微波高溫熱解城市污泥重金屬固定效能研究.pdf

1、隨著污泥產量的增加和世界能源的短缺，清潔高效熱解處理技術在城市污泥處理領域得到廣泛的應用。城市污泥熱解處理是在一定溫度條件下對污泥進行分解，實現(xiàn)快速、顯著的減容，并對污泥中的有機成分加以能量化利用。本文將微波能引入污泥高溫熱解，分別考察了添加活性炭、三氧化二鐵、碳化硅和微波熱解殘留固體作為微波能吸收物質進行污泥的微波高溫熱解升溫過程。通過浸出因素實驗和模擬浸出實驗，對比傳統(tǒng)高溫熱解條件下重金屬的固定效果。分析了污泥熱解前后重金屬形態(tài)和含

2、量的變化，探索微波高溫熱解下的重金屬的固定機理。
　　摻雜條件下污泥的升溫結果表明，添加四種微波能吸收物質都能實現(xiàn)微波場中污泥800℃以上的高溫熱解；不同浸出方法的研究表明，TCLP是考察微波熱解和傳統(tǒng)熱解固體殘留物中重金屬浸出的有效方法；微波及傳統(tǒng)熱解重金屬固定效能的對比分析表明，在不同浸取液、液固比、pH以及動態(tài)浸出條件下，城市污泥微波高溫熱解殘留固體中Cd、Pb、Zn和Cu的浸出濃度均低于傳統(tǒng)高溫熱解殘留固體；污泥微波高溫熱

3、解前后重金屬的含量和形態(tài)分析結果表明，重金屬都富集在固體殘留物中，且重金屬形態(tài)發(fā)生了顯著改變，可交換態(tài)含量降低10％～50%，殘渣態(tài)和鐵錳氧化物結合態(tài)含量明顯升高；微波能吸收物質對不同種類重金屬固定有效性的研究表明，四種微波能吸收物質對重金屬有效固定效果順序為：Fe2O3>AC>Ru>SiC；相同反應條件下，微波對不同種類重金屬固定的有效性研究表明，微波高溫熱解對重金屬的有效固定效果順序為：Pb>Zn>Cu>Cd。
　　本研究通過

4、固體殘留物表面元素分析和電鏡掃描結果，分析了重金屬的固定化機制。研究表明：泥微波熱解過程中，固體殘留物經歷了玻璃化過程，其表面富集了大量的Si、Al元素，并在固體殘留物中形成了光滑致密的微顆粒；污泥經微波高溫熱解后，固體殘留物堿性明顯增強，添加活性炭、回用物質、碳化硅和三氧化二鐵進行微波熱解得到的固體殘留物pH分別為11.05、10.94、10.89和8.58。分析認為：重金屬形態(tài)的改變、固體殘留物玻璃化狀態(tài)以及呈現(xiàn)出的強堿性是導致微波