粉煤灰固化处理生活垃圾焚烧飞灰效果研究

为了减少生活垃圾焚烧飞灰中重金属等污染物对环境的危害,以粉煤灰和脱硫石膏为原料对生活垃圾焚烧飞灰中重金属进行安全处理。采用机械力化学法探究了脱硫石膏与垃圾焚烧飞灰掺加比、(脱硫石膏+垃圾焚烧飞灰)与粉煤灰掺加比、球磨频率、球磨时间和养护温度参数对固化体性能的影响。并通过XRD和FTIR手段对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化机制进行了研究。研究结果表明,采用机械力化学法能够显著提升粉煤灰的活性,并使制备出的固化体具有较高的抗压强度。当脱硫石膏与垃圾焚烧飞灰掺加比为1∶4,(脱硫石膏+垃圾焚烧飞灰)与粉煤灰为2∶3,球磨频率30 Hz,球磨时间2 h,养护温度60℃时,固化体28 d抗压强度达到22.3 MPa,并采用AAS测得固化体浸出液中Cd和Zn重金属的浸出量分别仅为0.015 mg/L和0.008 mg/L,均远低于GB 5085.3-2007规定限值。XRD和FTIR表征结果表明,固化体水化过程中生成了水化硅酸钙(C—S—H)和钙矾石(AFt)并分别主要以物理包裹和化学吸附的形式实现了垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化。

机械力活化固硫灰固化处理含油钻屑

利用机械力化学法活化固硫灰固化降解含油钻屑,研究了不同含油钻屑掺比对固化降解效果的影响,并进一步探讨了机械力化学法对含油钻屑中有机污染物的固化降解机制。研究表明,当含油钻屑掺量为50%时,球磨后样品中的含油率为1.92%,固化体常温养护28 d抗压强度为22.70 MPa,固化体石油类浸出浓度为3.875 mg/L低于GB 8978-1996中规定的限值。XRD分析表明含油钻屑中的有机污染物以物理包裹和吸附的形式被固化于含油钻屑固化体的凝胶相中。IR分析表明机械力化学法对含油钻屑中的有机污染物有较好的降解作用。

4A沸石对锰渣渗滤液中Mn^(2+)吸附—解吸研究

在开展4A沸石吸附—解吸模拟锰渣渗滤液中Mn2+实验的基础上,通过X射线衍射分析(XRD)和红外光谱分析(FTIR)研究了4A沸石吸附Mn2+的机制及其解吸行为。结果表明:4A沸石对模拟锰渣渗滤液中Mn2+的去除效率高达99.34%,吸附量最高可达92.84 mg/g,但化学解吸和化学—物理联合解吸对于沸石型离子交换吸附的解吸效果不佳,Mn2+解吸率均未超过1.6%。XRD和FTIR显示4A沸石对Mn2+的吸附机制主要为离子交换。

邢台市典型行业VOCs排放特征研究

为了解邢台市不同行业企业挥发性有机物(VOCs)污染特征,通过Summa罐采集样品,采用预浓缩-气质联用仪系统(GC-MS FID)进行测定分析,探究不同行业VOCs特征组分变化,并分析了VOCs排放对OFP(臭氧生成潜势)贡献影响.结果表明:①光伏元件制造、木材深加工及印刷行业排放的VOCs中以OVOCs(含氧挥发性有机物)为主,其占比在52.7%以上,特征物种为异丙醇、丙酮及乙酸乙酯等;玻璃深加工、汽车表面喷涂及家具制造行业排放的VOCs中以芳香烃为主,占比为36.7%~93.8%,特征物种为间对-二甲苯、邻-二甲苯和对-二乙基苯等.②玻璃深加工、汽车表面喷涂及家具制造行业排放的VOCs中对OFP贡献较大组分为芳香烃,占比为88.3%~98.2%,活性物种为间对-二甲苯、甲苯及邻-二甲苯等C_(7)~C_(9)的苯系物;光伏元件制造和印刷行业排放的VOCs中对OFP贡献较大的组分为OVOCs,占比为92.8%~95.2%,活性物种为异丙醇、乙酸乙酯及甲基乙基酮等;木材深加工行业排放的VOCs中对OFP贡献较大的组分为OVOCs和烯烃,占比分别为39.0%~53.4%和23.0%~25.3%,活性物种主要为丙酮、甲基乙基酮及1-丁烯等.研究显示,邢台市玻璃深加工和汽车表面喷涂企业中芳香烃对OFP影响较大,其次是印刷企业,亟需优先加强管控.

