深度脱水污泥焚烧过程中调理剂的热转化行为及其对重金属挥发的影响

摘要：

采用化学热力学平衡分析方法,应用污泥实测数据模拟计算了深度脱水后污泥焚烧过程中调理剂的热转化过程及逸出产物,并预测了含Cl调理剂与CaO耦合作用对重金属迁移转化及排放的影响.研究结果表明,污泥添加单一调理剂Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、FeSO4、AlCl3及FeCl3后,Fe和Al在高温下主要以Al2O3(s)和Fe2O3(s)存在,主要气态产物是HCl和SO2.调理剂CaO和FeCl3共存且含量增加时,焚烧过程中HCl(g)逸出过程变慢,并且Fe2O3(S)易于和CaO(s)作用导致Fe2O3(s)存在温度区间变窄.污泥未添加调理剂焚烧过程中,重金属Cd、Pb、Cr、Tl、Hg、As易于以Cd(OH)2(g)、PbO(g)、CrO2(OH) 2(g)、AsO(g)、Hg(g)、Tl(g)形式挥发,而Cu、Zn、Ni以其氧化物形式存在而难挥发.调理剂FeCl3及CaO添加到污泥后,重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg、Tl)的分布受FeCl3的影响大于CaO,导致其形成重金属氯化物而挥发,而Cr和As与CaO作用生成CaCr2O4 (s)、Ca3(AsO4) 2(s)热稳定化学物,抑制了Cr、As的挥发.当脱水污泥与含硫化物掺烧时,重金属(Pb、Cu、Zn、Ni)挥发受到Cl的影响大于S,在低温区间其主要以硫酸盐为主,在中高温区间以氯化物存在,而Hg和Tl不受硫化物影响.

关键词：污泥焚烧、调理剂、重金属、深度脱水、热力学平衡分析

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分类号：X703(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金No.51308132;广东省高层次人才特殊支持计划No.2014TQ01Z248;广东省科技计划No.2015B020235013,2014A050503063,2015A020215033;广州市科技计划项目No.201510010033,2016201604030058Supported by the National Natural Science Foundation of ChinaNo.5130g132,the Guangdong Special Support Program for Training High Level TalentsNo.2014TQ01Z248,the Science and Technology Planning Project of Guangdong Province,China No.2015B020235013,2014A050503063,2015A020215033 and the Scientific and Technological Planning Project of Guangzhou,ChinaNo.201510010033,2016201604030058

在线出版日期：2016-08-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2540-2556