城镇生活污泥焚烧炉渣和飞灰特性对比及分析

以郑州某城镇生活污泥焚烧处置项目焚烧炉渣及飞灰为研究对象,对其组成成分、微观形貌、物相组成、重金属含量进行了深入探究。结果表明:炉渣和飞灰的主要组成成分相近,SiO_(2)和Fe_(2)O_(3)质量分数之和均达到样品的50%左右,炉渣中Al_(2)O_(3)和P2O5分别是飞灰的4.28倍和2.93倍;飞灰中SO_(3)约为炉渣的9.75倍;炉渣部分表面发生烧结,飞灰表面蓬松粗糙,两者的比表面积(BET)分别为0.45 m^(2)/g和26.49 m^(2)/g;炉渣X射线衍射(XRD)强度低,元素多以非晶相或无定型态存在,炉渣和飞灰XRD图谱中均未检测出重金属晶相;飞灰中重金属含量及重金属浸出毒性均高于炉渣,且飞灰部分重金属浸出毒性也高于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)中的标准限值,因此飞灰属于危废,而炉渣则属于一般固废。

短期使用城镇生活污泥产品后镉在国槐中的迁移和富集

为探索短期添加城镇生活污泥产品后,重金属镉(Cd)在常用绿化树种国槐体内的积累和转移机制,通过盆栽试验,研究污泥产品不同添加量(0、2、4 kg·m^(-2))和使用时间(40、80、120、160 d)对Cd在国槐根系和叶片中的质量分数及其亚细胞分布、Cd富集和转运的影响,比较国槐不同器官中Cd积累量以及Cd在根、叶中的化学形态。结果表明:污泥产品添加量、使用时间及其交互作用均对国槐根和叶中的Cd质量分数有显著影响(P<0.001)。使用污泥产品会抑制Cd在国槐中的富集和转运,在160 d时有所改善。在国槐根和叶中,Cd主要分布在细胞壁组分、核蛋白成分和可溶性组分中,两者总质量比超过90%,随使用时间增加,会使Cd在可溶性组分中的质量比有所增加,但细胞壁中Cd的质量比仍是最大,在160 d时,发现添加污泥产品会提高Cd在根、叶细胞壁组分中的质量比。国槐根系和叶片中Cd主要以NaCl和HAc提取态存在,分别占质量比82.6%~92.0%和56.0%~86.0%,均是活性较低的形态。国槐可以应对污泥产品低添加量带来的Cd胁迫,主要途径为细胞壁固定、液泡区隔化以及将Cd转化为低活性形态贮存,可考虑以2 kg·m^(-2)污泥产品添加量在国槐幼林中推广应用。

北京城区生活污泥津冀地区建材资源化利用可行性研究

以津冀地区开展北京中心城区高级厌氧消化生活污泥制烧结砖建材资源化利用为目的,研究技术可行性及最大利用比例。结果表明,北京中心城区高级厌氧消化生活污泥符合GB/T 25031—2010的要求;津冀地区制砖主料与污泥掺配时,污泥比例越大,试样烧结温度越高,吸水率增大,强度降低,试样烧成线收缩率增大,成品试样尺寸中长度变化最显著。根据污泥特性、津冀制砖主料塑性及GB/T 5101—2017的要求,建议掺量不宜超过20%(以干基计)。实际生产过程应调配适宜比例,控制温度平衡、稳定,以保证成品烧结砖质量。

蚯蚓粘液-秸秆炭共同作用对生活污泥堆肥中重金属的影响

生活污泥中富含的重金属限制其资源化利用,为钝化重金属活性,降低污泥毒害效果和提高其利用价值,以40 mL蚯蚓粘液和2%、4%、6%、8%秸秆炭为添加剂对2 kg污泥进行堆肥,研究粘液、粘液协同秸秆炭添加对污泥堆肥后重金属变化的影响。结果显示,与对照组污泥堆肥相比,粘液堆肥污泥后pH升高1.42%,总氮、总磷含量降低7.87%、14.18%(P<0.05);而粘液协同秸秆炭堆肥污泥后,污泥逐渐呈碱性,电导率提升5.71%~9.58%(P<0.05),有机质含量升高7.71%~24.60%(P<0.05),丰富了堆体中可溶性离子和有机物含量,但总氮、总钾含量分别降低19.10%~30.95%、7.87%~14.31%。在添加粘液对污泥堆肥后,重金属总量均表现出下降趋势,Ni、Zn、Pb的较活泼形态向难以降解的残渣态转化,使残渣态所占比例较CK处理分别升高61.81%、120.19%、72.51%;当添加粘液和秸秆炭对污泥堆肥后,重金属总量继续表现出下降趋势,碳酸盐结合态Ni和Pb、铁锰结合态Pb、可交换态Zn逐步向稳定的残渣态转化,而有机结合态Cu却向可交换态和残渣态转化,钝化了堆肥污泥中Ni、Zn、Pb,活化了Cu。最后根据分析得出结论,粘液协同秸秆炭改变污泥中pH来影响重金属Ni、Zn、Pb、Cu有效态,粘液+8%秸秆炭处理对污泥重金属的影响较为理想。