郑州市秋季VOCs污染特征及来源解析研究

为探究郑州市秋季挥发性有机化合物(VOCs)污染特征及来源,采用GC5000在线气相色谱仪对郑州市秋季大气环境中VOCs进行实时监测,分析了气象因素对臭氧(O)及其前体物的影响和VOCs污染特征,并重点利用B/T/E(苯/甲苯/乙苯)比值和正交矩阵因子模型(PMF)方法分别对VOCs来源进行了研究。结果表明:郑州市秋季温度对O生成影响明显,尤其是高温、扩散较差气象条件下,有利于O前体物的反应消耗,促使O生成及累积。郑州市秋季VOCs平均质量浓度为93.4μg/m,浓度占比贡献较大组分为烷烃(52.6%)、芳香烃(28.7%)及烯烃(17.7%),贡献较大前10物种为乙烷、乙烯、丙烷、间/对-二甲苯及甲苯等,占总VOCs的64.9%。秋季臭氧生成潜势(OFP值)为350.7μg/m,其中烯烃和芳香烃贡献最大,分别为45.8%和41.7%,其次为烷烃12.2%,OFP贡献前10物种主要为乙烯、间/对-二甲苯、异戊二烯、甲苯及邻-二甲苯等,占总OFP的74.9%。B/T/E比值显示机动车尾气排放、溶剂涂料使用及燃烧源是郑州市秋季VOCs的主要来源,尤其机动车尾气排放源贡献最为突出。PMF源解析显示,机动车尾气(汽油车和柴油车)排放源、溶剂涂料使用源、燃烧源是郑州市秋季VOCs排放主要来源,贡献率为35.1%、20.4%、19.7%,尤其9月柴油车尾气较为突出,汽油车尾气排放逐月增加。其中机动车尾气(汽油车和柴油车排放)和溶剂涂料使用源是对郑州市秋季O生成贡献较大的来源,贡献率分别为33.8%和20.6%,需重点关注。

固硫灰固化焦化废水处理外排污泥

采用机械力化学法活化循环流化床燃煤固硫灰,用于固化焦化废水处理外排污泥(CWT污泥)。探讨了固硫灰活化条件,并通过XRD和FTIR分析了固硫灰固化CWT污泥中重金属的机理。实验结果表明:当m(Ca O)∶m(Ca O+固硫灰)为20%、球磨频率为40 Hz、球磨时间为2 h时,养护28 d固硫灰固化体的平均抗压强度达到72.2 MPa;当污泥掺加量为50%(w)时,养护28 d含污泥固化体的抗压强度达到8.5 MPa,固化体浸出液中Pb2+和As5+的质量浓度分别为0.177 mg/L和0.013 mg/L,均远低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的规定限值。XRD和FTIR表征结果表明,在固硫灰活化过程中,混合体系水化生成了C—S—H凝胶、斜方钙沸石和钙矾石,可通过物理包裹、吸附及离子交换的形式实现CWT污泥中Pb2+和As5+的固化/稳定化。

