孟辉 景元琢 周学坤 肖培蒙
山东金孚环境工程有限公司 山东济南 250101
摘要：市政污泥热解炭化技术对污泥中污染物的去除方面有明显的技术优势，但目前的研究对其中典型重金属元素（如铅元素）的迁徙规律的研究深入性相对不足。本文对市政污泥热解特性研究的基础上，重点对铅元素在热解过程迁徙规律及固化效果进行了研究，有一定的借鉴和指导意义。
关键词：市政污泥 热解炭化 重金属 铅元素 固化
本文选取典型的市政污泥为研究对象，通过热解炭化实验平台对市政污泥热解过程中铅元素的迁徙规律进行研究。
1 样品的制备及物化分析
实验中所用的污泥是经过机械压滤脱水后得到的产物，取样后的污泥置于阴凉通风处晾干，测其含水率为5.14%，然后粉碎至样品全部通过125 μm (120目) 尼龙筛，再于105 ℃下干燥24 h，装袋密封备用。脱水污泥样品的工业分析分析如表1所示。
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2 实验装置
污泥热解反应装置示意图如图1所示。反应流程包括：反应区（石英反应管、加热电炉、热电偶、温度显示器）、焦油收集区（冷凝管、深冷设备、丙酮洗瓶）和气体收集区（硫酸洗瓶、氢氧化钠洗瓶、排水取气装置）。
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1氧气瓶；2流量计；3石英反应器；4加热电炉；5冷凝管；6深冷设备；7丙酮洗瓶
8 硫酸洗瓶；9 氢氧化钠洗瓶
图1 污泥热解实验装置示意图
3 实验方法
污泥热解：取30 g左右的干燥污泥样品，置于反应管中部的分布板上，将石英管的上封盖装上后，以40 ml/min的流量通入氩气，10 min后启动电炉开始加热，加热速率为30 ℃/min，热解终温分别设定为400 ℃、500 ℃、600 ℃、700 ℃和800 ℃，到达终温后保持40 min，然后关闭加热电源使反应管自然冷却到室温。
4 结果与讨论
重金属一直以来都是污泥处置与应用的重要考虑因素，特别是在将污泥作为肥料使用方面。因此，分析污泥热解时的重金属的形态十分必要。 通过对污泥热解炭中的铅重金属存在形态进行了分析，典型结果如图2所示。可以看出，污泥中的Cr、As、Pb的残渣态比例随着热解温度的升高而显著增加，表明热解处理后的重金属的存在形态更加稳定，很难被雨水等淋浸而析出。备注：图2中F1:弱酸提取态，F2:可还原态，F3:可氧化态，F4:残渣态。
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5 结语
该文以城市污水处理厂典型市政污泥为研究对象，通过热解炭化实验装置，对污泥热解过程中典型元素铅元素的迁徙规律进行了研究，对污泥热解技术的工业化示范及热解过程产物的控制，具有一定的指导意义。
参考文献
[1] 肖培蒙、孟辉、周学坤、景元琢.《市政污泥热解特性及氮元素迁徙规律研究》，科学导报-科学工程与电力 2019 年 14 期
[2]戴晓虎.我国城镇污泥处理处置现状及思考，给水排水，2012:1~2
[3]李博、王飞、严建华、池勇.污水处理厂干化焚烧处理可行性分析，环境工程学报2012年10月第6卷第10期：3399~3400
作者简介：孟辉（1982—），男，山东济宁人，硕士，高级工程师，主要从事污泥固废热解炭化技术研究。