污泥與秸稈摻燒過程及污泥灰中重金屬含量分析

郭 帥，于士祥，車德勇，劉洪鵬，孫佰仲

（東北電力大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，吉林 132012）

0 引 言

隨著中國城市的快速發(fā)展，污水處理量逐年增加，污泥作為污水處理的主要附產(chǎn)物，其產(chǎn)量也逐年劇增，威脅著人類賴以生存的環(huán)境。據(jù)中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心統(tǒng)計及預(yù)測，2019年中國污泥產(chǎn)生量為6 325萬t，未來五年（2019～2023）年均復(fù)合增長率約為11.49%，預(yù)計到2023年中國污泥產(chǎn)生量將達(dá)到9 772萬t，泥中除了含有有機(jī)組分外，還含有大量的細(xì)菌、病毒及鋁、鋅、銅、汞、砷等重金屬，這都會對人類的生存環(huán)境造成嚴(yán)重污染[1-2]。

目前填埋、堆肥、自然干化、焚燒等是中國污泥處理的主要方式。其中，填埋占比明顯高于其他處理方式[3]。焚燒法具有減量化顯著、除臭、消除有機(jī)危害、處理量大、處理速度快等特點(diǎn)，是處理污泥的良好選擇[4-5]。但污泥焚燒也存在著一定的問題，首先是污泥含水量和灰分含量較高，其單獨(dú)燃燒的發(fā)熱量低，故通常與其他燃料摻燒[6]。其次是污泥焚燒時其所含有的重金屬絡(luò)合物極難分解[7-8]，處理不當(dāng)會造成環(huán)境的二次污染[9-10]。

鑒于以上問題，一些學(xué)者對污泥與其他燃料摻燒進(jìn)行了研究。寧尋安等[11]采用熱重分析法對印染污泥、木屑及其混合物的燃燒特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：隨著木屑摻混比例的增加，綜合燃燒特性指數(shù)和可燃性指數(shù)有所上升。Zhao等[12]在流化床中用污泥分別與麥稈、棉稈摻燒，對其重金屬遷移特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：采用污泥與生物質(zhì)摻燒，特別是在摻混比為50%時可以有效降低飛灰中Zn和As的浸出毒性，并且生物質(zhì)中Ca和Fe等礦物的存在會捕獲As2O3(g)，形成砷酸鹽，減少As的排放。Wang等[13]提出了一種基于染色污泥與稻殼摻燒的原位鈍化技術(shù)，以抑制重金屬向煙氣中遷移。結(jié)果表明：各組分之間的相互作用會抑制摻燒過程中重金屬的浸出，尤其是在稻殼摻混比例較高時效果更顯著。賈紅娟等[14]借助鼓泡流化床考察了城市污泥摻燒麥稈、棉稈過程中重金屬的含量和形態(tài)分布特性。結(jié)果表明：污泥摻燒麥稈、棉稈都會使Cd、As的揮發(fā)性降低；污泥摻燒棉稈會使Zn的揮發(fā)性降低，而摻燒麥稈對Zn的揮發(fā)性影響不大。

綜上所述，從提高產(chǎn)熱量及抑制重金屬排放兩方面考慮，污泥與生物質(zhì)摻燒無疑是一個很好的選擇。但是在重金屬方面，玉米秸稈與污泥摻燒的相關(guān)研究較少，所關(guān)注的重金屬種類也不全面。因此，本研究將在管式爐中對玉米秸稈與污泥進(jìn)行摻燒，考察不同溫度及秸稈摻混比對灰中重金屬（Zn、Mn、Pb、Sb、As、Ni、Cr、Cu）含量的影響，并基于試驗數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果預(yù)測混燒灰中重金屬含量，從而對混燒灰在填埋中對土壤的重金屬污染風(fēng)險進(jìn)行有效評估。

1 試驗部分

1.1 試驗樣品

選用的試驗樣品為市政污泥與玉米秸稈。污泥取自吉林省吉林市雙嘉環(huán)保公司。兩種試驗樣品經(jīng)風(fēng)干（3 d），破碎及篩分（0.074 mm）處理，得到粒徑小于74μm的樣品備用。試驗前，將樣品放置于105 ℃恒溫干燥箱中干燥24 h至恒定質(zhì)量。表1給出了污泥與玉米秸稈的工業(yè)分析及元素分析測試結(jié)果。其中，工業(yè)分析是依據(jù)GB/T 28731—2012 《固體生物質(zhì)燃料工業(yè)分析方法》進(jìn)行的。

