城市污泥中重金属稳定性的研究

对抚顺三宝屯污水处理厂的剩余污泥进行厌氧消化实验,考察厌氧消化系统中重金属的稳定性。结果表明,厌氧消化工艺对重金属有很好的稳定效果,其中,锌的稳定态含量由40%上升到了50%;铜、铅、镉的都超过了90%;镍的变化很小,稳定态含量依然在35%左右,由于其含量很少,所以不会对环境造成很大的影响。     

水处理污泥陶粒的制备及其对重金属的固定

以湿态水处理污泥作为主要原料,混合粉煤灰和集料尾泥制备了陶粒,陶粒烧成过程模拟了回转窑工况条件。结果表明:当污泥掺入量较高时,污泥中有机成分的高温分解使陶粒坯体有较强的烧胀作用。当陶粒坯体中污泥质量含量为50%、粉煤灰和集料尾泥分别为25%时,1040℃短时烧结后的陶粒样品具有较为理想的轻集料性能,其堆积密度为760 kg/m3,筒压强度为5.2 MPa。浸出实验表明:随着污泥掺量的增加,从陶粒中浸出重金属离子量的增加幅度较小。这说明陶粒结构对污泥中的重金属有较强的稳定和固定作用,污泥陶粒的使用不会对环境造成二次污染。     

基于厌氧消化的剩余污泥细胞破壁预处理技术研究进展

厌氧消化作为一种重要的污泥资源化处理技术,目前被广泛应用。但由于污泥细胞中大量有机质无法释放而被有效直接利用,造成剩余污泥厌氧消化速率及效率均较低的后果。基于提高剩余污泥中胞内有机质的高效释放,论述比较了不同预处理方法对污泥细胞的破壁效果及其对剩余污泥厌氧消化效果的影响。     

永州某高泥细粒贫赤铁矿选矿工艺研究

针对永州某地高泥细粒的贫赤铁矿采用选择性絮凝脱泥-强磁抛尾-阳离子反浮选组合新技术进行了选矿工艺研究。试验结果表明, 原矿经聚丙烯酰胺絮凝脱泥, 磁场强度960 kA/m下强磁选别, 得到含铁55%、回收率为85%的磁铁精矿; 后经GE-609A阳离子反浮选, 获得了品位为59.8%、回收率为94.2%的铁精矿。     

中细粒全尾砂静动态絮凝沉降规律试验研究

为探究给料速度、泥层沉降速率、底流质量浓度和屈服应力等多因素耦合条件下中细粒全尾砂絮凝沉降规律，在静态絮凝沉降试验的基础上，利用自主研发的连续浓密测试系统模拟立式砂仓内尾砂的动态絮凝沉降过程。研究结果表明，不同砂浆质量、不同絮凝剂添加量条件下，静态絮凝沉降曲线均呈现出先快速下降后基本趋于水平的形态；在给料速度为0.6 t/(m²·h)时，动态絮凝沉降的底流质量浓度最高；底流质量浓度与底流屈服应力呈正相关关系，与泥层沉降速率呈负相关关系，并随着给料速度的增加而增大；絮团通过紊流区后呈现先加速沉降后稳定沉降的规律。研究结果指导了某矿实现了立式砂仓絮凝浓密中细粒全尾砂的工业应用。     

某细粒铁矿石磁选-选择性絮凝脱泥研究

对某细粒铁矿石开展了磁选-选择性絮凝脱泥试验研究。结果表明, 矿石中磁铁矿为中细粒嵌布, 赤铁矿为微细粒嵌布, 二者嵌连关系紧密; 采用磨矿-强磁选, 可脱除TFe品位7.57%、产率49.40%的尾矿; 将磁选精矿细磨至-0.037 mm粒级含量98.64%, 在矿浆pH值11.6、矿浆浓度34.6%、腐殖酸钠用量0.5 g/L条件下进行四段选择性絮凝脱泥, 可脱除TFe品位12.20%、作业产率31.20%的矿泥。通过磁选-选择性絮凝脱泥大幅提高了反浮选的入选品位、降低了矿石处理量。     

