999精品在线视频,手机成人午夜在线视频,久久不卡国产精品无码,中日无码在线观看,成人av手机在线观看,日韩精品亚洲一区中文字幕,亚洲av无码人妻,四虎国产在线观看 ?

PVC濃度對(duì)熱處理過程中Pb遷移轉(zhuǎn)化的影響

2019-04-28 12:33:34程翔翔邵立明何品晶
中國環(huán)境科學(xué) 2019年4期
關(guān)鍵詞:體系

程翔翔,章 驊,2,邵立明,2,何品晶,2

?

PVC濃度對(duì)熱處理過程中Pb遷移轉(zhuǎn)化的影響

程翔翔1,章 驊1,2*,邵立明1,2,何品晶1,2

(1.同濟(jì)大學(xué)固體廢物處理與資源化研究所,上海 200092;2.住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部村鎮(zhèn)建設(shè)司,農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)研究與培訓(xùn)中心,上海 200092)

生活垃圾熱處理過程中含氯化合物的存在會(huì)使重金屬轉(zhuǎn)化為顆粒更小、更易揮發(fā)的重金屬氯化物,擴(kuò)大其環(huán)境影響.本文采用熱分析和管式爐模擬法,研究在不同氣氛下城市生活垃圾中典型有機(jī)氯化物——聚氯乙烯(PVC)對(duì)重金屬Pb遷移轉(zhuǎn)化的影響.結(jié)果表明,PVC和PbO共存的體系中,PVC在250℃左右熱分解產(chǎn)生HCl,并與PbO反應(yīng)生成PbCl2(501℃左右開始揮發(fā))而促進(jìn)Pb遷移進(jìn)入煙氣.當(dāng)Cl:Pb物質(zhì)的量比為2,3,5和10時(shí),在空氣氣氛下PVC濃度的增加對(duì)Pb的揮發(fā)沒有顯著影響,而在氮?dú)鈿夥障?Cl:Pb=3時(shí),Pb揮發(fā)率最大,達(dá)到88.19%,Cl:Pb=2時(shí),Pb揮發(fā)率最小,為68.60%.

熱處理;聚氯乙烯;氯化鉛;遷移

熱處理具有減量化、回收能源、完全分解有機(jī)物、徹底殺害病原菌等優(yōu)點(diǎn),因此在生活垃圾處理工藝中占據(jù)的比例越來越高.2017年我國城市生活垃圾焚燒量已達(dá)到8463.3萬t,同比增長了14.7%[1].但是隨著國家污染排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格以及人們對(duì)生活環(huán)境要求日益提高,焚燒等熱處理過程帶來的重金屬和二噁英污染問題也受到廣泛關(guān)注.

重金屬在焚燒等熱處理過程中的遷移轉(zhuǎn)化途徑主要有3種[2]:重金屬及其化合物不參與熱轉(zhuǎn)化反應(yīng),或反應(yīng)生成不易揮發(fā)的產(chǎn)物,最終留在底渣中;部分粒徑在1~100μm之間的含重金屬顆粒被高溫?zé)煔鈯A帶進(jìn)入煙氣進(jìn)而被捕集在飛灰中,如含Ni和Cr等的顆粒;重金屬及煙氣經(jīng)過同相吸附或異相吸附過程進(jìn)入飛灰.

研究表明,生活垃圾焚燒過程中,47%~73%的Cd和60%~100%的Hg會(huì)進(jìn)入飛灰中,而74%~94%的Zn和46%~79%的Pb富集在爐渣中,飛灰中Hg、Cd、Pb、Zn等重金屬的濃度顯著高于爐渣[3].重金屬Pb、Cu和Zn等在熱處理過程中和含氯化合物反應(yīng),生成更易揮發(fā)、顆粒更小的重金屬氯化物,從而遷移至煙氣中[4].其中冷凝形成的亞微米顆粒能夠穿過尾氣處理裝置,進(jìn)入到空氣、水體或富集在食物鏈中,造成環(huán)境危害[5].Pb是一種毒性很大的重金屬,長時(shí)間暴露于Pb環(huán)境中會(huì)造成人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)、造血功能以及肝腎功能紊亂,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致腦缺氧死亡[6].生活垃圾中Pb含量約為10~50mg/kg[7-9],易發(fā)生氯化反應(yīng)而遷移至煙氣或飛灰中[10]而引起較大的環(huán)境影響,因此是生活垃圾焚燒處理最受關(guān)注的重金屬污染物之一[11-13].本文以Pb為對(duì)象,研究其在熱處理過程中的遷移轉(zhuǎn)化行為.

