典型工业污泥和精馏釜残的热化学转化和资源化利用

本书聚焦典型工业污泥（包括造纸、制药、制革污泥）及高毒性精馏釜残的热化学转化与资源化利用技术，系统阐述了多种热转化技术（如水热处理、湿式氧化、热解等）在实现固废脱毒、减量与资源回收中的关键作用。深入探讨了各类污泥与釜残的产排特性、污染物迁移转化规律，并介绍了催化脱氯、重金属固化、功能材料制备等前沿技术的机理与应用。通过工程示范案例，展示了热化学技术在实际处理中的可行性与效益，为工业固废的无害化与高值化利用提供了系统解决方案。

2019年 中国发明创业奖 人物奖2018年 中国产学研合作创新奖 个人奖2017年 科学中国人2016年度人物 人物奖2015年 中国石油和化学工业联合会科学技术奖科技进步奖 二等奖 低品位资源的可控热化学转化

目录
丛书序一
丛书序二
丛书前言
前言
第1章 工业污泥及精馏釜残概况 1
1.1 产排特性及特征污染物 1
1.1.1 造纸污泥的产排特性 1
1.1.2 制药污泥的产排特性 2
1.1.3 制革污泥的产排特性 3
1.1.4 精馏釜残的产排特性 4
1.2 工业污泥热化学安全转化共性技术科学基础 5
1.2.1 污泥水热液化资源化利用 5
1.2.2 污泥水热炭化资源化利用 11
1.2.3 污泥热解特性理论分析 12
1.2.4 污泥脱水共性技术 16
1.2.5 活性好氧污泥中有机质含量测定的快速检测方法 19
1.2.6 一种测定好氧活性污泥表观产率系数的方法 24
第2章 造纸污泥安全脱毒与资源化利用关键技术及示范 30
2.1 造纸污泥脱毒及减量技术机理研究 30
2.1.1 造纸污泥催化脱氯机理研究 30
2.1.2 包裹处理-回用减量技术 31
2.1.3 造纸污泥AOX高效移除技术 31
2.2 特征污染物AOX脱除基础研究 33
2.2.1 碱催化湿法氧化造纸污泥AOX脱毒与纳米纤维素晶体的制备 33
2.2.2 Co基催化剂催化AOX模型化合物4-氯-愈创木酚的光降解 35
2.2.3 FeNi/CMC-NFC催化剂对可吸附氯的水热脱毒机理研究 38
2.2.4 羧甲基壳聚糖负载Fe/Pd纳米催化剂的制备及其对2,4-二氯苯酚脱氯还原的研究 38
2.2.5 磷酸化壳聚糖负载Fe/Pd纳米催化剂的制备及其对2,4-二氯苯酚脱氯还原的研究 45
2.2.6 Fe/C基纳米催化剂的制备及其光解2,4-二氯苯酚研究 48
2.2.7 造纸污泥基生物炭的制备及其用于含铬废水处理及氢化糠醛 61
2.2.8 造纸污泥中典型污染物苯酚乳化物的水热转化 69
2.2.9 造纸污泥水热炭化制备吸附材料及其对磷吸附过程机理的研究 72
第3章 制药污泥热水解-湿式氧化耦合处理与资源化利用关键技术及示范 76
3.1 制药污泥热水解-湿式氧化耦合处理与资源化利用关键技术研究 77
3.1.1 制药污泥热水解处理实验研究 77
3.1.2 制药污泥湿式氧化处理实验研究 81
3.1.3 制药污泥湿式氧化处理催化剂研究 88
3.1.4 典型污染物湿式氧化降解实验研究 98
3.1.5 氧气内循环自吸式湿式氧化反应器研制 106
3.1.6 热水解-湿式氧化耦合处理技术研发 111
3.2 制药污泥热水解-湿式氧化耦合处理与资源化工程示范 114
3.2.1 工程示范装置的搭建和调试 114
3.2.2 工程示范装置的运行效果 115
3.2.3 氧化液作为有机碳源资源化利用的效果 118
3.2.4 污泥残渣作为陶粒辅料资源化利用的效果 121
3.2.5 技术效益分析 121
第4章 制革污泥资源化与毒害组分安全转化关键技术及示范 123
4.1 制革污泥减量化研究 123
