污泥焚烧飞灰重金属提取的实验研究

发布时间：2017-04-26 14:11

  本文关键词：污泥焚烧飞灰重金属提取的实验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：污泥焚烧减量率高、可以破坏有机微生污染物、回收能量,是一种彻底的污泥处置方法。焚烧过程会产生大量含有较高浓度重金属和持久性有机污染物的飞灰,如何处置飞灰也是一个重要问题。本文采用嘉兴某热电厂污泥焚烧飞灰,研究了在实验室提取污泥飞灰中重金属的方法。本文使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)以及激光粒度仪对飞灰表征、全元素含量、以及重金属元素含量进行测试。并使用BCR连续提取法分析飞灰中重金属形态。通过飞灰性质的分析得出：飞灰的的主要元素为C、O、Ca、Fe、Al、S、Na、K,飞灰中含量较高的重金属是Cu、Zn、Pb,并且Cu、Zn、Pb、Cd化学性质活泼容易逸出。通过测试确定目标提取元素为Cu、Zn、Pb。本文采用水洗对污泥飞灰进行预处理,目的是洗脱飞灰中的可溶性盐,减少浸取剂的用量。分别研究了水洗温度、水洗时间、水洗液固比对预处理效果的影响。研究表明使用去离子水浸洗飞灰液固比L/S=7mL/g、水洗时间为40min时,可以滤除75%的K、76%的Na、42%的Ca,并且对重金属的浸取能力很低。本文采用“碱酸两步浸取”分别浸取目标重金属元素Pb、Cu、Zn。研究了浸取剂浓度、反应温度、浸取时间、反应液固比对NaOH浸取Pb和H2SO4浸取Cu、Zn的影响。结果表明温度70℃、L/S=25mL/g、反应时间1h、NaOH浓度4mol/L时,Pb的浸出率可以达到60%。反应时间为20min、L/S=8mL/g、H2SO4浓度为lmol/L时、Cu、Zn的浸出率分别达到72%和70%。本文采用调节pH的方法对H2SO4浸取液进行Fe3+离子除杂,除Fe率在pH=3.4时可以达到96%,除杂的过程生成胶体Fe(OH)3,会吸附目标元素并且较难过滤。1.3倍理论用量Zn粉可完全置换浸取液中Cu2+离子。本文研究了电解电压和极板间距对电沉积方法提取浸取液中Zn、Pb的影响。当极板间距为30mmm时：电解电压为2V,时间达到3h,碱性浸取液中Pb的提取率达到99%；电解电压为3.4V,时间达到1h,酸性浸取液中Zn的提取率达到99%以上。
【关键词】：污泥焚烧 飞灰 重金属 浸取 电沉积
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1. 绪论12-24
• 1.1 污泥来源及其特点12-14
• 1.1.1 污泥的产生和分类12-13
• 1.1.2 污泥的危害13-14
• 1.2 污泥处置方式14-16
• 1.2.1 卫生填埋14
• 1.2.2 农业利用14-15
• 1.2.3 建材制造15-16
• 1.2.4 污泥焚烧16
• 1.3 污泥焚烧飞灰中重金属的来源及危害16-18
• 1.3.1 污泥焚烧飞灰中重金属的来源16-17
• 1.3.2 污泥焚烧飞灰中重金属的危害17-18
• 1.4 飞灰中重金属处置研究现状18-20
• 1.4.1 重金属固化18
• 1.4.2 化学稳定法18-19
• 1.4.3 热处理法19
• 1.4.4 飞灰中重金属浸出处理法19-20
• 1.5 本文的研究背景与意义20-21
• 1.6 本文的研究目标与内容21
• 1.7 飞灰重金属提取研究思路及拟采用研究总体方案21-24
• 2. 飞灰特性分析24-31
• 2.1 前言24
• 2.2 实验所用仪器24
• 2.3 实验所用污泥焚烧飞灰来源24-25
• 2.4 污泥焚烧飞灰特性分析25-30
• 2.4.1 飞灰电镜形貌分析25
• 2.4.2 飞灰粒度分布测定25-26
• 2.4.3 飞灰元素组成分析26-27
• 2.4.4 飞灰X射线衍射(XRD)分析27
• 2.4.5 飞灰重金属元素测定27-28
• 2.4.6 飞灰BCR连续提取研究28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 3. 污泥飞灰水洗预处理研究31-37
• 3.1 前言31
• 3.2 实验材料与研究方案31-32
• 3.2.1 实验材料31
• 3.2.2 研究方案31-32
• 3.3 水洗温度对飞灰水洗预处理的影响32-33
• 3.4 水洗液固比、时间对飞灰水洗预处理的影响33-35
• 3.5 水洗预处理对飞灰中重金属元素的影响35-36
• 3.6 本章小结36-37
• 4. 污泥焚烧飞灰中重金属浸取的研究37-48
• 4.1 前言37
• 4.2 实验材料与研究方案37-39
• 4.2.1 实验材料37-38
• 4.2.2 研究方案38-39
• 4.3 反应温度对飞灰中重金属NaOH浸取的影响39-40
• 4.4 NaOH浓度对飞灰中重金属浸取的影响40-41
• 4.5 反应时间和液固比对NaOH浸取飞灰中重金属Pb的影响41-42
• 4.6 反应温度对H_2SO_4浸取飞灰中重金属Cu、Zn的影响42-43
• 4.7 H_2SO_4浓度对飞灰中重金属浸取的影响43-44
• 4.8 反应时间和液固比对H_2SO_4浸取飞灰中重金属Cu、Zn的影响44-46
• 4.9 本章小结46-48
• 5. 飞灰NaOH浸取液中Pb的电沉积提取48-54
• 5.1 前言48
• 5.2 实验理论与研究方案48-49
• 5.2.1 实验理论48-49
• 5.2.2 研究方案49
• 5.3 实验系统及反应49-50
• 5.3.1 实验系统49-50
• 5.3.2 实验主要化学反应50
• 5.4 电解电压对飞灰NaOH浸取液Pb的电解提取影响50-51
• 5.5 极板间距对飞灰NaOH浸取液Pb的电解提取影响51-53
• 5.6 本章小结53-54
• 6. 飞灰H_2SO_4浸取液中Cu、Zn的提取54-63
• 6.1 前言54
• 6.2 实验理论与研究方案54-55
• 6.2.1 实验理论54-55
• 6.2.2 研究方案55
• 6.3 浸取液中对Fe的除杂研究55-57
• 6.3.1 实验原理55-56
• 6.3.2 实验研究方案56
• 6.3.3 实验结果56-57
• 6.4 Zn粉置换法提取浸取液中Cu的研究57-59
• 6.4.1 实验原理57-58
• 6.4.2 实验方案与结果58-59
• 6.5 电解电压对飞灰H_2SO_4浸取液Zn的电解提取影响59-60
• 6.5.1 实验原理59
• 6.5.2 实验方案与结果59-60
• 6.6 极板间距对飞灰H_2SO_4浸取液Zn的电解提取影响60-61
• 6.7 本章小结61-63
• 7. 全文总结及展望63-66
• 7.1 全文总结63-65
• 7.2 不足之处及展望65-66
• 参考文献66-70

