添加污泥与磷酸对生物质成型炭性能影响研究

生物质成型炭是生物质利用的重要方式之一,制备时需要添加黏结剂增强其品质.污泥可作为黏结剂用于制备生物质成型燃料.H₃PO₄作为添加剂可提高成型炭的品质且具有钝化污泥中重金属的作用.本研究以杉木屑为原料,探讨添加H₃PO₄和污泥制备高机械强度成型炭的可能性,分析了添加污泥和H₃PO₄对成型炭机械性能和产率的影响,并考察了成型炭中重金属的固定效果.结果表明:污泥的添加可提高成型炭的机械性能(抗压强度和表观密度),且木屑与污泥的质量比为2∶1时成型炭机械性能最佳且产率最高,其抗压强度为18.1 MPa,表观密度为1278.8kg/m³,均优于生物质成型炭机械性能标准,干基低位热值为12.05 MJ/kg;添加磷酸可明显提高成型炭机械性能和产率,且重金属分析表明磷酸的加入可降低成型炭中的重金属风险等级.     

污泥焚烧能量利用与污染物排放特性研究

利用Aspen Plus软件对污泥半干化焚烧和掺烧发电2种工艺过程进行模拟,探讨了不同工艺下4种污泥的能量利用情况及污染物排放特性.结果表明:半干化焚烧时,4种污泥的干基热值低于11.5MJ/kg时均需补燃辅助燃料,且随着污泥热值的降低,补燃量显著增加;重金属含量高的污泥易造成大气污染,灰渣也难满足利用要求.污泥掺烧发电时,掺烧热值高的污泥对发电效率有利;对于同种污泥,随着污泥能量份额降低,发电效率提高,且污泥能量份额较低时,重金属含量高的污泥也能满足环保要求,适宜的污泥能量份额建议为5%~8%.当污泥热值低、重金属含量高时,建议采用掺烧发电工艺,反之采用半干化焚烧工艺.     

利用生活垃圾焚烧电厂余热协同处置市政污泥

以苏州市市政污泥为研究对象,利用生活垃圾焚烧发电厂的余热进行污泥干化实验,对污泥的热值特性、干化及含水率变化特性、焚烧温度、灰渣重金属浸出特性等进行研究。结果表明,样品污泥中的重金属元素含量超过土地利用以及污泥农用的相关标准,不能将其直接农用;污泥干化过程中随着污泥含水率逐渐下降,干化速率先平稳上升,再快速下降,然后略有升高,但整体呈下降趋势,该波动与污泥干燥过程的湿区、黏滞区和粒状区存在对应关系;污泥的平均低位热值与其含水率呈反相关,当污泥干化至含水率30%,低位热值为7345 kJ/kg,可满足入炉焚烧要求;污泥的焚烧温度主要取决于污泥的含水率,焚烧后的飞灰和炉渣中重金属浸出毒性均未超过国家标准规定的限值,可进行综合利用。     

广州增城区黑臭河道表层沉积物污染特征及评价

选取广州增城区内11条典型黑臭河道,测定了表层沉积物中总氮、总磷、有机质及重金属的含量,采用有机指数与污染指数对沉积物有机质、总氮和总磷,污染负荷指数对重金属元素进行污染状况评价。结果表明:沉积物中有机质、总氮及总磷的含量范围分别为1.1%～12.0%、298 mg/kg～5 700 mg/kg和445 mg/kg～3 793 mg/kg,总氮和总磷、有机质均呈极显著正相关,总磷与有机质呈显著正相关,表明了它们较好的同源性;重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Ni及Cd的平均含量分别为220 mg/kg、541 mg/kg、121 mg/kg、69.7 mg/kg、31.8 mg/kg和1.49 mg/kg,各元素均远超广州土壤背景值。沉积物营养盐评价结果表明黑臭河道沉积物受到磷污染比氮和有机污染更为严重;沉积物污染负荷指数(PLI)范围在1.8～4.5之间,表明黑臭河道沉积物普遍受到重金属污染。     

污泥热解处理过程中重金属迁移与转化规律综述

归纳总结了各种污泥重金属化学形态分析方法的发展和优缺点、重金属化学形态与生物毒性及生物有效性的关系、污泥重金属评估指数;并重点阐述了对于污泥热解过程中重金属迁徙转化的影响因子,包括污泥自身理化特性、热解终温与加热速率、催化剂、添加剂等对于不同种类重金属的作用规律,为在污泥热解处理中重金属未来的研究趋势方向提供了科学参考。     