郑州市金水区夏季VOCs污染特征、来源及风险评估

为探究夏季郑州市金水区大气环境中挥发性有机物(VOCs)的特征组分,通过罐采样和气质联用仪系统(GC-MS/FID)采集了郑州市金水区夏季的环境样品并对其进行定量分析.同时对郑州市金水区夏季VOCs的污染特征进行了探讨,并利用正交矩阵因子(PMF)模型和风险评估方法分别对VOCs来源及BTEX的潜在风险进行了研究.结果表明,金水区夏季VOCs平均质量浓度为105.90μg/m3.VOCs组分中,OVOCs、烷烃和芳香烃的浓度占比排名前三,分别为30.22%、26.90%、20.99%.浓度占比排名前十的物种浓度占总VOCs浓度的65.28%,其中丙酮、间/对-二甲苯、异丁烷对VOCs浓度的贡献突出.从臭氧生成潜势(OFP)看,金水区夏季VOCs的平均OFP为207.49μg/m3.芳香烃、烯烃(含异戊二烯)和烷烃对OFP的贡献率分别为55.27%、20.89%、15.32%,是对OFP贡献较大的VOCs组分.间/对-二甲苯、邻-二甲苯、异戊二烯是对OFP贡献较大的VOCs物种.PMF模型解析显示,金水区夏季VOCs的主要来源为机动车尾气排放源和溶剂涂料使用源,它们对VOCs浓度的贡献率分别为44.36%和34.95%.溶剂涂料使用源对OFP的贡献率最大,为57.31%,其次为植物排放源和机动车尾气排放源,其对OFP的贡献率分别为13.94%和13.53%.苯系物(BTEX)风险评估结果表明,金水区夏季VOCs中BTEX的危害指数(HI)为1.83×10^(-2),低于美国环保署(USEPA)规定的限值(HI<1),其中苯和间/对-二甲苯的非致癌风险危害熵值(HQ)分别为1.60×10^(-2)、1.35×10^(-3),是对HI贡献较大的物种;苯的致癌风险值(R)为3.75×10^(-6),高于USEPA规定的限值(1×10^(-6)),会对人体健康造成潜在风险危害.郑州市金水区后期需重点关注溶剂涂料使用源和机动车尾气排放源的排放,尤其是溶剂使用过程中苯系物的排放.

郑州市冬春季大气VOCs污染特征及源解析

为摸清郑州市冬春季大气挥发性有机物(VOCs)污染特征及来源,对VOCs的浓度变化、SOAP(二次有机气溶胶生成潜势)及来源进行探究。结果表明,郑州冬春季VOCs平均浓度为45.05×10^(-9),其中烷烃20.62×10^(-9),含氧有机物(OVOCs)5.50×10^(-9),炔烃5.27×10^(-9),卤代烃5.15×10^(-9),烯烃5.05×10^(-9),芳香烃3.46×10^(-9);浓度排名前5物种为乙烷8.72×10^(-9)、乙炔5.27×10^(-9)、丙烷4.57×10^(-9)、乙烯3.77×10^(-9)、丙酮3.52×10^(-9)。观测期间上午09时VOCs浓度高于下午14时,VOCs与PM2.5呈明显正相关,冬春季高湿、高温、静稳等天气条件易引起本地VOCs和PM2.5累积和转化。郑州市SOAP为0.74μg/m^3,芳香烃占97.92%,对SOAP贡献较大的前5物种为甲苯、乙苯、间/对二甲苯、苯和邻二甲苯。运用正交矩阵因子(PMF)模型解析出郑州市冬春季VOCs来源为燃煤+生物质燃烧占27.1%、工业溶剂占12.6%、溶剂涂料使用占6.3%、机动车尾气排放占38.2%、燃料挥发占15.8%。建议后期郑州市冬春季重点关注机动车、燃煤及生物质燃烧源排放。

