微波高温热解污水污泥各态产物特性分析

将SiC及污泥本身的热解固体残留物分别添加到污泥中，实现污泥在微波场中的快速升温及高温热解，并对其液、气、固3态产物的特性及再利用价值加以分析。实验表明：添加SiC及固体残留物的污泥微波高温热解液态产物的热值可以达到37MJ／kg以上，多环芳烃（PAhs）含量低于5．37％；气态产物中H2和CO的体积分数在54％以上，热值达到9420kJ／m^3；添加热解固体残留物的污泥微波热解固态产物的比表面积达到305m^2／g.污泥微波热解产物的特性为其用作燃料和吸附剂提供了可能。     

碱土金属催化剂对不同污泥热解产物的影响研究进展

热解技术是实现污泥高效资源化的主要途径之一，污泥热解产物可用于制备重油、污泥炭及燃料气体。污泥热解产物组分复杂、目标产物难以控制而碱土金属催化剂可提高热解产物产率和质量，降低处理成本。通过文献调研，对比不同碱土金属化合物作为催化剂时对城市污泥、含油污泥、造纸污泥热解产物的影响及优化效果，分析了不同种类催化剂的优势与不足，为不同污泥高效催化热解资源化利用提供了依据和参考。     

微波法处理剩余污泥的研究进展

近几年来运用微波法处理剩余污泥成为研究热点,剩余污泥具有产量大,处理处置费用高等特点,并且当中含有包含大量未稳定的致病微生物与有毒有害元素,微波应用到污泥处理处置技术上,一方面会让污泥更高效的加热水解,脱水性能和厌氧消化性能得到改善;另一方面微波处理技术不需要投加任何化学药剂,不会对污泥的后续处理带来二次污染。本文总结了目前国内外微波处理污泥技术的一些具有代表性的研究成果,主要包括:微波热解污泥技术、微波破解污泥细胞壁技术、微波污泥脱水干化技术、微波辐照与碱联合处理污泥技术。并针对微波法处理处置污泥技术的发展前景提出了自身的见解,以期促该方法的工业化推广应用。     

铜系催化剂对市政污泥热解特性的影响

利用催化热解技术提取污泥中的有机质,考察了热解温度、热解时间以及金属盐催化剂和CuO/剩余污泥复合催化剂对有机质产率的影响,同时对污泥热解产物的成分进行检测。结果表明,3种铜盐及CuO/剩余污泥复合催化剂均能使污泥热解温度降低,4种催化剂的催化作用大小依次为:CuO/剩余污泥复合催化剂CuCO_3Cu(NO_3)_2CuCl_2。CuO/剩余污泥复合催化剂质量分数为2%时,产油率为27. 72%。CuO/剩余污泥复合催化剂扫描电镜图和XPS测定结果显示污泥灰份表面不光滑,其形貌呈不规则孔道结构,表面载有不规则的CuO,偶有团聚现象,而且颗粒与颗粒之间存在不规则的空隙,该形貌结构特点为热解过程提供了有效的传质空间,有效增加了催化剂活性。     

市政污泥热解技术及其影响因素研究进展

我国市政污泥产量巨大,其处理处置与资源化关系着我国环境卫生的健康发展。市政污泥热解技术可以使污泥热解产物再利用从而实现资源化,已成为市政污泥处置的研究热点之一。本文主要介绍了微波热解、高温热解、低温热解等三种主要市政污泥热解技术,概括了热解温度、升温速率、停留时间、热解压力、催化剂、物料性质等对污泥热解产物特性的影响。对于填埋多年的存余污泥,对其热解规律及资源化可行性进行了分析。最后基于市政污泥热解技术的发展和存在的问题,对将来的研究趋势和方向提出了建议和总结。     

市政污泥热解技术及其影响因素研究进展

我国市政污泥产量巨大,其处理处置与资源化关系着我国环境卫生的健康发展。市政污泥热解技术可以使污泥热解产物再利用从而实现资源化,已成为市政污泥处置的研究热点之一。本文主要介绍了微波热解、高温热解、低温热解等三种主要市政污泥热解技术,概括了热解温度、升温速率、停留时间、热解压力、催化剂、物料性质等对污泥热解产物特性的影响。对于填埋多年的存余污泥,对其热解规律及资源化可行性进行了分析。最后基于市政污泥热解技术的发展和存在的问题,对将来的研究趋势和方向提出了建议和总结。     