研究者們采用熱平衡計(jì)算法[14-15]、熱分析法[16-17]、管式爐模擬法[14,18-19]、流化床法[20-21]和水泥窯共處置模擬法[22]等方法,對(duì)重金屬在熱處理過程中的氯化反應(yīng)途徑進(jìn)行了一系列研究.結(jié)果表明,除氯化劑種類[15,23]外,反應(yīng)條件如停留時(shí)間[24-25]、反應(yīng)溫度[24-27]、反應(yīng)物濃度[17,28-29]、氣體流速[25]、水蒸汽含量[16,28]等均對(duì)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化有顯著的影響.利用重金屬氯化反應(yīng),還可進(jìn)行資源回收和污染控制.如Nowak等[23,25-26]采用不同種類的無機(jī)氯化物處理城市生活垃圾焚燒飛灰,回收重金屬;Vogel等[24,30]利用聚氯乙烯(PVC)和HCl去除污泥灰中的重金屬,并通過添加MgO提高P的生物可利用性,實(shí)現(xiàn)污泥中P資源的回收.

目前的研究主要采用真實(shí)垃圾或根據(jù)垃圾組成配制樣品,熱處理過程中多種宏量金屬、微量重金屬、不同氯源同時(shí)存在,重金屬揮發(fā)和固定反應(yīng)之間的競爭作用共同影響重金屬的遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律,從而限制了重金屬氯化反應(yīng)機(jī)理解析.Wang等[31-32]以簡單體系模擬關(guān)鍵反應(yīng)物,研究了4種重金屬氧化物(PbO、CdO、ZnO和CuO)的氯化反應(yīng).但并未對(duì)影響重金屬氯化反應(yīng)的重要因素——氯濃度進(jìn)行研究.熱處理過程中有機(jī)氯比無機(jī)氯對(duì)于重金屬揮發(fā)的促進(jìn)作用更大[32-33],Watanabe等[34]將生活垃圾中可燃氯歸為有機(jī)氯,其含量為2.7mg/g,而含氯量在50%~60%之間的PVC被廣泛應(yīng)用于日用品、管材、線纜等塑料制品,是廢棄物中有機(jī)氯的主要成分(含量波動(dòng)大),在熱處理過程中易和重金屬反應(yīng)而促進(jìn)其揮發(fā).因此本研究采用熱分析系統(tǒng)和管式爐結(jié)合的方法模擬熱處理過程,以垃圾中典型有機(jī)氯PVC和主要的重金屬污染物Pb為對(duì)象,研究Pb的氯化機(jī)理和氯化物濃度對(duì)重金屬Pb揮發(fā)的影響.

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 樣品制備

將黃色PbO(分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)置于105℃烘箱中干燥24h后,與PVC(分析純,西格瑪奧德里奇上海貿(mào)易有限公司,分子量48000,粒徑75~150μm),按Cl:Pb物質(zhì)的量比為2:1,3:1,5:1和10:1(PVC質(zhì)量百分比見表1)配制樣品(2PVC、3PVC、5PVC和10PVC),在瑪瑙研缽中研磨,使樣品混合均勻.實(shí)際生活垃圾中Cl和Pb物質(zhì)的量比一般大于300,但鑒于有機(jī)氯的占比(波動(dòng)較大)、其它重金屬的競爭反應(yīng),本研究考查了適量(2PVC)和過量(3~10PVC)的情況.

表1 實(shí)驗(yàn)樣品中PVC與PbO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和摩爾分?jǐn)?shù)(%)

1.2 熱分析實(shí)驗(yàn)

采用熱重(TG)和差示掃描量熱(DSC)聯(lián)用的同步熱分析儀(德國Netzsch公司,STA449F5),連接傅里葉紅外光譜儀(FTIR,德國Bruker公司, TENSOR 37),在空氣或氮?dú)鈿夥?流速100mL/min)中測(cè)試樣品(13mg左右),每個(gè)樣品2個(gè)平行.升溫程序設(shè)置成50~900℃,升溫速率10℃/min,停留時(shí)間為60min.

1.3 管式爐模擬實(shí)驗(yàn)

將盛有(2.00±0.01)g樣品的剛玉舟置于管式爐的石英管中,在空氣或氮?dú)鈿夥障?流速均為1L/ min),從室溫加熱至900℃,升溫速率和終點(diǎn)溫度停留時(shí)間分別為6℃/min和60min.石英管末端放置石英冷凝環(huán)用以收集冷凝產(chǎn)物.根據(jù)美國環(huán)保署Method 29[35],石英管末端連接6個(gè)吸收瓶,第1個(gè)為空瓶,第2~5個(gè)吸收瓶內(nèi)裝有100mL 5% HNO3(/)和10% H2O2(/)的混合溶液,用于吸收重金屬,第6個(gè)吸收瓶內(nèi)加入硅膠,所有吸收瓶置于裝有冰水混合物的容器中.實(shí)驗(yàn)設(shè)置2個(gè)平行.