不同预处理剩余污泥的中温厌氧消化试验研究

设计单因素试验,考察了热处理时间和碱投加量对剩余污泥有机质溶出和厌氧消化产沼气的影响。结果表明:加热和碱预处理均可明显地促进有机质溶解和提高厌氧产气效率;与原污泥相比,高温处理20 min后,剩余污泥可溶性有机质和累积厌氧产气量达到最高,分别为2 550 mg/kg和3 275.33 mL,较对照污泥分别增加了7.4倍和34.15%;高浓度CaO(6%和10%)处理后,剩余污泥中STOC浓度分别达到3 280 mg/kg和3 340mg/kg,较对照污泥STOC浓度(305 mg/kg)提高了9.75和9.95倍;CaO预处理对污泥厌氧消化影响较复杂,表现为低浓度促进产气和高浓度抑制产气;2%CaO处理下,累积产气量比对照提高了39.87%;6%和10%CaO处理下,累积产气量低于对照污泥。     

稠油油泥混煤燃烧的掺混比例分析

稠油污水处理场的初沉池中,通常产生大量的高含水污泥,其主要是由原油、泥砂颗粒、水及少量化学药剂和部分工业杂质形成的混合物.稠油油泥成分复杂、处理难度大.对稠油油泥进行脱水并掺混一定比例的煤作为燃料,是一种有效的稠油油泥资源化利用和无害化处理方式.利用自制实验装置进行实验,考察了油泥、原煤掺混比例对燃烧烟气污染物和灰分中重金属含量的影响.结果表明:油泥与原煤按1∶3的掺混比例燃烧时的效果最佳,烟气中主要的污染物NOx、SO2以及CxHy平均含量为147 μL/L 、420μ L/L以及106μL/L,均符合国家排放标准;重金属Pb、Hg、Cr和非金属污染物As在稠油油泥燃烧后的灰分中的平均含量分别为2.75mg/kg、0.05mg/kg、91.5mg/kg和0.68mg/kg,也都符合国家排放标准.     

厨余和污泥不同混合比例碱处理产氢特性研究

以厨余垃圾和污泥为反应底物,加热预处理的污泥为发酵接种物,考察了碱处理下厨余与污泥不同混合比例的发酵产氢特性。结果表明:不同pH碱液对厨余垃圾进行预处理后,其效果以pH=13时最佳,预处理3h后SCOD和还原糖含量分别为31316.8mg/L和5.54mg/mL;碱预处理后的污泥与厨余联合发酵能够改善物料的营养平衡,缩短反应延迟时间到1h内;当厨余与污泥混和比例为5:1时为本试验最佳的试验条件,其氢气含量、比产氢速率峰值和氢产率分别为52.69%,1.73mL H_2/(h·gVS)和50.27mL H_2/gVS。     

污泥与不同生物质共热解制备生物炭及生物炭的土地应用

文章以乙酸钾为催化剂,在城市污泥中分别添加花生壳、玉米杆、玉米芯、稻草,采用间歇式反应釜在400℃下制备多种污泥-生物质生物炭,考察不同种类生物质的添加对生物炭产率及性能的影响,并对生物炭进行表征和分析。研究结果表明:与污泥生物炭相比,不同种类的污泥-生物质生物炭的H/C均减小,芳香性均增大;与污泥生物炭相比,不同种类的污泥-生物质生物炭的比表面积和总孔体积均增大,平均孔径均减小,其中,污泥-玉米杆生物炭的BET比表面积最大,为26.062 m~2/g;与污泥生物炭相比,不同种类的污泥-生物质生物炭的碘吸附性能均有所提高,其中,污泥-玉米芯生物炭的碘吸附值最大,为438.49 mg/g;污泥-生物质生物炭呈碱性并含有一定量的速效氮、速效磷、有机质等营养物质,污泥-生物质生物炭的重金属含量(Zn除外)均远低于农业用地标准值,有作为土壤改良剂或肥料缓释载体的应用前景。     

