温度和含水率对村镇垃圾焚烧烟气中有机物排放的影响

使用管式炉模拟村镇生活垃圾焚烧过程,研究不同焚烧温度和不同垃圾含水率条件下,村镇垃圾焚烧烟气中多环芳烃（PAHs）、氯苯及苯系物的生成和分布特性.结果表明,焚烧温度为550℃时,烟气中多环芳烃和氯苯的释放量最大,当温度小于550℃时,多环芳烃和氯苯的释放量随温度升高而增加,温度大于550℃时,多环芳烃和氯苯的释放量随温度升高而降低.高温焚烧不仅可以抑制烟气中多环芳烃的浓度及减少大分子量PAHs的排放,还能降低氯苯的释放量和氯代数,从而减小村镇垃圾焚烧烟气中的毒性;苯系物随着温度升高,由热解转变为高温合成,释放量也随着增加.水分对多环芳烃和氯苯有较大影响,对苯系物的影响较小.在400℃条件焚烧时,水分含量对多环芳烃总体上是促进的,而在850℃焚烧条件下则表现出抑制作用;而水分对氯苯则均表现出抑制作用,并且可以降低氯苯化合物的氯代数.     

黏土矿物复合材料固化电解锰渣中Mn的研究

该文对黏土矿物基础材料进行改性,并优选黏土矿物改性材料与腐殖酸钠、酚醛树脂进行复合,制备出黏土矿物复合材料,探究不同黏土矿物材料对电解锰渣中Mn的固化效果以及它们在水相中的Mn²⁺吸附特性。在黏土矿物材料添加量为10%时,高岭土、蒙脱石和伊利石对锰渣中Mn的固化效率最高仅为24.5%;对黏土矿物基础材料进行亚硫酸钠或硝酸改性后,固化效率可提高到38.1%;将黏土矿物改性材料与腐殖酸钠、酚醛树脂复合制备的材料施加到电解锰渣后,Mn固化效率最高可达67.1%,相比黏土矿物改性材料的固化效率有明显的提升。吸附实验表明,相比Freundlich吸附模型,黏土矿物复合材料对Mn²⁺的吸附特征与Langmuir吸附模型的特征更加匹配,且Mn²⁺饱和吸附量达到14.458 mg/g,明显优于腐殖酸类材料。     

5类典型土壤对村镇生活垃圾渗滤液的吸附特征

选取我国5类典型土壤进行村镇生活垃圾渗滤液的静态吸附实验,研究它们对渗滤液中COD和NH3-N的吸附能力。研究结果表明,在室温25℃下进行静态吸附实验,5类土壤对渗滤液中COD吸附性能方面呈现湖北黄棕土 > 黑龙江黑土 > 甘肃黄棉土 > 上海水稻土 > 重庆紫土,对渗滤液中NH3-N吸附能力表现为：黑龙江黑土 > 重庆紫土 > 湖北黄棕土 > 上海水稻土 > 甘肃黄绵土。5类土壤对COD和NH3-N的吸附平衡时间均为48 h。土壤中的颗粒物表面上的吸附量与溶液中溶质的平衡浓度之间采取Freundlich方程进行拟合较Langmuir方程拟合理想,通过Langmuir方程得到对COD的最大理论吸附吸附量排序为黄棕土 > 黑土 > 水稻土 > 黄棉土 > 紫土,对NH3-N的最大理论吸附量排序为黑土>紫土>黄棕土>水稻土>黄棉土。     

村镇生活垃圾与秸秆混合焚烧过程中多环芳烃(PAHs)释放特征

为了解我国农村地区生活垃圾与玉米秸秆焚烧处置过程烟气中多环芳烃(PAHs)释放特征,对我国农村地区生活垃圾可燃组分以及生活垃圾与玉米秸秆混合焚烧组分在焚烧过程烟气中PAHs化合物释放特征进行分析,利用气相色谱-质谱仪(GC-MS)对样品中的16种PAHs进行分析,研究气态以及颗粒态PAHs的释放因子、环数比例、气固态分配以及排放特征值.结果表明气态PAHs排放因子为当垃圾与秸秆混合比例为1∶2时PAHs的总量最多,而颗粒态为当垃圾与秸秆混合比例为1∶3时PAHs的总量最多;气态PAHs主要集中于2～3环低环数化合物,颗粒态PAHs则主要以中低环数(3～4环)化合物为主,本研究为促进我国村镇生活垃圾处理与资源化运用提供理论依据.     

