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污泥燃烧与污染排放特性研究

刘淑静  
【摘要】: 随着我国经济的发展、城市化进程的加快以及污水处理率的提高,污泥的产量日益增加。如何妥善、科学地处理产量巨大、成分复杂的污泥,已成为一项迫在眉睫的环保课题。本文首先介绍了污泥来源、危害、主要的处理处置方法及我国的处理处置现状,并对污泥焚烧技术国内外的研究进展进行了综述。在此基础上,开展了以下几方面的研究。 借助热重分析手段,利用自行设计的大物料量热重分析试验系统进行了大物料量污泥燃烧试验研究,考察了含水率、粒径对大物料量污泥燃烧特性的影响。根据该试验系统上得到的污泥燃烧失重曲线,建立了污泥燃烧动力学模型,筛选得出了描述大物料量污泥燃烧过程的最适机理函数,并根据该机理函数对污泥燃烧的动力学参数进行了求解。同时在热分析上进行了污泥燃烧实验,获得了微少量污泥燃烧的TG、DTG、DTA曲线,并将二者的失重曲线进行了对比分析。 对不同含水率污泥燃烧烟气中主要污染物SO_2、NO_x的排放特性进行了研究。结果表明,在试验含水率范围内,高含水率污泥燃烧排放的SO_2、NO_x较少。尤其SO_2,湿污泥中的排放仅为含水率50%时排放的16.15%。 从分析焚烧残渣中重金属含量入手,对炉渣中重金属的来源、迁移机理、各焚烧产物中的分布规律、各形态的分布特性及综合毒性进行了探讨。考察了干污泥在固定床焚烧炉中停留时间20分钟,焚烧温度分别为500℃、700℃、900℃的焚烧残渣中重金属(Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Cd)的分布比例及形态分布规律,提出了用于重金属毒性分析的定量化指标:重金属综合毒性指数,并采用该指数对污泥和残渣中重金属的综合毒性进行了评价,为污泥焚烧残渣处置及资源化利用的环境安全性评定提供了理论依据。


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