微波诱导热解污泥制备吸附剂的研究

为实现污泥的资源化,用微波诱导热解污泥制备污泥吸附剂.采用碘值分析、扫描电镜分析和处理模拟染料废水的方法研究微波功率、投炭量和微波辐照时间对污泥吸附剂吸附性能的影响.通过实验得到该法制备污泥吸附剂的最佳工艺参数为:微波功率400 W,投炭量0.25%,微波辐照时间8 min,该条件下所得吸附剂碘值为303.73 mg/L,平均孔径为2.88 nm,总孔、中孔、微孔孔容分别为0.422 mL/g、0.203 mL/g、0.150 mL/g,比表面积为308.1 m2/g,处理雅格素蓝(BF-BR)和碱性品红模拟染料废水的脱色率分别达到75%和95%以上.微波诱导热解污泥制备污泥吸附剂技术可行且具有很好的应用前景.     

微波热解污泥及产物组成的分析

目的研究了微波辐照热解污泥的产物组成与结构,探索进行污泥有效处理和利用的技术方法.方法利用微波加热均匀、高效快速的特点,以微波为热源,对污水处理厂的污泥进行微波热解处理,并采用气相色谱和气/质谱联用分析等方法对热解生成的气、液产物的组成和化学结构进行分析.结果微波直接辐照污泥仅达到对其干燥的效果.在污泥中加入吸波介质,可实现污泥高温热解的目的.在污泥热解生成的气体产物中CO和H2总的质量分数最高可达72%,可以作为洁净的燃料气体使用和合成气的原料.热解生成的液体产物可分为水相和油相,油相的主要成分是脂肪族类化合物占42%左右,单苯环类物质占22%,可以直接作燃料油使用,也可以经分离得到化工产品.结论采用微波辐照热解的方法不仅可以对污泥进行有效处理,而且还可以实现其资源化有效利用.     

响应曲面法优化污泥颗粒干化分析

降低污泥的含水率与体积对污泥的运输和处置具有重要意义,对造粒后的污泥颗粒在热干化与微波辅助干化过程中的水分和粒径进行分析,采用原含水率在80％～85％的离心脱水污泥为研究对象,分别以污泥减容率、污泥含水率降至40％为评价指标,采用Box-Behnken响应曲面法考察了添加剂的添加量、物料质量、微波加热时间与污泥直径对活性污泥的干化过程造成单独作用及交互作用的影响.实验结果表明,添加氧化钙对污泥造粒效果有一定提升;污泥减容率提升的最佳条件为:氧化钙质量分数为3.94％、直径为3.05 mm、微波加热时间为0.85 min.污泥含水率降低的最佳条件为:氧化钙质量分数为3.95％、直径为3.27 mm、微波加热时间为3.98 min.     

传统热源与微波热源热解污泥特性的TG-FTIR分析

为了解不同热源作用下污泥的热解特性,实现污泥的资源化,采用TG-FTIR联用的分析方法对不同升温速率下污泥传统热解的失重特性和产物生成特性进行了研究,并与污泥微波热解对应的实验数据比较,探讨微波热解污泥的主要过程及特点.结果表明:微波热解的热重曲线与100℃/min升温速率的热重曲线相似,与缓慢热解时的3个阶段相比发生一定的交错.碳氢化合物热解过程中的脱羧基作用产生CO2,烷烃热裂解产生CH4,而未挥发的水分、CO2与污泥中焦炭的反应是CO的主要来源.微波热解条件下,微波能强吸收物质活性炭对CO和H2的产生有很大的贡献.     

城市污泥与玉米秸秆共热解重金属的形态变化

采用重金属简单连续提取法提取城市污泥与玉米秸秆共热解所得炭粉中不同形态的重金属,利用电感耦合等离子体质谱仪检测Cr,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb以及各重金属不同形态的含量,考察污泥秸秆共热解前后重金属形态的变化规律.结果表明:在不同热解条件下得到的炭粉,与热解前污泥比较,各形态重金属的可交换态和可动员态明显下降,在700℃热解温度下,残渣态比例明显增加到99%以上.随着秸秆添加量的增加,残渣态比例有所下降,但仅有0.01%～0.1%,且在30%的添加量下,残渣态比例下降最少.热解能使重金属由具有一定环境毒性的可交换态与可动员态转化为对环境基本无害的残渣态.     