1.4 產(chǎn)物分析

采用X射線衍射儀(XRD,德國Bruker公司, D8Advance),分析管式爐模擬實(shí)驗(yàn)中冷凝環(huán)收集的冷凝產(chǎn)物和剛玉舟中的底渣產(chǎn)物.工作電流40mA,電壓40kV,步長為0.02°,每步掃描時(shí)間0.1s.

固相底渣采用四酸消解法(HCl、HNO3、HF和HClO4)消解,消解后用等離子體發(fā)射光譜儀(ICP- OES,美國Agilent公司,720ES)測(cè)試Pb濃度.

2 結(jié)果與討論

2.1 PVC-PbO反應(yīng)機(jī)理

如圖1所示,PVC熱分解經(jīng)歷了2個(gè)階段.第一階段PVC失重溫度范圍分別為228~358℃(空氣)、239~381℃(氮?dú)?,失重量分別為62.85%(空氣)和64.12%(氮?dú)?,該階段2種氣氛下PVC分解過程相似:PVC脫除HCl形成共軛雙鍵,并生成少量H2O和苯等芳香烴化合物(圖2的FTIR圖譜),與其他研究結(jié)果一致[17,31,36-37].該過程為吸熱反應(yīng),在280℃左右出現(xiàn)吸熱峰.第二階段空氣和氮?dú)鈿夥障碌腜VC熱分解有明顯區(qū)別.空氣氣氛下失重溫度范圍為419~600℃,失重量為36.58%,DSC曲線在550℃左右有很強(qiáng)的放熱峰,因?yàn)樵摐囟认職埩舻腜VC分解產(chǎn)物被迅速氧化,釋放出大量的熱量.如圖2所示,此過程的產(chǎn)物主要是CO2、H2O以及少量的CO和苯.而氮?dú)鈿夥障碌氖е販囟确秶鸀?02~552℃,失重量為29.98%,DSC曲線在440,500℃左右出現(xiàn)吸熱峰,分別對(duì)應(yīng)于第一階段生成產(chǎn)物的縮合反應(yīng)(生成多環(huán)芳烴)[36]和焦油揮發(fā).溫度大于500℃時(shí),焦油和揮發(fā)性物質(zhì)從液相中脫離,殘?zhí)恳怨潭ㄌ嫉男问搅粼诘自衃37].

圖1 PVC的熱重(TG)和差示掃描量熱(DSC)曲線

箭頭表示DSC放熱峰方向

圖2 特征溫度下PVC熱分解氣相產(chǎn)物的傅里葉紅外光譜(FTIR)圖譜

PVC-PbO體系在空氣和氮?dú)鈿夥障碌臒岱治鼋Y(jié)果分別如圖3、4所示,也顯示為2個(gè)階段.空氣氣氛下第一階段(280~330℃)PVC-PbO體系失重峰值和放熱峰值溫度范圍為300~320℃,比純PVC(280℃)高20~40℃左右.2PVC、3PVC、5PVC和10PVC在第一階段的失重率見表2,均低于樣品所含PVC在該階段的理論失重率(由式1計(jì)算,分別為22.56%、28.69%、36.66%和46.31%),純PVC的DSC曲線在280℃左右為吸熱峰,而PVC-PbO體系在該溫度下出現(xiàn)放熱峰,表明PVC和PbO在該階段發(fā)生了反應(yīng).而且隨著PVC濃度增加,放熱峰的面積逐漸減小,表明釋放的熱量也在相應(yīng)減小,這是反應(yīng)物的相對(duì)比例減小了的緣故.

根據(jù)FTIR結(jié)果(圖5),PVC-PbO體系檢測(cè)到HCl的時(shí)間和HCl達(dá)到峰值的時(shí)間均比純PVC體系晚2~3min,管式爐模擬實(shí)驗(yàn)中PVC與PbO反應(yīng)的冷凝產(chǎn)物中檢測(cè)到PbCl2的存在(圖6、8),說明PVC是通過分解產(chǎn)生HCl然后和PbO發(fā)生反應(yīng)生成PbCl2(熔點(diǎn)為501℃)和H2O,從而使PVC-PbO體系第一階段的失重量比PVC體系小. PVC剛開始分解時(shí)產(chǎn)生的HCl量較少,全部與PbO反應(yīng)生成PbCl2,隨著溫度升高,H2O產(chǎn)生及HCl產(chǎn)生量增多而逸出,體系開始失重.

