广东省高校优秀青年创新人才培养计划项目(LYM11059)
- 作品数：12 被引量：82H指数：6
- 相关作者：刘敬勇孙水裕陈涛梁秀娟罗海健更多>>
- 相关机构：广东工业大学河南化工职业学院华中科技大学更多>>
- 发文基金：广东省高校优秀青年创新人才培养计划项目广东省教育部产学研结合项目广东省科技计划工业攻关项目更多>>
- 相关领域：环境科学与工程农业科学文化科学更多>>
- 不同氧燃烧方式下污泥中重金属的形态转化特征被引量：5
- 2013年
- 采用化学热力学平衡分析方法,应用真实污泥实测数据预测污泥在氧化氛围和还原氛围焚烧过程中6种重金属(Pb,Ni,Mn,Cr,Zn和Cu)的迁移和转化特征。计算中考虑重金属和Cl化物的相互作用,也考虑重金属与S化物之间的相互作用。研究结果表明:重金属Pb,Zn,Cu和Ni在较低的焚烧温度下都是以固态金属氧化物为主;随着温度的升高,金属氧化物继续与氧结合,在较高温条件下以其气态金属单质或者低价气态金属氧化物形式挥发;Mn和Cr在整个焚烧体系中以固态存在不易挥发而残留在焚烧底渣中;在有Cl化物的焚烧体系中,Pb,Cu和Zn都有其气态金属氯化物形成,而未见到气态Ni,Mn和Cr的氯化物生成,表明污泥焚烧中Cl化物对Pb的挥发性影响最大,其次是Cu和Zn,而Ni,Mn和Cr基本不受Cl化物的影响;在有S化物的焚烧体系中,低温阶段重金属易与S化物结合形成固态金属的硫酸盐,拟制了金属的挥发特性;在高温阶段,金属的形态转化基本不受S化物的影响。焚烧体系中的Cl化物和S化物对重金属形态迁移转化影响差别较大,S化物在低温阶段有助于拟制金属的挥发特性,除Cr和Mn外,Cl化物的存在加速了金属的挥发,从而可根据污泥在不同焚烧温度下不同的产物形态对重金属的污染进行控制。
- 刘敬勇孙水裕
- 关键词：污水污泥焚烧重金属热力学分析
- 焚烧飞灰高温过程中重金属的挥发及其氯转化特征被引量：14
- 2012年
- 研究了垃圾与污泥掺烧后的焚烧飞灰在900℃、1 000℃高温处置过程中重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)随不同停留时间的挥发特性,并研究了添加剂氯化物(CaCl2、MgCl2、NaCl、FeCl3、AlCl3)对重金属转化与挥发特性的影响.结果表明,没有添加氯化剂情况下,污泥焚烧飞灰中不同重金属的挥发特性有较大的差别,其中Pb的挥发率超过80%,而Cu的挥发率<30%,重金属的挥发性大小依次为:Pb>Cd>Zn>Cu.热处置过程中重金属的挥发率受温度的影响较大,而停留时间的延长对重金属挥发促进效果较小,并且易挥发元素Pb和Cd表现尤为明显.飞灰中添加氯化剂后,重金属的挥发性有显著的改变,并且难挥发元素Cu和Zn的挥发性增加较Pb和Cd显著.随着Cl含量的增加,重金属挥发率有增加的趋势,但不同种类的氯化物对重金属氯转化差异较大,其中NaCl对重金属Cd、Zn和Cu挥发特性的促进效果小于其它氯化剂.研究结果为飞灰最大限度无害化处理及资源化回收利用提供理论依据.
- 刘敬勇孙水裕
- 关键词：飞灰污泥焚烧重金属挥发率氯化剂
- 不同矿山化学药剂对水体COD贡献和影响的试验研究
- 2012年
- 矿山选矿药剂的使用已经引起了严重的水体污染,为了可持续利用矿区水资源,选择了常见的5种浮选药剂和3种起泡剂进行了其对水体化学需氧量(COD)贡献和影响的试验研究。研究结果表明:不同浓度范围的乙黄原酸盐(乙黄)、丁黄原酸盐(丁黄)、聚丙烯酰胺(PAM)、乙硫氮、DS对水体COD的贡献不一样,并且同一种浮选药剂在不同浓度条件下对应的COD并不呈现线性关系。总体来看,5种药剂中丁黄对COD贡献最大,而乙硫氮对COD贡献最小。不同来源起泡剂对水体COD的贡献有较大差异,总体来看GY2#要比SD2#及ZZ2#的COD贡献大。起泡剂的GC-MS仪器分析结果显示起泡剂中多环化合物或者杂环化合物占的比例越大,其对废水COD贡献越多,因此研制以直链状为主要成分的"环保型"起泡剂显得尤为迫切。
- 李伟新
- 关键词：浮选药剂起泡剂化学需氧量(COD)
- Fenton氧化对印染污泥脱水性能的影响被引量：11
- 2013年
- 采用Fenton氧化法对印染污泥进行预处理,研究印染污泥中TSS、VSS、CST、SRF等脱水性能指标的变化规律.结果表明,当pH值为2.0,H2O2和Fe2+投加量分别为428 mg.g-1(干泥)和42.8 mg.g-1(干泥),反应时间1.5 h、反应温度80℃时,Fenton氧化后印染污泥的脱水效果最佳.在该条件下,TSS由18.66 g.L-1下降至4.82 g.L-1,去除率为74.17%;CST和SRF分别由98.6 s和6.03×1011s.2g-1下降至18.9 s和8.42×1010s.2g-1;污泥的平均粒径和中值粒径分别由53.8μm和42.9μm下降至19.8μm和16.2μm.