浮选中煤絮凝浮选试验研究

针对磨矿后微细粒煤泥,进行了选择性絮凝-浮选分离试验研究,分析比较了絮凝浮选与常规浮选试验浮选速率,并分析了PAM对煤泥絮凝浮选动力学的影响。结果表明:絮凝浮选可显著提高浮选速率、缩短浮选时间,与常规浮选相比,PAM可以明显节省捕收剂用量,随着PAM用量增加,絮团中夹带的高灰细泥增加,精煤灰分随之增加;利用Origin软件对试验结果模型拟合,得出经典一级动力学模型是絮凝浮选最合适的模型。     

兰炭粉末对剩余污泥浓缩脱水的影响及机理探究

以陕西榆林高挥发分烟煤在中低温条件下干馏热解所得的兰炭粉末对污水处理厂剩余污泥进行调理,在对兰炭粉末及其调理前后城市污泥理化特性分析的基础上,研究经兰炭粉末调理后城市污泥的沉降、浓缩、脱水性能的改善,并通过Zeta电位、显微镜、扫描电镜、红外光谱分析,探讨了兰炭粉末调理污泥的机理。实验结果表明:兰炭粉末按质量比(兰炭粉末/干污泥)为250%投加时,污泥过滤比阻由3.22×1013m/kg降到了4.33×1011m/kg,沉降速率由3.0mL/min提高到了34.3mL/min,污泥浓缩含水率也从98.6%降到了91.2%,滤饼含水率从87.8%降到了63.6%,污泥的热值从10.68MJ/kg提高到21.77MJ/kg。兰炭粉末调理污泥的机理主要是通过吸附作用改善污泥絮凝性能,在抽滤过程中通过构建骨架结构以保持泥饼的高渗透性,减弱污泥亲水性,增强污泥疏水性。     

石矿尾泥与市政污泥制备高强陶粒试验研究

为拓展建筑石矿尾泥的资源化利用途径,开展了以新开元尾泥为主要原料、市政污泥及石灰石为添加剂制备高强陶粒的烧制试验,考察了原料组成及焙烧制度对陶粒堆积密度、吸水率、筒压强度等性质的影响。结果表明:在预热温度500℃、预热时间20 min、焙烧温度1 130℃、焙烧时间10 min时,以石矿尾泥80%、市政污泥10%及石灰石10%为原料,可以制得堆积密度760 kg/m3、吸水率2.6%、筒压强度10.3 MPa的高强陶粒;在高温焙烧阶段添加市政污泥,可以促进孔隙的形成,降低陶粒的密度,促使陶粒轻质化;石灰石的添加兼具造气和助熔的作用。     

酸碱预处理对水稻秸秆厌氧消化中重金属释放的影响

为探究含重金属秸秆类生物质厌氧消化的可行性, 以酸碱预处理后水稻秸秆为消化底物, 探究其厌氧消化特性及重金属释放规律。研究结果表明, 经6%NaOH预处理的水稻秸秆厌氧消化沼气产量达446.3 mL/gVS, 秸秆中Cd、Pb、Cu和Zn的释放率分别达到96.08%、89.55%、86.95%和92.82%; 经3%H₂SO₄预处理的水稻秸秆沼气产量为396.9 mL/gVS, 秸秆中Cd释放率为93.96%, 而Pb、Cu和Zn释放率均低于80.00%。碱预处理降解秸秆中木质素, 酸预处理降解半纤维素, 厌氧消化降解利用木质纤维素等过程实现了水稻秸秆中重金属的高效释放。化学预处理尤其是NaOH预处理水稻秸秆可以促进其厌氧消化产沼气和重金属释放, 实现含重金属生物质的安全处置和资源化利用。     