粉煤灰与生活污泥混合制备吸附剂对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的试验研究

以粉煤灰和生活污泥为原料,经过物理活化、物理-化学活化制备了改性污泥吸附剂,通过比表面积测定仪(BET)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和Zeta电位仪等设备研究了污泥吸附剂的性质,分析了改性污泥吸附剂对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除效果和吸附机理。结果表明,原污泥吸附剂(RSA)结构致密,BET比表面积为12.604 m^(2)/g,改性污泥吸附剂(MSA)表面粗糙,孔洞明显变大,BET比表面积为52.573 m^(2)/g。RSA和MSA吸附Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)在360 min后基本达到平衡。MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除率较RSA分别增大了30.83%和61.81%。随着pH值(2≤pH≤6)增大,RSA对Cu(Ⅱ)的去除率从16.83%上升到74.32%,对Cd(Ⅱ)的去除率从3.17%上升到36.33%;MSA对Cu(Ⅱ)的去除率从51.50%上升到95.77%,对Cd(Ⅱ)的去除率从25.00%上升到48.17%。MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附容量分别从298 K时的7.230 mg/g和15.480 mg/g增加到318 K时的9.540 mg/g和16.206 mg/g。MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)最大理论吸附量分别为18.69 mg/g和20.92 mg/g,Langmuir吸附等温模型R 2分别为0.9965和0.9980,准二级动力学模型R 2均为0.99以上,表明MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附过程以羟基和羧基反应的化学作用为主,单分子层吸附的物理作用为辅。MSA吸附Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)是一个吸热过程,且吸附Cu(Ⅱ)是自发的。因此,改性污泥可以作为一种潜在的吸附材料处理含重金属的废水。

300MW燃煤锅炉掺烧生活污泥试验研究

为研究燃煤锅炉掺烧生活污泥的影响规律,对掺混污泥比例0%、10%、15%得到的三种混合燃料进行燃料特性和灰熔融特性分析研究,通过调控送入锅炉的混合燃料量,分别在广东某电厂300MW燃煤锅炉50%负荷和满负荷工况下开展现场燃烧试验,检测锅炉燃烧及污染物排放等指标,分析电厂锅炉系统、风烟系统、现有烟气净化系统的运行情况。结果表明:该锅炉掺烧污泥比例在15%以下时,电厂各系统均能稳定运行,烟气污染物满足超低排放要求。

我国圩畈地区典型城市生活污泥土地利用潜力分析

污泥土地利用是我国鼓励和推广的污泥资源化路径。我国圩畈地区水土资源丰富,产业结构以农林业为主,为污泥土地资源化利用孕育了良好的条件。以圩畈地区典型城市六安市为例,充分挖掘城区及周边土地资源,结合其泥质特征,提出了污泥土地利用实施路径,包括现有处理工艺提升方案、科学的施用方法、跨界的商业模式和合理的价格机制。研究表明,六安市以其园林城市的优势,具有较好的污泥土地利用潜力,城区及周边区域的土地资源可作为消纳污泥处理产物的载体,但需要提升现有处理工艺和处理产物质量。通过后腐熟工艺和产品加工工艺进一步提升其稳定化水平,产物可满足土地改良和园林利用标准。在施用方法上,建议采用撒施基肥和追肥相结合的方式,分批次、分场景进行科学消纳。建议国家和地方加强污泥土地利用立法和标准的完善,做到有法可依、有规可循。并建立污泥处置责任主体和污泥管家模式,从污泥“产生”到“入土”进行全过程管理,持续跟踪土壤质量变化与环境风险评估,为长江大保护环境管理和执法部门提供数据支持和决策服务。

达州市城镇生活污泥安全处置的对策建议

为优化达州市城镇生活污泥安全处置,文章概述了浓缩脱水、石灰稳定、污泥热干化、好氧堆肥、厌氧消化、蚯蚓养殖等6种处理技术,还有焚烧、建筑材料综合利用、土地利用、填埋等4类处置技术,分析了达州市城镇污水处理厂污泥产生处置现状,并对未来的污泥产生量进行预测,提出了管理机制不完善、前端预处理不到位、处置设施建设不规范、末端处置能力有缺口等问题。在采样检测3处城市和6处乡镇生活污泥泥质的基础上,分析论证了4类处置方式的适宜性,推荐优先采取3座生活垃圾焚烧发电厂进行协同处置,提出了科学规划建设处置设施、强化预处理和泥质检测、加强“全生命”周期监管、加大资金政策扶持力度的对策建议。

