干化污泥热解产物的经验方程研究

在实验室自制热解装置上进行了污泥热解实验.在获取大量实验数据的基础上,运用相关性分析和数据拟合等方法建立了污泥热解产物与热解温度间关系的经验方程,期望对今后实验室污泥热解试验能起到指导作用.     

污泥生物干化机理的探讨

目的 解决对污泥基质表面水分蒸发过程中热量和水分传递现象的描述,为进一步研究污泥的热质传递过程以及对其数学模型的建立提供初步的理论依据.方法 从温湿梯度的角度对生物干化和传统热干化进行比较,从质量、能量守恒定律和不可逆过程热力学原理出发,阐述了剩余污泥生物干化过程中污泥内部的传热传质现象.结果 提出了污泥生物干化能够实现低温干化的本质原因;从能量守恒定律出发,描述了剩余污泥生物干化过程中污泥内部的传热传质现象;提出生物干化效率指数这一指标对生物干化的可行性进行评估;通过量纲分析法,明确了污泥生物干化过程中各参数的影响作用.结论 污泥生物干化是一个温度梯度和湿度梯度同向移动的过程;在干化过程中O2的消耗率和气体流速表现最为显著的影响作用.     

微波热解污泥及产物组成的分析

目的研究了微波辐照热解污泥的产物组成与结构,探索进行污泥有效处理和利用的技术方法.方法利用微波加热均匀、高效快速的特点,以微波为热源,对污水处理厂的污泥进行微波热解处理,并采用气相色谱和气/质谱联用分析等方法对热解生成的气、液产物的组成和化学结构进行分析.结果微波直接辐照污泥仅达到对其干燥的效果.在污泥中加入吸波介质,可实现污泥高温热解的目的.在污泥热解生成的气体产物中CO和H2总的质量分数最高可达72%,可以作为洁净的燃料气体使用和合成气的原料.热解生成的液体产物可分为水相和油相,油相的主要成分是脂肪族类化合物占42%左右,单苯环类物质占22%,可以直接作燃料油使用,也可以经分离得到化工产品.结论采用微波辐照热解的方法不仅可以对污泥进行有效处理,而且还可以实现其资源化有效利用.     

干化温度对城市污泥热值影响的研究

以城市脱水污泥为研究对象,将其在不同干化温度下干化至恒重,采用氧弹式量热计测定干污泥热值.实验结果表明,剩余污泥比消化污泥干化恒重所需时间长;得到干污泥挥发份存留率和干化温度(100～600℃)之间的关系,并在两者之间进行函数拟合;随温度升高,两种污泥的热值都降低,干化温度大于350℃时,干化污泥热值几乎为零;污泥的适宜干化温度范围为150～250℃,为工业上干化处理污泥提供基本数据.     

城市污水厂污泥热解制氢的实验研究

利用固定床热解反应装置,对城市污水处理厂的污泥进行了热解制氢试验.结果表明,随着温度升高,产气量增大、H2产量随之增加.当温度处于700～950℃时,H2大量产出,阶段最高产率达51.61%.污泥热解技术兼具能源回收和环保功能,是一项具有发展潜力的制氢技术.     

垃圾渗滤液污泥的有机结构对热解行为的影响

热解是垃圾渗滤液污泥达到减量化、无害化、资源化处置的有效方式之一.试验通过污泥固定床热解分析不同温度下热解产物分布及热解气组分,利用固体核磁测定污泥有机碳结构、热失重分析仪分析污泥的热失重行为,系统地阐释垃圾渗滤液污泥有机碳结构对其热解行为的影响规律.结果表明,污泥中的H/C原子比高达1.97,乙基碳比例为20.98％...     

柠檬酸生化污泥的理化特性与热解特性研究

本文对柠檬酸生化污泥的理化性质和热解特性进行了分析,主要利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、热解-气质联用仪(Py-GC-MS)及其他分析方法对污泥的表面形貌、官能团种类、热解失重规律及快速热裂解产物组成等特性进行了研究。实验结果表明,柠檬酸好氧污泥具有较高的灰分和较低的挥发分,厌氧污泥固定碳和碳元素含量较高;干化污泥表面结构密实,有机质与无机填料紧密包覆,呈片状或层状分布;污泥热失重可以分为水分析出(200℃以下)、有机物质析出(200～500℃)和无机矿物质分解(500～800℃)三个阶段,在315℃左右出现最大失重峰,有机质热分解特性显著;Py-GC-MS分析表明,柠檬酸生化污泥快速热裂解产物类型复杂,主要包括芳环类化合物、含氮化合物、醛酮化合物、醇类、羧酸和酯类化合物等。     

