基于铁矿石载氧体的污泥化学链气化实验研究(2)
3.1.1 载氧体对出口气体产物流量的影响 14
3.1.2 载氧体对碳转化率与合成气份额的影响 15
3.1.3 载氧体对污泥气化速率的影响 16
3.2 温度变化对污泥化学链气化特性的影响 16
3.2.1 气化温度对出口气体累积浓度的影响 17
3.2.2 气化温度对碳转化率和气化份额的影响 17
3.3 水蒸气气氛对污泥化学链气化特性的影响 18
3.3.1 水蒸气气氛对出口气体累积浓度的影响 18
3.3.2 水蒸气气氛对碳转化率和气化份额的影响 19
3.4 O/C摩尔比对污泥化学链气化特性的影响 20
3.4.1 O/C摩尔比对出口气体累积浓度的影响 20
3.4.2 O/C摩尔比对碳转化率和气化份额的影响 21
3.5 载氧体循环反应实验结果与分析 22
3.5.1 载氧体循环反应10次对气化速率的影响 22
3.5.2 载氧体循环反应前后XRD分析 23
结 论 24
致 谢 26
参考文献27
1 绪论
1.1 引言
随着我国城市化进程的加快和社会经济的快速发展，城市污水处理率逐年提高，作为污水处理过程的副产物，城市污水污泥的产量亦急剧增加[1]。据有关统计资料显示，截至2014年年底，我国城市污水处理厂日处理能力达到12896万立方米，同2013年年末相比增长3.5%，城市污水处理率达90.2%，提高了0.8个百分点[2]。若将污泥产率按1.5吨干泥（含水量10%）每万吨污水计进行估算，目前我国污泥年产量可达600多万吨，而且年增长率大于10%[3][4]。而污水处理厂污泥的产生量大大高于城市居民所产生的城市垃圾量，即使全部经过脱水处理，成为含水率80%的泥饼，污泥量仍可能是生活垃圾产生量的40%-60%。因此，考虑到当代绿色生活的理念，污泥已然成为现代化城市所产生的主要废弃物之一[5-7]。
城市污水污泥[8]是指污泥厂在处理废水过程中所产生的固态、半固态以及液态废弃物。污泥的成分极其复杂，含水量高，不仅含有大量有机质、氮、磷、钾等营养元素，而且含有大量的细菌、病原菌以及重金属、二噁英等有毒有害物质，易腐烂，并伴有强烈恶臭[9]。如果污泥不经过妥善处理随意堆放的话，一旦经雨水的侵蚀与渗漏，很容易对土壤和地下水等造成二次污染，因此会对环境安全与人类身体健康带来直接的危害。从而如何有效、经济地处置污泥成为迫在眉睫的一大问题。目前，我国与西方国家相比，在污水处理技术方面仍有很大差距。西方发达国家由于工业化进程较早，污泥处理处置的技术已相对成熟，污泥的处理程度高，相关的标准规范也已比较完善[10][11]；而我国的污水处理处置事业起步较晚，近十几年才有一定的发展，在污泥的处置与最终出路方面，尚属于试验研究阶段。国内外污水污泥处置方法各不相同，这与其所处的地理环境、社会经济发展水平和工农林业发展状况息息相关，当然也取决于各个国家的环境规划与政治法律等因素[12][13]。当前污泥处理处置的基本方法主要包括污泥卫生填埋、污泥热处理、污泥堆肥、污泥建材利用、水体消纳等[14]。大部分欧洲国家的污泥处理以填埋为主；美国和英国的污泥以农用为主；日本的污泥则以焚烧为主。近年来，随着控制合成有机物与重金属含量等严格标准的出台，意大利、德国、丹麦等国家已不断降低污泥农用，而增加污泥填埋处理方式；但也有一些国家，如美国、英国和日本等污泥农用的比例呈增加趋势，而填埋呈减少趋势[15]。而在中国城市污水处理厂中，大部分的污泥未进行上述有效规范化的处理处置，使得许多大城市出现了“污泥围城”的现象，并已经开始向中小城市蔓延[16]。从发展趋势来看，国内外的污泥处理技术已开始向循环利用的方向发展，尽量减少处理污泥对环境的影响，并实现资源的充分利用。
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