圖3 空氣氣氛下PVC-PbO體系的熱重(TG)和差示掃描量熱(DSC)曲線

箭頭表示DSC放熱峰方向

箭頭表示DSC放熱峰方向

圖5 空氣氣氛下PVC-PbO體系特征產(chǎn)物HCl的FTIR圖譜

2.2 PVC濃度對(duì)重金屬Pb揮發(fā)的影響

2.2.1 熱分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果 在空氣氣氛下,PVC-PbO體系總失重率為93%~97%(圖3),且隨著PVC濃度的增大而增大.2PVC、3PVC、5PVC和10PVC在第一階段的失重率分別為10.07%、18.48%、25.45%和40.44%,在第二階段的失重量分別為80.71%、70.15%、67.32%和54.80%(表2),失重溫度范圍為430~690℃,DSC曲線顯示為2個(gè)放熱峰,分別位于480℃和570℃左右.第二階段2PVC、3PVC、5PVC和10PVC體系所含PVC理論失重率(由式1計(jì)算)為13.13%、16.70%、21.34%和26.96%,遠(yuǎn)小于體系在該階段的實(shí)際失重率,是因?yàn)槌薖VC脫HCl后的產(chǎn)物在空氣中氧化生成CO2和H2O之外,還有第一階段的氯化產(chǎn)物PbCl2在溫度達(dá)到熔點(diǎn)(501℃)后揮發(fā)導(dǎo)致的.

PVC-PbO體系熱處理后的殘?jiān)M分為未完全反應(yīng)的PbO和源自PVC的少量殘余物質(zhì)(氧氣氣氛下為PVC中的極少量灰分;氮?dú)鈿夥障聻闅執(zhí)亢突曳?,生成的PbCl2可全部揮發(fā).假設(shè)PbO的存在對(duì)PVC熱處理殘余物質(zhì)的量沒有影響,則可以通過式2、3計(jì)算在此過程中Pb的揮發(fā)率,結(jié)果如表2、3所示.

計(jì)算結(jié)果表明空氣氣氛下PVC的濃度對(duì)Pb揮發(fā)影響不大,2PVC、3PVC、5PVC和10PVC中Pb的揮發(fā)率均在90%左右.

氮?dú)鈿夥障翽VC-PbO的總失重率約為85%, PVC濃度的改變對(duì)于體系的總失重幾乎沒有影響,總失重率低于空氣氣氛是因?yàn)榈獨(dú)鈿夥障翽VC熱解有殘?zhí)可?2PVC、3PVC、5PVC和10PVC在第一階段的失重分別為9.14%、14.65%、27.05%和41.62%,失重溫度范圍為290~350℃;在第二階段的失重分別為69.16%、61.43%、48.59%和42.19%,失重溫度范圍為430~690℃.通過式2、3計(jì)算Pb的揮發(fā)率,結(jié)果如表3所示.2PVC、3PVC、5PVC和10PVC的Pb揮發(fā)率分別為83.60%、76.72%、66.02%和67.40%.Pb的揮發(fā)率隨著PVC濃度的增加(Cl:Pb從2增至5)而降低.因?yàn)樵诘獨(dú)鈿夥障翽VC產(chǎn)生的殘?zhí)靠珊蚉bO反應(yīng)生成CO或CO2逸出,且PVC含量越高,產(chǎn)生的殘?zhí)吭蕉?逸出的CO和CO2越多,使計(jì)算得到的Pb揮發(fā)率也越低,式3計(jì)算方法會(huì)低估樣品的Pb揮發(fā)率.Cl:Pb繼續(xù)增大至10時(shí),由于樣品中PbO的含量低(只有5PVC時(shí)的63%),殘?zhí)繉?duì)Pb揮發(fā)率的影響較小,因此5PVC和10PVC的揮發(fā)率統(tǒng)計(jì)上無顯著性差異.

