城市生活垃圾焚烧炉渣在混凝土中的应用研究

研究了在混凝土中利用城市固体废物焚烧炉渣(以下简称MSWI炉渣)的可行性以及MSWI炉渣在混凝土中的最佳替代率问题。通过对MSWI炉渣化学成分、物理特性以及MSWI炉渣混凝土抗压强度、弹性模量、毒性特征沥滤方法(TCLP)等测试结果进行分析,得到如下结论:从技术手段和环保角度来看,利用MSWI炉渣替代天然粗集料制备混凝土是可行的;对MSWI炉渣进行湿磨预处理可明显改善MSWI炉渣混凝土的力学性能和渗滤特性;MSWI炉渣在混凝土中的替代率不宜超过50%。     

生活垃圾焚烧炉渣湿法处理前后化学特性表征

选取4个地区(编号为C、X、N、J)生活垃圾焚烧炉渣及其湿法处理后炉渣(分别称为原生炉渣及集料),针对元素成分、氧化物组分及重金属与溶盐的毒性浸出特性等开展实验分析。结果表明:(1)与原生炉渣对比,集料的化学元素含量变化较大,主要元素Si、Al、C含量均不同程度增加,而Cl、Fe及重金属Zn、Pb、Cr、Cu等含量基本降低;集料中SiO2和Al2O3均明显增加。(2)除C原生炉渣浸出液中Ni(7.62mg/L)严重超标外,其他3种原生炉渣浸出液中Pb、Cu、Ni浸出浓度均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)中浸出毒性鉴别标准值。与原生炉渣相比,除N集料外,其余集料浸出液中3种重金属(Pb、Cu、Ni)含量基本下降,特别是C集料浸出液中Ni浸出质量浓度下降到低于检测限;集料浸出液中Cl-和SO24-浸出浓度均下降,Cl-浸出质量浓度在C集料浸出液中下降最多,约下降72%,SO24-浸出质量浓度在J集料浸出液中下降最多,约下降86%。     

城市生活垃圾焚烧飞灰水泥固化技术研究

用硫铝酸盐水泥对城市垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)进行固化实验,研究了飞灰重金属浸出特性,分析了飞灰掺量、浸提剂pH值对重金属浸出特性以及飞灰掺量对不同龄期(3、7、28 d)飞灰固化体抗压强度的影响,并对飞灰及其固化体进行XRD分析。结果表明,在HJ/T 299-2007和HJ/T 300-2007两种不同浸出体系下,飞灰中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr和Mn等重金属浸出浓度差别较大,建议应根据评价目标合理选择重金属浸出测量方法。其中,飞灰中Pb的浸出浓度超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)限值的3.35倍,因此被列为危险废物,应妥善处理。除飞灰掺量小于40%时的固化体Cd符合标准,其余飞灰固化体Pb和Cd的浸出浓度仍超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)限值,故达不到卫生填埋的要求。固化体抗压强度随飞灰掺量增大而降低,重金属浸出浓度与之相反。飞灰掺量为40%时,固化体中重金属浸出浓度随浸提剂pH值降低而增大,但pH值大于5时,未测出重金属浸出。XRD结果表明:飞灰中可溶性盐参与水泥水化反应,重金属Cr以CrO42-的形式固化于钙矾石中。     

城市生活垃圾焚烧处理过程中重金属迁移规律研究

通过采集厦门2个垃圾焚烧发电厂进厂垃圾、渗滤液、飞灰、炉渣和烟气样品,分析垃圾组成成分及各组分的重金属含量,结果表明,垃圾中以厨余、橡塑类和纸类为主,共占到垃圾干基的78．08％,重金属含量大小次序为Zn〉Cu〉Pb〉Cr〉Ni〉Cd〉Hg;垃圾渗滤液中除Zn外,其他金属的含量都较低,一厂渗滤液中重金属Ni、Zn迁移量较大,分别达到24．46％和8．52％。二厂渗滤液中重金属的迁移有相同的趋势,但含量相对较高。垃圾焚烧后其重金属主要分布在飞灰和废渣中,烟气中的含量非常少,不同金属的含量均有差别,这与金属的性质有很大关系;通过浸出毒性分析,飞灰中重金属酸溶态含量多,容易浸出,属于危险废物。同时,不同烟气处理工艺产生的飞灰的重金属浸出量有很大差别。     

