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生活污水污泥是城镇生活污水处理的终产物,其中含有大量的细菌菌体、病原微生物以及重金属等难降解的有毒有害物质,严重威胁着生态环境和人类健康。污泥焚烧,作为最有效、最彻底、最具应用前景的方法,受到国内外研究者的广泛关注。由于污泥含水率高、灰分含量高、热值低,污泥与煤等其他燃料混合燃烧较污泥单独焚烧更具优势。O2/CO2燃烧是极具发展与应用前景的CO2减排技术。本文以生活污水污泥和烟煤为对象,开展了 02/CO2气氛下污泥焚烧过程中半挥发性重金属(Zn、Pb、Cd、Cu、Ni和Cr)迁移特性的实验研究,探讨了焚烧过程中半挥发性重金属的迁移转化机理。主要工作和结论如下:以生活污水污泥为对象,利用固定床焚烧实验装置,研究了 O2/CO2气氛下污泥化学成分对污泥单独焚烧过程中半挥发性重金属形态分布与释放率的影响。结果表明:6种污泥均含有较高的灰分和挥发分,C和O含量相对较高,N和S含量与普通烟煤相当,Si、Ca、Fe和Al含量差异较大,且6种污泥均具有一定热值。6种污泥单独焚烧过程中Zn、Pb和Cd在底渣、飞灰和烟气中的形态分布存在显著差异,且其在底渣和飞灰中的分布显著高于烟气中的分布;而Cu、Ni和Cr在底渣、飞灰和烟气中的形态分布差别相对较小,且主要分布在底渣中,均在80%以上。6种污泥单独焚烧过程中Zn、Pb和Cd的释放率较大,分别在 35.28%-56.24%、21.21%-66.46%和 27.70%-42.80%之间;而 Cu、Ni 和 Cr 的释放率较小,分别在 5.78%-17.89%、1.89%-13.25%和 2.92%-11.43%之间。以生活污水污泥和烟煤为对象,采用正交实验法,研究了 02/CO2气氛下焚烧温度(T)、O2浓度(φo2)、污泥掺烧比、含水率、焚烧时间(τ)和含氯量等因素对污泥/煤混燃过程中半挥发性重金属迁移特性的影响,明确了污泥/煤混燃的最佳工况。结果表明:6种影响因素中,焚烧温度、污泥掺烧比和含水率对半挥发性重金属释放率的影响较大。在T=700-1100℃C范围内,提高焚烧温度有利于促进半挥发性重金属的释放。在φo2=10%-50%范围内,随着O2浓度的增加,重金属Pb和Cd的释放率先减小再增大后又减小,当O2浓度为30%时Pb和Cd的释放率最小;Zn和Ni的释放率先减小后逐渐增大,而Cu的释放率逐渐增大。污泥掺烧比(0-100%)的增大有利于抑制Zn、Pb、Cd、Cu和Cr的释放。当含水率在0-60%范围内变化时,Zn的释放率先增大后减小,Pb和Cd的释放率均呈现先增大再减小后又增大的趋势。在τ=3-40min范围内,延长焚烧时间会促进Pb、Cd、Cu、Ni和Cr的释放。随着含氯量由0增加到10%,Pb的释放率明显增大,Zn和Cd的释放率增长较为缓慢。O2/CO2气氛下污泥/煤混燃的最佳工况为:焚烧温度900-1000℃C,O2/CO2气氛中O2浓度30%,混合试样含水率40%,混合试样中污泥掺烧比越大越好,并尽量缩短污泥焚烧时间。以生活污水污泥和烟煤为对象,在固定床焚烧实验装置上,研究了焚烧温度、气氛类型、O2/CO2气氛下O2浓度和高岭土添加量对污泥/煤混燃过程中半挥发性重金属迁移特性的影响。结果表明:同一焚烧温度下,6种半挥发性重金属在21%02/79%CO2气氛下的释放率均低于在21%02/79%N2气氛下的释放率。气氛类型和02浓度的变化没有改变半挥发性重金属释放率随着焚烧温度增加而增大的整体趋势。随着焚烧温度的升高,气氛类型以及O2浓度的变化对半挥发性重金属迁移特性的影响减弱。当高岭土添加量为4%时,6种重金属均得到了很好的控制,其释放率在6.03%-37.61%之间。