圖6 空氣氣氛下PVC-PbO體系冷凝產(chǎn)物的XRD

圖7 氮?dú)鈿夥障翽VC-PbO體系殘?jiān)a(chǎn)物的XRD

圖8 氮?dú)鈿夥障翽VC-PbO體系冷凝產(chǎn)物的XRD

2.2.2 管式爐模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果 管式爐模擬實(shí)驗(yàn)通過測(cè)量剛玉舟上底渣中Pb的含量,利用差值法計(jì)算Pb的揮發(fā)率.如圖9所示,2PVC、3PVC、5PVC和10PVC在空氣氣氛下的Pb揮發(fā)率分別為(91.47±1.23)%、(95.32±1.45)%、(87.48±2.32)%和(89.77±1.38)%,與熱分析實(shí)驗(yàn)理論計(jì)算結(jié)果相似;在氮?dú)鈿夥障翽b的揮發(fā)率分別為(68.60±3.51)%、(88.19±0.75)%、(76.56±3.01)%和(83.10±1.85)%,均低于在空氣氣氛下的Pb揮發(fā)率,在PVC含量相對(duì)較少(2PVC)時(shí)尤其明顯.這是因?yàn)檠鯕鈪⑴c了HCl向Cl2的轉(zhuǎn)化[29],提高了重金屬氯化反應(yīng)效率[25].采用單因素方差分析研究PVC濃度對(duì)Pb揮發(fā)率影響的顯著性,結(jié)果表明空氣氣氛下PVC濃度的改變對(duì)Pb揮發(fā)不具有顯著性影響,而氮?dú)鈿夥障翽VC濃度的改變對(duì)Pb揮發(fā)有顯著性影響.這可能是因?yàn)樵诳諝鈿夥障卵鯕獾拇嬖趯?dǎo)致Pb揮發(fā)率相對(duì)較高,所以PVC濃度的提高對(duì)于Pb揮發(fā)率的影響不是很顯著.對(duì)氮?dú)鈿夥障虏煌琍VC濃度下Pb揮發(fā)率進(jìn)行t-test顯著性檢驗(yàn),結(jié)果表明Pb揮發(fā)率3PVC>10PVC≈5PVC> 2PVC,5PVC和10PVC之間不具有顯著性差異,氯濃度的適當(dāng)過量能夠促進(jìn)熱解過程中Pb的揮發(fā),但是PVC濃度過高反而會(huì)導(dǎo)致Pb揮發(fā)率的下降,這可能是因?yàn)槁然镌跍囟雀哂谄淙埸c(diǎn)時(shí)熔化形成液體屏障或潤濕樣品形成小顆粒,阻礙傳質(zhì)過程的進(jìn)行[23].當(dāng)Cl:Pb>5時(shí),氮?dú)鈿夥障翽VC濃度的增加對(duì)于Pb的揮發(fā)則沒有顯著性影響.

底渣和冷凝產(chǎn)物的XRD分析結(jié)果如圖6、7、8所示(空氣氣氛下樣品失重率幾乎達(dá)到95%以上,收集不到底渣,故沒有底渣的XRD測(cè)試結(jié)果).空氣和氮?dú)鈿夥障滤袠悠返睦淠a(chǎn)物均為PbCl2,表明PbO和PVC發(fā)生氯化反應(yīng),產(chǎn)物為PbCl2,且氯濃度的變化不會(huì)改變氯化反應(yīng)的產(chǎn)物.在氮?dú)鈿夥障?底渣組成均為PbO和Pb2O,說明一部分PbO沒有和PVC分解產(chǎn)生的HCl反應(yīng),而是被殘?zhí)窟€原生成了Pb2O,這也是氮?dú)鈿夥障翽b揮發(fā)率相對(duì)較低的原因之一.

上述研究表明,焚燒和熱解過程中,Pb與PVC分解的含氯產(chǎn)物均不可避免地發(fā)生氯化反應(yīng).實(shí)際生活垃圾焚燒過程中,Cl:Pb物質(zhì)的量比通常是過量的.源頭上減少生活垃圾中的PVC是最有效的熱處理過程重金屬污染控制的方法.本研究加深了對(duì)重金屬Pb氯化遷移機(jī)理的了解,可為生活垃圾熱處理過程中Pb污染控制和回收方法發(fā)展提供參考.

圖9 管式爐模擬實(shí)驗(yàn)PVC-PbO體系的Pb揮發(fā)率

表2 空氣氣氛下樣品失重率和Pb揮發(fā)率(%)

表3 氮?dú)鈿夥障聵悠肥е芈屎蚉b揮發(fā)率(%)

3 結(jié)論

3.1 PVC-PbO體系在熱處理過程中的反應(yīng)可以分為2個(gè)階段.第一階段溫度范圍280~320℃(空氣)或290~350℃(氮?dú)?,PVC先脫氯產(chǎn)生HCl, 然后和PbO發(fā)生氯化反應(yīng)生成PbCl2.第二階段溫度范圍為430~690℃,該階段下PVC進(jìn)一步失重,第一階段生成的PbCl2也開始受熱揮發(fā).

3.2 利用殘?jiān)视?jì)算熱分析過程Pb的理論揮發(fā)率.結(jié)果表明空氣氣氛下Pb揮發(fā)率在90%左右,PVC濃度的改變對(duì)于Pb的揮發(fā)率沒有顯著影響;氮?dú)鈿夥障掠捎诓糠諴bO被熱解殘?zhí)窟€原,使體系失重率增加,通過殘?jiān)视?jì)算的Pb揮發(fā)率被低估.

3.3 管式爐模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,空氣氣氛下PVC濃度的改變對(duì)于Pb的揮發(fā)并沒有顯著的影響,與熱分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致.在氮?dú)鈿夥障?3PVC具有最大的失重率和Pb揮發(fā)率.空氣氣氛下Pb的揮發(fā)率比氮?dú)鈿夥障赂?PVC濃度的變化不會(huì)改變Pb和PVC的反應(yīng)途徑,氣相冷凝產(chǎn)物均為PbCl2,氮?dú)鈿夥障碌牡自a(chǎn)物則為PbO和Pb2O.