城市生活垃圾焚烧厂渗滤液产甲烷潜力

为研究城市生活垃圾焚烧厂渗滤液的产甲烷潜力及其影响因素,在常规水质分析的基础上,采用瑞典AMPTSⅡ系统进行中温((37±1) ℃)厌氧消化实验,探究稀释倍数和污泥投加量对城市生活垃圾焚烧厂渗滤液的甲烷产率和可生物降解性的影响。结果表明：城市生活垃圾焚烧厂渗滤液的甲烷产率(以CH4/CODadd计)高于326.0 mL·g-1(理论甲烷产率为350 mL·g-1),可生物降解性高于93.1%;城市生活垃圾焚烧厂渗滤液是一种高COD、高NH3-N的有机废水,但可生化性较好;无论污泥投加量还是稀释倍数对城市生活垃圾焚烧厂渗滤液的甲烷产率和可生物降解性影响都很小,但稀释倍数的增加可明显降低污泥驯化时间和厌氧消化时间。在工程应用中,采用生化出水回流稀释城市生活垃圾焚烧厂渗滤液的方法,可降低厌氧反应器启动时间和厌氧消化时间,提高城市生活垃圾焚烧厂渗滤液处理效率。     

双泥膜法SBR脱氮除磷效果研究

通过实验室小试,以人工模拟生活污水为研究对象,考察了基于反硝化除磷理论开发的双泥膜法SBR工艺的脱氮除磷效果。长期试验结果表明：双泥膜法SBR工艺能使硝化菌和除磷菌各自在最佳的环境中生长,解决了传统工艺中脱氮和除磷的矛盾,节省了碳源和能源,并取得了稳定高效的脱氮除磷效果。在进水C∶N∶P为25∶5∶1,换液比为75%的情况下,系统对COD,TP和NH⁺₄-N的平均去除率分别为89.13%、96.12%和86.78%。     

城市生活垃圾焚烧飞灰的熔融分离处理

焚烧法处理城市生活垃圾已在世界先进发达国家广泛采用。垃圾焚烧飞灰含有大量的重金属,必须进行合理安全处置。在分析城市生活垃圾焚烧飞灰的物理化学性质基础上,研究了垃圾焚烧飞灰固化成型、熔融分离的无害化处理新工艺。实验结果表明：飞灰固化成球的适宜粘结剂为5%～7%消石灰,养护时间为10～12 d,固化球强度达0.24 kg/cm²以上,可以满足运输和熔化分离要求;固化后的飞灰在1 300℃左右熔融分离后,重金属的分离效果好,达到97%以上,可达到无害化处理标准;对1 300℃和1 400℃熔融分离后熔渣的重金属浸出毒性测试显示,重金属浸出毒性问题可以完全解除。研究结果表明,采用飞灰固化-熔融分离工艺处理城市生活垃圾焚烧飞灰是可行的。     

城市生活垃圾焚烧灰渣资源化利用的研究进展

生活垃圾焚烧技术是减少垃圾体积和重量的一种非常有效的工程技术,并在国内大中城市得到推广应用。但是由于焚烧残留物的焚烧灰渣至少仍然占到原有质量的20％,如何处理处置焚烧灰渣已成为城市发展亟需解决的一个重要难题。文中对灰渣资源化利用的已有方法（生态水泥的主要原料;垃圾填埋场覆盖材料;水泥-混凝土的代替骨料;沥青的代替骨料以及飞灰作塑料橡胶的填料等）进行了总结和回顾,分析了各种资源化方法的优缺点、应用前提和研究进展,并针对资源化利用的现实问题,提出了一些规范和建议。     