微波高温热解污水污泥制备生物质燃气

为实现污水污泥安全处理处置及能源化的目标,提出一种微波高温热解污水污泥制备生物质燃气的方法.该方法通过在污水污泥中添加不同的微波能吸收物质(活性炭、SiC、石墨及固体残留物),实现污水污泥在微波场内的快速升温及高温热解.采用气相色谱(GC)、气质联用(GC-MS)等方法测定热解气组成、热值、H2S及含氮气体产率,以评价微波高温热解污水污泥制备生物质燃气效能与安全性.结果表明,污泥热解气主要由H2、CO、CO2、O2和CxHy组成,H2S及含氮气体的有效控制是该方法应用的关键.     

城市污水厂污泥热解制氢的实验研究

利用固定床热解反应装置,对城市污水处理厂的污泥进行了热解制氢试验.结果表明,随着温度升高,产气量增大、H2产量随之增加.当温度处于700～950℃时,H2大量产出,阶段最高产率达51.61%.污泥热解技术兼具能源回收和环保功能,是一项具有发展潜力的制氢技术.     

玉米秸秆微波热解研究

为了研究玉米秸秆形成可再生能源,通过热解可转化为液体燃料—生物油,利用微波加热,考察了玉米秸秆热解制备生物油的情况.结果表明:玉米秸秆的影响因素很多,包括微波功率、热解温度、时间、加料量、添加剂等;最优工艺条件为:当热解温度500℃、处理量0.3 kg/kW、热解时间15 min、堆密度大于0.40 kg/m3、碳的添加量为秸秆的5%~10%时,生物油产率最大,达到56%.     

剩余污泥低温裂解催化剂的筛选研究

通过考察Fe2O3、CuSO4、水泥、污泥灰份等物质对城市生活污水处理厂污泥低温裂解的影响,筛选出了能使污泥初始裂解温度由300℃下降到280℃的催化剂Fe2O3和CuSO4;研究了催化剂添加量对裂解产物的影响及在添加催化剂条件下污泥裂解产物随温度的变化,研究结果表明添加CuSO4条件下产油量可提高32.4%,添加Fe2O3条件下产油量可提高76.7%。     

城市污泥与玉米秸秆共热解制备吸附剂的研究

以资源化为目的,将城市污泥与玉米秸秆共热解,研究了热解条件和配比对固体产物吸附性能的影响.以徐州污水处理厂脱水污泥为原料,通过加入不同含量(0～70%)的玉米秸秆,在不同的温度下共热解制备出了含碳吸附剂.结果表明:在400～600℃范围内,吸附剂碘值随热解温度升高而下降,700℃时的碘值又明显升高;吸附剂的碘值随秸秆比例的增大而提高,而比表面积随热解温度和秸秆量提高而增大,最高达150 m2/g.吸附剂的孔径分布较宽,以中孔为主,微孔所占比例较小.总孔容随热解温度的升高而增大,随秸秆量增大而下降,但微孔比例上升.共热解法制备的吸附剂的碘值和比表面积与化学法制备的污泥吸附剂相当.     

城市污泥热解过程中重金属的形态转化模拟研究

利用重金属Cd,Cu,Zn和Pb的碳酸盐、可溶性盐（如硫酸盐、硝酸盐、氯化盐）或硫化物作为污泥中重金属的模拟化合物,在不同条件下对模拟化合物进行热解.通过对热解产物进行X-射线衍射分析,确定产物的组成,从而推断污泥热解时重金属的形态变化过程.结果表明：Cd的碳酸盐热解过程中向更加稳定的CdS发生转变;Cu的碳酸盐和硫化物生成Cu2S;Zn的离子交换态和Pb的碳酸盐与离子交换态热解之后均生成相应的氧化物和硫化物.     