[1] 中國國家統(tǒng)計(jì)局.中國統(tǒng)計(jì)年鑒[M]. 北京:中國統(tǒng)計(jì)出版社, 2018. National Bureau of Statistics of the People's Republic of China. China Statistical Yearbook [M]. Beijing: ChinaStatistics Press, 2018.

[2] Barton R G, Clark W D, Seeker W R. Fate of metals in waste combustion systems [J]. Combustion Science and Technology, 1990, 74(1-6):327-342.

[3] Zhang H, He P J, Shao L M. Fate of heavy metals during municipal solid waste incineration in Shanghai [J]. Journal of Hazardous Materials, 2008,156:365-373.

[4] Fernhdez M A, Marfiner L, Segarra M, et al. Behavior of heavy metals in the combustion gases of urban waste incinerators [J]. Environmental Science & Technology, 1992,5(26):1040-1047.

[5] Davis S, Gale T, Wendt J L. Competition for sodium and toxic metals capture on sorbents [J]. Aerosol Science and Technology, 2000,32(2): 142-151.

[6] 李燁玲.靶場土壤中鉛的環(huán)境行為及生物有效性研究[D]. 合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué), 2018. Li Y L. The environmental fate and bioavailability of lead in shooting range soils [D]. Hefei: University of Science and Technology of China, 2018.

[7] 李建新.垃圾焚燒過程重金屬污染物遷移機(jī)理及穩(wěn)定化處理技術(shù)研究[D]. 杭州:浙江大學(xué), 2004. Li J X. Transfer mechanism of heavy metals during MSW incineration and solidification/stabilization technology of heavy metals in MSW fly ash. Hangzhou: Zhejiang University, 2004.

[8] 王 瑋,魏小林,盛宏至.城市生活垃圾中微量金屬元素含量的特性分析[J]. 環(huán)境工程, 2004(5):48-50. Wang W, Wei X L, Sheng H Z. Characteristic analysis of trace metals contents in municipal solid waste [J]. Environmental Engineering, 2004,(5):48-50.

[9] 張厚堅(jiān),劉海娟,黃世清,等.城市生活垃圾焚燒處理過程中重金屬遷移規(guī)律研究[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2013,7(11):4569-4574. Zhang H J, Liu H J, Huang S Q, et al. Study on the migration rule of heavy metal in waste in incineration [J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2013,7(11):4569-4574.

[10]Zhang Y G, Chen Y, Meng A H, et al. Experimental and thermodynamic investigation on transfer of cadmium influenced by sulfur and chlorine during municipal solid waste (MSW) incineration [J]. Journal of Hazardous Materials, 2008,153(1/2):309-319.

[11]Li W H, Ma Z Y, Huang Q X, et al. Distribution and leaching characteristics of heavy metals in a hazardous waste incinerator [J]. Fuel, 2018,233:427-441.

[12] Wang L, Wang L A, Zhong S, et al. Pollution and risk assessment of heavy metal in soil surrounding a typical municipal solid waste incineration plant in Chongqing, China. [J]. Fresenius Environmental Bulletin, 2018,27(8):5486-5492.

[13] 李友平,劉慧芳,周 洪,等.成都市PM2.5中有毒重金屬污染特征及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2015,35(7):2225-2232. Li Y P, Liu H F, Zhou H, et al. Contamination characteristics and health risk assessment of toxic heavy metals in PM2.5in Chengdu [J]. China Environmental Science, 2015,35(7):2225-2232.

[14]Kageyama H, Osada S, Nakata H, et al. Effect of coexisting inorganic chlorides on lead volatilization from CaO-SiO2-Al2O3molten slag under municipal solid waste gasification and melting conditions [J]. Fuel, 2013,103:94-100.

[15]Zhang Y, Chen Y, Meng A, et al. Experimental and thermodynamic investigation on transfer of cadmium influenced by sulfur and chlorine during municipal solid waste (MSW) incineration [J]. Journal of Hazardous Materials, 2008,153(1/2):309-319.

[16]Fraissler G, J?ller M, Brunner T, et al. Influence of dry and humid gaseous atmosphere on the thermal decomposition of calcium chloride and its impact on the remove of heavy metals by chlorination [J]. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 2009, 48(1):380-388.

[17]Zhu H M, Jiang X G, Yan J H, et al. TG-FTIR analysis of PVC thermal degradation and HCl removal [J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2008,82(1):1-9.

[18]陳 勇,張衍國,李清海,等.垃圾焚燒中硫化合物對(duì)Cd、Pb遷移和轉(zhuǎn)化的影響[J]. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2008,(2):232-235. Chen Y, Zhang Y G, Li Q H, et al. Effects of sulfur compounds on Cd and Pb partitioning and speciation in a simulated MSW incinerator [J]. Journal of Tsinghua University (Science and Technology), 2008,(2): 232-235.

[19]Li R, Zhao W, Li Y, et al. Heavy metal removal and speciation transformation through the calcination treatment of phosphorus- enriched sewage sludge ash [J]. Journal of Hazardous Materials, 2015,283:423-431.

