天津市政污泥热解及燃烧动力学特性的分析

利用热重分析仪,在氮气和空气气氛下分别对天津市政污泥进行热分析实验,并采用热重、微分热重、差示扫描量热等方法分析了市政污泥的热解特性及燃烧特性．实验结果表明城市污泥燃烧热反应可分为4个阶段：水分蒸发析出、污泥有机挥发成分析出燃烧、污泥有机质及固定碳燃烧、燃烧残余物及难分解物的分解．在实验条件下,污泥样品着火温度为277．5℃,燃尽温度为540℃．建立了天津市政污泥燃烧动力学模型,采用连续两方程拟合的方式,得到了上述主要阶段的表观活化能Ea和指前因子A．     

制革污泥厌气消化处理试验研究

本文通过试验研究,确认了制革污泥厌气消化处理的可能性,并根据大量的试验数据,对消化池最佳投配率的确定、投配率与产气率和有机物分解率的关系、污泥消化后脂肪酸的分解、NH_3-N的提高以及污泥气燃烧热量的计算等问题进行了较为广泛地讨论,且得出了相应的结果。     

城市污泥燃烧特性及动力学研究

为研究污水厂污泥的燃烧特性及动力学规律,采用热重-差式扫描(TG-DSC)同步热分析仪对空气干燥污泥在空气流中进行燃烧实验,通过TG和DTG曲线对污泥的燃烧行为进行分析,针对观察到的新的现象,对热失重过程作了新的划分.实验结果表明,污泥的失重过程可分为水分析出阶段、污泥热解阶段、半焦热解到半焦起始燃烧的过渡阶段、半焦快速燃烧阶段以及矿物质分解阶段.升温速率较高时,半焦起始燃烧反应在时间上有所滞后,着火时温度较高,导致燃烧速度较快,失重率也较高.采用积分法进行动力学分析,求解出了燃烧过程主要阶段的化学反应动力学参数.     

高温厌氧污泥的耐热性研究

文章主要研究了因温度降低而引起的高温厌氧颗粒污泥活性变化,观察其耐热性,以及污泥在不同底物、不同温度、不同pH条件下的产甲烷活性.结果表明,高温厌氧颗粒污泥在一定温度范围(45℃～55℃内,具有较强活性.当底物中含糖类时,低温(45℃以下)能引起丙酸盐积累.消化器酸化,污泥失活.高温厌氧颗粒污泥的最适温度为55℃,最适pH为6.5.     

微富氧环境污泥、煤、生物质混烧的热重实验研究

近年来,随着我国工业的迅猛发展和城市化进程的加快,污泥产量持续增加,而微富氧燃烧技术可有效实现污泥的无害化及资源化处置,因此为了研究微富氧条件下污泥、煤和生物质的燃烧特性,采用30%O2和70%CO_2的混合气体模拟微富氧环境,利用热重分析法对试样进行实验研究,结果表明:微富氧环境下,污泥、煤粉、生物质的主要失重温度范围分别为200~600℃、200~400℃、400~600℃,三者的失重速率曲线均存在两个失重峰但存在位置不同;在失重速率曲线上,不同比例的污泥与煤混合试样出现相同交点,而污泥与生物质混合试样不存在交点;干基状态下,生物质综合燃烧性能最好,污泥次之,煤粉最差;混合试样的活化能并没有随着污泥比例的增加有规律性变化,也没有介于组分的活化能之间。本文为污泥的微富氧燃烧技术提供了一定的理论及数据支持。     

富氧环境下城市污泥燃烧及气体污染物释放特性研究

为了获得城市污泥在O2/CO2、O2/N2气氛中不同氧浓度下的富氧燃烧特性和酸性气体的析出行为特性,本文利用热分析仪-质谱仪联用(STA-MS)技术开展了一系列的实验研究。通过实验能够得出了污泥在富氧环境下的燃烧动力学参数和气体污染物释放规律。研究结果表明在O2/CO2气氛中,提高氧浓度能增强污泥综合燃烧性能。随着氧浓度的升高,污泥燃烧DTG曲线上的两个失重峰向低温区发生偏移,最大失重速率加快,同时着火温度和燃尽温度都降低。高氧浓度燃烧气氛促使酸性污染气体更剧烈的析出,但其析出温度范围缩小。在相同氧浓度下与O2/N2气氛比较,O2/CO2气氛更能抑制燃烧中酸性气体的析出。     

超细Al（OH）3的粒度控制研究

采用铝酸钠种子分解法制备超细Al（OH）3.用X射线衍射仪（XRD）表征了样品的晶相组成,用扫描电子显微镜（SEM）观察了样品的形貌,用激光粒度分析仪测定样品的粒度分布.研究了NaOH浓度、NaOH/Al（OH）3摩尔比,分解温度,分解时间、晶种率和搅拌速率等因素对Al（OH）3的粒度的影响.结果表明：NaOH浓度越高,分解温度越低,NaOH/Al（OH）3摩尔比越小,得到的Al（OH）3颗粒的粒度越小.试验条件为：NaOH浓度180 g/L,NaOH/Al（OH）3摩尔比1.15,分解温度40℃,分解时间26 h,晶种率8％,搅拌速率200 rpm时,氢氧化铝颗粒的平均粒度为2.89 μm.     

