印染污泥掺烧特性及调理剂CaO对重金属迁移行为的影响

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong533
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
印染污泥(TDS)具有产量大、含水率高及成分复杂的特点,导致其传统处理方法应用受阻。以印染污泥焚烧为主的热处理技术,并同时进行热能回收及燃烧灰渣资源化利用,逐渐显示出其巨大的发展潜力和应用前景。由于印染污泥含水率高,单独燃烧能源浪费严重且焚烧过程不稳定,采用掺烧技术可以解决这些难题。然而,焚烧过程中重金属等毒害元素的大量排放限制了印染污泥焚烧技术的规模化推广。同时,深度脱水印染污泥中残留的调理剂对其焚烧过程重金属的迁移行为影响显著,而有关此类研究缺乏。在此背景下,本文深入探究印染污泥的掺烧性能以及调理剂CaO对重金属迁移及酸性气体排放的影响。研究工作如下:(1)利用热重红外联用技术(TG-FTIR)考察了印染污泥(TDS)、柚子皮(PP)及其混合样(TP)在不同升温速率、不同混合比条件下的燃烧特性。结果表明:印染污泥主要分为4个燃烧阶段,柚子皮有3个燃烧阶段,添加柚子皮有利于改善污泥的燃烧特性。印染污泥和柚子皮混燃过程中存在交互作用。相比单一样品,混合物70%TDS+30%PP(TP73)中CO2、H2O和轻质有机挥发物的排放较少。采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法计算得到样品的表观活化能(Ea),以FWO法为例,TDS、PP和TP73的Ea值分别为59.7~122.2 k J·mol-1、84.4~243.5 k J·mol-1和94.3~142.1 k J·mol-1。(2)利用热重分析、人工神经网络建模和主成分分析(PCA)考察了不同燃烧气氛(N2/O2和O2/CO2)条件下印染污泥(TDS)与柚子皮(PP)的燃烧特性,结果表明:提高O2浓度和柚子皮掺烧比例均有利于改善印染污泥的富氧燃烧性能。采用PCA降低热重曲线的维数并确定主要燃烧反应,印染污泥与柚子皮的交互作用主要发生在490~600℃,改善了残留物质的燃烧性能。与径向基函数神经网络相比,贝叶斯正则化神经网络模型具有更精确可靠的预测能力,适用于预测O2/CO2气氛中样品的混燃热重曲线。在30%O2/70%CO2气氛下获得混合样TP73的最低表观活化能(FWO法:Ea=155.4k J·mol-1;KAS法:Ea=153.2k J·mol-1)。(3)利用热重分析仪和管式炉模拟印染污泥焚烧,考察了不同温度和CaO添加比例条件下印染污泥焚烧重金属的迁移行为及气体排放特性。结果表明:CaO调理后印染污泥的燃烧性能得到改善,其中10%CaO调理下印染污泥的燃烧性能最好。CaO与矿物质的含量变化对各种重金属的挥发行为产生不同的影响,CaO调理后,Cu、Zn、As和Pb的残留特性增强,Cr、Mn和Cd的残留特性没有显著变化,而Ni的挥发性增强;CaO调理后,Cu的形态稳定性增强,而Cr、Cd和As的形态均向不稳定态转化。随着燃烧温度的升高,Zn和Pb的挥发性增强,Cr、Mn、Ni、Cu、Zn和Cd的化学形态均向稳定的残渣态转化,而As和Pb的形态稳定性变差。CaO调理剂可以有效减少印染污泥焚烧过程中污染性气体(HCN、NO、NO2、COS、SO2、CS2和SO3)的排放。
其他文献
金属结合剂金刚石工具广泛应用于石材、陶瓷、玻璃等硬脆材料的加工。金属结合剂经常使用Cu、Co、Sn、Zn、Pb等金属粉末或合金作为结合剂的主要成分,这些重金属价格昂贵,此外也有可能随着粉尘、冷却液、沉淀物等进入生态系统,造成一定的环境污染。为了获得环境友好型的金属结合剂金刚石工具,本文提出了一种基于铝热反应的新型金属结合剂金刚石工具的制备方法。主要研究铝热反应制备结合剂过程的的反应合成机理,探索相
学位