[20]Marani D, Braguglia C M, Mininni G, et al. Behaviour of Cd, Cr, Mn, Ni, Pb, and Zn in sewage sludge incineration by fluidised bed furnace [J]. Waste Management, 2003,23(2):117-124.

[21]Falcoz Q, Gauthier D, Abanades S, et al. Kinetic Rate laws of Cd, Pb, and Zn vaporization during municipal solid waste incineration [J]. Environmental Science & Technology, 2009,43(6):2184-2189.

[22]Yu S, Zhang B, Wei J, et al. Effects of chlorine on the volatilization of heavy metals during the co-combustion of sewage sludge [J]. Waste Management, 2017,62:204-210.

[23]Nowak B, Frías Rocha S, Aschenbrenner P, et al. Heavy metal removal from MSW fly ash by means of chlorination and thermal treatment: Influence of the chloride type [J]. Chemical Engineering Journal, 2012,179:178-185.

[24]Vogel C, Adam C. Heavy metal removal from sewage sludge ash by thermochemical treatment with gaseous hydrochloric acid [J]. Environmental Science & Technology, 2011,45(17):7445-7450.

[25]Nowak B, Pessl A, Aschenbrenner P, et al. Heavy metal removal from municipal solid waste fly ash by chlorination and thermal treatment [J]. Journal of Hazardous Materials, 2010,179(1-3):323-331.

[26]Nowak B, Aschenbrenner P, Winter F. Heavy metal removal from sewage sludge ash and municipal solid waste fly ash -A comparison [J]. Fuel Processing Technology, 2013,105:195-201.

[27]Chiang K Y, Wang K S, Lin F L, et al. Chloride effects on the speciation and partitioning of heavy metal during the municipal solid waste incineration process [J]. Science of the Total Environment, 1997, 203(2):129-140.

[28]Li Q H, Meng A H, Jia J Y, et al. Investigation of heavy metal partitioning influenced by flue gas moisture and chlorine content during waste incineration [J]. Journal of Environmental Sciences, 2010, 5(22):760-768.

[29]Yu J, Sun L, Xiang J, et al. Vaporization of heavy metals during thermal treatment of model solid waste in a fluidized bed incinerator. [J]. Chemosphere, 2012,86(11):1122-1126.

[30]Vogel C, Exner R M, Adam C. Heavy metal removal from sewage sludge ash by thermochemical treatment with polyvinylchloride [J]. Environmental Science & Technology, 2012,47(1):563-567.

[31]Wang S, Zhang H, Shao L, et al. Thermochemical reaction mechanism of lead oxide with poly(vinyl chloride) in waste thermal treatment [J]. Chemosphere, 2014,117:353-359.

[32]Wang S J, He P J, Xia Y, et al. Role of sodium chloride and mineral matrixes in the chlorination and volatilization of lead during waste thermal treatment [J]. Fuel Processing Technology, 2016,143:130- 139.

[33]Peng T H, Lin C L. Influence of various chlorine additives on the partitioning of heavy metals during low-temperature two-stage fluidized bed incineration [J]. Journal of Environmental Management, 2014,146:362-368.

[34]Watanabe N, Yamamoto O, Sakai M, et al. Combustible and incombustible speciation of Cl and S in various components of municipal solid waste [J]. Waste Management, 2004,24(6):623-632.

[35]U S Environmental Protection Agency. Method 29-Determination of metal emissions from stationary sources,office of air quality planning and standards [S]. 1996.

[36]Marongiu A, Faravelli T, Bozzano G, et al. Thermal degradation of poly (vinyl chloride) [J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2003,70(2):519-553.

[37]Ma S B, Lu J, Gao J S. Study of the low temperature pyrolysis of PVC [J]. Energy & Fuels, 2002,16(2):338-342.

[38] 任浩華,王 帥,王芳杰,等.PVC熱解過程中HCl的生成及其影響因素[J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2015,35(8):2460-2469. Ren H H, Wang S, Wang F J, et al. HCl generation reaction and its influence factors during PVC pyrolysis [J]. China Environmental Science, 2015,35(8):2460-2469.

Effect of PVC concentration on the transformation and migration of Pb during thermal treatment.

