污泥和油茶饼粕超临界甲醇联合液化的产油率及残渣重金属的风险研究

发布时间：2017-06-30 10:06

  本文关键词：污泥和油茶饼粕超临界甲醇联合液化的产油率及残渣重金属的风险研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着城市化进程的加快,石油资源短缺及环境污染问题严重阻碍了城市的发展,使得人们更加重视绿色可再生能源的开发和利用。生物柴油由于其良好的燃料性能、可再生性能和环境友好特性,备受人们的关注。污泥来源于污水处理过程,其处理处置已成为世界性的难题,一方面,由于污泥中存在的各种有毒有害物质可能对人体健康和环境产生潜在的威胁,另一方面,城市污泥中含有大量有机质,有机质含量占其干机质的30%以上,提高了污泥的处理和处置技术的要求。传统的污泥处理处置方法已经不能满足环境要求,因此,寻找新的处理处置方法,使其朝着无害化、减量化、稳定化、资源化方向发展成了一个日益关注的问题。本文使用间歇式高温高压反应釜对城市污泥的超临界液化过程进行了研究,主要考察了反应温度、停留时间、升温速率、催化剂等因子对污泥的超临界液化产油的影响,采用气-质联用仪、元素分析仪等方法对反应产物进行分析。并且着重考察了残渣中重金属的迁移和转化情况,探究了油茶饼粕与污泥联合液化的处理效果。在本研究中,重点集中在产油率及液化残渣中重金属毒性的探究。在间歇式高压反应釜中进行了污泥、油茶饼粕、污泥和油茶饼粕混合物的超临界甲醇液化实验。研究结果表明油茶饼粕的加入明显的提高了产油率(从污泥的37.9%提升到混合物的86.2%)。此外,在污泥和油茶饼粕混合物的液化过程中,镉和铜的可生化组分都降低了,在活性污泥液化过程中,锌的可生化组分提高了。利用地理积累风险评估指数(Igeo)、风险评估代码(RAC)、修正潜在生态风险指数(MRI)三种方法来对重金属的可生化性能、潜在生态危险以及污染水平评估,结果表明在污泥超临界液化时加入油茶饼粕能够降低残渣中重金属的风险。污泥和油茶饼粕的联合液化能够提高反应转化率,提高产油率,降低残渣中重金属的风险。污泥和油茶饼粕混合物的超临界甲醇液化可以作为一种有前景的方法来处理市政污泥。本研究所得到的结论为生物柴油产业的技术改进与优化提供了参考和理论依据,以及为进一步的产业化发展奠定了基础。
【关键词】：超临界甲醇 液化 污泥 油茶饼粕 重金属
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE667;X70
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-29
• 1.1 污泥的来源及危害13-14
• 1.1.1 污泥的来源13-14
• 1.1.2 污泥的危害14
• 1.2 污泥的处置方法14-19
• 1.3 污泥热解制油的发展现状19-23
• 1.3.1 污泥热解制油的概述19-20
• 1.3.2 国内外外污泥液化制油的研究现状20-22
• 1.3.3 污泥液化制油的影响因素22-23
• 1.4 污泥超临界甲醇技术简介及其应用23-26
• 1.4.1 超临界甲醇及其特性23-25
• 1.4.2 超临界甲醇的应用25-26
• 1.4.3 超临界甲醇技术的发展方向26
• 1.5 问题的提出26-28
• 1.6 本文的主要研究内容28-29
• 第2章 污泥的特性研究29-38
• 2.1 污泥特性研究的目的29
• 2.2 污泥静态分析29-30
• 2.3 污泥的来源30
• 2.4 污泥的工业分析30-32
• 2.4.1 污泥中的水分分析30-31
• 2.4.2 污泥中灰分的分析31-32
• 2.4.3 污泥中的挥发分分析32
• 2.4.4 污泥中的固定碳分析32
• 2.5 污泥的元素分析32-34
• 2.6 污泥的热失重分析34-36
• 2.7 本章小结36-38
• 第3章 超临界液化反应的研究38-57
• 3.1 实验材料及仪器38-40
• 3.1.1 实验材料38
• 3.1.2 实验仪器38-40
• 3.2 实验步骤40-41
• 3.3 不同反应物的超临界反应41-42
• 3.4 热解残渣的预处理42-45
• 3.4.1 BCR顺序提取法42-43
• 3.4.2 BCR顺序提取的具体操作43-45
• 3.5 残渣中重金属的毒理评估方法45-48
• 3.5.1 地质累积指数法(Igeo )45-46
• 3.5.2 风险评价指数法(RAC)46
• 3.5.3 修正的潜在生态风险指数法（MRI）46-48
• 3.6 热解油的产率分析48-50
• 3.7 残渣中重金属的回收率分析50-51
• 3.8 残渣的毒理分析51-56
• 3.8.1 重金属的可生物利用组分51-52
• 3.8.2 地质累积指数 (I_(geo))分析52-53
• 3.8.3 风险评价指数 (RAC)分析53-54
• 3.8.4 修正潜在生态风险指数（MRI）分析54-56
• 3.8.5 几种评价结果的对比分析56
• 3.9 本章小结56-57
• 第4章 污泥超临界甲醇液化的结论及展望57-60
• 4.1 污泥超临界液化的结论57-58
• 4.2 污泥超临界液化的展望58-60
• 参考文献60-64
• 附录A 攻读硕士学位期间发表论文情况64-65
• 致谢65

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