污泥型煤技术处理污泥的基础研究Ⅰ. 制备废水污泥型煤工艺条件的研究

提出了粉煤与污泥共混压制型煤的方法 ,以实现污泥的洁净化、能源化处理。研究了不同成型条件 ,如成型压力、水份、不同污泥及混合比例等对污泥型煤性质的影响 ,并根据上述实验结果提出制备污泥型煤的优化工艺 ,给出了污泥与煤共成型的机理模型。结果表明 ,污泥添加的比例为 2 0～ 30 %之间 ,成型压力高于 2 0MPa时 ,型煤的抗压强度高于添加 1 0 %黄泥所制型煤的强度。由此得出污泥完全可以代替黄泥 ;污泥型煤的热值高于黄泥型煤 ,而且型煤的热值与污泥的种类有关。     

污泥型煤技术处理污泥的基础研究Ⅱ.等温燃烧过程中NOx,SO2 …

利用固定床管式炉反应器进行几种污泥以及不同型煤的等温燃烧实验,研究了ＮＯｘ、ＳＯ２等污染物的释放规律,发现污泥单独燃烧时污染物释放浓度高,造成严重环境污染;而添加固硫剂的不同污泥型煤的等温燃烧时,ＮＯｘ、ＳＯ２的释放浓度低得多,可以能源化、洁净化处理大量污泥。     

污泥型煤技术处理污泥的基础研究Ⅱ. 等温燃烧过程中NOx、SO2释放规律的考察

利用固定床管式炉反应器进行几种污泥以及不同型煤的等温燃烧实验 ,研究了NOx、SO2 等污染物的释放规律 ,发现污泥单独燃烧时污染物释放浓度高 ,造成严重环境污染 ;而添加固硫剂的不同污泥型煤的等温燃烧时 ,NOx、SO2 的释放浓度低得多 ,可以能源化、洁净化处理大量污泥。     

改性污泥与无烟煤成浆性的研究

采用阴离子表面活性剂萘磺酸钠甲醛缩合物、聚羧酸钠作为分散剂,考察了不同污泥用量时污泥煤浆的成浆性能。结果表明,当污泥(干基)添加量为煤质量的4%时,成浆浓度超过60%,随着污泥用量的提高,污泥煤浆的成浆浓度降低。污泥加入后,浆体的稳定性增强,污泥比例越高,产生沉淀的时间延长。当污泥(干基)添加量为煤质量的4%时,产生沉淀的时间超过160h,与使用稳定剂效果相当。使用不同添加剂制备的污泥煤浆均呈假塑性。污泥疏松的絮状结构,蜂窝状的外表面,强大的吸水性是造成污泥煤浆成浆浓度下降,稳定性增加的主要原因。     

污泥发热量测定方法研究

研究通过发热量值不等的污泥样品干化温度、干化时间、样品称样量以及助燃物添加量等试验因素摸索,优化了污泥发热量测定条件,解决了低发热量值污泥样品测试难题。研究表明：湿污泥样品在105℃条件下干化6h后,使用研磨仪对样品进行研磨40s,称取研磨后的污泥样品1.0g,在充有3.0MPa氧气的氧弹内充分燃烧测试结果准确、稳定;对于发热量值低于7.0 MJ/kg污泥样品,通过添加0.2g苯甲酸标准物质助燃可获得准确的发热量值。     

造纸污泥添加剂对麦秆灰烧结熔融特性的影响

利用灰熔点测试仪、XRD及XRF等仪器,对比研究了造纸污泥(脱墨污泥、造纸废水污泥)、城市废水污泥作为添加剂对麦秆灰熔融特性的影响,考察了烧结和熔融过程中的组分变化,分析了污泥添加剂对麦秆灰的作用机理;进一步将污泥添加剂与常规添加剂进行灰熔融特性对比研究。研究发现,添加比例控制为3%-10%,造纸污泥(脱墨污泥、造纸废水污泥)软化温度提升效果均优于城市废水污泥;在添加比例控制为5%时,造纸废水污泥对麦秆灰软化温度提升效果最好;增大添加比例过程中,造纸废水污泥Al_2O_3修饰骨架作用明显,但灰中长石类物质逐渐增多使得软化温度提升效果下降;在不同温度下,脱墨污泥主要是通过形成硅铝榴石使得灰熔点提升,造纸废水污泥则主要是通过生成高熔点物质CaSiO_3抑制低熔点硅酸盐形成,城市废水污泥升温中存在明显SiO_2晶态转变过程;使用污泥添加剂作为抗结渣添加剂具有良好应用前景。     