金属结合剂金刚石工具通常使用粉末冶金的方法将金刚石磨粒与Cu、Sn、Co、Zn、Fe、W、Cr等金属单质或合金粉末进行热压烧结而成,其中的重金属元素较高,这些重金属元素价格高昂,而且在制造以及应用等环节都有可能会造成一定程度的环境污染。为了获得一种环境友好型的高性能金刚石工具的结合剂,本研究提出一种以Fe3Al金属间化合物为结合剂的金刚石工具以及其制备方法。首先研究了Fe3Al结合剂的反应合成规律
学位
传统工艺对含氨氮的微污染原水去除效果差,新型组合工艺的应用可为微污染水中的氨氮的去除提供一种新思路。本课题以佛山市某水厂含氨氮的微污染原水为试验水质(氨氮浓度为2.0~3.0mg/L)。利用课题组自制氧化石墨烯-三氯化铁复合改性沸石(简称GO-FeCl3改性沸石)和氧化石墨烯-二氧化钛复合改性中空纤维超滤膜(简称GO-TiO2改性膜)为过滤材料,将微絮凝直接过滤-生物滤池和重力驱动式超滤膜系统组合
学位
针对膜污染问题,本课题将氨基化氧化石墨烯(NGO)与单原子层结构的石墨相氮化碳(SL g-C3N4)复合,制得SL g-C3N4/NGO异质结,采用FTIR、SEM、XRD、UV-vis、PL等手段表征其性能。然后,通过表面涂覆+界面聚合的方法,采用SL g-C3N4/NGO异质结对聚砜膜(Psf)表面进行改性,制得SL g-C3N4/NGO复合改性聚酰胺膜(简称:改性膜),确定改性膜的最佳制备条
学位
GB18352.6-2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》增加了汽油车颗粒物数量(Particle Numbers,PN)排放检测项目与要求。该标准还规定了轻型汽油车实际道路运行排放(Real Driving Emission,RDE)车载测试方法,以及数据处理规范与要求。鉴于该标准对于PN的车载排放测试路况、工况条件、驾驶行为的激烈程度等规定较为宽泛,有必要深入探究其与PN
学位
目的:多巴胺(Dopamine,DA)是中枢神经系统常见的神经递质,现有研究表明DA不仅可以调节行为、心血管、内分泌、胃肠道等脏器的功能,同时它还作为重要的一员参与到免疫系统,发挥其抗炎的作用。但是,DA是否对机械通气诱导的肺损伤(Ventilator-induced lung injury,VILI)具有保护作用仍不明了。因此,本研究的目的是探讨DA是否可以保护机械通气诱导的肺内皮屏障功能破坏及
学位
含油污泥作为石化工业主要的固体废物,产量大、危害严重,急需进行适宜的资源化利用及安全处置技术研究。污泥焚烧、热解等处置方式具有减量化、无害化、资源化等优势,适合处理低含水率、高热值的含油污泥。生物质荔枝壳作为广东省典型的农业固体废弃物,具有低灰分、高挥发分的特点,如果进行污泥与生物质掺烧,可以实现农业废弃物的协同处置,但是含油污泥与生物质掺烧特性尚不明确,并且含油污泥富氧燃烧特性及掺煤燃烧烟气排放
学位
食品安全问题已成为当代社会关注的重点问题,农贸产品种植、生产、运输与存储期间,有机磷与氨基甲酸酯类农药存在超标使用、违规使用、休药期短等行为,一系列活动引起的农药残留超标现象常有发生,采取快速有效的检测手段对农产品农药残留情况进行监管显得尤为重要。传统快速检测设备与技术仍停留在使用比色皿为检测器件,此类方法使用试剂量大,操作步骤复杂,对检测人员要求高,已不适用于如今大批量快速检测市场。微流控技术是
学位
垃圾渗滤液是一种典型的组分复杂、氨氮和有机物含量高的废水。采用传统的生物脱氮技术处理垃圾渗滤液存在反应时间长,耗能较大等问题。且实际的垃圾渗滤液氨氮浓度高,而C/N低,因此制约了传统生物脱氮技术对渗滤液中氮污染物的去除。本文针对垃圾渗滤液高氨氮的问题,采用新型的脱氮工艺,开展短程硝化-厌氧氨氧化工艺对垃圾渗滤液处理的研究。试验中以实际垃圾渗滤液启动短程硝化系统,考察pH、进水有机负荷、进水BOD/
学位
随着人类活动的增加,水体富营养化程度加剧,导致藻类大量繁殖并形成水华,对水资源的利用、水体的景观生态功能等造成严重的威胁。在众多水华治理研究中,利用植物化感作用及其分泌的化感物质对水华进行治理因其具有高效、生态安全性较好等特点受到了广泛的关注。基于课题组前期的工作成果,从藻滤液中甄别出对叔丁基邻苯二酚(TBC)是一种对有害蓝藻具有化感活性的物质。本论文以铜绿微囊藻作为研究对象,开展了TBC抑藻效果
学位