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 舒伟;彭丽园;程晓波;励建全;黄瑾;;污泥焚烧灰制砖可行性及其效益分析[J];净水技术;2011年02期

2 张洪;;污泥焚烧技术的环境问题及解决方法浅析[J];能源与节能;2012年10期

3 马建录,杨传芳;污泥焚烧回转炉的运行控制[J];工业用水与废水;2003年01期

4 唐春忠;循环经济显身手 污泥焚烧创效益[J];中国资源综合利用;2005年07期

5 张英杰;;污泥焚烧 变废为宝[J];宁波节能;2007年03期

6 ;江西晨鸣污泥焚烧项目投入运行[J];造纸信息;2008年07期

7 刘沪滨;;市政下水污泥焚烧处置装置[J];应用能源技术;2009年09期

8 傅剑敏;徐江锋;戴海润;杨光丽;王欣;令狐文生;;污泥焚烧工艺研究与进展[J];能源与环境;2009年06期

9 陈涛;孙水裕;刘敬勇;陈敏婷;;城市污水污泥焚烧二次污染物控制研究进展[J];化工进展;2010年01期

10 陈涛;孙水裕;刘敬勇;陈敏婷;戴文灿;;不同焚烧温度下开发区污泥焚烧渣分析[J];环境工程学报;2010年07期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 徐华成;顾伟妹;王冠钊;邵立明;何品晶;;城市污泥焚烧灰中磷资源回收技术[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年

2 郭东良;高艳云;;日本横滨市污泥焚烧产物资源化利用综述[A];科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集（上册）[C];2004年

3 陈宗良;李润东;李彦龙;张海军;王雷;;污泥焚烧过程重金属迁移行为的研究进展[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年

4 崔素萍;刘红;田巍;王亚丽;吴霞;刘科;;城市污泥焚烧特性研究[A];第十届全国水泥和混凝土化学及应用技术会议论文摘要集[C];2007年

5 令狐文生;徐江锋;徐景华;;污泥焚烧过程中重金属离子迁移规律研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年

6 冯彦明;陆雅峰;;渗滤液处理后的污泥焚烧工艺改造[A];2014中国环境科学学会学术年会（第七章）[C];2014年

7 王春开;李湘红;;造纸污泥焚烧前的干化处理[A];中国造纸学会第十四届学术年会论文集[C];2010年

8 ■津晃臣;XZ田幸^

本文编号：328591