表1 試驗樣品工業(yè)分析及元素分析Table 1 Proximate and ultimate analysis of industry samples

1.2 燃燒試驗

采用水平管式爐進(jìn)行污泥與秸稈的摻燒試驗以制備灰樣。試驗臺主要由配氣系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)以及氣體檢測系統(tǒng)3部分組成，試驗裝置如圖1所示。先前研究結(jié)果表明當(dāng)秸稈摻混比為40%時，二者的相互作用最顯著[15]。為了探究污泥與秸稈間的交互作用對灰中重金屬含量的影響，本次試驗樣品選用純污泥、純秸稈及污泥與秸稈按6∶4的混合物進(jìn)行試驗，樣品總質(zhì)量為（1±0.001） g。反應(yīng)氣氛為模擬空氣（N2/O2=8∶2），氣體流量由質(zhì)量流量計精確控制，總氣體流量為2 L/min以保證各樣品達(dá)到充分燃燒。本試驗為恒溫燃燒，管式爐反應(yīng)區(qū)溫度定為350、450、550、650 ℃，有關(guān)最高反應(yīng)溫度的選擇主要是考慮先前研究[15]中不同摻混比例時污泥與秸稈混燒反應(yīng)的失重曲線在650 ℃以上已沒有顯著變化，進(jìn)而推測燃燒反應(yīng)此時已近乎于結(jié)束。本試驗共12個工況，每個工況進(jìn)行了3次平行試驗，采集灰樣，用于后續(xù)檢測。

1.3 灰分測試方法

收集管式爐燃燒后產(chǎn)生的灰分，稱取0.1 g，利用微波消解儀（MARS6 Classic，CEM公司，美國）通過5 mL HNO3+2mL HF +1 mL HCl對灰樣進(jìn)行微波消解。采用美國Thermo Elemental公司IRIS INTREPID II XSP型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer，ICP-AES）測量消解液中8種主要重金屬含量，其測試波長范圍為165～1 050 nm，波長分辨率0.005 nm；控制頻率27.12 MHz，輸出功率為750～1 500 W，以上兩個參數(shù)的穩(wěn)定性分別為0.004%及0.01%。

利用X射線衍射儀（X-Ray Diffractometer，XRD）對不同工況下的燃燒灰的物相組成進(jìn)行測試。其型號為日本Rigaku公司生產(chǎn)的MinFlex600，工作電壓40 kV，工作電流150 mA，X射線波長1.540 6 A，選用步進(jìn)掃描模式，掃描速率為0.02°/s，掃描衍射角為15°～75°。試驗數(shù)據(jù)采用jade5.0軟件進(jìn)行分析，半定量分析通過Quantitative Analysis模塊進(jìn)行計算，以各物質(zhì)代表的峰值面積占總面積的百分比來確定各物質(zhì)的相對含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 污泥與秸稈摻燒中重金屬釋放特性分析

不同燃燒溫度及摻混比條件下污泥與秸稈摻燒灰中8種重金屬（Zn、Mn、Pb、Sb、As、Ni、Cr、Cu）含量如表2所示。

表2 不同工況下污泥與秸稈燃燒灰中重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 2 The content of heavy metals within co-combustion ash under different conditions /(mg·kg-1)

由此可知，灰中Zn、Pb、Sb的變化趨勢相似，其含量都隨著秸稈摻混比的增加而減少，350 ℃時純秸稈與純污泥的對比最顯著，3種重金屬含量的減少率可高達(dá)93%、90%及82%，這可能與兩種燃料中Cl含量有關(guān)。Lu等[16]的研究發(fā)現(xiàn)污泥中Cl是以無機(jī)及有機(jī)Cl混合的形式存在，而秸稈中Cl主要以無機(jī)態(tài)存在，并且秸稈中Cl含量遠(yuǎn)大于污泥。因此添加玉米秸稈后，混合物中Cl含量增大，從而生成重金屬氯化物，促進(jìn)了Zn、Pb、Sb的揮發(fā)，使其在灰中的含量有所降低。

