。在此过程中,灰渣较原灰可减轻50%,同时转化成具有良好胶凝性能的水泥活性混合材料,XRD测试表明其晶体矿物组成为硅酸二钙、硅酸三钙和阿里尼特以及硫酸钙等。     

外加电势强化厌氧氨氧化工艺处理垃圾焚烧渗沥液短程硝化出水

利用外加电势强化厌氧氨氧化处理垃圾焚烧渗沥液短程硝化出水, 研究外加电势对系统脱氮及有机物去除的影响。结果表明, 在外加电势为0.06 V时, TN的去除率由43.2%提升至71.3%, COD的去除率由12.1%提升至24.4%。渗沥液中分子质量大于20 kDa的有机物在外加电势的作用下被部分降解成分子质量相对较小的有机物。外加电势也会刺激微生物产生更多的EPS且能提高其中PN/PS的比值, 这有利于厌氧氨氧化菌在电极表面的生长和富集, 增强微生物的活性。电极生物膜中细胞色素c(Cyt-c)、亚硝酸盐还原酶(Nir)、肼合成酶(HZS)和肼脱氢酶(HDH)4种厌氧氨氧化菌的功能酶的活性也在外加电势的作用下得到了提升。     

臭氧-过硫酸盐工艺深度处理垃圾焚烧渗沥液

针对垃圾焚烧渗沥液经"厌氧-缺氧-好氧"生物组合工艺处理后的出水COD仍在500 mg·L-1左右,且可生化性差（B/C=0.13）的问题,研究采用"臭氧-过硫酸盐"氧化体系进一步处理,以提高其可生化性。研究了臭氧和过硫酸盐投量对该废水处理的效果影响。结果表明,臭氧浓度和S2O2-8浓度分别为19.8 g·m-3和0.4 g·L-1时,且反应20 min,出水的B/C从0.13提高到0.49,表明该氧化体系适用于深度处理垃圾焚烧渗沥液生物组合工艺处理后的出水。采用紫外-可见光谱、三维荧光光谱、红外光谱和气质联用对处理系统废水中有机物进行表征分析,表明废水在"臭氧-过硫酸盐"氧化过程中芳香族化合物发生了开环、断链等反应,芳构化程度降低,不饱和的CC键被破坏,产生CO和C—O键,并生成一些结构简单的长链烷烃。自由基捕获研究表明,氧化体系中·OH和·SO4- 2种自由基均存在,以臭氧直接氧化为主。     

用光伏污泥焚烧灰渣制备轻集料

针对工业污泥焚烧灰渣处置难的现状,以光伏污泥焚烧灰渣为主要原料制备轻集料。确定轻集料烧制的最佳条件为,黏土投加量为70%,MgO投加量为5%,污泥焚烧灰渣投加量为25%,预热温度为450 ℃,预热时间为15 min,焙烧温度为1 050 ℃,焙烧时间分别为10 min,所制备出的轻集料的抗压强度为9.52 MPa,堆积密度为867 kg·m-3,烧失量为0.12%,1 h吸水率为1.94%。所制得的轻集料强度高,吸水率小,符合《轻集料及其实验方法.第二部分：轻集料实验方法》（GB/T 17431.2-2010）的要求,可为光伏污泥焚烧灰渣资源化提供理论指导。     

废弃物焚烧处理温室气体排放情景模拟与预测

为模拟废弃物焚烧处理过程中产生的温室气体排放,积极推动温室气体减排工作,早日实现碳达峰碳中和目标.基于系统动力学和IPCC温室气体排放计算方法,构建了以基准情景（BAU）为基础,从单一和综合技术类型减排情景出发的焚烧处理温室气体排放模型,并模拟预测了2010~2050年温室气体排放量（以CO_2e计,CO_2e为CO₂当量）的趋势变化、减排潜力以及空间分布.结果表明：①2010~2019年我国废弃物焚烧处理温室气体排放量呈增长趋势,于2016年后显著提升,年增速为18.61%.②2020~2050年,单一技术减排情景的中端改进情景（S2）和终端减排情景（S3）温室气体排放量分别于2043年和2036年达到峰值8410万t和6966万t.综合技术减排情景相较于单一技术减排情景较早达到排放峰值,综合技术减排情景中全过程减排情景（S7）采用多种减排技术协同控制温室气体排放,2050年累积排放量为205927万t,相对BAU情景减排了78.27%,排放达峰时间最早且减排潜力最大.③焚烧处理温室气体排放空间差异显著,排放量较多的省份主要分布在人口密集且经济发达的区域,江苏和广东省排放量最多,甘肃、吉林和宁夏等6个省份为排放低值区.     

MOD与焚烧技术联合处置抗生素菌渣的试验研究

采用中温中压氧化干化(MOD)技术对青霉素和头孢抗生素菌渣进行无害化和减量化处理,工艺条件为160~200 ℃,初始压力2 MPa。结果表明:处理后菌渣及残液中抗生素残留均未检出;菌渣含水率均由80%降至40%以下,减量化达到90%,抗生素菌渣热值为5 174~6 313 kJ/kg,均满足《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》(建成〔2000〕12号)中关于进炉垃圾平均低热值的要求。将处理后抗生素菌渣在850 ℃工况下焚烧,残渣中多环芳烃和抗生素残留均未检出,有机物和残留抗生素已完全分解;残渣中不易挥发性重金属存在富集现象,需加强后续处理;烟气中SO₂浓度相对较低(低于12 mg/m ³),NO_x浓度稍高,需加强后续尾气处理。     

基于双目视觉耦合激光的垃圾焚烧炉进料速率实时测量技术

入炉垃圾进料速率实时测量对垃圾焚烧炉的稳定运行和污染控制具有重要作用,但传统技术工艺很难实现入炉垃圾进料速率的实时测量。利用双目视觉原理搭建了料堆体积测量平台,为减少垃圾焚烧炉料斗内光线暗、垃圾表面弱纹理等复杂因素的影响,提出了一种双目视觉耦合激光的垃圾进料速率实时检测技术,并开展了验证实验。结果表明,该堆料体积测算方法可将误差控制在1%以下,符合垃圾焚烧炉进料速率测算对精度的要求。通过对某垃圾焚烧电厂经济性分析发现,本炉垃圾进料速率测量设备可大幅度降低经济成本。该研究结果可与焚烧炉运行参数以及污染物排放参数进行耦合计算,通过深度学习与优化控制,以实现垃圾清洁、高效与智慧焚烧。     

城市生活垃圾焚烧飞灰利用处置现状及环境管理

随着城市生活垃圾的迅猛增加,生活垃圾焚烧飞灰产生量也与日俱增,2018年我国生活垃圾焚烧飞灰产生量达305.5万~509.2万t。其因含有较高浸出浓度的重金属和高毒性当量的二噁英等有毒有害物质,属于危险废物。根据生活垃圾焚烧飞灰特性,详细介绍了其资源化和无害化技术,总结了各类技术的优缺点;结合生活垃圾焚烧飞灰环境管理需求,分析了我国城市生活垃圾焚烧飞灰在填埋处置管理体系不完善、利用处置过程标准规范缺失、处理处置技术有限等方面的具体原因;并提出强化城市生活垃圾焚烧飞灰环境污染综合整治、强化飞灰污染防治的监督管理与研发、推广飞灰资源化利用技术等对策建议,以加强城市生活垃圾焚烧飞灰环境管理,提高其资源化利用水平。