CHENG Xiang-xiang1, ZHANG Hua1,2*, SHAO Li-ming1,2, HE Pin-jing1,2

(1.Institute of Waste Treatment and Reclamation, Tongji University, Shanghai 200092, China;2.Centre for the Technology Research and Training on Household Waste in Small Towns & Rural Area, Ministry of Housing and Urban-Rural Development, Shanghai 200092, China)., 2019,39(4):1645~1653

The migration and release of heavy metals during thermal treatment of municipal solid waste (MSW) is an environmental issue of great concern. Chlorine-containing compounds present in MSW could convert heavy metals into smaller particles and volatile chlorides during thermal treatment, thus cause serious environmental pollution. In this study, thermogravimetric analysis and tube furnace were used to investigate the effect of polyvinyl chloride (PVC) on the transformation and migration of Pb under different atmosphere. The results showed that PVC decomposed at 250°C, and then the released HCl reacted with PbO to form PbCl2(melting point: 501°C), which promoted the migration of Pb into the flue gas. The concentration of PVC (at the molar ratios of Cl:Pb = 2, 3, 5, and 10) had no significant effect on the volatilization of Pb under air atmosphere. While under N2atmosphere, the highest volatility of Pb could reach 88.19% at the molar ratio of Cl:Pb=3; the lowest volatility of Pb was 68.60% at the molar ratio of Cl:Pb=2.

thermal treatment;polyvinyl chloride;lead chloride;migration

X799.3

A

1000-6923(2019)04-1645-09

2018-09-27

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(21577102)

*責(zé)任作者, 教授, 06120@tongji.edu.cn

程翔翔(1994-),男,江西上饒人,同濟(jì)大學(xué)碩士研究生,主要從事固體廢物熱處理研究.

猜你喜歡
體系
TODGA-TBP-OK體系對(duì)Sr、Ba、Eu的萃取/反萃行為研究
“三個(gè)體系”助力交通安全百日攻堅(jiān)戰(zhàn)
杭州(2020年23期)2021-01-11 00:54:42
構(gòu)建體系,舉一反三
探索自由貿(mào)易賬戶體系創(chuàng)新應(yīng)用
中國外匯(2019年17期)2019-11-16 09:31:14
常熟:構(gòu)建新型分級(jí)診療體系
如何建立長期有效的培訓(xùn)體系
E-MA-GMA改善PC/PBT共混體系相容性的研究
汽車零部件(2014年5期)2014-11-11 12:24:28
“曲線運(yùn)動(dòng)”知識(shí)體系和方法指導(dǎo)
加強(qiáng)立法工作 完善治理體系
浙江人大(2014年1期)2014-03-20 16:19:53
日本終身學(xué)習(xí)體系構(gòu)建的保障及其啟示
主站蜘蛛池模板: AV不卡国产在线观看| 欧美激情福利| 国产99在线| 国产麻豆永久视频| 国产男女免费视频| 国产一区在线观看无码| 九色在线观看视频| 亚洲人成网18禁| 最新日韩AV网址在线观看| 伊人久久大香线蕉aⅴ色| 国产三级成人| 亚洲男人的天堂在线| 欧美第一页在线| 亚洲福利片无码最新在线播放| 成人免费午夜视频| 看你懂的巨臀中文字幕一区二区| 日韩无码视频播放| 中文字幕在线视频免费| 尤物午夜福利视频| 欧美在线一二区| 国产黄色视频综合| 国产女人喷水视频| 综合色亚洲| 亚洲AV无码精品无码久久蜜桃| 亚洲精品第一页不卡| 女人18一级毛片免费观看| 国产精品hd在线播放| 国产91精选在线观看| 亚洲激情99| 午夜欧美理论2019理论| 成人va亚洲va欧美天堂| 亚洲美女AV免费一区| 亚洲香蕉在线| 午夜天堂视频| AV网站中文| 国产精品亚洲专区一区| 91成人在线观看| 青青操国产| 久久亚洲天堂| 亚洲无码日韩一区| 激情综合网激情综合| 欧美成人综合在线| 人人艹人人爽| 国产无码精品在线| 国产欧美日韩精品第二区| 久久99国产综合精品1| 91久久偷偷做嫩草影院免费看| 国产欧美日韩视频一区二区三区| 精品欧美一区二区三区在线| 中文无码日韩精品| 国产一级毛片网站| 亚洲另类国产欧美一区二区| 一级全黄毛片| 亚洲swag精品自拍一区| 免费在线国产一区二区三区精品| 日本人妻丰满熟妇区| 99热这里只有精品5| 亚洲国产综合第一精品小说| 欧美自拍另类欧美综合图区| 国产第八页| 亚洲精品福利视频| 久久这里只有精品66| 国产又粗又爽视频| 中文字幕永久视频| 日本不卡在线| 国产男人天堂| 毛片久久久| 精品国产中文一级毛片在线看| 一区二区三区高清视频国产女人| 国产69精品久久久久孕妇大杂乱| 国产美女无遮挡免费视频| 国产性猛交XXXX免费看| 久久人搡人人玩人妻精品| 亚洲美女一区| 国产三级成人| 波多野衣结在线精品二区| 精品少妇三级亚洲| 亚洲成人黄色在线观看| 国产69囗曝护士吞精在线视频| 国产一区亚洲一区| 国产91麻豆视频| 青青青国产精品国产精品美女|