由表2還可以看出，不同條件下?lián)綗抑蠱n和Cr含量的變化趨勢相同，在350～550 ℃摻燒時灰中Mn、Cr含量比污泥或秸稈單獨(dú)燃燒時含量高，350 ℃混燒灰中這兩種重金屬的含量分別比純秸稈灰高了20%及37%，這表明它們在摻燒時會產(chǎn)生相互作用，具體反應(yīng)過程會在下文2.2節(jié)進(jìn)行討論。在650 ℃秸稈單獨(dú)燃燒時，灰中Mn、Cr含量大幅增加，主要是由于含SiO2或Al2O3等礦物的存在會與重金屬反應(yīng)形成穩(wěn)定的重金屬鹽，抑制重金屬的揮發(fā)[17-19]，而高溫則會促進(jìn)此類反應(yīng)的進(jìn)行。

而對于Ni、Cu，在350～550 ℃摻燒下污泥與秸稈之間的相互作用也較為明顯，但變化趨勢與Mn、Cr相反，尤以純秸稈在450 ℃及550 ℃時較突出，450 ℃摻燒灰中Ni、Cu含量分別比純秸稈灰中含量低了30%及50%，而550 ℃時混燒灰中Cu的減少率較純秸稈灰相比更是高達(dá)54%。具體反應(yīng)過程也將在下文2.2節(jié)進(jìn)行研究。此外，存在一個特殊情況，即650 ℃秸稈單獨(dú)燃燒時Ni、Cu含量大量減少，這可能與秸稈中Cl含量較多，會與Ni、Cu反應(yīng)生成重金屬氯化物，促進(jìn)其揮發(fā)，而高溫同樣有助于此反應(yīng)的進(jìn)行。

總的來說，除了Ni、Cu的特殊工況外，隨著溫度升高，Zn、Pb、Sb、Mn、Cr、Ni、Cu含量均增加，說明高溫有利于重金屬在灰中的保留。Wang等[20]通過研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)氯化物在低溫時會使重金屬氯化，而以NaCl為代表的無機(jī)氯化物則會在高溫下導(dǎo)致重金屬氯化。而本實(shí)驗溫度較低，燃料中Cl主要是以無機(jī)Cl的形式存在，所以Cl對重金屬的影響較小，主要是無機(jī)化合物對重金屬的影響，如反應(yīng)（1）[21]所示。隨著溫度升高，無機(jī)化合物對重金屬的捕獲能力增強(qiáng)，導(dǎo)致灰中重金屬含量升高。

式中Me為Zn、Pb、Sb、Mn、Cr、Ni、Cu、As ，X為Al, Ca, Fe, Si, P等。

與其他7種重金屬變化趨勢不同，灰中As含量的變化最復(fù)雜。在污泥單獨(dú)燃燒時，隨著溫度升高，灰中As含量先上升后下降，450 ℃時達(dá)到最高。這說明450 ℃時As最容易被捕集在灰中。Chen等[22]和Zhao等[23]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在450 ℃時無機(jī)化合物（如CaO）對氣態(tài)砷化合物的捕集能力更強(qiáng)，這與本文的研究結(jié)論相一致，相關(guān)反應(yīng)如式（2）[24]所示。

2.2 污泥與秸稈摻燒灰中物相組成分析

2.2.1 不同燃燒溫度下污泥灰中物相組成

在350～650 ℃的溫度范圍內(nèi)，污泥灰分中物質(zhì)組成如圖2所示，燃燒灰主要由以下5種物質(zhì)組成：SiO2、NaAlSi3O8、KAlSi3O8、CaAl2Si2O8、Al2SiO5。表3為污泥灰分中主要組成物質(zhì)的相對含量百分比。在350～650 ℃，NaAlSi3O8、CaAl2Si2O8等硅鋁酸鹽組分可能會逐漸分解，并以SiO2的形式存在于污泥灰中，所以SiO2含量隨著溫度的升高而逐漸增加。在污泥單獨(dú)燃燒時，隨著反應(yīng)溫度的上升，灰中重金屬Zn、Pb、Sb、Mn、Cr、Ni、Cu含量增加主要是由于SiO2與重金屬發(fā)生反應(yīng)（1）所致[21]。

表3 各溫度下污泥灰分中主要物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 3 Content of main substance in sludge combustion ash at different temperature %