城市生活垃圾焚烧底灰渗滤液的特性

为了研究城市生活垃圾焚烧(municipal solid waste incineration, MSWI)底灰在填埋场中的浸出特性,在实验室条件下对MSWI底灰进行了为期48周的模拟淋溶实验,并对产生的渗滤液的性质进行了分析。模拟实验包括缺氧柱和好氧柱,分别测定了2个柱中产生的渗滤液的pH、ORP、TP、TN、COD和TOC等指标。实验结果发现,渗滤液的性质的随时间和模拟降雨次数的增加而不断发生变化,其中pH值持续下降,而ORP则逐渐升高然后下降;COD、TOC 、TP、和TN浓度在前8周内依次达到最大值而后降低,变化趋势可分为急速上升阶段、快速下降、缓慢下降和基本稳定4个阶段。从整个实验过程来看, pH的下降较缓慢,在实验进行到第48周时,缺氧柱和好氧柱的pH值分别为12.33和11.43,仍维持在强碱性。在实验结束时,2组实验中产生的渗滤液的pH、TOC和COD等3项水质指标均超出《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18989-2002)一级A排放标准。     

不同城市生活垃圾焚烧技术的综合评价

通过工程的经济性分析、工艺过程的能流分析以及工程的环境影响分析,综合分析了流化床、炉排炉、气化熔融和等离子体气化等不同城市生活垃圾焚烧技术。结果表明:(1)在零补贴的情况下,流化床焚烧技术的工程效益最佳,但从项目投产年算起,其投资回收期也需9年;炉排炉、气化熔融与等离子体气化焚烧技术要达到流化床焚烧技术零补贴情况下的经济效益,分别需补贴约70、140、500元/t。(2)各城市生活垃圾焚烧技术下区域的水体富营养化和全球变暖影响最显著,而人体毒性影响最小。气化熔融焚烧技术和等离子体气化焚烧技术的环境影响比其他两种焚烧技术小一个数量级。(3)考虑污染物排放的环境效益,在现行中国排放标准下,流化床、炉排炉与气化熔融焚烧技术的工程效益都将得到较大提升。随着排放标准的更加严格,流化床焚烧技术的年收益率下降最显著;气化熔融焚烧技术的工程效益相较最优。     

不同形态铁盐的除磷效果

研究不同铁盐存在形态的铁盐类混凝剂,即三氯化铁(离子态铁)、聚合氯化铁(聚合态铁)和氢氧化铁(凝胶态铁),在混凝除磷性能方面的差异。以城市污水厂的二级出水为实验水样,进行混凝除磷性能研究。结果表明,二级出水总磷为1.74 mg/L,离子态铁投加量为40 mg/L时,对总磷的去除率为90%,混凝处理后上清液总磷可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准,聚合态铁对总磷的去除率为62%,凝胶态氢氧化铁的总磷去除率为59%,混凝处理后上清液总磷均不能满足GB18918-2002中的一级A标准。离子态氯化铁对污水厂二级出水的除磷效果优于聚合态,即铁离子的聚合形态会影响其除磷效果。     

铁盐化学除磷对活性污泥生物除磷系统的影响

在小型处理系统中生物除磷同步化学除磷简便易行,但加入的除磷剂本身和形成的化学沉淀物的积累可能会对生物系统造成影响。采用序批式生物反应器,对铁盐的2种投加剂量下对活性污泥系统的影响进行了研究。结果表明,向SBR系统中连续投加15 mg·L-1三氯化铁,表观上系统总体的除磷效率较未投加前有一定幅度的提高,活性污泥的沉降性能得到改善,但这削弱了系统的内在生物除磷效力。随着化学除磷的进行,系统污泥胞内PHA含量减少、糖原含量增加;污泥中PAOs相对数量下降而GAOs的相对数量显著增加,优势菌发生演替。结束投加后,污泥的活性可以缓慢恢复。说明该浓度下长时间连续进行同步化学与生物除磷,会对系统造成一定的损害,但这种损害在停止化学除磷后具有一定的可恢复性。而连续投加3 mg·L-1三氯化铁的SBR系统总体除磷效率较未投加前有所提高,且没有对生物除磷系统产生明显抑制作用,能够较好实现化学除磷和生物除磷的协同。     