- 梁秀娟宁寻安刘敬勇罗海健英柱陈泓
- 关键词：FENTON氧化印染污泥脱水性能粒径
- 硫化物对垃圾掺烧污泥焚烧飞灰高温过程中重金属挥发的影响被引量：2
- 2012年
- 对某垃圾掺烧污泥焚烧厂焚烧飞灰进行了采样,在对飞灰进行热重(TG-DTG)分析基础上,重点研究了飞灰水洗前后及其添加不同硫化物(S、NaS、Na2SO3、Na2SO4)经高温处置过程中重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)的挥发特性.结果表明,飞灰中重金属Zn、Pb含量较高,Ni的含量较低,而Cd含量达到29.4 mg·kg-1.飞灰水洗后Pb、Cu、Zn的含量均比原灰中高,而Cd的含量降低.飞灰TG-DTG曲线在579～732℃、949～1 200℃这2个温度范围失重率较大,拐点温度分别为690℃和1 154℃.焚烧飞灰中Pb表现出易挥发的特性,其挥发率超过80%,而Cu挥发性较小,其挥发率<30%.飞灰水洗后,重金属的挥发率有显著的降低,其中重金属的挥发性大小依次为:Zn>Pb>Cd>Cu.飞灰热处置过程中预先加入Na2SO3、Na2SO4后,重金属(Cu、Pb、Zn、Cd)挥发率降低明显,而S的加入只能降低Zn的挥发率;Na2S加入后Cd、Zn挥发率下降.水洗飞灰添加Na2S后可降低4种重金属的挥发率,S及Na2SO3的加入分别降低了Cu和Zn的挥发率;4种硫化物的加入都可降低Cd的挥发率.研究结果为飞灰最大限度无害化处理及资源化回收利用提供理论依据.
- 刘敬勇孙水裕
- 关键词：飞灰焚烧重金属挥发率硫化物
- 污泥焚烧过程中Cd的迁移与转化特征被引量：4
- 2013年
- 在一维固定燃烧炉上进行了污泥层燃模拟实验，重点研究了不同焚烧温度、停留时间、含水率及不同空气过剩系数条件下Cd的迁移和转化特征，并利用4种固体吸附剂CaO、Al2O3粉煤灰和高岭土对污泥焚烧过程中Cd的排放进行吸附去除．研究结果表明，随着焚烧温度的升高，底渣中Cd有一定的挥发，并且焚烧底渣中Cd的可氧化态和易还原态会向残渣态转化，有利于降低焚烧底渣中Cd的生物可利用性．随着焚烧时间的延长，对焚烧过程中Cd的挥发影响不大，但可使焚烧底渣中Cd的易还原态和可氧化态向残渣态转化．焚烧过程中含水率对重金属Cd的残留率影响较大，当含水率达超过75％后，底渣中Cd残留率会明显降低，并且随着含水率的增加，底渣中Cd的可氧化态会向易还原态转化，而残渣态的比例变化不大．空气过剩系数五在1～1．5之间时，焚烧底渣中Cd的含量、残留率及Cd可氧化态所占的比例变化不大，当五从1．5升至2时，底渣中Cd的含量及残留率大幅度降低，并且底渣中Cd基本上以残渣态存在．污泥焚烧过程中4种固体吸附剂的加入有利于Cd的残留并固定在焚烧底渣中，并且随着固体吸附剂添加比例的增多，Cd的残留率也逐渐增加，吸附剂粉煤灰和高岭土要优于CaO和Al2O3．
- 刘敬勇孙水裕陈涛
- 关键词：污泥焚烧CD迁移
- 固体添加剂对垃圾掺烧污泥焚烧飞灰高温过程中重金属挥发特性的影响被引量：6
- 2012年
- 在研究垃圾与污泥掺烧后焚烧飞灰中重金属浸出特征的基础上,重点研究了飞灰在1 000℃条件下高温处置过程中重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)随不同停留时间的挥发特性及添加剂(CaO、Al2O3、SiO2、高岭土、粉煤灰)对重金属转化与挥发特性的影响。研究结果表明,飞灰中重金属Zn、Pb、Mn含量较高,Ni的含量较低,而毒性较大的Cd达到29.4 mg/kg。浸出液中七种金属都满足危险废物鉴别标准(GB5085.3-1996),并且重金属的浸出浓度受浸取时间及浸取液pH值影响较大。在同样的高温处置条件下,焚烧飞灰中不同重金属的挥发特性有较大的差别。其中,Pb表现出易挥发的特性,其挥发率超过80%,而Cu挥发性较小,其挥发率小于30%。综合来看,飞灰中重金属的挥发性大小依次为Pb>Cd>Zn>Cu。飞灰中添加Al2O3和高岭土可以抑制Cd的挥发,添加Al2O3后Pb的挥发率有所减少,添加SiO2、CaO、高岭土、粉煤灰均使Zn的挥发率降低,而对Cu的挥发率没有抑制作用,这与飞灰中高Cl含量及各痕量元素化合物对固体添加剂活性位选择性的竞争吸附有关。