典型矿物质组分对工业污泥热解产物的影响

采用热裂解-气相色谱/质谱联用(Pyrolysis Gas Chromatography-Mass Spectrometer, Py-GC/MS)方法研究酸洗脱灰及特定矿物质添加对工业污泥热解产物的影响。研究表明,随着反应温度的升高和停留时间的延长,聚合反应加强,热解产物中芳香烃与烯烃含量大幅上升,含氧类与脂肪酸类化合物含量显著下降;酸洗对污泥灰分中Fe和Ca的脱除率分别达到89.19%和96.22%;酸洗处理及添加矿物质(CaO,SiO₂,Fe₂O₃)可有效去除热解产物中的含氧化合物,降低酸类化合物含量,增大碳氢化合物比例,提升热解产物品质;CaO对污泥的热解催化效果最佳,可显著促进芳香烃和脂肪烃化合物含量提升,SiO₂效果仅次于CaO,Fe₂O₃则具有较好的脱氧效果。     

污泥干化芦苇床芦苇中多环芳烃的含量分布

通过现场试验,考查了多环芳烃（PAHs）从污泥向芦苇的转移以及PAHs在芦苇各部位的分布情况。受试芦苇植于污泥干化芦苇床内,芦苇床规格3m×1m×1.3m,其中高度含0.65m填料层和0.65m超高。试验进行了3a,包括2a的污泥负荷期和1a的闲置期。2a负荷期内共进泥8.4m（含水率99.14%）,污泥PAHs含量平均5.69mg·kg-1。原生芦苇茎和叶中的PAHs含量相对较高,达到2.198和2.583mg·kg-1（DW）,分别是芦苇根PAHs含量的2.44和2.87倍,且以低环PAHs为主。运行结果表明,受试芦苇对污泥中的PAHs产生了明显的富集作用。运行第2年9、10和11月取污泥干化芦苇床芦苇样品并进行检测,发现芦苇根茎叶内PAHs含量呈逐月升高趋势;第3年11月芦苇根茎叶所含PAHs总量分别为7.642、7.713、7.946mg·kg-1（DW）,相对原生芦苇分别提高了8.50、3.52和3.08倍,且以低环PAHs为主,根茎叶低环PAHs含量占PAHs总量的55.14%、56.96%和44.59%。芦苇中PAHs的含量与植物含脂率具有显著的正相关关系,而与芦苇的含水量无关。     

微波诱导热解污泥制备吸附剂的研究

为实现污泥的资源化,用微波诱导热解污泥制备污泥吸附剂.采用碘值分析、扫描电镜分析和处理模拟染料废水的方法研究微波功率、投炭量和微波辐照时间对污泥吸附剂吸附性能的影响.通过实验得到该法制备污泥吸附剂的最佳工艺参数为:微波功率400 W,投炭量0.25%,微波辐照时间8 min,该条件下所得吸附剂碘值为303.73 mg/L,平均孔径为2.88 nm,总孔、中孔、微孔孔容分别为0.422 mL/g、0.203 mL/g、0.150 mL/g,比表面积为308.1 m2/g,处理雅格素蓝(BF-BR)和碱性品红模拟染料废水的脱色率分别达到75%和95%以上.微波诱导热解污泥制备污泥吸附剂技术可行且具有很好的应用前景.     

天津市政污泥热解及燃烧动力学特性的分析

利用热重分析仪,在氮气和空气气氛下分别对天津市政污泥进行热分析实验,并采用热重、微分热重、差示扫描量热等方法分析了市政污泥的热解特性及燃烧特性．实验结果表明城市污泥燃烧热反应可分为4个阶段：水分蒸发析出、污泥有机挥发成分析出燃烧、污泥有机质及固定碳燃烧、燃烧残余物及难分解物的分解．在实验条件下,污泥样品着火温度为277．5℃,燃尽温度为540℃．建立了天津市政污泥燃烧动力学模型,采用连续两方程拟合的方式,得到了上述主要阶段的表观活化能Ea和指前因子A．     