污泥厌氧发酵-硫酸盐还原菌耦合体系产电性能和处理酸性矿井水的研究

为原位治理高硫煤矿区酸性矿井水,建立微生物燃料电池污泥厌氧发酵-硫酸盐还原菌耦合体系,考察了电极类型、阳极面积、极间距、离子浓度对产电性能和处理酸性矿井水中的硫酸盐效果的影响。单因素试验结果表明,碳布为阳极、极间距适中(3 cm)时,产电最佳;阳极面积越小、NaCl浓度越高,功率密度越大;硫酸根去除率的最佳条件为：碳布为阳极、极间距为5 cm、离子浓度适中,阳极面积越大,对硫酸根去除率越高。以硫酸盐去除最佳条件构建单室无膜碳片为阳极的耦合产电体系,所产生的最大功率密度为2.093 3 mW/m 2,10 d后污泥的COD去除率为43%,废水SO 2-4的平均去除速率达194.4 mg/(L·d -1),最高去除率为64%,比开路时的SO 2-4去除率提高24%。污泥厌氧发酵-硫酸盐还原菌耦合产电体系可同时实现降解剩余污泥和处理含SO 2-4废水。     

废铅酸蓄电池胶泥的低温熔盐还原固硫熔炼工艺研究

提出了一种废铅酸蓄电池胶泥低温熔盐还原固硫熔炼新工艺, 该工艺以次氧化锌作固硫剂, 焦粉为还原剂, 在800～900 ℃的工业纯碱熔体中还原熔炼废铅酸蓄电池胶泥, 实现了再生铅的低温、低碳、清洁冶炼。在理论分析的基础上, 研究了工艺条件对熔炼过程的影响。结果表明, 在纯碱质量为固态物的2.835倍、固硫剂为理论量的1.1倍、还原剂为胶泥的16%、熔炼温度为880 ℃的最优条件下, 获得很好的冶炼指标: 铅的直收率和总回收率分别为96.64%和98.06%, 氧化锌固硫率为94.70%。新工艺具有低温、低碳、低耗、高效、清洁和过程简单等优点, 对废铅酸蓄电池胶泥及铅烟尘等再生铅原料的清洁冶炼和原生铅(锑、铋)的清洁冶金均具有重要意义。     

高炉喷吹用煤燃烧过程中氯的析出特性

高炉喷吹用煤在低温燃烧和风口条件下高温快速燃烧过程中氯元素的析出特性差别很大。为对比其差别,对煤燃烧过程中氯的析出机理进行了热力学分析,并试验研究了高炉喷吹用煤低温燃烧过程中氯的析出特性,分析了温度、时间和空气流量对其影响规律。结果表明,低温燃烧条件下,高炉喷吹用煤氯的析出率受温度影响显著。在300～600 ℃内随温度上升,氯的析出率迅速增加,600 ℃时,氯析出率高达90%。继续升温至800 ℃以上时,氯析出率有所减缓;随燃烧时间的延长,煤中氯析出率增大;在500~700 ℃固定温度下,煤粉燃烧过程中氯的析出属于零级反应,其析出的表观活化能Ea为6 691.1 kJ/mol、频率因子k0=3.562;氯的析出率随空气流量的增加缓慢增加。高炉喷吹用煤粉在风口高温快速燃烧时氯的析出率仅在50%左右,远低于其在低温燃烧时氯的析出率。煤粉在高炉中燃烧时部分氯元素滞留在未燃煤粉中,故高炉生产建立煤粉中氯元素检测制度,并使用低氯煤进行喷吹。     