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...     

肼类燃料液滴的亚临界——超临界蒸发/分解燃烧理论

对肼、一甲基肼、偏二甲肼的亚临界－－超临界蒸发／分解燃烧进行了研究,计算了肼类燃料滴在不同压力下液滴温度和蒸发速度的变化历程,计算了蒸发常数、传热数和传质数,其结果和实验数据是吻合的。本文不但考虑了肼类燃料滴的亚临界蒸发／分解燃烧,还考虑到了其超临界蒸发／分解燃烧,并对达到超临界工况时的界限参数进行了计算。     

O2/CO2气氛下污泥与烟煤混合燃烧特性

在热重分析仪上开展不同参数条件下污泥和烟煤混合燃烧实验,分析污泥掺混比、升温速率和O2/CO2体积比对燃烧特性的影响,进行燃烧动力学分析.结果表明:O2/CO2气氛下,烟煤掺烧污泥的混合燃烧特性表现为污泥与烟煤燃烧叠加的结果;随着升温速率由10℃/min增加至25℃/min,着火和燃尽温度均升高,着火时间延迟和燃尽时间延长,表观活化能升高;随着O2/CO2体积比的增大,着火温度和燃尽温度均降低,着火时间提前且燃尽时间缩短,表观活化能降低,当O2体积分数超过30%时,燃烧性能改善的幅度越来越小.     

Na_2Cr_2O_7和NaClO_4对水泥窑用煤燃烧特性的影响

以煤的着火点、燃尽点、燃烧烈度、平均放热强度和发热量为评价指标,利用TG-DSC分析添加剂Na2Cr2O7和NaClO4对水泥窑用煤燃烧特性的影响。结果表明,两类燃煤添加剂均能改变水泥窑用煤的燃烧特性。两类添加剂的加入降低了水泥窑用煤燃烧的着火点和燃尽点,使其能够在较低的温度下进行燃烧,提高煤的燃烧性和燃尽性,同时降低了煤的燃烧烈度,使煤的燃烧更加平稳,有利于煤在水泥窑内的燃烧;Na2Cr2O7和NaClO4均能使煤的发热量增加,且加快煤粉热量的释放,促进了煤的完全燃烧。     

不同添加剂与污水污泥混合好氧堆肥实验研究

分别以木屑、芦苇和堆肥熟料为添加剂,对污水厂脱水污泥进行好氧堆肥实验研究.研究结果表明,以堆肥熟料为添加剂,1天内堆体即可升至最高温度,10天后堆肥可达稳定化要求,堆体55℃以上时间可保持4天以上,完全可以达到卫生化要求.同时,以熟料为添加剂,不仅提高了堆肥速度,缩短了堆肥时间,还可替代木屑等外源性添加剂,简化了工艺流程,降低了运行成本.最后,实验还研究了污泥与熟料混合堆肥植物营养学指标的变化,产品中有机质含量34.6g/kg,氮、磷、钾的含量分别为22.0gN/kg,11.1gP2O5/kg和12.9gK2O/kg,营养物质含量丰富,完全满足作为园林绿化用营养土、有机肥基质等标准要求.     

1 000MW火电机组污泥掺烧比例影响研究

采用流体计算仿真软件对1 000 MW燃煤电站锅炉燃料掺烧情况进行了模拟计算。针对单台磨煤机的污泥掺烧开展研究,分别对污泥掺混比例为0%,10%,20%,30%,40%时的炉膛内部燃烧情况进行了计算,并对炉膛内温度场、组分浓度场等进行了分析。结果表明:保持总热值不变进行掺烧时,随着掺烧比的增加,炉膛温度有所下降,炉膛出口温度降低;SO2浓度呈上升趋势,主要集中在掺烧污泥的一次风喷口处;CO2浓度随着掺烧比的增加逐渐下降。     

