钢渣与污泥协同资源化研究进展

钢渣和污泥作为传统大宗固体废弃物,始终面临处理成本高、回收利用率低等问题,但其内部含有大量可利用物质,具有较高的资源化利用价值,现已成为国内外的研究热点。为了提高钢渣与污泥绿色、高效、协同资源化利用,综述了近年来国内外钢渣在建筑、道路、水处理、农业等领域资源化利用的研究进展,立足固废无害化、减量化,从钢渣和污泥的资源化进行分析与总结,指出不同研究方法的特点和优劣,为固废资源化利用提供参考。并基于我国发展现状对钢渣与污泥资源化利用的未来发展方向进行了展望,以期为固废处理行业的良性发展提供一定的理论支撑。     

微波消解-ICP-MS测定电镀污泥中的重金属

采用微波消解系统对某电镀污泥进行消解,利用ICP-MS对污泥中的重金属进行测定。称取制备后样品,置于消解罐中充分反应后,赶酸、定容后利用电感耦合等离子体质谱法进行测定。电镀污泥中的铬为18845.2mg/kg、镉为10.3mg/kg、镍为5200.0mg/kg、铅为189.7mg/kg、铜为3271.7mg/kg、锌为49632.6mg/kg。测定结果表明所检测项目工作曲线线性关系好,相关系数r均大于0.999。铬加标回收率在91.6～97.7%之间、镉加标回收率在92.0～97.0%之间、镍加标回收率在95.1～98.0%之间、铅加标回收率在94.3～95.2%之间、铜加标回收率在97.1～102%之间、锌加标回收率在96.3～98.7%之间,均满足相关测定要求。计算的潜在生态危害系数、潜在生态危害指数结果表明,电镀污泥中的铬、镉、铅、铜、锌为轻微生态危害,镍为强生态危害;潜在生态危害指数RI计算值为216.69,属于中等生态危害。     

灰中酸性成分对灰熔融温度的影响

搜集并统计了世界129种典型煤种、城市污水污泥及污泥/煤混烧灰样的灰成分及灰熔融特征温度等相关数据,研究灰中酸性成分SiO2、Al2O3、TiO2和P2O5对灰熔融特性的影响。结果表明,Al2O3是决定灰熔点的主要因素,酸性金属氧化物SiO2、Al2O3和TiO2形成的耐熔矿物质石英、偏高岭石、莫来石、金红石等可提高灰熔点。非金属氧化物P2O5与污泥和污泥/煤的灰熔点FT二次拟合很好且明显降低熔点,污泥灰中P2O5含量显著高于煤灰是导致其熔点明显低于煤的重要原因。     

污泥中重金属的形态分析及其可浸出性

以自来水厂和污水处理厂的污泥为研究对象,采用Tessier五步法和火焰原子吸收光谱法研究污泥中重金属（Zn、Cu、Cd、Ni、Mn）含量、形态分布以及可浸出性。结果发现,在自来水厂污泥和污水处理厂污泥中重金属总量大小依次为Zn〉Mn〉Ni〉Cu〉Cd,Zn〉Mn〉Cu〉Ni〉Cd,污泥中Zn含量最高,为448.17mg.kg-1;Cd含量最低,为27.17mg.kg-1,超过国家标准,限制了污泥的农用。Tessier形态分析结果表明,污泥中Zn、Cu、Cd主要以稳定态存在;Mn主要以有效态存在,潜在的迁移性和植物毒性最值得关注;Cu浸出率最高,为14.8%,Zn浸出率最低,为0.11%,因此浸出率不仅与金属和污泥的特性有关,而且金属在污泥中赋存的化学形态对其可浸出性也有重要的影响。     

污泥的超声破解实验研究

本文在测量超声破解污泥试验所用反应器声场的基础上,主要研究了复频超声作用下,超声频率和换能器位置对污泥破解效果的影响。在此基础上采用两个同相换能器,以污泥滤液COD、NH₃-N、TP的增量,首次研究了复频超声破解污泥的效果,且详细探讨了影响复频超声破解污泥的影响因素（不同频率组合、不同功率组合、不同时间组合）。实验结果与理论分析符合较好,从而说明超声是一种有效的破解污泥的方法,进而对超声处理污泥的规律进行研究,这将为超声处理污泥提供一定的实验基础。     