竹园污泥焚烧污染物排放特性的试验研究

选取上海竹园污泥,将原始污泥样品分为全干污泥、均匀干化污泥(含水率10%)和干湿混合污泥(含水率20%,干湿污泥质量比例为10∶3)三种样品,分别送入小型流化床焚烧炉中焚烧。试验研究了全干污泥在750℃、850℃、950℃三个工况下的燃烧特性,并研究了均匀干化污泥和干湿混合污泥在850℃工况下的燃烧特性。研究发现,上海竹园污泥在小型流化床焚烧炉中燃烧时,排放的主要常规污染物包括CO、SO2、NOx、HCl等以及二噁英和Cd、Hg、Pb等重金属。不同燃烧温度和含水率对污染物的排放有一定影响,提高燃烧温度,CO、SO2、NOx、HCl等的排放基本呈现出下降趋势,而烟气中Pb的排放随着温度上升而升高,相同燃烧温度下含水率升高能降低二噁英的排放总量,随着含水率的提高飞灰中重金属含量有所降低,而底渣中重金属含量呈上升趋势。     

原油罐底油泥的理化特性研究

对4个不同原油储油罐的罐底油泥的理化特性进行了分析与研究。结果表明,4种油泥的含油率分布在35%~81%,油族组分以饱和烃和芳香烃为主,胶质和沥青质含量均小于20%;残渣的粒径分布在0~200μm;Zn是油泥中平均含量最高的重金属元素,最高达到2029.69 mg/kg,同时也是分布差异性最大的元素;油泥为非牛顿流体,其粘度随剪切速率和温度的升高而下降,油泥流变特性可用幂律方程进行描述。     

沼肥对小白菜产量及品质的影响

采用田间试验方法研究了沼肥的不同处理对小白菜产量和品质的影响.结果表明:低量沼肥处理的小白菜产量最高,单产为1 364.31 kg/667 m2,与对照相比增幅为23%;从品质指标来看,高量沼肥处理的小白菜维生素C含量最佳,维生素C含量达35.621 mg/100 g,比对照增加了44.948%,与其他处理相比极显著;低量沼肥处理的小白菜可溶性糖含量最高,含量为219.307mg/kg,比对照增加24.032%;中量沼肥处理的小白菜硝酸盐含量最低,为4.63 mg/kg,与对照相比降幅为52.23%.     

IC反应器处理低浓度有机废水的启动实验研究

对内循环厌氧反应器(IC反应器)在(33±O.5)℃下处理低浓度有机废水的启动特性进行了实验研究.结果表明:反应器经过59 d启动成功:当进水COD浓度为411.6 mg/L,HRT为0.8 h.相应的有机负荷COD为12.3 kg/(m3·d)时,其COD去除率能稳定在87%左右,日产气率15 m3/(m3·d)左右,出水VFA浓度HAc为41.2～43.6 mg/L;污泥床反应区COD去除量占总COD去除量的77%以上,远大于精细处理区;启动完成后,反应器底部形成了颗粒污泥,镜检发现颗粒污泥表面分布着丝状菌,内部则以杆菌和球菌为主.     

电镀污泥热处理重金属的形态变化研究-Sposito法

电镀污泥中重金属的含量及其生物有效性是对环境的重要限制因素。采用改进的Sposito顺序浸提法考察了不同温度(200,400,600,800)℃焚烧电镀污泥残渣中重金属Cu、Ni的赋存形态分布特征。结果表明:焚烧处理具有显著的减量化效应,残渣中的Cu、Ni重金属呈现出富集效益,重金属Cu的残渣态为73.39%,低于Ni(93.03%)。形态分析表明,随着焚烧温度的提高,生物可利用性形态含量呈现下降趋势,实现了不稳定态向稳定态的转化。     

城市污泥热解液相产物分析及焦油加氢精制

文章以乙酸钾为催化剂,利用间歇式反应釜热解制备城市污泥的液相产物。采用CH_2Cl_2萃取分离液相产物中的油相(焦油)和水相,并进一步对焦油加氢精制获取轻质油。结果表明:污泥单独热解时水相产物呈碱性,密度接近于水,低温90～300℃时焦油含量极少;温度增至400～500℃时,焦油和水相氨氮含量分别高达8.18%和7 990.80 mg/L。在污泥中添加不同种类生物质(花生壳、玉米秆、玉米芯、稻草)共热解后,焦油含量均显著增加,水相(木醋液)均呈酸性,其氨氮含量均下降。与污泥-花生壳共热解制备的焦油相比,加氢精制的轻质油为密度和运动粘度显著降低的浅黄色液体,胶质和沥青质含量明显减小,汽、柴馏分总收率高达86.1%,硫氮含量降低,净热值增大。通过色谱质谱联用仪测定木醋液,其有机物主要包含酚类、酮类。     

