污泥燃烧与污染排放特性研究

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1、污泥燃烧与污染排放特性研究刘淑静 【摘要】：随着我国经济的发展、城市化进程的加快以及污水处理率的提高，污泥的产量日益增加。如何妥善、科学地处理产量巨大、成分复杂的污泥，已成为一项迫在眉睫的环保课题。本文首先介绍了污泥来源、危害、主要的处理处置方法及我国的处理处置现状，并对污泥焚烧技术国内外的研究进展进行了综述。在此基础上，开展了以下几方面的研究。借助热重分析手段，利用自行设计的大物料量热重分析试验系统进行了大物料量污泥燃烧试验研究，考察了含水率、粒径对大物料量污泥燃烧特性的影响。根据该试验系统上得到的污泥燃烧失重曲线，

2、建立了污泥燃烧动力学模型，筛选得出了描述大物料量污泥燃烧过程的最适机理函数，并根据该机理函数对污泥燃烧的动力学参数进行了求解。同时在热分析上进行了污泥燃烧实验，获得了微少量污泥燃烧的TG、DTG、DTA曲线，并将二者的失重曲线进行了对比分析。对不同含水率污泥燃烧烟气中主要污染物SO_2、NO_x的排放特性进行了研究。结果表明，在试验含水率范围内，高含水率污泥燃烧排放的SO_2、NO_x较少。尤其SO_2，湿污泥中的排放仅为含水率50％时排放的16.15％。从分析焚烧残渣中重金属含量入手，对炉渣中重金属的来源、迁移机理、

3、各焚烧产物中的分布规律、各形态的分布特性及综合毒性进行了探讨。考察了干污泥在固定床焚烧炉中停留时间20分钟，焚烧温度分别为500℃、700℃、900℃的焚烧残渣中重金属(Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Cd)的分布比例及形态分布规律，提出了用于重金属毒性分析的定量化指标：重金属综合毒性指数，并采用该指数对污泥和残渣中重金属的综合毒性进行了评价，为污泥焚烧残渣处置及资源化利用的环境安全性评定提供了理论依据。【关键词】：污水污泥燃烧特性污染排放重金属毒性热分析动力学【学位授予单位】：大连理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年

4、份】：2007【分类号】：X703【DOI】：CNKI:CDMD:2.2008.034575【目录】：·摘要4-5·Abstract5-10·引言10-11·1绪论11-22·1.1课题选题背景和研究意义11-12·1.2污泥的来源及对环境的污染12-13·1.2.1污泥的来源12·1.2.2污泥对环境的污染12-13·1.3污水污泥的处理与处置13-18·1.3.1污水污泥处理处置方法13-15·1.3.2我国污水污泥处理处置现状15-18·1.4污泥焚烧技术及国内外研究进展18-21·1.4.1污泥焚烧技术介绍18

5、-19·1.4.2国内外研究进展19-21·1.5本课题研究内容21-22·2污泥热分析燃烧及动力学特性分析22-40·2.1污泥成分分析22-26·2.1.1污泥样品来源22·2.1.2污泥成分分析22-26·2.2污泥水分对焚烧的影响26-27·2.3污泥热分析燃烧试验27-31·2.3.1不同含水率污泥热分析燃烧试验及结果分析28-30·2.3.2升温速率对污泥热分析燃烧特性影响30-31·2.4污泥热分析燃烧机理及动力学分析31-39·2.4.1热分析动力学模型建立及参数的求解31-34·2.4.2不同含水率污

6、泥热分析试验动力学分析34-39·2.5本章小结39-40·3大物料量污泥燃烧及动力学特性研究40-55·3.1试验部分40-43·3.1.1试验样品40·3.1.2试验装置40-42·3.1.3试验方法42·3.1.4试验系统的标定42-43·3.2大物料量污泥燃烧热重试验43-47·3.2.1大物料量污泥燃烧非等温热重试验43-45·3.2.2大物料量污泥燃烧等温热重试验45-47·3.3大物料量污泥燃烧机理及动力学分析47-53·3.3.1大物料量污泥燃烧非等温热重试验动力学分析47-52·3.3.2大物料量污泥

7、燃烧等温热重试验动力学分析52-53·3.4本章小结53-55·4污泥焚烧烟气污染排放特性研究55-62·4.1烟气污染排放介绍55-57·4.1.1SO_2的形成机理和排放特性55-56·4.1.2NO_x的形成机理和排放特性56-57·4.2大物料量污泥燃烧热重试验中气态污染物排放试验57-59·4.2.1含水率85.1%污泥燃烧污染物排放试验57·4.2.2含水率70%污泥燃烧污染物排放试验57-58·4.2.3含水率60%污泥燃烧污染物排放试验58-59·4.2.4含水率50%污泥燃烧污染物排放试验59·4.3

8、结果与讨论59-61·4.3.1各含水率污泥燃烧污染排放特征59·4.3.2各含水率污泥燃烧SO_2排放特性59-60·4.3.3各含水率污泥燃烧NO_x排放特性60-61·4.5本章小结61-62·5污泥焚烧炉渣毒性分析62-76·5.1重金属的来源及迁移机理62-63·5.2重金属在各焚烧产物中的分布规律及试验研究63-68·