温度对废矿物油焚烧处置过程中BTEXs释放的影响

以废矿物油中苯系物(BTEXs)为研究对象,实验室条件下模拟废矿物油在空气气氛中的焚烧,并研究烟气中BTEXs的释放强度与焚烧温度的关系。试验条件:焚烧温度梯度为300、500、700、900、1 100 ℃,空气气氛,样品用量1.00 g。研究表明:在300~1 100 ℃的升温过程中,烟气中BTEXs残留率呈减小趋势;苯以外的BTEXs在达到700 ℃后减量效果显著提高,且当焚烧温度为1 100 ℃时,残留率为0~7.6%;苯在300~700 ℃的释放量呈增加趋势,且在700 ℃时焚烧烟气中苯浓度约为样品本底的14倍,在900和1 100 ℃时,提升焚烧温度对烟气中苯的减量效果不明显。     

有机螯合剂与磷酸盐联合稳定垃圾焚烧飞灰中重金属的作用机理

为探讨二硫代氨基甲酸型有机螯合剂(FACAR)和重过磷酸钙(TSP)对垃圾焚烧飞灰中重金属Pb、Cd、Ni的稳定作用机制,对稳定前后的飞灰采用BCR连续提取法、X射线衍射(XRD)分析以及扫描电镜-能谱(SEM-EDS)联用等分析方法进行了表征。结果表明：投加质量分数5%的FACAR能有效稳定飞灰中Pb、Cd和Ni,其浸出浓度低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)规定的浸出浓度限值;采用3% FACAR和3% TSP复配药剂处理,可使飞灰达到GB 16889-2008进场要求;经复合药剂稳定处理后的飞灰颗粒表面孔隙度明显降低,飞灰中Pb、Cd和Ni的形态均由不稳定态向稳定态转化。该复合稳定剂的稳定机制主要为螯合、共沉淀和吸附联合作用机制,其中,有机螯合剂中含硫官能团是影响重金属稳定的主要因素,且重金属具有优先与含硫官能团结合的特性。     

我国村镇生活垃圾可燃组分基本特征及其时空差异

为了解我国村镇生活垃圾组成特征及采取焚烧处置的可行性,本研究在2015年的春夏秋冬4个季节,对我国12个省份共72个村镇生活垃圾产生源进行采样调查,分析了垃圾全组分和可燃组分的质量分数、含水率以及垃圾热值等参数,进行了地域、季节以及村与镇之间差异分析.结果表明,我国村镇生活垃圾可燃组分质量分数(湿基)由高到低的顺序为:厨余类(13%~53%)橡塑类(10%~18%)纸类(10%~15%)木竹类(0~10%)织物类(0~8%).相同行政区域内村与镇之间生活垃圾组分差异较小,南方村镇生活垃圾全组分的平均含水率大于北方,全国村镇生活垃圾平均含水率为40.1%左右.我国北方生活垃圾热值在4个季节均有81%的村镇超过3 500 k J·kg~(-1),而南方村镇生活垃圾在春、夏、秋、冬这4个季节满足这一条件的村镇分别占44%、50%、61%、72%.垃圾经分选后热值得到提高,但南方村镇春季生活垃圾可燃组分热值仍然偏低,南方其它季节56%以上的村镇和北方全年所有村镇的生活垃圾均能满足焚烧处置的热值要求,故对我国北方农村生活垃圾进行焚烧处置是可行的,而南方村镇生活垃圾需加强前处理工艺.     

磺化生物炭活化过硫酸盐去除水中盐酸四环素

采用高温煅烧-磺化法制备磺化改性苎麻生物炭（SBC）,并将其作为过硫酸盐活化剂,实现了对水中盐酸四环素（TCH）的高效去除.通过扫描电子显微镜（SEM）、比表面积分析仪（BET）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对SBC的形貌和结构进行表征,研究了溶液初始pH值、SBC投加量、PS投加量对SBC/PS体系中TCH降解效果的影响,并考察了SBC的重复利用性能.结果表明,SBC为片层介孔材料,其表面含有丰富的含氧官能团和黄原酸酯官能团.在初始pH值为3,PS投加量为10mmol/L,SBC投加量为0.5g/L的最优条件下,反应180min后,SBC/PS体系对TCH的去除率达到89.0%,明显优于SBC、苎麻秸秆原始生物炭（BC）、PS和BC/PS体系.在实验考察范围内,SBC/PS体系对TCH的降解性能随pH值（pH=3~11）的升高呈先降低后升高再降低的趋势;随SBC和PS投加量的升高,TCH的去除率呈先上升后下降的趋势.自由基淬灭实验和电子顺磁共振（EPR）实验表明,SBC/PS体系降解TCH的过程中产生了硫酸根自由基（SO₄^-·）、羟基自由基（·OH）、超氧自由基（O₂^-·）和单线氧（¹O₂）,¹O₂起主导作用.循环利用实验结果表明,SBC表现出良好的重复利用性能.研究认为SBC是一种环境友好、高效的非金属碳基过硫酸盐活化剂,具有良好的应用前景.