2.2.2 不同燃燒溫度下秸稈灰中礦物組成

秸稈灰分中物相組成如圖3所示。由此可知，秸稈在不同溫度下的灰分主要由以下4種物質(zhì)組成：SiO2、KCl、Fe3O4、CaSiO3。

表4 為秸稈灰分中主要組成物質(zhì)的含量百分比。由此可知，隨著燃燒溫度的增加，F(xiàn)e3O4和CaSiO3的含量變化不大，KCl含量從45.4%降低至26.5%。Simone C等[25]的研究發(fā)現(xiàn)KCl可以與生物質(zhì)有機(jī)組分中的官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)從而釋放HCl，如反應(yīng)式（3）所示，因此隨著溫度的升高灰中KCl含量有所降低。上述反應(yīng)釋放出的HCl可能會與重金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)生成氯化物促進(jìn)重金屬揮發(fā)，其反應(yīng)如式（4）[21]所示，并且從表4中可以發(fā)現(xiàn)在550～650 ℃秸稈灰中KCl大量下降，這也解釋了在650 ℃秸稈單獨(dú)燃燒下Ni、Cu含量大量減少的原因。這與Yu等人[26]的研究結(jié)果一致，他們發(fā)現(xiàn)隨著氯化物添加量的增加，Cu、Ni的揮發(fā)量顯著增加，并且較高的溫度會形成重金屬氯化物，導(dǎo)致重金屬揮發(fā)率增加。

表4 各溫度下秸稈灰分中主要物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 4 Content of main substance in straw combustion ash at different temperature %

隨著反應(yīng)溫度的升高M(jìn)n、Cr含量有所增加，可能是由于Ni、Cu與Mn、Cr對HCl反應(yīng)形成競爭關(guān)系，更多的HCl與Ni、Cu反應(yīng)，剩下少量的HCl對Mn、Cr的影響不大，此時更多的是無機(jī)礦物對Mn、Cr的影響。從表 4中還可以看出SiO2含量在550～650 ℃中大幅增加，這會促使重金屬M(fèi)n、Cr保留在灰中，如式（1）[21]所示。

2.2.3 不同燃燒溫度下?lián)綗抑械V物組成

接下來，探究污泥與秸稈混燒中的相互作用對灰中重金屬含量的影響。圖4為摻燒灰中物相組成，表5為各物質(zhì)的含量百分比。

表5 各溫度下?lián)綗抑兄饕镔|(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 5 Content of main substance in sludge and stover co-combustion ash at different temperature %

由此可知，與單獨(dú)燃燒相比，二者摻燒灰中所形成的化合物種類更多，反應(yīng)過程可能更為復(fù)雜。與污泥單獨(dú)燃燒相比，摻燒灰中NaAlSi3O8、KAlSi3O8、CaAl2Si2O8、Al2SiO5含量減少，而SiO2含量增多，這可能是由于摻燒促進(jìn)了污泥灰中硅鋁酸鹽分解生成了SiO2，650 ℃時其含量最高可達(dá)76.4%；與玉米秸稈單獨(dú)燃燒相比，摻燒灰中CaSiO3含量減少，SiO2含量增多，這可能是由于添加污泥促進(jìn)CaSiO3分解成SiO2與CaO，導(dǎo)致SiO2含量增多，并且在摻燒灰中沒有發(fā)現(xiàn)KCl，表明灰中KCl可能完全轉(zhuǎn)化為了HCl。

通過上述結(jié)果可以解釋2.1節(jié)中的一些現(xiàn)象，并驗證相關(guān)推論。具體來說，在350～550 ℃摻燒灰中Mn、Cr含量比污泥、秸稈單獨(dú)燃燒時多，主要是由于摻燒灰中含量較高的SiO2對煙氣中Mn、Cr的捕獲。而Ni、Cu趨勢與Mn、Cr相反，主要是因為摻燒會促進(jìn)KCl轉(zhuǎn)化為HCl，如式（3）所示，從而增大了Ni、Cu的揮發(fā)量，使其在灰中的含量降低。此外，在650 ℃摻燒時發(fā)現(xiàn)灰中As含量比污泥、秸稈單獨(dú)燃燒時多，這主要與SiO2以及CaO含量有關(guān)。從表5中可以明顯看出在650℃摻燒灰中SiO2含量遠(yuǎn)大于污泥、秸稈單獨(dú)燃燒時的含量，并且CaSiO3可能分解為CaO，從而對As起到化學(xué)吸附作用，使其保留在灰中。SiO2與As2O3的反應(yīng)如式（1）[21]所示，CaO與As2O3的反應(yīng)如式（5）[22]所示。