沉积物有机质的形成温度对苯并[a]芘吸附解吸的影响

通过静态吸附实验,研究了不同燃烧温度形成的沉积物有机质对苯并[a]芘(BaP)的吸附解吸行为。结果表明,当燃烧温度从0℃升高到400℃时,吸附非线性指数n值从0.544降低到0.299。然而,沉积物有机质形成温度的升高增加了BaP的吸附能力和解吸滞后性。当燃烧温度升高到600℃时,样品中脂肪结构、极性结构和大部分芳香结构被燃烧掉,主要剩下矿物组分。因此,T600样品对BaP表现出高的n值、低吸附能力和吸附不可逆性。单一浓度下有机碳标化的吸附能力参数lgKoc值与芳香碳含量显著正相关(p<0.001),而与样品的H/C原子比显著负相关(p<0.001)。样品的芳香碳含量与BaP的解吸滞后指数(H)(p<0.01)和n值(p<0.000 1)均表现出很好的负相关关系。以上的结论说明,芳香碳在BaP的吸附非线性、吸附能力和解吸滞后性中起主要作用。     

低温热处理对剩余污泥有机物溶出及脱水性能改变的影响

为了提高剩余污泥厌氧消化过程中的水解速率,采用批次试验对处理实际生活污水的剩余污泥进行低温热处理,研究了在处理时间为10~80 min,处理温度50~90℃条件下,低温热处理对有机物溶出、溶解性碳水化合物(SC)和溶解性蛋白质(SP)相对分子质量变化及脱水性能改变的影响.结果表明:随着热处理时间的延长,溶解性化学需氧量(SCOD)、SC和SP分别在90℃、80 min,90℃、70 min和70℃、40 min条件下达到最高值,较原污泥中各项指标分别增长了15.5、19.2和5.2倍.升高温度可以促进大分子物质向小分子物质的转化,在50~90℃,SC最小相对分子质量从163 u降低到2.5 u,SP从1.41 u降低到0.26 u.通过污泥毛细吸水时间(CST)来表征污泥的脱水性能,CST在80℃后增长速率加快,70℃、80 min条件下较原污泥增长了108.8 s,而在90℃、80 min条件下增长了375.7 s.根据以上研究结果得出结论,最合适的热水解条件为70℃、30 min.     

污泥燃烧动力学特性的研究

在空气气氛下应用热重-质谱联用仪（TG-MS）研究污泥燃烧的动力学特性。结果表明,污泥热解失重过程可分为干燥、半挥发分析出、可降解挥发分析出、不可降解挥发分析出和焦炭燃尽5个阶段。通过对试验结果的计算得出了污泥燃烧各阶段的动力学参数。     

污水污泥制备页岩烧结砖的试验研究

试验研究了污水污泥掺量、烧成温度对页岩烧成试样性能的影响;选择3种代表性重金属,超量掺入污泥页岩混合料中,研究烧结过程中的重金属挥发和烧成试样对重金属的固化能力。结果表明：污水污泥掺量达到30%,烧成温度在900℃时,可以制备出抗压强度大于10MPa的污泥页岩烧成试样;掺加污水污泥有利于提高砖坯混合料的塑性,可以明显降低页岩烧成试样的体积密度,但会增加砖坯干燥和烧成收缩,污泥掺量宜控制在30%以内,烧成温度宜控制在900～1 000℃之间;掺入污水污泥会使烧成试样出现泛霜,掺量越多泛霜程度越严重,提高烧成温度能在一定程度上抑制泛霜;污泥页岩烧成试样在烧结过程中的重金属挥发远低于纯污泥焚烧过程,其总铜、总铬、总铅浸出浓度远低于安全标准控制值。     

利用正交实验法进行含油污水影响因素研究

利用正交实验法针对复配絮凝剂聚合硫酸铁-壳聚糖处理含油污水实验中的影响因素进行研究。实验中选取透光率、含油量、悬浮物含量为测试指标。通过对正交实验结果进行极差分析,得到影响因素温度、PH值、复配比例、絮凝剂加药量对各指标的影响主次顺序。并经过综合分析获得各因素的最优水平组合为温度为50℃、pH值为7、无机/有机为3:1、投药量为40mg/L。     

高取代度羧甲基松木纤维素制备工艺优化及表征

以松木纤维素为原料,氯乙酸钠为醚化剂,采用浓碱预处理,醚化过程中两次加碱法制备高取代度羧甲基松木纤维素。以单因素实验的方法对反应条件进行优化,探讨了浓碱预处理及醚化两阶段中碱浓度、温度、处理时间、固液比及醚化剂用量各因素对产品取代度的影响。结果表明其制备最佳工艺为：浓碱预处理为NaOH质量分数40%,固液比1g∶35mL,温度30℃,时间1.5h;醚化阶段工艺为NaOH的用量2g,氯乙酸钠的用量4.3g,固液比1g∶20mL。第一阶段加入质量分数50%的碱剂和70%的氯乙酸钠,温度35℃、时间1.5h,第二阶段加入剩余的碱剂和醚化剂,温度75℃、时间2h,在此条件下制得取代度高达1.237的羧甲基松木纤维素,并采用红外光谱和XRD对产物结构进行了表征。