剩余污泥脱水预处理技术研究进展

剩余污泥脱水实现减量化是后续处置的关键。利用CiteSpace分析了国内外剩余污泥脱水领域的研究方向，综述了化学调理和氧化（酸/碱预处理、药剂调理、氧化预处理等）、物理预处理（微波、超声、水热、冷融、电渗透等）及生物预处理等预处理技术强化剩余污泥脱水的机理和效果。最后，基于碳中和背景下，提出剩余污泥脱水前处理技术的发展方向，以期为污泥脱水工艺选择和研发提供有效的科学支撑。     

含油污泥微波处理效果影响因素分析实验

从实验的角度来研究功率,时间,微波添加辅助物对微波处理含油污泥的影响。首先,通过含油污泥不加活性炭同功率不同时间下的实验,研究在不添加辅助物时微波时间功率对产物的影响规律以及产物分析。其次,在添加活性炭的基础上再通过实验来研究微波加热功率和加热时间对含油污泥处理效果的影响并对产物进行分析。最后,对比添加活性炭和不添加活性炭两种条件下微波处理效果进行对比,在含油污泥中加入活性碳（吸波介质）,增强了含油污泥的吸波强度,提高了微波热解的温度,导致含碳有机物裂解,大大提高了微波处理含油污泥的有效性。     

剩余污泥减量及强化生物脱氮除磷的水处理装置和方法

一种剩余污泥减量及强化生物脱氮除磷的水处理装置：一生物反应池连接一进水口,该生物反应池为A2/O-MBR工艺,自进水口的一端依序为厌氧池、缺氧池和好氧-膜生物反应池,厌氧池中设有厌氧池搅拌器,缺氧池中设有缺氧池搅拌器,好氧-膜生物反应池内设有膜组件,膜组件的底部连接一曝气器,膜组件的上方连接一膜出水抽吸泵;利用微波-碱-过氧化氢进行剩余污泥处理,A2/O-MBR 污泥进入污泥调节池,污泥经调节后进入微波反应器;经微波处理后污泥进入除磷沉淀池;除磷沉淀池中设有搅拌器,经除磷沉淀后污泥处理上清液通过管路连接至生物反应池的缺氧池,作为内碳源回流。本发明还公开了利用上述水处理装置进行污水处理的方法。     

生物质微波催化热解制备高值产品的研究进展

生物质微波热解具有反应速率快、能量利用率高等优点,但存在产物选择性不高、品质较低等问题,结合催化剂使用,具有制备高值产品的应用潜力。本文对生物质微波催化热解的研究进展进行了综述,介绍了微波催化热解的机理、反应体系、热解产物等对制备高附加值产品的影响。简述了微波催化热解的机理,从原料、微波吸收剂、催化剂三个方面对微波催化热解体系进行讨论,介绍了不同种类原料对产物产率的差异、不同催化剂对于产物选择性的区别。分析了不同提高产物产率和选择性的方法,指出优化和改善催化剂特性使其具备复合功能、开发大型微波反应器、产物定向富集和转化是目前仍需解决的问题。为生产富烃生物油、高性能生物炭等产品,进而推广到工业应用提供参考。     

城市污水污泥低温催化热解制油研究

污泥低温催化热解是一项具有污泥处理与能源回收双重性质的资源化技术。本文采用低温热解技术处理城市污水污泥,比较了在有/无催化剂条件下,停留时间和反应温度对热解产物产率及特性的影响。结果表明,催化剂的使用提高了污泥热解油的产率和品质,降低了产炭率。最大产油率所需的最优温度从450℃下降到400℃,最大产油率从34.53%增加到38.71%。     

Investigations into the characteristics of oils produced from microwave pyrolysis of sewage sludge

