《生活垃圾焚燒過程中UP-POPs的生成機制與控制技術原理》是依託清華大學，由余剛擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：生活垃圾焚燒過程中UP-POPs的生成機制與控制技術原理
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：余剛
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
生活垃圾焚燒產生的非故意產生類持久性有機污染物（UP-POPs）嚴重污染環境，危害人類健康，其中二惡英得到了廣泛研究，但產生的六氯苯（HCB）和多氯聯苯（PCBs）研究不多。本項目利用實驗室模擬和現場研究相結合的方法，系統研究中國典型生活垃圾焚燒過程中UP-POPs特別是HCB和PCBs的生成規律和主要影響因素，並探究生成和排放機制；比較傳統和改進焚燒過程中HCB和PCBs與二惡英的相互轉化規律及歸宿，得出在垃圾焚燒中同時抑制UP-POPs產生的方法和調控原理；研究吸附、選擇性催化還原、吸附催化氧化聯用等能有效去除UP-POPs的技術，研究新型高效吸附催化材料的製備方法和對UP-POPs的去除分解性能，建立評價HCB和PCBs技術有效性的方法。本研究預期將闡明生活垃圾焚燒中UP-POPs的生成機制，為UP-POPs污染控制提供技術支撐，對我國履行POPs公約和深層次的減排工作具有重要意義。
結題摘要
在項目資助下，本課題組完成了“焚燒煙氣中UP-POPs排放特徵”、“焚燒過程中UP-POPs生成機制”和“煙氣中UP-POPs綜合控制技術”的研究任務，通過“煙氣中UP-POPs催化分解中試研究”探索“抑制UP-POPs生成技術”和“焚燒過程綜合控制技術原理”。研究工作取得的主要成果如下： （1）對五個典型生活垃圾焚燒廠、一個鐵礦燒結廠的煙氣和飛灰中的UP-POPs進行採樣分析，獲得國內垃圾焚燒行業和鐵礦燒結行業UP-POPs排放水平及排放特徵。 （2）通過監測不同組分垃圾焚燒過程中DL-PCBs生成量研究UP-POPs生成機制，結果表明DL-PCBs生成量與垃圾組分中塑膠含量和垃圾含水率呈正相關。 （3）實驗室小試研究證明商品VWTi催化劑對UP-POPs具有良好的催化降解效果。以HCBz為目標物的研究表明去除效率與催化劑組分和操作參數相關；通過動力學研究求取催化反應的活化能及反應級數，並揭示了VWTi催化劑的晶格氧氧化機理；通過中間產物分析進一步解釋了HCBz在VWTi表面的反應路徑。以PeCBz和UP-POPs混合物為目標物的研究了NOx、SO2、H2O等煙氣中共污染物對去除效率的影響，並報導了UP-POPs揮發性、氯取代結構與去除效率之間的關係。 （4）利用水熱法合成α-MnO2、β-MnO2、γ-MnO2和δ-MnO2四種八面體分子篩（OMS）。利用OMS催化氧化HCBz，四種形態OMS活性均高於商品VWTi催化劑。 OMS活性與表面對HCBz的親和性和表面反應速率有關，其中表面親和性由孔道結構、晶格氧電負性決定，而表面反應速率與氧化還原性有關。進一步研究表明δ-MnO2對PeCBz和PCBs同樣有較高的去除效果，是具有前景的UP-POPs催化氧化劑。 （5）通過現場中試研究建立了一套中試規模的催化降解反應器，考察蜂窩型和濾袋型VWTi催化劑對燒結煙氣中UP-POPs的實際降解效果。結果表明UP-POPs去除效率與催化劑VOx含量和溫度呈正相關。兩種構型催化劑均能在180-220°C達到80-99%的UP-POPs去除率。 （6）完成預期指標，在SCI收錄刊物發表論文20篇，在核心期刊刊物發表論文1篇，發表國內國際會議論文14篇，申請專利3項，編寫專著1部。
