O2-CO2氣氛下污泥-煤混燃及重金屬遷移特性研究.pdf

1、污泥是污水處理的終產(chǎn)物，其中包含有機(jī)物、沉淀物和重金屬等有毒有害物質(zhì)。焚燒法被認(rèn)為是一種極具發(fā)展前景的污泥處置方法。由于污泥含水率大、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，常采用混燃方式對(duì)其進(jìn)行焚燒處理。富氧燃燒是目前極具應(yīng)用前景CO2減排技術(shù)，O2/CO2氣氛下污泥與煤混燃具有污泥減量化和CO2控制排放的雙重優(yōu)勢(shì)。本文以污泥與煤為研究對(duì)象，利用熱重分析儀和固定床焚燒裝置，開展了污泥與煤混及重金屬遷移特性的實(shí)驗(yàn)研究，并利用HSC Chemistry軟件平臺(tái)對(duì)

2、污泥與煤焚燒過程中重金屬分布特性進(jìn)行模擬研究，得到了以下結(jié)論:
　　1)研究了污泥摻混比、升溫速率和燃燒氣氛等對(duì)污泥與煤混燃特性的影響，結(jié)果表明:在21％O2/79％CO2氣氛下，污泥與煤燃燒著火溫度隨污泥摻混比上升而顯著降低，最大失重速率隨著升溫速率的提高而提高;隨著氧濃度由21％提高到50％，燃盡溫度從708.3℃降低至599.8℃，污泥與煤燃盡時(shí)間也明顯縮短。21％O2/79％N2氣氛下污泥與煤的燃燒特性介于21％O2/79

3、％CO2和30％O2/70％CO2氣氛之間。
　　2)研究了污泥摻混比、升溫速率和燃燒氣氛等對(duì)污泥與煤混燃動(dòng)力學(xué)特性的影響，結(jié)果表明:在可燃質(zhì)燃燒的低溫區(qū)域(T＜360℃)，隨著升溫速率的提高，混合試樣的活化能隨著升溫速率的增加而增加，混合試樣（Xs=0.50）在低溫區(qū)域(T＜360℃)的活化能更接近與污泥;而在可燃質(zhì)燃燒階段的高溫區(qū)域(T＞360℃)，較高的升溫速率則對(duì)應(yīng)較低的活化能。在高溫條件下，隨著氧濃度的提高，混合試樣(X

4、s=0.50)的活化能呈增大趨勢(shì)。O2/CO2氣氛下混合試樣的活化能分布與O2/N2氣氛下基本一致。
　　3)研究了焚燒溫度、污泥摻混比和燃燒氣氛等對(duì)污泥與煤混燃重金屬遷移特性的影響，結(jié)果表明:在焚燒溫度大于700℃條件下，Hg釋放率接近100％;提高溫度有利于Pb、As、Sn釋放;提高污泥摻混比，Zn、Pb、As和Sn釋放率呈增大趨勢(shì)?？諝鈿夥障耑n、Pb、Sn、Cr、Ni和Mn的釋放率高于相同O2濃度的O2/CO2氣氛，O2/

5、CO2氣氛下高濃度O2可促進(jìn)Pb、Cr和Ni的釋放，卻能抑制As釋放。
　　4)基于HSC Chemistry軟件，開展了污泥與煤混燃重金屬遷移的熱力學(xué)模擬，結(jié)果表明:在700～1000℃溫度范圍內(nèi)Hg、 As、Sn和Cu分別主要以HgO(g)、AlAsO4、SnO2、CuO·Al2O3形式存在。Zn、Pb、Cr、Co、Ni和Mn的形態(tài)分布隨溫度變化較為顯著。污泥摻混比提高能夠促進(jìn)Pb向氣態(tài)轉(zhuǎn)化，并且影響了Co、Cr和Mn的形態(tài)分