- 刘敬勇孙水裕
- 关键词：飞灰掺烧污泥城市生活垃圾重金属挥发率
- 微波预处理对制革污泥絮凝脱水性能的影响被引量：9
- 2013年
- 分别采用微波、絮凝剂和微波联合絮凝剂对制革污泥进行脱水预处理,考察不同处理条件下制革污泥沉降速率(SV30)、毛细吸水时间(CST)和污泥比阻(SRF)的变化,并通过粘度、水分分布和微观结构的变化探讨相关的脱水机理。结果表明,在微波输出功率为648 W、辐射时间为60 s的预处理条件下,阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)投加剂量为8 mg/L时,污泥脱水性能达到最佳。与单独添加絮凝剂的污泥脱水相比,该条件下的SV30、CST和SRF分别降低了25.0%、48.9%和34.7%。污泥絮凝脱水前进行微波预处理能够进一步提高污泥的脱水性能,微波辐射联合CPAM进行污泥脱水时,CPAM则起主要脱水作用。微波辐射通过破坏污泥絮体结构,改变污泥中的水分分布,降低污泥的粘度,从而提高污泥的脱水性能。
- 罗海健付长亮宁寻安刘敬勇梁秀娟
- 关键词：制革污泥絮凝脱水性能水分分布
- 广州城市污泥燃烧性能综合评价及其燃烧动力学模型被引量：12
- 2012年
- 采集了广州5种不同来源城市污泥(分别为KFQ、DTS、LJ、LD和ZZ)及肇庆市1种污水污泥(ZQ),利用热重法对6种干污泥的单一样及两种干污泥的混合样在不同条件下进行了热重实验研究,并通过TG-DTG曲线计算了污泥燃烧的4个综合燃烧指数.研究发现,广州当前城市污泥具有高挥发分、低固定碳和低热值的特点.整个污泥燃烧可以分为水分析出、挥发分析出、挥发分燃烧和焦炭燃烧4个阶段,并且不同来源污泥这4个燃烧阶段差别较大,其中,挥发分的析出和燃烧制约着污泥的整个燃烧过程.不同来源污泥的燃烧性能与污水处理厂水处理工艺、污泥种类及其理化性质有关.从挥发分释放特性指数D、可燃性指数C、综合燃烧特性指数S来看,6种污泥中,LJ污泥燃烧性能最好,而LD污泥的燃烧性能最差.KFQ与ZZ污泥混合后,除D指数外,其他指数都变小,而升温速率过快,并不能显著提高污泥的综合燃烧性能.采用积分法(Coats-Redfern方程)计算得到各燃烧阶段的反应的机理方程及相应的活化能参数,发现活化能大小与污泥的燃烧阶段是相对应的.
- 刘敬勇孙水裕
- 关键词：城市污泥热重分析动力学模型燃烧特性
- 固体添加剂对污泥焚烧过程中重金属迁移行为的影响被引量：17
- 2013年
- 利用高温固定管式炉研究了4种固体添加剂(CaO、Al2O3、粉煤灰和高岭土)对污泥焚烧过程中6种重金属(Pb、Cd、Cu、Cr、Ni、Zn)在底渣中的迁移行为与固化残留特征的影响.结果表明,污泥焚烧过程中4种固体添加剂(CaO、Al2O3、粉煤灰和高岭土)的加入有利于重金属固定并且残留在焚烧底渣中,并且随着固体添加剂添加比例的增多,重金属的残留率也逐渐增加.焚烧温度对固体添加剂吸附重金属的效果有很大影响,其中重金属自身熔点、沸点及重金属在污泥中的赋存形态是决定其挥发性的一个重要因素.不同固体添加剂对不同重金属迁移的抑制效果有很大差异,从控制重金属挥发角度来看,固体添加剂高岭土和CaO要优于其他固体添加剂.固体添加剂活性中心与重金属化合物分子的相互作用取决于这些活性位的分布及重金属的化学性质.
- 刘敬勇孙水裕陈涛
- 关键词：污泥焚烧重金属迁移