污泥和沉积物中微量大环内酯类、磺胺类抗生素、甲氧苄胺嘧啶和氯霉素的测定

利用超声波辅助萃取(USE)技术,联合固相萃取(SPE)净化浓缩以及液相色谱-电喷雾串联质谱(LC-ESI-MS/MS)技术,建立了城市污泥和河流底泥中微量-痕量大环内酯类、磺胺类抗生素、甲氧苄胺嘧啶和氯霉素的多目标定量分析方法.样品经USE提取,SPE净化后,用LC-ESI-MS/MS检测.选择C18为分析柱,甲醇、5 mmol/L醋酸铵和0.1%甲酸混合溶液为流动相,选择在ESI正电离源下多反应监测(MRM)模式检测.对比了USE和加速溶剂萃取(ASE)对抗生素的萃取效率,优化了萃取条件.结果表明: USE和ASE对所选抗生素的萃取效率相当; 而50%甲醇溶液在酸性条件下(pH 2)萃取效率最好.抗生素的方法检出限为2.2～66.9 ng/g(干重,下同); 回收率介于74.7%～111.8%之间; 相对标准偏差小于10.6%.应用此方法在广州某污水处理厂脱水污泥及某河涌底泥中检测到磺胺二甲基嘧啶、克拉霉素、脱水红霉素及罗红霉素等多种抗生素,含量为6.8～125.6 ng/g.     

污水处理工艺对污泥热处理特性的影响

通过10℃/min时的热重分析,对五种不同性质污泥分别在氮气和氧气气氛下的热解和燃烧特性进行了研究。结果表明,污水处理工艺的“好氧+厌氧”、“厌氧+好氧”过程以及污泥的厌氧消化均使污泥中的有机物结构复杂,导致污泥热解时有机物的分解和析出温度升高,且“好氧+厌氧”过程使污泥中有机物结构更复杂;而对污泥的燃烧过程和燃尽点无影响,但使着火温度升高。利用šatava-šesták 方程对污泥热解、燃烧的反应机理进行了研究。结果表明,五种污泥热解时均呈现为挥发分扩散和随后的化学反应机理函数,而燃烧时则为化学反应和随后的扩散过程。     

污泥堆肥农用中重金属在海桐中的积累效应

采用小区试验的方法,研究了金华污水厂污泥堆肥土地利用过程中海桐根部对重金属的吸收及富集作用。结果表明,海桐对Cu均表现出比Zn更强的富集能力,而对Cd、Pb的富集能力很弱,其须根对重金属的吸收能力显著高于主根;就不同重金属的绝对吸收量而言,对Zn的吸收总量是最高的;须根中的Zn含量总体呈现随土壤中Zn含量增加而上升的趋势。     

施用污泥对黑麦草生长及重金属含量的影响

采用单因素随机区组试验的方法,研究了金华市污水厂污泥堆肥对黑麦草生长和对重金属的吸收及富集的影响。结果表明,施用量以1kg／m^2和2kg／m^2的两个处理为宜,当年的产草量比对照分别增加了22．6％和27．8％;施用污泥黑麦草植株地上部组织重金属元素Pb、Cd和Cu的含量与对照相比无显著差异,Zn的积累量增多,重金属含量均未超过植物中的平均含量,施用污泥未对黑麦草造成重金属污染。     

污泥的热解提油一半焦燃烧工艺的实验研究

本文提出了双流化床中污泥的热解提油一半焦燃烧工艺,组织实验论证并进行了探索研究.结果表明,双流化床中可以实现污泥热解提油工艺和半焦燃烧工艺的耦合,即获得了污泥热解产生的油和气,又实现了污泥的焚烧无害化处理.污泥在双流化床中发生热解反应时,干燥无灰基污泥的油产率为24.1%,是煤的2.4倍,干燥无灰基污泥的轻油产率为8....