污泥与煤共热解过程中磷元素的挥发规律研究

污泥灰分中磷元素含量明显高于煤,其中主要的晶体态含磷化合物为磷酸铁钙和少量的磷酸铝。利用高频加热反应装置考察了污泥-神府煤混合物快速热解过程中磷元素挥发规律。结果表明,污泥-神府煤混合物热解后磷元素主要存在于热解焦中。磷元素挥发比例随污泥添加比例的增加先升高后降低,随热解温度的升高而增加。热解温度不高于1 100 ℃时,混合物中以有机磷的挥发为主,磷元素挥发比例不高于3.2%。热解温度高于1 200 ℃后无机磷中磷元素挥发明显,1 300 ℃下最高有33.0%的磷元素随热解气体挥发出。     

废渣添加剂对型煤理化指标影响的实验研究

选择电石渣、硼泥和粉煤灰等三种工业废渣单一或组合使用,作为型煤固硫剂和粘结剂,与粉煤按一定比例混合后加工成四组蜂窝型煤.测定了型煤的抗压力、灰熔点、水分、灰分和挥发分等理化指标,并和仅以粘土作为粘结剂的对照型煤进行了比较,对实验结果进行了分析讨论.研究结果表明,适量添加以上工业废渣作为固硫剂和粘结剂,取代粘土制备固硫型煤,能够满足有关理化指标要求,并且更加有利于保护生态环境.     

污泥对神府煤灰熔点的影响

研究了神府煤（A）、污泥（W1）、改性污泥（W2）以及煤污泥混合物（AW1、AW2）的灰熔融特性,发现W1、W2分别加入神府煤中可以不同程度地降低煤的灰熔点。W1添加30.74g时,污泥煤灰的熔融温度降到最低,流动温度（FT）降幅程度达到63℃;W2加量为51.23g时,FT降低82℃。通过XRD分析了煤、污泥及混合物中的矿物质组分,并比较了AW1、AW2混合灰在不同特征温度下矿物质的形态演变。结果表明,W1加入A中后,生成了新的矿物质氯磷灰石,并且降低了石英、硬石膏、赤铁矿这三种主要矿物质的转化温度,从而降低了煤的灰熔点;W2降低煤灰熔点的主要原因在于W2中有大量的金属钠离子,混合灰在不同特征温度下主要发生钠类矿物质的转变。     

煤的性质对具有粘结剂冷压成型型煤质量的影响

研究了14种不同煤化程度煤的性质与其型煤质量的关系。实验表明,以淀粉为粘结剂,在相同成型条件下,14种型煤的抗压强度随着煤化程度降低而降低,褐煤的成型性能最低。影响其抗压强度的主要煤质因素,有煤的最高内在水分、含氧官能团、孔体积、煤表面石墨形态碳含量等,其值越高,型煤强度越低。然而,煤表面烷基侧链疏水形态碳含量低时,则有利于粉煤成型。     

污水污泥的燃烧特性

通过对几种污泥样品进行热重分析,研究了污泥的燃烧特性,根据燃烧实验所得的热失重曲线,对几种污泥的燃烧过程进行了分析,对实验数据进行处理,采用Ｐｈａｄｎｉｓ法微分法相结合的方法确定了燃烧反应机理并求出了反应动力学常数Ａ和Ｅ。在燃烧的不同阶段,总反应速度控制因素不同。     

水热污泥与煤在混燃过程中的协同效应特性研究

以城市污泥衍生的水热污泥(SS-derived hydrochar)为对象,结合傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、X射线荧光光谱分析(XRF)和X射线衍射分析(XRD)等对比研究了水热污泥与三种不同品阶煤(褐煤、烟煤和无烟煤)在有机/无机结构与燃料特性上的异同;同时,通过热重(TG)与偏差分析(Deviation)考察水热污泥与各阶煤在不同混合比例条件下的协同燃烧行为及其作用机制。结果表明,污泥经过水热处理后其有机结构和燃烧行为均提升至与煤相似的水平,该过程不仅改善污泥的燃烧特性,并增强其与煤之间的协同燃烧效应。水热污泥中适量的轻质组分与(碱)碱土金属能在混合燃烧过程中加速煤的失重速率,其对三种煤的促进作用可达4.4%-16.1%(褐煤)、1.9%-9.4%(烟煤)和4.8%-12.1%(无烟煤)。总体而言,水热污泥与褐煤混合而成的燃料在燃料性能上具有较大的优势,并且其混合比例以30%(水热污泥):70%(褐煤)与50%(水热污泥):50%(褐煤)为宜。     

用红外水分快速测定仪测定污泥含水率

污泥是城市污水处理中分离出来的产物，现在城市污泥的处理办法一般是采用地下填埋的方法。这种方法必然会占用大量的城市用地，在GJ3025—1993城市污水处理厂污水污泥排放标准中，明确规定了在厂内经稳定处理后的城市污水处理厂污泥宜进行脱水处理，其含水率宜小于80％。但要使处理后污泥的含水率降低必然要消耗更大量的絮凝剂和电能，     