热泵干化耦合燃煤发电技术处理生活污泥

项目采用低温热泵干化耦合热电厂掺烧方式处理生活污水处理厂污泥,处理规模达300 t/d(含水率60%计)。干化后污泥能由含水率51.20%降至2.92%,干化过程中恶臭气体经处理后符合相关排放标准。比较了10%~30%干污泥与燃煤混合掺烧对焚烧炉运行的影响,发现在该范围内锅炉均能保持良好的性能。项目以20%的污泥掺杂量与燃煤掺烧,对烟气排放物、灰渣进行检测发现各项指标经过处理后能够达标排放。

城市生活污泥烧结制陶粒的两种工艺比较研究

通过试验比较了“湿法造粒一烧结”和“干化一烧结”2种利用城市生活污泥烧结制陶粒的工艺路线。分析了工艺路线、原料配比和烧结温度对污泥陶粒的产品强度、吸水率和密度等性能指标的影响，同时指出了沸石粉和粘土作为助熔剂的不同作用机理和作用温度。实验结果表明，污泥“干化-烧结”制陶粒更有优势。烧结陶粒不会造成二次污染。综合考虑产品性能与经济性，适宜的物料配比为干污泥50％、粉煤灰30％～40％、粘土10％～20％。

蚯蚓活动对城市生活污泥重金属的影响

采用塑料温棚内垄式堆积污泥培养蚯蚓方式,研究了蚯蚓处理对污泥重金属的影响。结果表明,污泥经蚯蚓处理后,理化性质发生了显著的变化,污泥的pH值、有机质、总氮和总磷都有不同程度的降低;蚯蚓能吸收富集污泥中的重金属,其中对重金属Cd有较强的富集能力;蚯蚓处理使污泥中重金属含量均出现不同程度的下降,重金属Cr、Zn、Pb、Cd、Cu、Ni分别减少27.98%、31.46%、32.81%、13.85%、23.86%和22.92%。利用盆栽试验,研究了污泥施用于土壤后生菜体内重金属积累的情况,结果表明,生菜体内重金属Zn、Cu、Pb和Ni的含量为污泥处理高于蚓粪处理;Cr和Cd则分别为差异不显著和略有降低。

测定城市生活污泥中重金属的酸消解方法研究

采用 HNO3-HCl O4 -HF、HNO3-HCl O4 、王水 -HCl O4 、HNO3等不同的酸消解方法对城市生活污泥进行消解。通过对这 4种消解方法进行实验比较及对 Cu、Ni、Zn三种金属元素浓度的测定 ,发现 HNO3-HCl O4

施用生活污泥改良滩涂土壤理化性状的探讨

采用符合土地改良用标准的生活污泥为材料,通过田间小区随机区组试验,研究生活污泥的不同施用量(0、75、150、300、600 t/hm2)对滩涂土壤部分理化性质的影响。结果表明,施用生活污泥可显著改善滩涂土壤的理化性状。随着污泥施用量的提高,滩涂土壤的容重、密度、pH值逐渐下降,有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、CEC均呈上升趋势,全钾、速效钾无显著变化。滩涂土壤的细菌、放线菌数量随污泥施用量的提高呈上升趋势。

城市生活污泥蚯蚓处理过程中相关酶活性的动态变化特征

利用大平2号蚯蚓处理城市生活污泥,分析了其对污泥磷酸酶、脲酶、蛋白酶、蔗糖酶活性的影响。结果表明,污泥经蚯蚓处理后,相关酶的活性发生了较大的变化,污泥酸性和碱性磷酸酶活性先升高而后下降,中性磷酸酶的活性则持续下降;污泥脲酶的活性先升高后下降;蛋白酶和蔗糖酶的活性则持续下降。总体来说,所研究的4种酶的活性随着时间延长有下降的趋势,其中污泥蛋白酶的活性下降最为显著,其他相对较小。污泥蚯蚓处理过程中有机质等的降低可能是酶活性下降的主要原因。

菌菇渣和秸秆对生活污泥好氧堆肥的影响

以城市生活污泥为原料,添加不同比例的菌菇渣及秸秆作为调理剂,进行好氧堆肥试验,通过测定堆肥过程中温度、含水率、pH值、电导率、总磷、总氮、氨氮、硝态氮及重金属含量等参数的变化,研究调理剂对堆肥效果的影响。结果表明:城市生活污泥加入菌菇渣和秸秆堆肥处理后,产品腐熟度、重金属含量及种子发芽指数等指标均符合国家的农用标准。污泥、菌菇渣、秸秆按湿重比1.000∶0.600∶0.025的处理,堆体含水率低;升温速度快,维持55℃以上达到16 d;氮损失量为27.62%,损失最少;种子发芽指数为86.1%,堆肥效果在3个处理中总体表现最好。