2.3 燃燒反應(yīng)條件與灰中重金屬含量間的關(guān)系

2.3.1 反應(yīng)條件與重金屬含量間關(guān)系式的建立

以上研究表明，影響污泥與秸稈混燒灰中重金屬含量的主要因素是溫度和玉米秸稈摻混比。為預(yù)測摻燒灰中重金屬含量，基于現(xiàn)有試驗結(jié)果采用非線性曲面模型建立了燃燒灰中重金屬含量與燃燒溫度、秸稈摻混比之間的關(guān)系。首先，隨機(jī)選取Mn、Zn及Pb為代表并利用6種不同函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，如表6所示。表中，z為相應(yīng)的重金屬含量，x為溫度，y代表秸稈摻混比，其余參數(shù)z0、a、b、c、d、f皆為常數(shù)。接下來，從中選取最優(yōu)函數(shù)并用于其他重金屬的數(shù)據(jù)擬合。最后，綜合考慮所有種類重金屬的擬合效果確定最佳函數(shù)。

表6 中相關(guān)系數(shù)R2較低時，說明擬合結(jié)果不可靠，可能是擬合函數(shù)與數(shù)據(jù)不符合。通過對比發(fā)現(xiàn)，在Mn的擬合中，表中函數(shù)5的相關(guān)系數(shù)最高為0.86；在Zn的擬合中，雖然表中函數(shù)2的相關(guān)系數(shù)最高，但在Pb的擬合中相關(guān)系數(shù)為負(fù)數(shù)，故排除，排除后函數(shù)5中Zn的相關(guān)系數(shù)最高；在Pb的擬合中，函數(shù)6的相關(guān)系數(shù)最高，但是Mn的相關(guān)系數(shù)僅為0.71，故排除函數(shù)6，排除后函數(shù)5中Pb的相關(guān)系數(shù)最高。綜合考慮不同種類重金屬的擬合結(jié)果，表6中函數(shù)5為最佳。利用函數(shù)5對8種重金屬的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，結(jié)果如表7所示。

表6 不同擬合公式及相關(guān)系數(shù)Table 6 Different fitting formulas and correlation coefficients

表7 擬合公式中常數(shù)項及其相關(guān)系數(shù)Table 7 The constant term and its correlation coefficient in the fitting formula

這里需要指出，通過表6中函數(shù)5對不同燃燒條件下灰中所有種類重金屬含量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合中發(fā)現(xiàn)重金屬Ni、Cr、Cu擬合出的相關(guān)系數(shù)較低，經(jīng)過排查發(fā)現(xiàn)這是由于在650 ℃秸稈單獨(dú)燃燒時，灰中Ni、Cr、Cu重金屬含量測試與擬合值偏差較大所致。故而針對這3種重金屬，擬合時去掉了純秸稈在650 ℃燃燒工況所得的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)相關(guān)系數(shù)有較大提高，擬合程度明顯加強(qiáng)。其相關(guān)系數(shù)如表7所示，擬合結(jié)果如圖5所示。有關(guān)純秸稈在650 ℃燃燒工況時灰中Ni、Cr、Cu含量的實(shí)測值與計算值偏差較大的具體原因還有待進(jìn)一步研究。

2.3.2 擬合關(guān)系式可靠性的驗證

由上文可知，在本文的試驗條件下，混燒灰中重金屬含量與反應(yīng)條件間遵循Poly2D（函數(shù)5）的規(guī)律。為了驗證所建立擬合關(guān)系式的可靠性，選取400 ℃和600 ℃兩個特征溫度，在秸稈摻混比為20%的條件下進(jìn)行污泥與秸稈的摻燒試驗，每組工況進(jìn)行3次平行試驗，對收集到的混燒灰進(jìn)行重金屬含量的測量，所測試重金屬種類選取為GB 4284—2018《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》中給出限值的5種典型重金屬（As、Cr、Ni、Cu、Zn），以方便下文的預(yù)測。取試驗結(jié)果的平均值與理論計算結(jié)果作對比，以判斷所擬合出函數(shù)式的準(zhǔn)確性，結(jié)果如下表8所示。由此可知，在不同的試驗條件下，混燒灰中Cr和Zn的預(yù)測結(jié)果較準(zhǔn)確，而Cu存在一定的偏差，誤差可以控制在15%以內(nèi)，說明該模型具有一定的可靠性，但仍存在改進(jìn)的地方，有關(guān)模型的優(yōu)化工作將在后續(xù)的研究中進(jìn)行。

