• 关键词：污泥掺烧  氯(Cl)  硫(S)  磷(P)  矿物质  镉(Cd)  热力学平衡分析

• 基金项目：国家自然科学基金（No.51308132）；广东省科技计划（No.2015B020235013，2014A050503063，2015A020215033）；广州市科技计划项目（No.201510010033，2016201604030058）；广东省高层次人才特殊支持计划（No.2014TQ01Z248）

• 刘敬勇
• 广东工业大学, 环境科学与工程学院, 环境健康与污染控制研究院, 广州 510006

• 黄李茂
• 广东工业大学, 环境科学与工程学院, 环境健康与污染控制研究院, 广州 510006

• 陈佳聪
• 广东工业大学, 环境科学与工程学院, 环境健康与污染控制研究院, 广州 510006

• 谢武明
• 广东工业大学, 环境科学与工程学院, 环境健康与污染控制研究院, 广州 510006

• 党晓娥
• 西安建筑科技大学冶金工程学院(陕西省黄金与资源重点实验室), 西安 710055

• 郭家宏
• 广东工业大学, 环境科学与工程学院, 环境健康与污染控制研究院, 广州 510006

• 孙健
• 广东工业大学, 环境科学与工程学院, 环境健康与污染控制研究院, 广州 510006

• 张耿崚
• 广东工业大学, 环境科学与工程学院, 环境健康与污染控制研究院, 广州 510006

• 孙水裕
• 广东工业大学, 环境科学与工程学院, 环境健康与污染控制研究院, 广州 510006

• 摘要：采用化学热力学平衡分析方法，应用污泥实测数据模拟计算了污泥掺烧过程中Cl/S/P与矿物质的交互作用，重点模拟研究了Cl/S/P/矿物质交互体系对Cd迁移转化的影响.研究结果表明，污泥掺烧过程含Cl、S及P逸出气体以HCl（g）、SO₂（g）及（P₂O₅）₂（g）形式排放.污泥掺烧含有CaO-SiO₂-Al₂O₃体系中，CaO可以抑制S以SO₂（g）释放，而SiO₂及Al₂O₃对SO₂（g）逸出有促进作用，同时CaO及Al₂O₃可以抑制P的挥发.污泥掺烧过程中SiO₂及Al₂O₃对Cd挥发都有一定抑制作用，但CaO及Fe₂O₃对Cd基本无影响；当Cl存在时，TiO₂和SiO₂对Cd吸附作用减弱，并使Al₂O₃吸附剂失效；当S存在时，可导致吸附剂对Cd中毒，而P可导致Al₂O₃吸附剂失效；Cl-S-P耦合体系中，单一矿物质对Cd迁移转化影响主要受Cl和S控制.SiO₂+CaO+Al₂O₃共存体系中，Cl的存在可导致固体吸附剂SiO₂和Al₂O₃失效；S、S+Cl、S+P、S+Cl+P的存在受控元素为S，并且可以抑制Cd的挥发；P、Cl+P的存在对Cd影响受控元素为Cl，可促进Cd挥发.

• Abstract：Thermodynamic equilibrium was calculated to reveal the partitioning of the conditioners and their emissions during sewage sludge incineration. Profiles of both composition of sewage sludge and various combustion conditions were applied in simulations. Effects of co-existence of FeCl₃ and CaO on the migration of heavy metals were also in considerations. Results show that elements of Cl, S, and P emitted in the form of HCl (g) and SO₂ (g) and (P₂O₅) ₂ (g) during the mixed of sludge, respectively. CaO inhibited SO₂ in the mixed system containing CaO-SiO₂-Al₂O₃. On the other hand, both SiO₂ and Al₂O₃ additives can enhance the SO₂ (g) emission. At the same time, CaO and Al₂O₃ controlled the P volatilization. In the process of the mixed, the volatility of Cd was inhibited by both SiO₂ and Al₂O₃, but CaO and Fe₂O₃. Thus, adsorption of Cd caused by both TiO₂ and SiO₂ decreased when Cl existed, and the adsorption ability of Al₂O₃. In S, adsorbents were poisoned by Cd, and then, preduced the adsorption ability of Al₂O₃. In the Cl-S-P system, effect of a single mineral on Cd migration was mainly controlled by Cl and S. In the SiO₂+CaO+Al₂O₃ coexisted system, Cl disabled the adsorption efficiency of solid adsorbents such SiO₂ and Al₂O₃. Nevertheless, S dominated the reactions in the existence of S, S+Cl, S+P, S+Cl+P system, and it also restrain the volatilization of Cd. Besides, Cl promoted the volatilization of Cd in the existence of P and Cl+P environments.

• Key words：sewage sludge co-incineration  chlorine(Cl)  sulfur(S)  phosphorus(P)  minerals  cadmium(Cd)  thermodynamic equilibrium analysis

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