论文部分内容阅读
流化床污泥掺烧热处理对于污泥的处理处置被认为是一种有效的方式之一。污泥中的磷元素可能会对粘结失流及重金属形态分布产生影响。然而,针对磷、粘结失流和重金属三者之间的交互影响目前尚未理清。为此,本文利用热重分析仪、实验室规模流化床焚烧炉污泥掺烧模拟实验,结合改进BCR法、特征分析(XPS和SEM/EDS)和热力学平衡计算模式(HSC Chemistry 9.0),探讨流化床污泥掺烧过程中磷对Na基碱金属诱发颗粒粘结行为及重金属在固相形态分布情况。实验结果表明:(1)碱金属存在下,城市固体废物在挥发分析出阶段满足的燃烧动力学函数为二维扩散方程,三维球形扩散和三维扩散方程g(α)=[1/(1-α)1/3-1]2。而在固定碳燃烧阶段,可能满足的动力学函数为三维扩散和2阶化学反应。此外,含磷化合物的添加未改变城市固体废物燃烧特性曲线动力学模型。(2)在未发生粘结失流前,有无添加碱金属Na的条件下,重金属的在固相中分布相差不大;而当发生粘结现象后,重金属在粘结体中的浓度急剧上升。含磷化合物的添加,增加了重金属在固相中的浓度。(3)磷元素对粘结现象呈两性作用即:少量磷存在时会与碱金属生成高熔点化合物例如;Na3PO4等高熔点物质,进而抑制粘结现象发生。而大量磷存在时则会与碱金属生成低熔点化合物如NaPO3这类化合物含量的加剧了粘结失流的进程。(4)添加少量的含磷化合物,重金属Pb、Cr和Cd在固相中的总量呈现相同的趋势:随着P/Na的增多而增多,重金属在固相中的量也增加。然而,在高磷条件下,对于Pb和Cd的总量随着P/Na的增多而增多,而Cr的总量在总体上随着P/Na的增多而减少。(5)随着含磷化合物添加,Pb和Cr残渣态比例随着磷的含量增加而增加。这是由于磷与碱金属Na形成的低熔点物质,将其包覆促进其稳定性。而重金属Cd残渣态的比例随着磷含量增加而减少