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.     

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.     

微波热解污泥影响因素及固体残留物成分分析

为探究不同热解条件下污泥微波热解的特性,考察了微波功率、污泥含水率以及吸波物质添加量对污泥热解过程及固体残留物的影响,利用响应曲面法优化了污泥微波热解的条件并分析了污泥热解固体残留物的成分.结果表明:当微波功率为1 880 W、污泥含水率为79.7%、吸波物质添加量为0.48 g时,响应曲面法预测最高污泥热解效率为77.4%,实际测得污泥的热解效率为77.5%.污泥热解固体残留物中灰分和固定碳比例较大,主要无机成分为Si O2、Al2O3、Fe2O3、Ca O等氧化物,适宜进一步材料化利用.     

污泥处置过程中主要有机污染物生成及迁移转化规律

多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)等有机污染物广泛存在于各种污泥中.污泥主要有填埋、堆肥、焚烧和热解等处置方法,各种处置方法在无害化处理、资源化、能源化利用方面各有侧重,而有机污染物的消除是污泥无害化处理的重要内容,也是污泥资源化、能源化利用的基础.从污泥不同处置技术入手,系统总结了现有的处置技术中各主要有机污染物生成、迁移及转化规律.生物降解作用是填埋和堆肥技术中有机污染物减少的主要因素.焚烧过程中二噁英的产生量与温度、氧含量、氯含量、颗粒物表面的金属离子等因素密切相关,污泥热解过程中PAHs的生成机理为狄尔斯-阿尔德反应机理,加热温度、加热方式和添加剂均会影响热解油中PAHs含量,在此基础上指出了污泥处置技术的研究热点在于优化处置过程的控制参数,达到有效减少和抑制有机污染物的生成的目的,进而实现污泥资源化和能源化利用.     

微波-碱热水解剩余污泥的破解研究

研究了在密闭体系下,采用微波辐照与碱联合处理剩余污泥过程中污泥性质的变化.实验表明,密闭条件下微波辐照与碱联合处理可以加剧污泥的破解,使污泥中的物质释放到液相中.在微波辐照功率为800 W、辐照时间为110 s、每克悬浮固体(SS) NaOH投加量为0.14g时,SS去除率达到46％;处理后污泥中溶解性有机物浓度明显增...     

微波辐照与碱联合应用实现剩余污泥减量的实验研究

采用序批式活性污泥法(SBR),对微波辐照与碱联合实现污泥减量进行了研究。结果表明,在微波辐照功率800 W,辐照时间120 s,每克SS投加NaOH 0.16 g,每天处理的污泥分别为反应器内污泥的5%、10%、15%时,污泥表观产率系数分别减少18%、26%、38%。虽然随着污泥处理比例的增大,处理系统出水SCOD略有增加,但处理系统仍能保持其生物处理能力,SCOD去除率在82.4%~84.2%,对系统的生物处理能力影响不大。两系统对NH4+-N去除率均在94.6%~95.9%,微波辐照与碱联合处理系统的硝化能力没有受到太大影响。污泥分解后,磷释放到溶液中,返回至生物系统,使出水的TP浓度有所增加。     

微波辐照与碱联合应用实现剩余污泥减量的实验研究

采用序批式活性污泥法(SBR),对微波辐照与碱联合实现污泥减量进行了研究。结果表明,在微波辐照功率800 W,辐照时间120 s,每克SS投加NaOH 0.16 g,每天处理的污泥分别为反应器内污泥的5%、10%、15%时,污泥表观产率系数分别减少18%、26%、38%。虽然随着污泥处理比例的增大,处理系统出水SCOD略有增加,但处理系统仍能保持其生物处理能力,SCOD去除率在82.4%~84.2%,对系统的生物处理能力影响不大。两系统对NH4+-N去除率均在94.6%~95.9%,微波辐照与碱联合处理系统的硝化能力没有受到太大影响。污泥分解后,磷释放到溶液中,返回至生物系统,使出水的TP浓度有所增加。     

微波-碱热水解剩余污泥的破解研究

研究了在密闭体系下,采用微波辐照与碱联合处理剩余污泥过程中污泥性质的变化。实验表明,密闭条件下微波辐照与碱联合处理可以加剧污泥的破解,使污泥中的物质释放到液相中。在微波辐照功率为800W、辐照时间为110s、每克悬浮固体(SS)NaOH投加量为0.14g时,SS去除率达到46%;处理后污泥中溶解性有机物浓度明显增加,SCOD增至2 487mg/L,比单独微波处理的190mg/L增加了约12倍。污泥破解后,污泥溶液中的TP、TN质量浓度明显增加,分别增加了1.45倍和1.7倍。污泥中的蛋白质、多糖等成分释放到溶液中,与单独微波相比,蛋白质和多糖的浓度分别增加了7.9倍和0.89倍。污泥破解后,释放出的脂肪酸与污泥中的碱反应,使污泥溶液的pH由10.5降至9.1。     

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.