GC–MS was used to determine the main components of high temperature oils obtained from the microwave pyrolysis of sewage sludge under different conditions. The effect of a multimode and a singlemode microwave oven and graphite and char as microwave absorbers on the pyrolysis process was investigated. The pyrolysis of sewage sludge was rapid with both absorbers, temperatures of up to 1000 °C being reached within a few minutes. Although the qualitative composition of the pyrolysis oils was the same for both microwave ovens and absorbers, certain quantitative differences were observed. For example, the use of graphite instead of char produced more cracking in the large aliphatic chains, a higher proportion of 1-alkenes than alkanes and an increase in the proportion of monoaromatics. The multimode microwave oven also favoured cracking and dehydrogenation reactions to a greater extent than the singlemode microwave oven. Compared with the electrical furnace, microwave-assisted heating required shorter times for pyrolysis. Moreover, the microwave pyrolysis oils were more aliphatic and oxygenated and did not contain environmentally harmful compounds such as heavy PAHs. Conversely, the pyrolysis of the sludge at high temperatures using conventional methods gave rise to an oil rich in PAHs including compounds such as benzo[e] and benzo[a]pyrene and benzo[ghi]perylene with 5 or 6 aromatic rings.     

固体废弃物微波技术处理及其资源化

随着国民经济的快速发展,废旧橡胶轮胎、废旧塑料、废旧纤维素以及污泥等固体废弃物的量迅猛增加,固体废弃物的处理和资源化已迫在眉睫。在固体废弃物的处理及资源化过程中,微波技术具有加热速率快、加热均匀和固体废弃物有价值资源的选择性好等优点。采用微波技术处理废旧橡胶轮胎时,产物中的液体有机物选择性比较高,对炭黑和钢丝等物料的回收也比较简单,国外已有日均处理(6 000~7 000)条废旧轮胎的工业化生产线,可以实现废旧轮胎100%资源化再利用;在废旧塑料聚丙烯中添加石墨等微波吸收物质,然后进行微波技术处理,烯烃类组分的液体产物可以达到48.16%;废旧纤维素及其制品可以在较低温度下进行微波处理,废纸在200℃进行微波裂解可以获得15%的裂解气、42%的裂解油和43%的炭黑;含油污泥进行微波技术处理不但可获得液体有机物,还能够实现污泥的油水分离。因此,采用微波技术处理固体废弃物是一个废物的减量化、无害化和资源化过程,具有很好的应用前景。对近年来采用微波技术处理这些固体废弃物及其资源化的研究进展进行总结和评述,以期对我国固体废弃物处理和资源化的发展提供参考。     

污泥热解残渣中重金属形态分布的研究进展

目前,我国城市及工业污水产生量已达7.34×10¹⁰ t/a,对其处理产生的污泥量达7.29×10⁷ t/a。污泥的主要去向为土地利用、焚烧发电和建材利用等。在这些再利用过程中,重金属特别是Cr、Cu、Zn、Ni等对其再利用影响较大。污泥处理多采用热解处理,重金属在处理过程中会富集在热解残渣中。阐释重金属在热解残渣中的形态分布,对于其再利用过程意义重大。本文以改进的欧共体物质标准局(BCR)连续提取法为基础,总结了污泥热解残渣中重金属的形态分布,阐述了热解工况(热解温度、停留时间、催化剂)、共热解及预处理对热解残渣中重金属形态分布的影响,探讨了污泥热解残渣中重金属未来的研究趋势。     

基于微波诱导定向加热的污泥新型热解方法能耗分析

针对现有污泥热解技术耗时耗能、炭性能受限等难题，提出微波诱导协同热解的新型技术思路，即仅先用常规初级热解获得微波强化吸收的热解基体，再用微波诱导其高能位点效应，以期低能耗制备较高性能的污泥炭。对样品进行介电特性、工业分析等多种测试，在简要分析并验证该思路可行的基础上，探寻其能耗机制，以期为实际应用提供参考。结果表明，通过常规700℃热解10 min的热解基体，介电特性提高约22%，可在微波900 W中5 min升高到平均900℃；不仅提高炭性能，而且比常规700℃热解60 min节能省时达50%以上，这主要归因于对热解过程整体用时的显著缩减与微波能的高效利用。研究思路为低能耗制备高附加值污泥炭奠定工艺应用基础，有望实现污泥大规模资源化处置。     