皂角苷对几种生活污泥中Cu和Zn的去除

为探讨皂角苷对污泥中Cu和Zn去除的机制,采用化学淋洗的方法研究皂角苷浓度（0~7%）、p H（2~6）、振荡时间（0~48h）、温度（10、25、40℃）和提取次数（1~4次）对四种生活污泥中Cu和Zn去除率的影响,分析去除前后重金属的形态,并监测去除过程中浸出液p H的变化。结果表明,单次淋洗条件下,皂角苷对Cu的去除率大于Zn;皂角苷溶液的p H对Cu的去除没有显著影响,而Zn的去除率在p H下降到2时明显增加;Cu经过6~12 h的振荡就能达到最大去除,Zn则需要经过较长时间的振荡（48 h）才能达到较好去除;提高振荡温度,Cu的去除率降低而Zn的增加;随着提取次数的增加,Cu和Zn的去除率均增加,Cu的去除以第1次提取为主,Zn的4次提取均有较好效果,用3%的皂角苷溶液连续4次提取后,Cu和Zn的累积去除率最大分别达到32.61%和39.32%;增加振荡时间、提高振荡温度、增加提取次数以及降低皂角苷溶液p H均能降低浸出液的p H。经过3%的皂角苷溶液的提取,污泥中各形态Cu的含量均减少,其中66%以上的酸溶态被去除;而Zn的酸溶态含量减少不明显,可还原态、可氧化态和残渣态均有所降低,但以残渣态的减少为主。

生活污泥对白菜供磷和土壤磷状况的影响

采用好气培养和盆栽试验以探明污泥磷的肥效,降低污泥施用导致的土壤磷累积引起的环境风险。结果表明,单施污泥土壤有效磷含量和白菜吸磷量均显著低于施用磷酸一铵和鸡粪处理;施用污泥后有利于增加白菜生长后期土壤磷酸酶的活性和土壤Olsen-P含量。在白菜等产量条件下,单施污泥处理土壤中Olsen-P残留量显著高于污泥与化肥混施处理;在P2O5施用量为90-270 kg/hm^2时,污泥堆肥磷的肥效为磷酸一铵的25%左右。

凹凸棒土对生活污泥中重金属的钝化作用

生活污泥中重金属是影响其农用的主要因素之一。为研究凹凸棒土对生活污泥中重金属的钝化作用,通过在生活污泥中添加干基质量6%、12%、18%的凹凸棒土,利用粘土矿物的吸附特性,研究其对污泥中Pb、Cd、Cu、Ni、Cr、Zn等重金属的吸附钝化效果。试验结果表明:凹凸棒土对6种重金属在初始时均表现出钝化效果,至试验结束(30 d)时凹凸棒土对Pb、Cd、Ni、Zn的钝化量减小或被活化,Cr始终保持被钝化状态,而对Cu的钝化效果则有所加强。

城市生活污泥农用对作物和土壤中汞的影响

采用田间小区试验,研究了连续5a施用污泥条件下汞（Hg）在小麦/玉米轮作体系中累积及转运特征.田间试验包括5个处理：施用化肥处理（S0）和4个施用污泥处理,污泥用量分别为4.5t/hm2（S1）、9t/hm2（S2）、18t/hm2（S3）和36t/hm2（S4）.结果表明,随着污泥施用年限的增加土壤中Hg累积量显著增加,污泥中所含Hg的投入量与土壤中Hg的累积量之间存在显著的线性回归关系;污泥中的Hg主要累积在表层土壤（0-20cm）,累积率达到90%以上;当污泥中的Hg含量低于污泥农用时污染物控制标准限值（GB18918-2002）时,在用量低于2400t/（hm2·a）条件下,连续5a施用并未对小麦和玉米地上部Hg含量产生显著影响.

蚯蚓处理对城市生活污泥水溶性有机物结构特性的影响

对蚯蚓处理前后污泥水溶性有机物的量及分子量比例进行了分析,同时采用傅立叶红外光谱(FTIR)和荧光光谱分析技术,研究了水溶性有机物的组成与结构特征变化.结果表明,和对照相比,污泥经蚯蚓处理后,水溶性有机物的含量和小分子有机物的比例增加,小分子物质含量增加12%.红外光谱和荧光光谱的结果表明,污泥经蚯蚓处理后,水溶性有机物中羧基和多糖类物质增加,芳香族类物质的量增多,产生了少量的蛋白质类物质.同时发现,蚯蚓处理使污泥水溶性有机物不饱和结构的多聚化或联合程度变小,水溶性有机物的结构变得更加简单,形成了更多的小分子有机物。