含油污泥与配合煤共热解煤焦的微观结构与气化反应特性

以含油污泥与配合煤为原料在850-1150℃热解制得焦样,采用N_2吸附-脱附和X射线衍射(XRD)分析煤焦孔隙结构及碳微晶结构,并运用热重分析(TGA)考察热解温度和含油污泥添加量对煤焦气化反应活性的影响。结果表明,提高热解温度和添加含油污泥能促进煤焦形成更加丰富的孔隙结构,强化煤焦-CO_2气化反应接触并抑制煤焦石墨化进程,从而提高煤焦气化反应活性;然而,热解温度过高或添加油泥量过多则会致使煤焦结构致密或孔隙堵塞,气化反应活性反而降低。     

工业、生活污泥与煤混合燃烧的灰熔特性研究

针对煤粉锅炉掺烧污泥后污泥对混合燃料灰熔特性的影响行为,利用矿物三元相图、XRD等分析手段,研究了不同特性污泥(生活污泥、工业污泥)与煤掺混燃烧过程中不同矿物组分的相互作用机制及灰渣的灰熔融特性变化特征。结果表明,三元相图能够有效预测煤和污泥掺混后灰熔融温度的变化趋势;低含量的氧化铁形成低温共熔体以及透辉石、钙长石会降低煤和污泥混合后的灰熔融温度;而钙镁橄榄石、莫来石和单体形式存在的氧化铁能提高煤和污泥混合后的灰熔融温度。工业污泥中的高硫组分在混烧过程中易形成硫酸盐的低温共融体。生活污泥中磷对灰熔点的影响与氧化铝及碱金属的比例有关,当氧化铝的含量占主要成分时,磷的存在趋向于降低灰熔点,而当碱金属占主要成分时,磷的存在趋向于提高灰熔点。     

污水厂污泥堆肥后重金属形态变化分析

采用高温好氧静态强制通风堆肥工艺,研究了污水厂污泥与稻草、锯末、粉煤灰、磷矿粉、石灰按不同比例混合堆肥前后重金属在交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态3种不稳定态和包括有机结合态、残渣态的稳定态含量的变化。结果表明,该试验可以显著降低污泥中交换态Cu、Pb、Zn、Cd和As的含量,提高其它形态的含量。由此可见,堆肥处理可以在一定程度上降低重金属活性并保持养分,从而达到农业利用的目的。     

污泥中重金属处理方法

污泥特别是燃煤电厂脱硫废水污泥中的重金属严重超标,属于危险固体废物。据统计,我国市政污泥年产量已经突破5000万吨,脱硫废水污泥每年产量更是高达9000万吨,如果不进行妥当的重金属处置,会造成严重的二次污染和环境健康风险。本文介绍了污泥处理的国内外现状和污泥重金属的测定及评价方法,并从原理、反应装置、研究进展和热点等方面详细总结了化学法、电动法、生物法、热处理法和稳定化法的优缺点,阐明了各种方法中的现存问题和发展前景,最后对多方法联合方案提出了前景展望。     

染料的生物污泥吸附

综述了活性污泥、厌氧污泥、干污泥、不同方法失活的污泥等对42种染料的吸附结果,并对生物污泥吸附过程中适用的吸附等温线进行了总结,同时讨论了pH、温度、染料初始浓度、干污泥的粒径、离子强度、生物污泥有无活性等因素对生物污泥吸附的影响,并对今后的研究重点进行了展望。     

火焰原子吸收光谱法测定污泥中铜锌铅镉镍

污水处理厂污泥进行自然风干，筛分制备污泥样品，经烘干、硝酸－氢氟酸－高氯酸消解后，用火焰原子吸收光谱法测定污泥中铜、锌、铅、镉、镍含量。方法简便、快速、实用，具有较高的精密度和准确度。相对标准偏差为0．8％－6．0％，加标回收率为95％－103％。     

自掺杂污泥碳的制备及其电催化氧还原的性能

开发低成本、高性能的阴极催化剂是燃料电池商业化应用的关键. 本文以剩余污泥为前驱体,在碳化前通过连续添加苯酚来对污泥进行驯化,热解后得到自模板、自活化及N、P、Fe自掺杂的多孔类石墨烯碳材料. 结果表明,污泥经苯酚驯化后,微生物得到富集,含碳量显著提高,N、P、Fe等元素大大增加. 热解温度升高能提高材料的石墨化程度,但过高的温度会使杂原子掺杂量减少,从而降低氧还原催化活性. 其中,800 ℃下煅烧得到的污泥碳（PSC-800）比表面积为402.4 m²·g^-1,远高于未驯化污泥碳（SC-800）的262.4 m²·g^-1. 光电子能谱（XPS）数据表明,PSC-800具有较高的杂原子掺杂量及含铁量,形成了吡啶氮、石墨氮等氧还原活性位点. 在碱性条件下催化4电子的氧还原反应,初始电位为0.93 V,高于SC-800的0.89 V及其他温度煅烧的污泥碳（PSC-600：0.75 V,PSC-700：0.87 V, PSC-900：0.91 V）. 极限电流密度与商业铂碳相当,具有良好的稳定性及抗甲醇毒性.