造纸污泥干化及焚烧系统污染物排放特性

结合工程实际,采用桨叶式污泥干燥机对污泥进行干燥,采用鼓泡式流化床焚烧炉对污泥和纸渣进行焚烧处理,研究了干燥焚烧系统的污染物排放,以及焚烧过程中煤的混烧与否对污染物排放的影响.研究发现,污泥干燥过程将释放出烷烃、苯和低级脂肪酸等易挥发性有机气体以及NH3、HCl和HCN等无机污染气体.在导热油温为180℃时,干燥水蒸气的冷凝液化学需氧量(COD)为113.6 mg/L.混煤燃烧后常规污染物和二恶英的排放浓度均显著降低,CO质量浓度由574.8 mg/m3降至144.5 mg/m3,二恶英国际当量浓度由0.144 ng I-TEQ/m3降至0.04 ng I-TEQ/m3;将焚烧飞灰进行重金属渗滤液浓度检测,其结果远低于国家标准GB 5085.3-1996规定的危险废物浸出液最高允许浓度值.     

垃圾和污泥共燃过程中重金属的赋存迁移规律

采用热力学平衡计算方法,研究了垃圾和污泥焚烧过程Cu、Mn、Zn重金属的迁移规律,考察了温度、HCL、S以及焚烧中污泥水分高低对重金属迁移特性的影响.研究结果表明:除焚烧温度外,HCl是影响重金属迁移的主要因素,HCl的存在会促进难挥发重金属(Cu、Zn)低温时就挥发出来;污泥含水率的降低会增加氯化锌的挥发量,但影响较小,含水率由72％降至12％,氯化锌百分含量增加不到5％.     

漳河上游表层沉积物重金属形态与风险评价

为揭示漳河上游表层沉积物重金属的污染特征，测定了32个点位样本的Cr、As、Cd、Pb形态和含量，采用次生相与原生相比值法和风险评估编码法评估潜在生态风险，相关性分析用以分析重金属来源。结果表明，重金属Cr、As、Cd、Pb的平均含量分别为91.51±24.30、9.81±3.05、0.12±0.05、18.30±5.43 mg/kg,仅Cd平均含量未超过背景值；Cd可交换态占比大于Cr、As、Pb,生化活性相对较高；重金属潜在风险依次为Cd>Pb>As>Cr,风险集中在浊漳源头及清漳西源；4种重金属主要来源于矿产开采，采矿活动贡献了重金属含量和潜在风险。     

低水力负荷下培养的好氧颗粒污泥释磷特性

为研究在低水力负荷下培养的好氧颗粒污泥的破胞释磷特性,以厌氧颗粒污泥为接种污泥,使用SBR反应器在水力负荷为0.4~1.02kg/(m~3·d)的条件下培养具有脱氮除磷能力的好氧颗粒污泥,设置静置、热解、酸解、碱解和搅拌五种条件,分析每种条件下其上清液中磷氮浓度的变化趋势并得出最佳释磷条件。结果表明,在静置条件下PO_4~(3-)-P净增长可达到5.02mg/L;热解条件下在60℃时PO_4~(3-)-P净增长可达到36.057mg/L;酸解条件下当pH=3时PO_4~(3-)-P净增长可达到12.097 mg/L;碱解条件下pH=10时PO_4~(3-)-P净增长可达到19.732mg/L;搅拌条件下在100r/min时PO_4~(3-)-P净增长可达到约23.641mg/L。对比分析五种不同条件可知,温度和碱解对低水力负荷下培养的好氧颗粒污泥破胞释磷的影响最大。研究成果为减少污泥量及磷的资源回收提供了理论依据。     

弱还原性气氛中碱金属盐对煤灰沾污特性的影响

将碱金属盐添加剂折算为对应的碱金属氧化物加入不同种类的煤灰中,在弱还原性气氛中进行烧结实验以研究煤灰沾污特性.结果表明:天池能源煤具有较强的沾污特性,这是因为其煤灰中Na元素含量较高;煤灰中加入碱金属盐可以明显促进煤灰的烧结,降低煤灰的初始沾污温度;煤灰的沾污特性受到碱金属盐与灰样中固有矿物成分的共同作用;低温阶段Na基化合物对煤灰烧结特性的影响强于K基化合物,而高温阶段则是K基化合物的影响更强.