表8 混燒灰中重金屬含量測試值與理論計算值的結(jié)果對比Table 8 Comparison of experimental and calculated values of heavy metals within co-combustion ash (mg·kg-1)

2.3.3 模型預(yù)測結(jié)果的應(yīng)用

污泥燃燒產(chǎn)生的灰分中含有高含量的磷元素，可作為肥料施于農(nóng)田，但由于灰中重金屬含量較高，會限制其使用[27]。根據(jù)GB 4284—2018《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》，污泥產(chǎn)物農(nóng)用時根據(jù)其污染物的濃度將其分為A級和B級，允許使用A級污泥產(chǎn)物的農(nóng)用地類型為耕地、園地、牧草地；允許使用B級污泥產(chǎn)物的農(nóng)業(yè)地類型為園地、牧草地、不種植使用農(nóng)作物的耕地，其污染物濃度限值應(yīng)滿足表9的要求。

采用上文擬合得到的關(guān)系式可以計算出不同工況下燃燒灰中重金屬含量，與國家限值對比后判斷重金屬是否超標(biāo)。例如在500 ℃，秸稈摻混比為30%的工況下，以重金屬As為例，由函數(shù)5（Poly2D）計算的濃度為40.15 mg/kg，通過與表9對比，灰中As含量符合B級污泥產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)，但不符合A級污泥產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)。因此，此工況下?lián)綗也荒軌蛱盥竦椒N植農(nóng)作物的耕地中，但是否可以填埋到園地、牧草地內(nèi)，需進(jìn)一步對其他重金屬含量進(jìn)行計算，與國家限值對比后才能做出判斷。

表9 污泥產(chǎn)物的污染物濃度限值Table 9 Contaminant limits for sludge products pollutant (mg·kg-1)

3 結(jié) 論

1）在試驗工況下，除Cu、Ni、As外，灰中其余重金屬含量均隨著溫度的升高而增加。Cu、Ni不同之處表現(xiàn)在650℃純秸稈燃燒時，二者灰中含量都急劇降低。而As含量變化趨勢較為復(fù)雜，在污泥單獨(dú)燃燒時，隨著溫度上升，灰中As含量先上升后下降，450 ℃時含量最高為49.68 mg/kg。

2）在試驗工況下，燃燒灰中Zn、Pb、Sb的變化趨勢相似，其含量都隨著秸稈摻混比的增加而減少，350 ℃純秸稈與純污泥的燃燒灰相比Zn、Pb、Sb的含量分別降低了93%、90%及82%；在350～550 ℃摻燒時灰中Mn、Cr含量比污泥、秸稈單獨(dú)燃燒時多，350 ℃混燒灰中Mn、Cr的含量分別比純秸稈灰高出了20%及37%；而Ni、Cu趨勢與Mn、Cr相反，450 ℃摻燒灰中這兩種重金屬的含量分別比純秸稈灰中含量低了30%及50%，表明了污泥與秸稈在燃燒時產(chǎn)生了相互作用。

3）秸稈灰中含有較多的KCl，在350 ℃秸稈灰中的含量可達(dá)45.4%，其通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為HCl，而后與重金屬發(fā)生反應(yīng)形成氯化物，促進(jìn)Zn、Pb、Sb的揮發(fā)。由此可見，添加秸稈有助于降低污泥灰中Zn、Pb、Sb含量。而摻燒灰中未發(fā)現(xiàn)KCl，這表明摻燒有助于KCl的完全轉(zhuǎn)化，對Cu、Ni影響較大，促進(jìn)其揮發(fā)；同時發(fā)現(xiàn)摻燒也有助于硅酸鹽的分解，生成大量SiO2，在650℃摻燒灰中可高達(dá)76.4%，從而促進(jìn)了Mn、Cr在灰中的保留。

4）在本文試驗中除個別工況外，混燒灰中重金屬含量與反應(yīng)條件間遵循Poly2D函數(shù)規(guī)律，模型驗證結(jié)果表明預(yù)測值與測試值的誤差在15%以內(nèi)?？衫迷摲椒▽鞜抑兄亟饘俸窟M(jìn)行預(yù)測，從而評價混燒灰填埋時對土壤造成重金屬污染的風(fēng)險。