污水污泥（簡(jiǎn)稱污泥）焚燒飛灰中磷的回收與利用已成為污泥處置技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì),然而飛灰中較高濃度的重金屬是影響磷有效性的核心問(wèn)題。在燃燒過(guò)程中實(shí)現(xiàn)重金屬的源頭控制和無(wú)害穩(wěn)定化是突破污泥焚燒及磷利用技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵。基于現(xiàn)有污泥焚燒利用技術(shù),本論文提出在污泥焚燒過(guò)程中摻入生物質(zhì),利用生物質(zhì)中的礦物質(zhì)等有效成分為一種典型重金屬砷（As）提供化學(xué)吸附位,在燃燒中促進(jìn)砷的捕集及實(shí)現(xiàn)砷的價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化,并協(xié)同提高磷生物有效性的新思路。本論文在5 kW鼓泡流化床及立式管式爐實(shí)驗(yàn)臺(tái)上系統(tǒng)研究了污泥與生物質(zhì)混燒過(guò)程中砷及磷的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,揭示生物質(zhì)主要礦物質(zhì)成分與污泥中砷及磷之間的相互作用原理,掌握降低污泥焚燒飛灰中砷毒性及提高磷生物有效性的方法。獲得的主要研究結(jié)果如下:（1）城市污泥摻燒生物質(zhì)能促進(jìn)氣態(tài)砷化合物固化在底渣中。生物質(zhì)中的Ca、Fe和Al等化合物能為城市污泥焚燒飛灰中As3+向As5+的轉(zhuǎn)化提供額外的反應(yīng)活性位,且棉桿和玉米桿中這些礦物質(zhì)活性位的可利用度比木屑和麥稈中的高。當(dāng)棉桿摻混比≥40%時(shí),混燒飛灰中的As3+被完全氧化為As5+,降低了飛灰中砷的毒性�；鞜w灰中形成的豐富孔隙結(jié)構(gòu)能為砷的形... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：125 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１污泥和生物質(zhì)原料低溫灰化后灰的ＸＲＤ圖譜??ｌ－Ｓｉ〇２；?２－ＫＣ１；?３－ＣａＯ；?４－Ｃａ９Ｆｅ（Ｐ〇４）７；?５－ＮａＡｌＳｉ３０８；?６－ＫＡｌＳｉ３０８；?７－ＭｇＣａ２（Ｐ〇４）２（Ｈ２０）２；??８－Ｋ２ＳＯ４；?９－ＣａＡｌ２Ｓｉ２〇８；?１０－ＫＡｌ３Ｓｉ３〇ｉ〇（ＯＨ）２；?ｌｌ－Ｃａ２Ｓｉ０４；?１２?

２．３．２立式管式爐系統(tǒng)??生物質(zhì)主要組分對(duì)污泥焚燒中砷及磷形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響機(jī)理研宄在立式管式??爐實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行，如圖２．３所示。該系統(tǒng)主要由氣體供給系統(tǒng)、立管爐、石英??管反應(yīng)器以及加熱系統(tǒng)組成。氣體通過(guò)石英管反應(yīng)器底部的石英燒結(jié)板進(jìn)入反應(yīng)??器。實(shí)驗(yàn)前將污泥和生物質(zhì)原料在ｌ〇５°Ｃ烘箱中干燥至恒重，破碎并篩分出??１５４￣２００卩ｍ的顆粒作為實(shí)驗(yàn)原料。進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)原料質(zhì)量取??（４±０．００２）ｇ，將準(zhǔn)備好的原料放置于石英管反應(yīng)器中。將立式管式爐溫度分別設(shè)??１８??

Ｆｉｇｕｒｅ?４．４?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?Ａｓ?ｉｎ?ｂｏｔｔｏｍ?ａｓｈ?ａｆｔｅｒ?ｃｏ－ｆｉｒｉｎｇ?ｏｆ?ｍｕｎｉｃｉｐａｌ?ｓｌｕｄｇｅ?ａｎｄ?ｂｉｏｍａｓｓ?ａｔ??ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ?ｔｉｍｅ??圖４．５為不同停留時(shí)間下混燒底灰中砷的價(jià)態(tài)分布。結(jié)果與焚燒溫度對(duì)底灰??中砷價(jià)態(tài)分布的影響規(guī)律比較相似，無(wú)論是城市污泥單獨(dú)焚燒，還是摻燒３０％生??物質(zhì)后底灰中Ａｓ３＋的含量百分比，都隨停留時(shí)間的增加而逐漸降低。停留時(shí)間從??５?ｍｉｎ增加至２０?ｍｉｎ時(shí)，城市污泥焚燒底灰中Ａｓ３＋的百分含量由２０．１６％降至??１２．３２％，７０％城市污泥與３０％棉桿混燒底灰中Ａｓ３＋的百分含量由５．８７％降至０％，??７０％城市污泥與３０％玉米桿混燒底灰中Ａｓ３＋的百分含量由７．１６％降至０％。實(shí)驗(yàn)??結(jié)果說(shuō)明，較長(zhǎng)的停留時(shí)間有利于Ａｓ３＋向Ａｓ５＋的轉(zhuǎn)化，且在不同的停留時(shí)間下，??棉桿的添加都更能促進(jìn)Ａｓ３＋的化學(xué)氧化作用。??城７０％污泥／?７０％污泥／??１ＡＡ?污泥?３０％棉桿?３０％玉米桿??ＩＩ?ｉｌｌ?ｉｉ?ｉｌｌ?ｉｌｌ??二?＿＿＿＿??５?１０?１５?２０?５?１０?１５?２０?５?１０?１５?２０??停留時(shí)間（ｍｉｎ）??圖４．５不同停留時(shí)間下城市污泥摻燒生物質(zhì)后底灰中砷的價(jià)態(tài)分布??Ｆｉｇｕｒｅ?４．５?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?Ａｓ?


本文編號(hào)：2939307