污水污泥微波熱解產(chǎn)生NH3和HCN污染控制研究.pdf

1、污泥的微波熱解技術(shù)不但具備傳統(tǒng)熱解對污泥減量效果徹底、能量回收率高、有機質(zhì)轉(zhuǎn)化率高以及有效固定重金屬元素的優(yōu)點外,還因微波自身的特點突破了傳統(tǒng)加熱方式升溫速率較慢、熱效率低和受熱不均勻的缺點,因而具備了良好的應(yīng)用前景。但是,污泥中的有機質(zhì)含有大量的N元素,因此在產(chǎn)生大量可燃氣體的同時還會產(chǎn)生NH3和HCN,對環(huán)境造成潛在危害,限制了該技術(shù)的應(yīng)用。所以,十分有必要關(guān)注熱解過程中氮的轉(zhuǎn)化規(guī)律從而控制NH3和HCN的產(chǎn)生。污泥熱解產(chǎn)生的含氮污

2、染氣體經(jīng)檢測主要為NH3和HCN,因此本文將以NH3和HCN為主要研究對象。
　　本實驗在太平污水廠脫水污泥的基礎(chǔ)上,配制了干燥污泥、脫灰污泥以及添加礦物質(zhì)的污泥為研究對象,開展城市污泥微波熱解過程中NH3和HCN污染控制研究。首先研究了污水污泥微波熱解含氮污染氣體產(chǎn)生的影響因素,主要包括:污泥熱解終溫、升溫速率、污泥含水率以及內(nèi)在礦物質(zhì)和礦物添加劑等因素。然后進行礦物質(zhì)對污泥微波熱解含氮污染氣體產(chǎn)生影響的內(nèi)在機制研究:基于前面影

3、響因素研究結(jié)果,篩選出污水污泥微波熱解控制含氮污染氣體的最佳工藝條件及最佳污染抑制劑,并在此基礎(chǔ)上開展礦物質(zhì)控制含氮污染氣體內(nèi)在轉(zhuǎn)化機制研究,借助GC-MS技術(shù)對污泥微波熱解的液態(tài)產(chǎn)物及氣體產(chǎn)物展開分析,根據(jù)其結(jié)果,進行污水污泥微波熱解含氮污染氣體產(chǎn)生途徑分析及控制機理研究。
　　污泥微波熱解產(chǎn)生的含氮污染氣體NH3和HCN的產(chǎn)率受污泥熱解終溫、污泥含水率以及熱解過程中的升溫速率的影響。NH3和HCN的轉(zhuǎn)化率大致均隨著熱解終溫、含

4、水率以及升溫速率的升高而增大。此外,礦物質(zhì)對污泥微波熱解產(chǎn)生的含氮污染氣體NH3和HCN的產(chǎn)率有明顯影響:酸洗脫灰污泥所產(chǎn)生的NH3和HCN的產(chǎn)率明顯高于原污泥;各添加20％的Fe2O3和CaO對NH3和HCN轉(zhuǎn)化率的抑制效果最好。利用GC/MS檢測原污泥和添加礦物質(zhì)污泥微波熱解的液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物,液態(tài)產(chǎn)物中主要含胺態(tài)-N、含氮雜環(huán)-N和腈類-N三類,隨熱解溫度的增加,污泥中的無機氮、蛋白質(zhì)-N、胺態(tài)-N以及含氮雜環(huán)-N和腈類-N先后發(fā)生