W火焰锅炉无烟煤煤粉气流着火特性

针对采用缝隙式燃烧器的600 MW超临界W火焰锅炉进行了热态试验研究,着重考察了不同工况下无烟煤煤粉气流的着火特性。试验结果表明,煤粉气流着火特性受燃烧器配风和煤粉浓度影响较为敏感。较低的一次风速可以显著缩短浓相煤粉气流着火距离,在1 m左右可以稳定的着火;二次风应在煤粉气流着火后补入,过大或过小的二次风均容易引起燃烧恶化;无烟煤煤粉气流的燃烧宜采用较高的煤粉浓度,煤粉浓度提高至1.0 kg/kg后浓相煤粉气流的着火更加稳定。控制合适的煤粉气流着火距离对W火焰锅炉运行非常重要,着火延迟距离过大后会引起火焰中心的下移从而容易造成冷灰斗区域的温度过高。     

腐殖酸对污泥中重金属的稳定化研究

为分析腐殖酸对高重金属含量污泥的稳定化处理效果,采集某电镀厂污泥,以腐殖酸和高温改性腐殖酸为稳定剂,采用TCLP（美国环保局推荐的标准毒性浸出方法）分析腐殖酸和高温改性腐殖酸对污泥中重金属Cr、Cd、Zn和Pb的稳定化效果。结果表明：腐殖酸和高温改性腐殖酸的投加量分别为1 g和1.5 g,振荡时间为12 h,重金属的稳定化效果最好,浸出液中重金属的含量最低。重金属形态分析结果表明：加入腐殖酸和高温改性腐殖酸稳定后重金属主要以残渣态为主,不稳定态的含量较少。腐殖酸和高温改性腐殖酸的扫描电镜图片显示,高温改性腐殖酸具有细长针状结构,整体呈不规则的多孔结构。高温改性腐殖酸对电镀污泥中重金属的稳定化效果更好。     

高温、高湿矿井中风流热力动力变化规律及热阻力的研究

根据热力学、热流体学和流体力学等基本理论，结合高温、高湿矿井的风流运动特征，推导出适合于高温、高湿矿井的风流运动基本理论方程组，并引入热阻力概念及推导出热阻力的计算公式．最后，结合某高温工作面实测参数进行分析，进一步说明了高温、高湿矿井中热湿源对风流运动的影响不可忽视．     

落地油泥热化学清洗法实验研究

为实现油田落地油泥的资源化和无害化处理,针对西部某油田落地油泥开展了热化学清洗法实验研究。使用复配表面活性剂QXJ-1作为化学清洗剂,室内开展了各种工艺参数对清洗效果的影响评价。结果表明,当化学清洗剂浓度为3.0g/L,反应温度为60℃,搅拌时间为30min,搅拌强度为100r/min,pH值为7,泥水比为1:4时,油泥残油率最低,清洗效果最好。落地油泥经最佳工艺条件下处理后残油率可降低到0.4%,回收原油含水率为0.5%。说明该热化学清洗法对落地油泥具有良好的清洗效果,为油田落地油泥的高效回收处理提供了一种参考。     

固体生物质燃料中氮的测定方法改进探讨

固体生物质燃料及其原料中氮含量的准确测定,对于指导生物质燃料的生产及控制大气污染具有重要的意义。采用凯氏定氮法测定固体生物质燃料中氮含量时,样品的消化催化剂中含有硫酸汞和硒粉等有毒成分,其大量使用易导致环境污染的风险。探讨采用硫酸铜作为催化剂以替代硫酸汞与硒粉并将其用于消化固体生物质燃料样品,针对催化剂量及消化温度等条件进行试验,探讨消化温度与消化时间的关系、不同消化温度下检测结果的精密度、催化剂用量对检测结果的影响以及预烘干法对消泡的作用。通过对样品的含氮量进行国标方法及改进方法的对比测定分析,并对检测数据进行差异显著性统计量t值校验,证明2种方法的检测结果无显著差异。试验结果表明,固体生物质燃料样品经110℃预处理除去水分、以硫酸铜替代硫酸汞与硒粉作为催化剂、采用浓硫酸在390℃温度下进行消化时能缩短消化时间,且采用改进方法测定生物质中氮含量的结果符合国标方法对精密度的要求。