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城市污水污泥(以下简称污泥)焚烧技术具有减容、减量和资源化等显著优势。污泥焚烧飞灰中磷含量较高,已成为磷来源的一种渠道,但飞灰中较高浓度的重金属是影响磷有效性的核心问题。因此,研究如何降低污泥焚烧飞灰中重金属的毒性,对于提高飞灰中磷的生物有效性,实现污泥清洁利用具有重要意义。本文提出了在污泥焚烧过程中掺入生物质来解决污泥焚烧重金属问题的新思路。利用5kW鼓泡流化床实验装置对污泥与生物质掺烧时飞灰中重金属含量、存在形态、浸出毒性等特性进行了研究,并利用FactSage 6.1热力学平衡计算软件对污泥单独焚烧和掺烧生物质时重金属的形态分布特性进行了理论分析,从实验和理论分析两个角度考察污泥掺烧生物质过程中重金属的转化特性。主要结论如下：在5 kW鼓泡流化床实验炉上的实验结果表明：污泥掺烧麦秆后飞灰中Cr(掺混比为30%、40%)、Cu、Zn、Cd、Pb的含量降低,As的含量增加；污泥掺烧麦秆后飞灰中Cr(掺混比为50%)、As(掺混比为50%)、Cu、Zn、Cd (掺混比为30%、40%)存在形态的稳定性增强,浸出量降低,Pb存在形态的稳定性减弱,浸出量变化不大；污泥掺烧棉秆对飞灰中重金属含量、存在形态和浸出量的影响规律与掺烧麦秆基本相同(除污泥掺烧50%棉秆后飞灰中As的浸出量增加外),但与掺烧麦秆相比,污泥掺烧棉秆时飞灰中重金属的含量更低(除As外),存在形态的稳定性更强(除Cd和Pb在掺混比为50%时外),浸出量更低(除As外)。飞灰中重金属的浸出毒性取决于飞灰中重金属的浸出量,因此污泥掺烧棉秆更有利于降低飞灰中重金属的浸出毒性。5 kW鼓泡流化床实验炉上的实验结果表明：在850-950℃之间,焚烧温度升高,飞灰中Cr含量减少,存在形态的稳定性增强,有利于降低飞灰中Cr的浸出毒性；焚烧温度升高,飞灰中As的含量增加,Cu、Zn、Cd、Pb存在形态的稳定性减弱,飞灰中As、Cu、Zn、Cd、Pb的浸出毒性增加。热力学计算结果表明：污泥焚烧过程中Cr、Zn元素及其化合物挥发性较弱,主要以固态形式存在；Cd、Pb、As元素及其化合物挥发性较强,在温度高于850℃时全部以气态形式存在,Cu元素及其化合物在低温时主要以固态形式存在,在高温时主要以气态CuCl( g)存在；焚烧温度为900℃时,污泥掺烧麦秆促进了Cu、 Zn、Pb气态金属氯化物的生成,从而促进了其挥发；污泥掺烧麦秆对Cr、As、Cd存在形态的分布影响不大；污泥掺烧棉秆对Cr、Cu、Cd、Pb存在形态的影响与掺烧麦秆基本相同,对Zn存在形态的分布影响不大,污泥掺烧棉秆促进了As固态物质Ca3(AsO4)2生成。