垃圾焚烧炉渣对电镀废水中Cu的吸附特性

以垃圾焚烧炉渣作吸附剂,对电镀废水中Cu的吸附特性进行了研究,包括吸附速率、解吸速率、吸附等温线和连续柱吸附实验等。结果表明,炉渣对电镀废水中Cu的吸附平衡时间和解吸平衡时间均为8 h。炉渣对Cu的吸附等温线为直线型,可用Henry型方程进行拟合。连续柱吸附实验结果表明,炉渣对电镀废水在连续吸附55 h后吸附能力逐渐丧失,累计最大吸附量为921 μg/g,而炉渣对人工配水在连续吸附80 h后吸附能力完全丧失,累计最大吸附量为2 687 μg/g。     

生物化学协同除磷研究

采用聚合硅酸铝和聚合硅酸铁两种混凝剂，比较了将混凝剂直接投加到反应器中和对生物反应器出水再进行混凝沉淀2种工艺的除磷效果，并对2种混凝剂的除磷效果进行了比较。结果表明：对于聚合硅酸铝，没有生物协同作用；对于聚合硅酸铁，投加量在40mg／L以下时具有生物协同作用，30mg／L时协同作用最明显；而且聚合硅酸铁的除磷效果好于聚合硅酸铝。     

铁盐同步除磷研究

对铁盐化学同步除磷进行了研究，通过试验比较了硫酸亚铁和氯化铁的除磷效果，前者的效果优于后者。并就污泥回流对除磷的影响进行了模拟试验，结果说明污泥回流可以节约药剂投加量。     

铁盐同步除磷研究

对铁盐化学同步除磷进行了研究 ,通过试验比较了硫酸亚铁和氯化铁的除磷效果 ,前者的效果优于后者。并就污泥回流对除磷的影响进行了模拟试验 ,结果说明污泥回流可以节约药剂投加量。     

生物化学协同除磷研究

采用聚合硅酸铝和聚合硅酸铁两种混凝剂,比较了将混凝剂直接投加到反应器中和对生物反应器出水再进行混凝沉淀2种工艺的除磷效果,并对2种混凝剂的除磷效果进行了比较.结果表明:对于聚合硅酸铝,没有生物协同作用;对于聚合硅酸铁,投加量在40 mg/L以下时具有生物协同作用,30 mg/L时协同作用最明显;而且聚合硅酸铁的除磷效果好于聚合硅酸铝.     

多因素影响下SUFR系统除磷效果研究

在进水COD浓度控制在300～400 mg/L范围内,针对SRT、C/N和C/P 3个因素对TP的影响设计了正交实验,并在此基础上进行回归正交实验。实验结果显示：SRT、C/N、C/P 3个因素中SRT对厌氧释磷和好氧吸磷速率的影响最大,随着SRT的增大,系统除磷效率逐渐下降。C/N和C/P的增长使系统进水TN、TP浓...     

几种常见离子对粉煤灰合成沸石除磷效果影响研究

研究了几种常见无机离子(SO2-4、HCO-3、NO-3、SiO2-3、Ca2 、Mg2 )对3种阳离子饱和的粉煤灰合成沸石(Ca沸石、Al沸石和Fe沸石)除磷效果的影响.结果表明,与纯水比较,NO-3和SO2-4的存在能提高沸石的磷去除率;HCO-3对沸石除磷起抑制作用;高浓度的SiO2-3显著提高溶液pH,从而促进Ca沸石的除磷,但抑制Al沸石和Fe沸石的除磷作用;Ca2 的存在能够显著提高沸石的磷去除率;Mg2 能促进Al沸石和Fe沸石除磷,但对Ca沸石除磷有一定抑制作用.