基于正交试验设计的污泥低温热解条件优化

以杭州城市污水处理厂脱水污泥为原料,基于正交试验设计的理论基础,开展了污泥低温热解制取固、液、气三相燃料产物的反应条件优化研究.以三相产物的产率和热值为评价指标,确定了影响低温热解性能的因素主次关系依次为:热解终温、反应时间、升温速率;并获得了制取三相产物的最佳热解工况条件.影响污泥热解效率的因素多而复杂,正交试验设计方法可以简便、可靠地阐明各因素对污泥热解制取三相产物的影响程度并确定最佳组合,为该技术工艺的工业化实施提供可靠的运行参数.     

城市污水处理厂污泥的肥料化利用

随着世界工业生产的发展,城市人口的增加,工业废水与生活污水的排放量日益增多,污泥的产出量迅速增加,城市污水污泥是城市污水处理的副产品,为避免二次污染和有效利用污泥中的有效成分,污泥的处理已经成为全世界关心的问题.目前污泥的处理方式主要有填埋、投海、焚烧、肥料化利用.本文通过对污泥的几种处理方式的比较,认为将稳定化、无害化处理后的污泥作为一种有机肥料使用,将成为我国一种很有应用前景的污泥处置与利用途径.     

城市污水污泥的厌氧消化与厌氧堆肥

城市污水处理厂所产生的污泥，数量巨大，成分复杂，如何经济，有效的加以利用已成为目前环境科学中深为关注的课题之一。本文探讨了污泥资源化工作中厌氧消化和厌氧堆肥工艺的温度，时间，泥水比的最佳工艺条件，以实现污泥工业化利用。     

Preparation and microstructure of green ceramsite made from sewage sludge

A pilot study was conducted to produce high performance green ceramsite by using sewage sludge, fly ash and silt. According to the theory of Riley, the proportions of raw materials were chosen to perform the sintering experiments. Thereby, the optimum proportion of sludge, fly ash and silt and sintering parameters were determined. The microstructure of the optimized mixture and the leaching of heavy metal elements were also analyzed. The lab testing results show that sintering parameters have significant impact on the performance of ceramsite. For solid waste ceramsite with high loss of ignition, inadequate pre-burning process lowers the strength and increases the water absorption. Low water absorption can be achieved by the enameled surface and closed pore structure. The high performance green ceramsite has the density grade of 700, water absorption of 6% and compressive strength of 6.6 MPa. The ceramsite is mainly composed of cristobalite and mullite. The leaching of heavy metal elements from the solid waste ceramsite are lower than the limits required by the national standard. This study shows that the utilization of solid waste ceramsite as the light weight aggregate is feasible and safe.     

流化床内干化污泥燃烧污染物排放特性研究

采用小型电加热流化床焚烧实验台, 对干化污泥燃烧的污染物排放特性进行了研究. 实验通过改变干化污泥中水的质量分数(7.3%, 28.4%和41.5%), 不同的炉膛温度, 石灰石的添加以及污泥和煤混烧等多种工况对污染物的排放特性进行了研究. 研究结果表明, 当污泥含水质量分数由41.5%降为7.3%, CO和N2O的排放质量浓度分别提高了一倍和四倍; 相反, 丙烷、己烷和苯胺等有机污染物的排放质量浓度明显下降, NOx的排放质量浓度降低了70%; 煤对污泥燃烧二恶英的排放有明显抑制作用, 并且二噁英的排放质量浓度和HCl的质量浓度有很明显的关联; 此外, 石灰石能促进NOx生成, 但抑制N2O生成, 而对二恶英的排放质量浓度几乎没有影响     

银川市污水处理厂污泥处置及利用的探讨

银川市污水处理厂在处理污水的同时，产生了大量的副产品污泥，为了避免污泥的二次污染．需要进一步处置，针对污水处理厂污泥的处置及利用途径作了初步研究，提出宜采用农田利用的方法进行处置；工业源污泥的处置原则是综合利用，对于近期无法综合利用的污泥，可采用填埋的方法处理．这样既避免了污泥的二次污泥，又可以为农民提供较为廉价的有机农用肥．