4.1.1 制革污泥减量化实验方案设计 123
4.1.2 制革污泥减量化实验结果分析 124
4.2 制革污泥资源化利用技术 130
4.2.1 制革污泥蛋白质的提取及其性能研究 130
4.2.2 制革污泥蛋白质基阻燃剂的合成及其阻燃整理棉织物 136
4.2.3 蛋白质基阻燃棉织物涂层性能 137
4.2.4 蛋白质基阻燃剂FR-P对棉织物阻燃整理 144
4.2.5 制革污泥上清液厌氧发酵产酸研究 147
4.2.6 制革污泥生物炭的制备及其应用 153
4.3 制革污泥中的重金属铬的固化 164
4.3.1 ZnO与TiO？协同安全固化制革污泥中的重金属铬 164
4.3.2 CaO氧化Cr？O？的机制研究 174
4.3.3 MgO与黏土的引入及资源化利用 178
第5章 工业酚基精馏釜残资源化与无害化及工程示范 184
5.1 酚基金残成分分析 186
5.1.1 煤化工酚基金残深拔轻组分分析 186
5.1.2 煤化工酚基金残深拔重组分分析 188
5.1.3 煤化工酚基金残灰分分析 191
5.1.4 酚基金残资源化利用的意义 193
5.2 长支链烷基酚精馏釜残资源化转化与示范 194
5.2.1 烷基酚釜残改性道路沥青青配比优化 195
5.2.2 烷基酚釜残改性道路沥青结构表征分析 196
5.2.3 烷基酚釜残改性道路沥青资源化利用机理分析 197
5.2.4 本节小结 199
5.3 煤化工短侧链酚基金残轻质混合酚制备镁碳砖专用酚醛树脂 200
5.3.1 釜残基酚醛树脂合成 201
5.3.2 混合酚酚醛树脂酸碱催化路线选择与模拟 209
5.3.3 模拟混合酚制备酚醛树脂工艺优化 211
5.3.4 本节小结 216
5.4 深拔轻质混合酚酚醛树脂合成、改性以及釜残基镁碳砖的制备 217
5.4.1 深拔轻质混合酚酚醛树脂合成与工艺优化 217
5.4.2 深拔轻质混合酚基树脂的热稳定改性 219
5.4.3 深拔轻质混合酚制备镁碳砖用树脂的普适性和放大工艺 224
5.4.4 本节小结 228
5.5 煤基活性炭黏结剂/多孔新型碳材料制备及其对有机污染物的吸附性能探究 229
5.5.1 酚基金残重组分制备煤基活性炭黏结剂 229
5.5.2 活性炭对有机污染物的吸附性能探究 237
5.5.3 本节小结 244
第6章 共性技术凝练及污泥/釜残资源化利用与安全转化经济性评价 245
6.1 共性技术凝练与集成 245
6.1.1 水热技术在工业污泥的减量化和无害化中的应用 245
6.1.2 其他手段对水热技术的强化与协同 245
6.1.3 工业污泥的水热-发酵耦合处理技术 247
6.1.4 污泥/釜残的高温热转化共性技术 248
6.1.5 污泥/釜残热转化过程的热能循环回用技术 249
6.1.6 污泥/釜残热转化制备功能碳材料技术 249
6.1.7 模块化、智能型、集成式核心关键装备技术 251
6.2 污泥/釜残无害化资源化的技术经济性分析与生命周期评价 253
6.2.1 造纸污泥AOX洗脱与高温堆肥经济性分析 253
6.2.2 造纸污泥包裹预处理-回用技术经济性分析 256
6.2.3 制药污泥湿式氧化法处理经济性分析 257
6.2.4 酚基精馏釜残资源化利用经济性分析 258
6.2.5 制革污泥资源化利用与铬100%安全转化经济性评价 264
6.2.6 污泥/釜残无害化和资源化的生命周期评价 265
6.3 污泥/釜残无害化资源化技术的商业化推广模式 270
6.3.1 商业化模式分析与创新模式构建 270
6.3.2 基于四种工业固废提出几种具体的商业化推广创新模式 270
参考文献 275