污泥焚烧烟气中细颗粒物与重金属交互作用机理
污泥焚烧飞灰作为污泥焚烧处理方式的副产物,有一定资源化利用的价值.伴随着飞灰中重金属的存在,其需要在资源化利用之前进行安全合理化处理.飞灰通常被认为是粒径均匀统一的颗粒物,但飞灰中颗粒物的粒度分布十分广泛,如果能对飞灰进行不同粒径的针对性研究,对飞灰资源化利用的进程将有巨大推动,因此本文集中研究不同粒径飞灰的物理化学特性,并运用一种新型的综合评估方法对不同的粒径的飞灰进行危险评估,附带设计一种可用于模拟重金属气氛与飞灰主成分交互作用的装置.本文在利用高精度气流分级机对飞灰进行分级的基础上,利用污泥飞灰消解法,BCR四步连续提取法,以及两种不同的浸出方法TCLP浸出法和HJ557-2009浸出法模拟不同环境下的浸出特性,并作为不同粒径飞灰综合危险评估的一部分.结合XRD、XRF分析手段对飞灰主成分含量与不同粒径颗粒物中重金属含量的关系进行分析.明晰不同粒径飞灰与重金属的赋存机理.研究结果表明,小于1μm的颗粒物是由更多超细微颗粒物聚合而成.总体上,重金属的含量随着粒径的增加,含量逐渐降低,但是在大于50μm粒度段有增长的趋势,一是因为大颗粒中未燃尽的颗粒物有相对较高的重金属含量,二是因为不同粒度段的主成分不同,碱性氧化物在大于50μm的粒度段中含量相对较高,也是此粒度段重金属含量较高的主要原因.小于1μm的颗粒物中发现了硅酸盐的存在,结合电镜在小于1μm的颗粒物中有熔融的迹象,是SiO2与其他氧化物在高温下反应的结果.重金属的化学形态在不同粒度段的颗粒物中都以残渣态为主,其中不稳定态(FA、FB)所占比例逐渐减小,稳定态(FC、FD)所占比例随粒径增加而增加,总体上重金属的化学形态随着粒径的增加向着稳定的趋势发展.通过综合的评估方法认定小于10μm的颗粒物更具毒性.通过本文的研究,探究不同粒径颗粒物与重金属之间的赋存机理,为飞灰的合理安全处置和针对性的资源化利用提供理论支持.
- 作者：
- 崔若琦
- 学位授予单位：
- 沈阳航空航天大学
- 专业名称：
- 热能工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 李润东
- 中图分类号：
- X70
- 关键词：
- 飞灰；粒径分级；重金属；赋存形态；综合毒性评价
- Fly ash； Size grading； Heavy metals； Chemical speciation； Comprehensive toxicity evaluation