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水热处理医疗废物氯的迁移特性研究

李娇  
【摘要】:随着医疗卫生事业的发展,医疗废物的处理处置已经日益成为了一个焦点问题。集中焚烧或填埋是最常见的医废处理处置方法,但是现有的处置技术会引发占用土地空间、二次污染等问题。医废本身含有塑料成分尤其是聚氯乙烯(PVC)较多,热值高。因此,如果可以清洁地将医废转化为能源,将对解决医废的处置问题和减少石化能源的消耗具有重要的意义。当今各国对医疗废物的处理并能源化的研究较少,本研究提出了利用水热处理将医疗废物转化为固体燃料的技术路线,探讨了医疗废物和聚氯乙烯在水热过程中的反应特性和氯元素的迁移特性,并讨论水热处理的固体产物作为燃料的可能性。并研究了水热反应工艺参数的影响及其相关机理。首先对固体的回收率进行了研究探讨,并采用傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对水热后的固体产物进行了表征。对水热后的液体产物进行了TOC和酸碱度的分析。同时用氯离子选择电极法和能斯特方程得出固体产物和液体产物的氯离子浓度来掌握水热过程中医疗废物和聚氯乙烯的迁移特性。主要研究结果和内容如下:(1)随着水热时间和水热温度的增加,医疗废物和聚氯乙烯的固体回收率都相应的减小。其中,240℃到260℃此水热温度段的固体回收率减少的幅度最大,说明此温度段内聚氯乙烯降解反应速率发生了较大变化。(2)水热处理后的PVC的氯元素含量随着水热温度的升高而降低,说明升温有利于PVC的脱氯。综合考虑能耗和氯含量得出260℃为医疗废物和聚氯乙烯的最佳脱氯水热温度。而添加NaOH有利于PVC的脱氯,使得更多的氯元素迁移从固体迁移到液体中。(3)对固体产物进行扫描电子显微镜(SEM)分析发现:水热后的医疗废物固体产物表面有细微的孔洞,孔隙度很大,表面分布不均匀呈现多种形态。对固体产物进行热重分析(TGA)发现水热处理后热解脱氯大幅度消减,医废和PVC的重组分的失重峰提前。表明水热不仅脱除了氯元素,还使得重组分更易发生裂解,更易于激发燃烧。(4)对固体产物进行傅里叶红外光谱(FTIR)分析,发现有C-C1键的断裂。证实了水热过程中医疗废物和聚氯乙烯确实发生了脱氯,氯元素从固体中迁移到液体中。氯元素的迁移主要源于脱氯化氢作用。


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