郑州市高新区大气VOCs源解析及风险评估

为探究郑州市高新区环境大气中挥发性有机物(VOCs)的来源及潜在危害,通过罐采样-GC-MS/FID对样品进行采集分析,采用正交矩阵因子解析(PMF)模型及风险评价方法对VOCs来源及潜在危害进行研究。源解析结果显示,工业溶剂使用、机动车尾气、燃煤及生物质燃烧源是高新区VOCs主要排放源,其对VOCs贡献率依次为28.11%、27.58%及19.89%;其中溶剂涂料使用和植物排放源对臭氧生成潜势(OFP)贡献较大,分别为30.08%和30.42%。风险评估结果表明,高新区VOCs的OFP为174.18μg/m3,其中芳香烃和烯炔烃分别占37.33%和36.03%,OFP贡献大的物种为异戊二烯(23.31%)、间/对-二甲苯(11.77%)、丙酮(7.64%)、甲苯(6.71%)及1-丁烯(6.19%)。高新区环境空气中VOCs非致癌风险值(HI)在2.67×10-13.37×10-1之间,均值为3.03×10-1,低于美国环保署(USEPA)规定值1,其中苯、二氯甲烷、四氯化碳及三氯乙烯的HI值较高,其HI值在2.20×10-21.33×10-1之间;致癌风险值(Risk)为6.35×10-5,其中1,2-二氯乙烷、四氯化碳、苯及氯乙烯均高于USEPA限值(1×10-6),但未高于美国职业安全与健康署(OSHA)可承受的致癌风险值(1×10-3),说明对于长期暴露外界人群仍存在一定的致癌风险,危害人体健康。今后亟需加强溶剂使用、机动车尾气及燃烧源的管控。

用无固相混合物排空盐岩地下储库不溶物试验

我国盐岩矿床主要为层状结构,在建造岩盐地下储库时腔底不溶物含量大,导致其有效容积变小,造腔成本增加。提出一种排空盐岩地下储库不溶物技术,并进行了排空盐岩地下储库不溶物的无固相混合物配比试验。结果表明,无固相混合物的最优配比为饱和氯化钠水溶液500m L+淀粉5%+甲醛100 m L+生物聚合物(XC)0.5%,其表观黏度、塑性黏度等流变性能参数满足盐岩地下储库排出造腔腔底不溶物的使用条件,温度和时间稳定性较好。高盐条件下,该无固相混合物携砂能力优良,对5种不溶物样品的排空率平均为71.32%,排空效果较好。试验结果可为以聚合物交联淀粉和生物聚合物为主剂的无固相混合物的工业应用提供依据,并可为排出盐岩地下储库不溶物的相关研究提供方向。

郑州市城区大气中O_3和NO_x污染特征研究

通过探究O_3和NO_x污染特征,为郑州市城区大气中O_3和NO_x污染防治提供技术支撑,对郑州市城区O_3和NO_x浓度变化、反周末效应及大气氧化性(OX)污染特征进行了分析.结果表明,郑州市四个站点O_3浓度呈夏季>春季>秋季>冬季,夏季O_3日均浓度呈银行学校>经开区管委>市监测站>岗李水库的趋势.并且NO、NO_2日均浓度周末高于工作日,O_3周末日均浓度低于工作日,尤其在0:00—08:00时间段呈现出明显的反"周末效应"现象.夏季NO_2光解速率:银行学校>岗李水库>经开区管委>市监测站,其中银行学校和市监测站NO_2日均光解速率分别为1.07 min^(-1)和0.24 min^(-1),揭示了O_3浓度高低不仅与OX和NO_2光解速率变化有关,而且与O_3前体物浓度高低有关.

机械力活化固硫灰固化处理生活垃圾焚烧飞灰

为实现城市生活垃圾焚烧飞灰的安全处理,通过机械力化学法活化循环流化床燃煤固硫灰,探讨了球磨样品制备固化体的参数。并采用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)手段对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化机制进行了研究。结果表明,当垃圾焚烧飞灰掺加比为60%,球磨转速为600 r·min^(-1),球磨时间为5 h,养护温度60℃时的固化体28 d和56 d抗压强度分别达到15.6 MPa和17.9 MPa,采用原子吸收光谱仪(AAS)测得固化体中Zn、Pb、Cu、Cd和Cr重金属浸出量均低于GB 5085.3-2007规定限值。XRD和FTIR表征结果表明,在水化过程中,该混合体系生成了水化硅酸钙(C—S—H)、斜方钙沸石和钙矾石(AFt)等水化产物,并且C—S—H凝胶可通过物理包裹的形式固化垃圾焚烧飞灰中重金属;斜方钙沸石和钙矾石以化学吸附的方式使垃圾焚烧飞灰中的重金属离子达到固化/稳定化效果,实现了垃圾焚烧飞灰中重金属的安全处理。

