不同氧燃烧方式下污泥中重金属的形态转化特征-论文.pdf

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1、第44卷第1期中南大学学报(自然科学版)、，0l44No．12013年1月JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology)Jan．20l3不同氧燃烧方式下污泥中重金属的形态转化特征刘敬勇，孙水裕(广东工业大学环境科学与工程学院，广东广州，510006)摘要：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

2、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c1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c1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

3、，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。关键词：污水污泥；焚烧；重金属；形态；热力学分析中图分类号：X705文献标志码：A文章编号：1672—7207(2013)01—0440—09Speciationandpartitioningofheavymetalsduringsewagesludgeincinerationwithdiffere

4、ntoxygenconcentrationsLIUJingyong，SUNShuiyu(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006，China)Abstract：Thermodynamicequilibriumcalculationswereperformedtorevealthespeciationandpartitioningoftheheavymetals(Pb，Ni，Mn，Cr，ZnandCu)durings

5、ewagesludgeincinerationunderoxidativeconditionandreductivecondition．Aetnalsewagesludgecompositionsandcombustionconditionswereutilizedinallsimul~ions．Theinteractionbetweenheavymetals，chlorineandsulfurwereallconsideredduringcalculation．TheresultsshowthatheavymetalsPb，Zn，CuandNiare

6、mainlyinsolidmetal-oxidestatesduringincinerationatalowertemperature．Withtheincreaseoftemperature，themetaloxidecombineswithoxygencontinuously,andinarelativelyhightemperature，theheavymetalsvolatilizationbeginsintheformsoftheirgaseousmetalsingle—massesorgaseousmetaloxides．Inthewhol

7、eincinerationsystem，MnandCraremainlycongregatedintheslagsbecauseoftheirsolidstatewithnonvolatilization．Withthepresenceofchloride，heavymetalsPb，CuandZnformtheirgaseousmetalchlorides，whiletraceelementsNi，MnandCrdonotreactwithchlorideanddon’tgenerategaseouschloride．Thechloridehasth

8、egreatestimpactonthevolatilizationofCu，followed