污泥低温驯化及其对农村生活污水处理效果的研究

我国北方地区农村生活污水处理受低温影响严重。为解决此问题,通过低温驯化得到在8℃下对污水有较好处理效果的活性污泥,并对其污水处理效果进行分析。结果表明,用干重浓度为3.4 g?L-1的已驯化污泥对农村生活污水进行处理时,COD去除率最高为84.97%,出水COD最低为89.51mg?L-1,达到农田灌溉水质标准（GB 5084-2005）的最短处理时间为8d。与非驯化的污泥相比,驯化后活性污泥对污水的COD去除率提高了23.14%,这为北方地区农村生活污水处理提供了良好的技术支持。     

剩余活性污泥低温裂解制油研究

对城市生活污水处理厂剩余活性污泥低温裂解过程进行了催化剂的筛选,筛选出了能使污泥最低裂解温度降低20℃且能提高油产量的催化剂CuSO4和Fe2O3.研究了无催化剂作用下温度对污泥裂解的影响,确定了较佳的催化剂添加量.在CuSO4的作用下,污泥在440℃时的挥发份转化率为无催化剂作用下的1.15倍;在Fe2O3的作用下,污泥裂解的最佳温度为390℃,挥发份转化率为无催化剂作用下的1.62倍.     

城市水处理污泥陶粒的制备与性能表征

以城市污水处理厂的湿态剩余污泥为主原料,辅以集料尾泥(主要成分为粘土)和粉煤灰配料,在模拟实际加工工况的条件下制备烧结污泥陶粒样品,对其性能进行表征.研究结果表明以湿态污泥为主原料,经1 040℃的短时烧结可获得烧胀陶粒.还发现少量(质量分数为10%)污泥的加入虽不起烧胀作用,但有明显的助烧结作用,相对于无污泥样品,陶...     

城市污泥添加软锰矿制备活性炭的研究

以城市污泥为原料,添加适量的软锰矿,采用氯化锌活化法制备活性炭.采用BET、SEM、FT-IR、O2-TPO、XRD、TGA等方法对其结构和性能进行了表征,并分析了软锰矿对活性炭制备过程的影响.研究结果表明,在实验条件下,城市污泥添加软锰矿制备的活性炭比表面积为354.198 m2/g,总孔体积为0.809 6 cm3/g,微孔体积为0.159 cm3/g,平均孔半径为4.6 nm,碘吸附值为558.05 mg/g.上述性能参数相较于纯污泥制备的活性碳都有较大程度的提高.在使用添加了软锰矿的城市污泥制备活性炭的过程巾软锰矿催化了污泥中有机质的分解,同时也为新生炭提供了更多的骨架,促进了积炭反应,有助于形成孔隙发达的微晶结构.     

不同添加剂与污水污泥混合好氧堆肥实验研究

分别以木屑、芦苇和堆肥熟料为添加剂,对污水厂脱水污泥进行好氧堆肥实验研究.研究结果表明,以堆肥熟料为添加剂,1天内堆体即可升至最高温度,10天后堆肥可达稳定化要求,堆体55℃以上时间可保持4天以上,完全可以达到卫生化要求.同时,以熟料为添加剂,不仅提高了堆肥速度,缩短了堆肥时间,还可替代木屑等外源性添加剂,简化了工艺流程,降低了运行成本.最后,实验还研究了污泥与熟料混合堆肥植物营养学指标的变化,产品中有机质含量34.6g/kg,氮、磷、钾的含量分别为22.0gN/kg,11.1gP2O5/kg和12.9gK2O/kg,营养物质含量丰富,完全满足作为园林绿化用营养土、有机肥基质等标准要求.     

略述城市污水厂污泥热化学处理技术

简略地叙述了污水厂污泥热化学处理方法的现状及发展趋势。并就污泥焚烧处理与污泥热解处理进行了分析和比较     

基于灰色Verhulst的城市污水排放量预测模型

针对城市污水排放量数据序列特征,将灰色Verhulst模型的建模方法引入到城市污水排放量的预测中,并建立相应的预测模型.应用实例表明:该模型具有用较短的数据序列建立起预测精度较好的预测模型的优点.基于灰色Verhulst的城市污水排放量预测模型应用于城市污水排放量的中长期预测,可为城市环境规划提供决策参考.     

微生物方法去除污水污泥中重金属的试验研究

大量的重金属离子使得污水污泥在农用过程中产生了副作用.对投加硫酸亚铁盐和硫作为培养基质、污泥的不同投配比、有无接种污泥的条件下利用微生物去除污泥中重金属的效果作了试验研究,表明不同条件下培养的微生物对重金属均有较好的去除效果,并对试验结果进行了讨论.