热解技术资源化处理城市污泥的研究进展

热解技术作为一种新兴热化学处理技术,能将废弃物转化为稳定多用途可利用能源,二次污染小,近年来在污泥处理领域得到国内外的关注。本文介绍了污泥热解技术的基本原理,并按照热解目的产物的形态进行分类,分别从固、液、气相目的产物3个方面对相关污泥热解技术特点和产物特性进行了综述,介绍了国内外理论研究的发展概况,并对目前主要工程应用进展及相关联用工艺和新型工艺发展趋势进行讨论,同时探讨了热解技术在城市污泥处理领域下一步可能的发展方向。     

磷在污泥热解过程中的迁移转化

采用SMT方法研究磷在热解产物中的赋存形态和分布。结果发现,热处理促进污泥中有机磷（OP）向无机磷（IP）转化。热解温度在800℃以下时,污泥中的磷富集在热解后的污泥固体中。随热解温度升高,污泥中全磷（TP）、无机磷（IP）和磷灰石无机磷（AP）的含量均表现出逐渐升高的趋势,非磷灰石无机磷（NAIP）含量则表现出先升高再降低的趋势。热解温度升高会促使NAIP向AP转化,800℃时AP含量达到最大。污泥中NAIP的主要存在形式为磷酸铝盐和磷酸铁盐,磷酸钙盐含量随温度的升高逐渐增加。污泥中正磷酸单酯和焦磷酸盐受热转化为正磷酸盐,热解后的污泥中磷基本以正磷酸盐的形式存在。该结论为污泥的无害化、资源化利用提供了理论支持。     

含油污泥热解技术的研究进展

含油污泥作为石油行业的的主要污染物之一,实现资源化、无害化的处理是目前的主要目标。热解技术作为能量回收型的处理技术,其特点是处理较彻底,油气和残渣都可被回收利用。主要介绍了含油污泥的热解处理技术,分析了温度、时间、升温速率和催化剂对含油污泥热解的影响,并对热解残渣的资源化回收利用进行了总结。     

超声-微波联用处理含油污泥

利用超声的机械振荡和声空化作用将含油污泥中的污油洗脱出来,溶到水中,再利用微波的破乳作用进行油水分离,实现油、泥、水三相分离。通过分析超声和微波的作用机理,并和传统处理工艺进行比较,发现该工艺具有处理时间短、效果好,设备占地小、使用灵活的特点,同时有杀菌作用,且受外界温度影响小,对周围环境不产生二次污染,适用于我国北方寒冷地区的含油污泥处理。     

THE LOADS OF PAHS IN WASTEWATER AND SEWAGE SLUDGE OF MUNICIPAL TREATMENT PLANT

Abstract

Sewage and sewage sludge from a municipal wastewater treatment plant were analyzed for 16 EPA-PAHs. This plant is a classic mechanical-biological treatment plant, consisting of activated sludge technology with additional chemical treatment for the removal of phosphorus compounds. The process of sewage sludge treatment is carried out in closed as well as open sludge digesters. Primary and mechanically thickened sludge are passed through the fermentation process. Digested sludge is dewatered on filter-press through addition of flocculent. The measurements were obtained to investigate the effect of different treatment stages on PAH content in wastewater and sewage sludge. The following wastewater samples were collected: crude ones and those after sand trap, primary sedimentation, biological treatment and secondary sedimentation. Sewage sludge samples were collected from: primary sludge, digested sludge and dewatered sludge. PAH load in influent, mechanically and biologically treated sewage, as well as in raw digested and dewatered sludge, were calculated. PAHs were extracted from wastewater and sludge samples, with cyclohexane, dichloromethane using an ultrasonic method. Gas chromatograph equipped with mass spectrometry was used for qualitative and quantitative determination of PAHs. Mechanical and biological treatment proved the removal of 83–85% of PAHs from the influent. Despite this its daily PAH load introduced into the environment was high and reached 27–37% of PAH load in influent. In sewage sludge it was 46–70 g/d of PAHs (carcinogenic PAHs content 4–12%). In waste sludge (filter pressed sludge and sand from detrirer) PAH total load reached 42–68 g/d with (10–17% of carcinogenic PAHs).