郑州市夏季大气VOCs污染特征及来源解析

采用GC5000在线气相色谱仪,于2019年和2020年夏季6~8月分别对郑州市城区中大气环境挥发性有机化合物(VOCs)进行监测,探究了VOCs的污染特征,并重点利用比值分析,PMF受体模型和条件概率函数(CPF)模型对比研究了其来源贡献.结果表明,2019年和2020年夏季ρ(VOCs)平均值分别为65.7μg·m^(-3)和71.0μg·m^(-3).2019年烷烃占比逐月变化幅度不大,占比在55%左右,芳香烃整体呈上升趋势,烯烃呈下降趋势;前10物种占总VOCs的65.5%,主要物种依次为异戊烷、乙烷、丙烷、甲苯、正丁烷和间/对-二甲苯等.2020年烷烃和烯烃占比呈逐月升高趋势,芳香烃呈逐月降低趋势;前10物种占总VOCs的71.1%,主要物种依次为乙烷、乙烯、丙烷、异戊烷、正丁烷、甲苯和间/对-二甲苯等.2019年夏季OFP平均值为224.9μg·m^(-3),其中芳香烃对OFP贡献率逐月升高,烯烃逐月降低;对OFP贡献的物种主要为间/对-二甲苯、异戊二烯、反式-2-丁烯、甲苯和乙烯等.2020年夏季OFP平均值为243.6μg·m^(-3),其中芳香烃对OFP贡献逐月降低,烯烃逐月升高;对OFP贡献的物种主要为乙烯、间/对-二甲苯、异戊二烯、甲苯和间-乙基甲苯等.PMF和CPF模型解析表明,2019年对VOCs贡献较大的是溶剂使用源和油气挥发源,贡献率分别为36.7%和25.1%,其对OFP贡献也较大,分别为39.9%和23.3%,需重点关注西南部区域.2020年对VOCs贡献较大的仍为溶剂使用源和油气挥发源,贡献率分别为24.9%和22.5%;对OFP贡献较大的为溶剂使用源和机动车尾气排放源,贡献率分别为33.6%和22.9%,需重点关注北部和南部区域.因此,今后应重点关注溶剂使用、机动车尾气排放和油气挥发源的排放,尤其监测点位的西南部、北部和东南部区域污染源.

郑州市典型工业企业VOCs排放特征及风险评估

为了解郑州市不同行业企业挥发性有机物(VOCs)污染特征及潜在危害,通过Summa罐和气袋采集样品,之后采用GC-MS/FID对样品进行测定分析.结果表明:郑州市包装印刷企业排放VOCs组分主要为含氧VOCs(OVOCs),包括乙酸乙酯和异丙醇,占比93.1%以上;汽车制造、家具制造和涂料生产企业VOCs组分主要为芳香烃,占比为33.5%~90.0%,以间/对-二甲苯、邻-二甲苯和乙苯为主;食品加工企业VOCs中卤代烃占比较高,为52.3%;橡胶企业VOCs主要为卤代烃和烷烃,占比分别为25.5%和28.8%;石墨碳素企业VOCs主要为芳香烃和OVOCs,占比分别为28.5%和24.1%.对比以往研究发现,郑州市与其他城市溶剂使用企业VOCs排放特征较为类似,但由于生产工艺及原辅料使用不同,相同行业企业中不同环节VOCs组分存在差异.风险评估结果显示,各企业排放的VOCs组分对臭氧生成潜势(OFP)和危害指数(HI)贡献具有一定正关联性,尤其苯、甲苯、乙苯及二甲苯等C6~C8芳香烃对OFP和HI贡献较大.汽车制造企业3号和家具企业5号HI值分别为1.18和2.74,均高于EPA规定限值,主要与该企业生产过程中使用溶剂型原辅料有关,且排放的主要以芳香烃为主,尤其苯、甲苯、乙苯、二甲苯和三甲基苯等C6~C9苯系物对HI和OFP的贡献较高,今后需重点管控溶剂型企业VOCs的排放.