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文檔簡(jiǎn)介
1、隨著污水處理率的逐步提高,污泥產(chǎn)量正在持續(xù)增加。面對(duì)日益嚴(yán)峻的污泥問(wèn)題,研究安全、高效、經(jīng)濟(jì)的污泥處理工藝,實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、無(wú)害化和資源化已成為人們共同的目標(biāo)。微波高溫?zé)峤饧夹g(shù)以其升溫速率快、有機(jī)物轉(zhuǎn)化率高、處理效果徹底、副產(chǎn)物危害小,能耗較傳統(tǒng)低等方面的優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為是污泥焚燒的替代技術(shù)。但是,污泥中高達(dá)3.3~7.7%的氮含量使得人們對(duì)污泥微波熱解過(guò)程中氮的轉(zhuǎn)化行為及安全控制異常關(guān)注。
本文以城市生活污水污泥為主
2、要研究對(duì)象,研究了微波高溫?zé)峤馕勰郚在氣、液、固三相中的分布規(guī)律;分析了含氮?dú)鈶B(tài)產(chǎn)物的具體存在形式和氣態(tài)產(chǎn)物中NH3和HCN的轉(zhuǎn)化規(guī)律,進(jìn)而推測(cè)微波熱解污泥產(chǎn)生NH3和HCN的生成途徑;分別研究了熱解終溫、微波能吸收物質(zhì)、污泥含水率和催化劑(鐵)及鐵的加入方式對(duì)NH3和HCN產(chǎn)率的影響。
針對(duì)污泥微波高溫?zé)峤鈺r(shí)N在三相中的分布規(guī)律及氣相中存在形式,研究結(jié)果表明:氣體中N占污泥中總N的百分比隨著熱解終溫的升高而增大,油類和固體殘
3、渣中的N則隨著熱解終溫的升高而相應(yīng)減少。含氮?dú)怏w的主要存在形式為NH3、HCN和N2,還有少量的HNCO,并沒(méi)有檢測(cè)到NOX。
運(yùn)用TG-FTIR聯(lián)用技術(shù)對(duì)污泥高溫?zé)峤猱a(chǎn)生的含氮?dú)怏w(NH3和HCN)檢測(cè)進(jìn)而分析其產(chǎn)生途徑,研究結(jié)果表明:微波熱解污泥時(shí),NH3和HCN的產(chǎn)生途徑均來(lái)自于蛋白質(zhì)的熱裂解和含氮雜環(huán)芳香物質(zhì)的開環(huán)斷裂;此外,NH3的產(chǎn)生途徑還來(lái)自于污泥吸附銨鹽的受熱揮發(fā)。結(jié)果顯示:NH3和HCN二者的瞬時(shí)產(chǎn)量均隨溫度
4、先增高后降低,并且峰值均在800℃。相比傳統(tǒng)熱解,NH3的瞬時(shí)產(chǎn)量峰值發(fā)生了向右的移動(dòng);而 HCN的瞬時(shí)產(chǎn)量峰值則和傳統(tǒng)熱解相同。
為了更好的研究NH3和HCN的產(chǎn)生規(guī)律,本文還分別研究了熱解終溫、微波能吸收物質(zhì)、污泥含水率、催化劑(鐵)及鐵的加入方式對(duì)NH3和HCN產(chǎn)率的影響。研究結(jié)果顯示:(1)NH3和HCN隨著熱解終溫的不同而有著不同的產(chǎn)率。NH3的產(chǎn)率隨溫度的升高先增大后減小,而HCN的產(chǎn)率隨著熱解終溫的升高而增大。(
5、2)摻入四種吸波物質(zhì)時(shí),對(duì)污泥NH3和HCN的總產(chǎn)率影響的大小順序?yàn)椋夯钚蕴浚咎蓟瑁臼?。但摻入回用物質(zhì)作為微波吸收物質(zhì)時(shí)比較特殊,它含有的殘留金屬能促進(jìn)NH3和HCN的總產(chǎn)率。(3)污泥的含水率越高,NH3和HCN的產(chǎn)率越大。(4)鐵對(duì)NH3的產(chǎn)率影響和溫度有關(guān),在800℃之前,促進(jìn)NH3產(chǎn)生;在800℃之后,能催化NH3向N2的轉(zhuǎn)化,引起產(chǎn)率降低。鐵對(duì)HCN產(chǎn)率影響也與溫度有關(guān),當(dāng)溫度低于800℃時(shí),對(duì)HCN起抑制作用;當(dāng)溫度高于
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